당뇨병은 만성대사성 질환으로 우리나라 국민의 사망요인 중 5위를 차지하고 있다. 제 2형 당뇨병에서 나타나는 인슐린 분비 감소는 베타세포의 자가사멸에 의한 베타세포질량의 급격한 감소로 인한 것으로 보고되고 있으며, 베타세포의 자가사멸을 촉진하는 요인으로 고혈당에 의한 당독성 및 활성산소종들의 증강에 의한 산화스트레스 등이다. 벼메뚜기 추출물은 고농도 포도당 처리된 INS-1 췌장 베타 세포에서 세포 생존율을 증가시키고, 지질과산화물, 세포 내 ROS 및 NO 수준을 감소시켰다. 세포사멸 관련 인자의 유전자 발현 결과 pro-세포자가사멸 인자인 Bax, Cytochrome C, caspase-3 및 caspase-9의 단백질 발현을 유의적으로 감소시켰고, anti-세포자가사멸 인자인 Bcl-2 발현을 증가시켰다. Annexin V/I propidium iodide 염색법을 통하여 벼메뚜기 추출물이 고농도 포도당으로 유도된 세포 사멸을 감소시키고, INS-1 췌장 베타세포에서의 인슐린 분비능을 증가시키는 것으로 사료된다. 그러므로 벼메뚜기 추출물이 고농도 포도당으로 손상된 INS-1 췌장 베타세포의 보호효과를 나타낸다. 본 연구의 결과는 벼메뚜기 추출물이 당뇨병 치료에 도움을 주는 항당뇨 기능성 식품 소재 및 개발에 기여할 수 있음을 시사한다.
Type 2 diabetes is a serious chronic metabolic disease, and the goal of diabetes treatment is to keep blood glucose at a normal level and prevent complications from diabetes. Hyperglycemia is a key pathologic feature of type 2 diabetes that mainly results from insulin resistance and pancreatic β-cell dysfunction. Chronic exposure of β-cells to elevated glucose concentrations induces glucotoxicity. In this study, we examined whether an 80% ethanol extract of Oxya chinensis sinuosa Mishchenko (OEE) protected INS-1 pancreatic β-cells against glucotoxicity-induced apoptosis and oxidative stress. Pretreatment with a high concentration of glucose (high glucose = 30 mM) induced glucotoxicity and apoptosis of INS-1 pancreatic β cells. Treatment with OEE significantly increased cell viability. Treatment with 0.01-0.20 mg/ml OEE dose dependently decreased intracellular reactive oxygen species, lipid peroxidation, and nitric oxide levels and increased insulin secretion in high glucose-pretreated INS-1 β cells. OEE also significantly increased the activities of antioxidant enzymes in response to high-glucose-induced oxidative stress. Moreover, OEE treatment significantly reduced the expressions of pro-apoptotic proteins, including Bax, cytochrome C, caspase-3, and caspase-9, and increased anti-apoptotic Bcl-2 expression. Apoptotic cells were identified using Annexin-V/propidium iodide staining, which revealed that treatment with OEE significantly reduced high-glucose-induced apoptosis. These findings implicate OEE as a valuable functional food in protecting pancreatic β-cells against glucotoxicity-induced apoptosis and oxidative stress.