Anti-Obesity Effects of Fermented Soybean Oils in 3T3-L1 Pre-Adipocytes and High Fat Diet-Fed C57BL/6J Mice

발효콩 유지의 3T3-L1 지방전구세포와 고지방식이를 급여한 C57BL/6J 생쥐에 대한 항비만 효과

This study investigated the manufacturing of fermented soybean oil using a fermenting strain commonly processed for soybeans [Bacillus amyloliquefaciens (BA), Bacillus subtilis (BS), Lactobacillus acidophilus (LBA), and B. subtilis+L. acidophilus (BLO)] and evaluated its anti-obesity activities. Cytotoxicity of four kinds of fermented soybean oils was not observed in 3T3-L1 preadipocytes at 10 and $50{\mu}g/mL$. Triglyceride content was reduced by 20.6% in the BLO group at a treatment concentration of $50{\mu}g/mL$. The simultaneous treatment of fermented soybean oil and differentiation induction medium decreased $PPAR{\gamma}$ and $C/EBP{\alpha}$ gene expression at a concentration of $50{\mu}g/mL$ and blocked adipocyte differentiation by increasing adiponectin gene expression. The inhibitory effect of adipocyte differentiation was greatest in the BLO group. C57BL/6J mice were examined for 4 weeks after being separated into seven groups [normal diet group (N), high fat diet group (C), group fed high fat diet combined with regular soybean oil (SO), group fed non-fermented soybean oil (NF), and groups fed high fat diet combined with 5% fermented soybean oil (BA, BS, LBA, and BLO)] to identify the effects of soybean oil on body weight, serum lipid, adiponectin, insulin, and leptin levels in mice with high fat diet-induced obesity. The body weight and serum lipid level of the C group increased drastically compared to those of the N group. In contrast, the group fed a diet combined with fermented soybean oil showed decreases in weight, serum total cholesterol, LDL-cholesterol, and triglyceride levels compared to those of the C group. Moreover, soybean oil was found to be effective in the BLO group. In conclusion, fermented soybean oil has positive effects in prohibiting adipocyte differentiation increased by high fat diet and improving serum lipid composition. Therefore, fermented soybean oil can be used as a functional food material with anti-obesity activity.

본 연구에서는 발효콩 유지가 비만 억제 및 예방, 3T3-L1 지방전구세포의 성장 및 분화 억제 효과를 관찰하기 위해 실험을 실시하였다. 3T3-L1 지방전구세포에 발효콩 유지를 처리하여 세포생존율을 측정한 결과, NF군 $100{\mu}g/mL$에서 3T3-L1 지방전구세포의 생존율을 유의적으로 감소시켜 세포독성이 나타났다. 분화를 유도한 다음 세포 내 triglyceride 함량을 측정한 결과, 비발효콩 유지(NF) 처리군보다 발효콩 유지처리군에서 triglyceride 함량 저해 효과가 높게 나타났으며, 특히 BS, LBA, BLO군 순으로 높게 나타났다. 또한, BS군, LBA군, BLO군 순으로 지방세포분화 관련 유전자인 $PPAR{\gamma}$의 mRNA 발현을 농도 의존적으로 감소시켰으며, $PPAR{\gamma}$ 유전자와 상관관계에 있는 $C/EBP{\alpha}$ 유전자도 농도 의존적으로 감소시켰다. 그리고 adiponectin 유전자의 발현은 농도 의존적으로 증가시켰다. 고지방식이로 비만을 유도한 C57BL/6J 생쥐를 이용하여 항비만 활성을 관찰한 결과, 총 체중증가량은 대조군에 비해 4주째에 감소하는 경향이 나타났다. 혈액 내 지질농도를 측정한 결과 중성지방, 총콜레스테롤, LDL-콜레스테롤 함량은 LBA, BLO군에서 유의적으로 낮게 나타났으며(P<0.05), HDL-콜레스테롤 함량은 대조군보다 증가하였으나 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 동맥경화 지수인 AI(atherogenic index)는 대조군보다 감소시키는 경향을 보였다. 비만관련 호르몬인 adiponectin의 농도는 SO, BS, LBA, BLO군에서 유의적으로 증가하였고(P<0.05), insulin 농도는 유의적으로 감소하였다(P<0.05). Leptin은 대조군보다 감소하였으나 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 따라서 이러한 결과를 종합하여 볼 때 발효콩 유지가 3T3-L1 지방전구세포의 mRNA 단계에서부터 지방분화를 억제하여 항비만 활성을 가지고 있는 것으로 추정되고, 고지방식이로 비만이 유도된 C57BL/6J 생쥐에서 총체중을 감소시키고, 혈액 내 지질농도인 triglyceride와 총콜레스테롤, LDL-콜레스테롤 및 HDL-콜레스테롤과 비만관련 호르몬인 adiponectin, insulin, leptin을 조절하여 항비만 활성을 가지고 있는 것으로 확인되었다. 이 결과로 발효콩 유지가 항비만 생리활성을 나타내는 새로운 식품 소재로서 이를 활용한 기능성 식품 개발의 가능성이 있다고 생각된다.