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체지방감소

동물실험법

제목 UCP3 유전자 발현 측정
구분 체지방감소 링크 에너지소비
실험배경
Uncoupling protein(UCP)는 미토콘드리아 내막에 존재하는 proton transporter로 에너지 대사와 열발생(thermogenesis)를 증가시키는 것으로 알려져 있다. 이중 UCP3는 골격근과 갈색지방에서만 발현된다. UCP3 과발현 실험동물의 경우, 정상군에 비해 몸무게가 감소되었다는 연구결과도 있다. 따라서, 식품소재의 항비만 효과 측정을 위한 하나의 바이오마커가 될 수 있다.

Bézaire et al., 2007

 

실험재료
필요장비 및 소모품

Pipette, RNA용 pipet tip, RNA용 EP tube, Autoclave, real time PCR, 분광광도계, 저울, 핀셋, 조직균질기(또는 막자사발), 96 well plate(PCR용), vortex, 원심분리기

 
필요시약
RNase Wiper, Trizol reagent(또는 RNA extraction kit), RNase-free water, reverse transcriptase, 10X RT buffer, Oligo dT primer, dNTP mix, UCP3 forward primer, UCP3 reverse primer, ethanol, PCR master mix (SYBR green 또는 Taqman), 액체질소, 클로르포름, 이소프로판올 
세포주

 

 
실험방법

1. 조직에서 total RNA를 Trizol reagent(또는 RNA extract kit)을 이용하여 추출하고, 순도 및 함량을 확인한다. [SOP A13111. RNA 추출 및 cDNA 합성] 참조
2. 샘플별로 추출한 RNA 함량을 동일하게 맞춘다.
3. 추출한 RNA, oligo(DT) primer, dNTP, reverse transcriptase, RT buffer. RNase inhibitor, RNase free water를 이용하여 cDNA를 합성한다. [SOP A13111. RNA 추출 및 cDNA 합성] 참조
4. 실험동물의 종에 맞도록 UCP3 primer를 제작한다.
5. PCR 튜브에 합성한 cDNA, UCP3 forward primer, UCP3 reverse primer, SYBR Green PCR Master mix(또는 Taqman)를 첨가한다.
6. 제작된 primer에 맞도록 반응온도와 cycle을 조절하여 quantitative RT-PCR을 실시한다
7. 2△△CT방법을 사용하여 UCP3 유전자의 발현양을 정량한다. 이때 endogenous control 유전자로 normalization한다. [SOP A13112 Quantitative Real Time PCR] 참조

결과해석
Quantitative real time PCR기법을 이용하여 UCP3 mRNA 발현을 확인하는 실험으로,  항비만 소재에 의해 근육에서 UCP3 유전자 발현이 증가되면 에너지소비가 증가한 것으로 해석할 수 있다.

 

참고문헌
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제목 UCP3 유전자 발현 측정 링크 에너지소비
실험재료
필요장비 및 소모품
Pipette(Eppendorf), RNA용 pipet tip(Eppendorf), RNA용 EP tube(QSP), Autoclave(Daeil engineering), real time PCR(Applied Biosystems), 분광광도계(Jasco), 저울(Satorious), 핀셋(덕산종합과학), 조직균질기(MP Bio), PCR용 96 well plate(Applied Biosystems), vortex(Ika works), 원심분리기(Eppendorf)
 
필요시약

 

 
실험방법
1. RNA 추출
1) 실험동물에서 근육을 적출한다.
2) 근육 조직 30mg과 bead를 멸균한 tube에 넣고 RNA extract kit (MN)의 RA1(3.5 μl β-ercaptoethanol 포함)을 350 ul 넣은 뒤, MP homogenize 기계를 이용하여 균질화한다(6 m/s, 40).
3) 균질화된 조직으로부터 RNA extract kit (MN)을 이용하여 total RNA를 분리한다.
4) Nanodrop을 이용하여 추출한 RNA의 순도 및 농도를 확인(μg/μl)한다.
5) 다음 실험 전까지 -80 ℃에 보관한다.
Tips:
- 상세한 방법은 [SOP A13111 RNA 추출 및 cDNA합성] 실험예를 참조한다.
- 260/280 ratio가 1.8~2.1 사이인지 확인한다.
- Base가 증류수이기 때문에 blank를 RNA free 증류수로 잡는다.
2. cDNA 합성
1) RNA 정량을 바탕으로 total reaction에서의 template RNA 양을 정한다.
2) Oligo dT primer, reverse transcriptase가 들어있는 tube(cDNA PreMix Kit, iNtron)에 추출한 RNA를 넣는다.
Template RNA: 0.1~1 μg
RNA free water: Up to 20 μl
Total reaction volume: 20 μl
3) PCR cycler를 이용하여 cDNA를 합성한다.
- cDNA synthesis, 45 ℃, 60분
- RTase inactivation, 95 ℃, 5분
4) cDNA 합성이 다 끝난 후 원심분리하여 용액을 모은 후 다음 실험 전까지 -20℃에서 보관한다.
Tips:
- TaqMan assay를 이용할 경우, UCP3에 대한 probe를 이용하여 cDNA를 합성한다.
3. qRT-PCR
1) cDNA (2 μl), 10 μM forward primer (1 μl), 10 μM reverse primer (1 μl), 2X SYBR Green PCR Master mix (10 μl), RNase-free water (6 μl)를 1.5 ml tube에 넣어 혼합한다.
UCP3 forward primer: 5’-CTGGGAACTGGAGGAGAGAG-3’
UCP3 reverse primer: 5’- GCATTTCTTGTGATGTTGGG-3’
GAPDH forward primer: 5’-TGTGTCCGTCGTGGATCTGA-3’
GAPDH reverse primer: 5’-TTGCTGTTGAAGTCGCAGGAG-3’
Tips:
- 혼합액을 만들 때 삼반복을 위해 3배수 이상의 양을 한 tube에 만든다.
- Normalization을 위해 endogenous control 유전자로 GAPDH을 이용할 수 있다.
- 각 샘플마다 primer를 넣어준 UCP3 PCR 혼합 tube와 GAPDH primer를 넣어준 PCR 혼합 tube를 만든다.
- Primer sequence는 primer3 등의 web-based primer design 소프트웨어를 이용해서 제작할 수 있다.
2) Real time PCR 전용 plate에 ①에서 혼합한 용액을 넣는다.
3) Real time PCR에 넣고 반응시간에 따라 qRT-PCR를 실시한다.
4) PCR의 조건은 다음과 같다.
- Incubation: 95℃ 10분
- Amplication: 95℃ 20초, 60℃ 15초, 72℃ 30초 조건으로 총 45 cycles
- Melting curve: 95℃ 15초, 60℃ 1분, 60~95℃에서 0.3℃씩(1초), 95℃ 15초
5) PCR이 끝나고 난 뒤 UCP3 Ct값을 β-Actin Ct값으로 normalization 한 후, UCP3 발현양을 확인한다.
Tips:
- 상세한 방법은 [SOP A13112 Quantitative Real Time PCR] 실험예를 참조한다.

 

실험결과 예


출처 : Yamashita et al., 2012

결과해석

고지방 식이를 공급받은 군에 비하여 항비만 소재가 함유된 고지방 식이를 공급받은 군의 근육에서 UCP3 유전자 발현이 증가한 결과를 통해 항비만 소재 식이군에서 에너지 소비가 증가한 것으로 판단할 수 있다.

참고문헌
첨부파일
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