천궁은 미나리과 (Umbelliferae)에 속하는 다년생 초본인 토천궁과 일천궁의 근경을 9-11월에 채취하여 건조한 것으로, 불임·월경불순·빈혈·강장 및 냉증 등과 같은 부인과 질환에 주로 사용하고 있다. 또한 천궁은 혈액순환을 활발하게 하여 순환기 질환(혈압강하, 말초혈관 확장, 혈소판 응집억제, 혈류량 증가, 혈관강화작용)에 사용되고, 진통·진정제로도 사용되어 왔다. 토천궁의 근경에 함유되어 있는 약리성분은 많은 연구가 되지는 않았지만, butyl phthalide, butylidene phthalide, neocnidilide, senkyunolide, Iigustilide 및 cnidilide 등의 phthalide를 주체로 하는 정유 1~2%와 ferulic acid, tetramethylpyrazine 등이 알려져 있다. 본 연구는 전통적으로 많이 사용되어 온 토천궁과 일천궁의 정유를 여러 지역에서 수확하여 GC-MS를 이용하여 비교 분석하고, silica gel column chromatography를 이용하여 주성분인 butylidene phthalide와 ligustilide를 분리하여 그 구조를 확인하였다. GC-MS 분석 결과 토천궁의 정유는 지역에 따라 ligustilide, butyl phthalide, isobutylidene phthalide 및 butylidene phthalide 등의 phthalide의 함량이 정유의 50.85-74.47%를 구성하고 있으며, 일천궁의 경우는 지역에 따라 36.55-57.77%로 토천궁의 phthalide의 함량이 일천궁 정유보다 많았다. 또한 토천궁과 일천궁 정유와 단리한 두 성분 butylidene phthalide와 ligustilide에 대해 미량 ...
천궁은 미나리과 (Umbelliferae)에 속하는 다년생 초본인 토천궁과 일천궁의 근경을 9-11월에 채취하여 건조한 것으로, 불임·월경불순·빈혈·강장 및 냉증 등과 같은 부인과 질환에 주로 사용하고 있다. 또한 천궁은 혈액순환을 활발하게 하여 순환기 질환(혈압강하, 말초혈관 확장, 혈소판 응집억제, 혈류량 증가, 혈관강화작용)에 사용되고, 진통·진정제로도 사용되어 왔다. 토천궁의 근경에 함유되어 있는 약리성분은 많은 연구가 되지는 않았지만, butyl phthalide, butylidene phthalide, neocnidilide, senkyunolide, Iigustilide 및 cnidilide 등의 phthalide를 주체로 하는 정유 1~2%와 ferulic acid, tetramethylpyrazine 등이 알려져 있다. 본 연구는 전통적으로 많이 사용되어 온 토천궁과 일천궁의 정유를 여러 지역에서 수확하여 GC-MS를 이용하여 비교 분석하고, silica gel column chromatography를 이용하여 주성분인 butylidene phthalide와 ligustilide를 분리하여 그 구조를 확인하였다. GC-MS 분석 결과 토천궁의 정유는 지역에 따라 ligustilide, butyl phthalide, isobutylidene phthalide 및 butylidene phthalide 등의 phthalide의 함량이 정유의 50.85-74.47%를 구성하고 있으며, 일천궁의 경우는 지역에 따라 36.55-57.77%로 토천궁의 phthalide의 함량이 일천궁 정유보다 많았다. 또한 토천궁과 일천궁 정유와 단리한 두 성분 butylidene phthalide와 ligustilide에 대해 미량 액체 배지 희석법을 통해 14종의 진균에 대한 억제 작용을 실험한 결과 대부분의 균에서 MICs 와 MFCs범위는 0.06-2.00mg/ml로 나타났으며, 특히 T. mentagrophytes 와 T. rubrum 에 감수성이 높아 MICs 와 MFCs범위가 0.06-0.13mg/ml로 나타났다. 지역별 토천궁 정유와 단리한 두 성분 butylidene phthalide와 ligustilide에 대해 미량 액체 배지 희석법을 통해 13종 병원균에 대한 항균효과를 실험한 결과 Staphylococcus aureus 정상균과 내성균에 대한 MICs는 2.00-＞16.00mg/㎖로 나타났으며, 특히 봉화의 토천궁 정유는 MICs가 2.00-4.00mg/ml로 다른 두 지역의 토천궁 보다 강한 억제작용을 보여 주었다. 또한 Streptococcus pneumoniae 에 대한 MICs가 0.50-1.00mg/ml로 억제작용이 가장 높았으며, butylidene phthalide, ligustilide의 효과도 정유의 효과와 유사하였다. 기존 항생제와 정유의 병용에 의한 상승작용을 실험한 결과, ligustilide 와 butylidene phthalide를 기존 항진균제인 ketoconazole, itraconazole 및 clotrimazole과 병용 했을 때 FICI가 0.15-0.63으로 나타나 유의성 있는 상승, 상가 작용을 나타냈다. 특히 C. albicans 에 대해 clotrimazole과 병용하여 가장 높은 상승작용을 나타냈다. 한편, ligustilide와 butylidene phthalide를 기존 항균제 norfloxacin, oxacillin 및 erythromycin과 병용 했을 때 FICI가 0.25-0.75로 나타나 유의성있는 상승, 상가 작용을 나타냈다, 특히 Salmonella typhimurium 정상균, 내성균 모두에서 병용효과가 좋았으며, ligustilide와 kanamycin의 병용에서는 내성균과 정상균 모두에서 높은 상승효과를 나타냈다. 또한 ligustilide와 kanamycin의 병용에서는 내성균주인 Salmonella enteritidis CCARM8010에서 높은 상승효과를 나타냈다. L. chuanxiong정유 및 이 정유의 phthalide계 주성분인 butylidene phthalide, ligustilide의 농도에 따른 암세포들의 형태 변화를 관찰한 결과 비교군은 정상적인 증식을 보이는 반면, 시료를 처리한 실험군에서는 세포들의 형태는 시료에 따라 큰 차이는 없으나, 세포질이 적어지면서 움츠려 들어(shrinking)크기가 작아지고, 일 부 세포에서는 형태가 둥글게 변하였다. 또한 농도가 증가할수록 이러한 형태 변화가 생긴 세포들이 증가하였고, 부유세포 수도 증가 하였다. 따라서 암세포의 심한 형태적 변형의 정도로 시료의 농도에 따른 암세포의 성장억제 정도를 알수 있었다. 한편 토천궁에서 추출한 정유와 분리한 주성분들의 in vitro에서의 세포 독성을 규명하기 위해 간암(SK-Hep), 유방암(MCF-7) 및 자궁경부암(Hela) 등의 인체 암세포주를 이용하여 세포 생존율을 MTT assay로 측정한 결과 암세포 증식이 배양시간과 농도에 따라 의존적으로 억제 되었다. 간암세포인 SK-Hep 1에 대하여 ligustilide는 서서히 억제효과가 나타나고, L. chuanxiong 정유가 가장 빠르게 암세포 증식을 가장 뚜렸하게 억제하였다. 유방암세포인 MCF-7 대하여 모든 정유가 유사한 억제효과를 보여주었고, 특히 최저농도에서는 서서히 억제 효과를 나타내고, 0.1-0.2mg/ml의 고농도에서는 6시간 이후서부터 뚜렷한 암세포 억제 효과를 보여 주었다. 자궁경부암세포 HeLa에 대하여 butylidene phthalide와 L. chuanxiong 정유는 유사한 억제 효과를 보여주었고, ligustilide 보다 강한 암세포 증식 억제효과를 나타내었다. 앞으로 한국산 토천궁 정유의 항균효과 및 작용 기전에 대한 연구와 인체 암세포에 대한 증식 억제효과와 정상 세포에 대한 안전성 및 작용 기전에 관한 심층적인 연구로 항균제의 내성균 치료제와 암발생의 예방 및 치료제의 개발에 밑바탕이 될 수 있으리라 사료된다.
천궁은 미나리과 (Umbelliferae)에 속하는 다년생 초본인 토천궁과 일천궁의 근경을 9-11월에 채취하여 건조한 것으로, 불임·월경불순·빈혈·강장 및 냉증 등과 같은 부인과 질환에 주로 사용하고 있다. 또한 천궁은 혈액순환을 활발하게 하여 순환기 질환(혈압강하, 말초혈관 확장, 혈소판 응집억제, 혈류량 증가, 혈관강화작용)에 사용되고, 진통·진정제로도 사용되어 왔다. 토천궁의 근경에 함유되어 있는 약리성분은 많은 연구가 되지는 않았지만, butyl phthalide, butylidene phthalide, neocnidilide, senkyunolide, Iigustilide 및 cnidilide 등의 phthalide를 주체로 하는 정유 1~2%와 ferulic acid, tetramethylpyrazine 등이 알려져 있다. 본 연구는 전통적으로 많이 사용되어 온 토천궁과 일천궁의 정유를 여러 지역에서 수확하여 GC-MS를 이용하여 비교 분석하고, silica gel column chromatography를 이용하여 주성분인 butylidene phthalide와 ligustilide를 분리하여 그 구조를 확인하였다. GC-MS 분석 결과 토천궁의 정유는 지역에 따라 ligustilide, butyl phthalide, isobutylidene phthalide 및 butylidene phthalide 등의 phthalide의 함량이 정유의 50.85-74.47%를 구성하고 있으며, 일천궁의 경우는 지역에 따라 36.55-57.77%로 토천궁의 phthalide의 함량이 일천궁 정유보다 많았다. 또한 토천궁과 일천궁 정유와 단리한 두 성분 butylidene phthalide와 ligustilide에 대해 미량 액체 배지 희석법을 통해 14종의 진균에 대한 억제 작용을 실험한 결과 대부분의 균에서 MICs 와 MFCs범위는 0.06-2.00mg/ml로 나타났으며, 특히 T. mentagrophytes 와 T. rubrum 에 감수성이 높아 MICs 와 MFCs범위가 0.06-0.13mg/ml로 나타났다. 지역별 토천궁 정유와 단리한 두 성분 butylidene phthalide와 ligustilide에 대해 미량 액체 배지 희석법을 통해 13종 병원균에 대한 항균효과를 실험한 결과 Staphylococcus aureus 정상균과 내성균에 대한 MICs는 2.00-＞16.00mg/㎖로 나타났으며, 특히 봉화의 토천궁 정유는 MICs가 2.00-4.00mg/ml로 다른 두 지역의 토천궁 보다 강한 억제작용을 보여 주었다. 또한 Streptococcus pneumoniae 에 대한 MICs가 0.50-1.00mg/ml로 억제작용이 가장 높았으며, butylidene phthalide, ligustilide의 효과도 정유의 효과와 유사하였다. 기존 항생제와 정유의 병용에 의한 상승작용을 실험한 결과, ligustilide 와 butylidene phthalide를 기존 항진균제인 ketoconazole, itraconazole 및 clotrimazole과 병용 했을 때 FICI가 0.15-0.63으로 나타나 유의성 있는 상승, 상가 작용을 나타냈다. 특히 C. albicans 에 대해 clotrimazole과 병용하여 가장 높은 상승작용을 나타냈다. 한편, ligustilide와 butylidene phthalide를 기존 항균제 norfloxacin, oxacillin 및 erythromycin과 병용 했을 때 FICI가 0.25-0.75로 나타나 유의성있는 상승, 상가 작용을 나타냈다, 특히 Salmonella typhimurium 정상균, 내성균 모두에서 병용효과가 좋았으며, ligustilide와 kanamycin의 병용에서는 내성균과 정상균 모두에서 높은 상승효과를 나타냈다. 또한 ligustilide와 kanamycin의 병용에서는 내성균주인 Salmonella enteritidis CCARM8010에서 높은 상승효과를 나타냈다. L. chuanxiong정유 및 이 정유의 phthalide계 주성분인 butylidene phthalide, ligustilide의 농도에 따른 암세포들의 형태 변화를 관찰한 결과 비교군은 정상적인 증식을 보이는 반면, 시료를 처리한 실험군에서는 세포들의 형태는 시료에 따라 큰 차이는 없으나, 세포질이 적어지면서 움츠려 들어(shrinking)크기가 작아지고, 일 부 세포에서는 형태가 둥글게 변하였다. 또한 농도가 증가할수록 이러한 형태 변화가 생긴 세포들이 증가하였고, 부유세포 수도 증가 하였다. 따라서 암세포의 심한 형태적 변형의 정도로 시료의 농도에 따른 암세포의 성장억제 정도를 알수 있었다. 한편 토천궁에서 추출한 정유와 분리한 주성분들의 in vitro에서의 세포 독성을 규명하기 위해 간암(SK-Hep), 유방암(MCF-7) 및 자궁경부암(Hela) 등의 인체 암세포주를 이용하여 세포 생존율을 MTT assay로 측정한 결과 암세포 증식이 배양시간과 농도에 따라 의존적으로 억제 되었다. 간암세포인 SK-Hep 1에 대하여 ligustilide는 서서히 억제효과가 나타나고, L. chuanxiong 정유가 가장 빠르게 암세포 증식을 가장 뚜렸하게 억제하였다. 유방암세포인 MCF-7 대하여 모든 정유가 유사한 억제효과를 보여주었고, 특히 최저농도에서는 서서히 억제 효과를 나타내고, 0.1-0.2mg/ml의 고농도에서는 6시간 이후서부터 뚜렷한 암세포 억제 효과를 보여 주었다. 자궁경부암세포 HeLa에 대하여 butylidene phthalide와 L. chuanxiong 정유는 유사한 억제 효과를 보여주었고, ligustilide 보다 강한 암세포 증식 억제효과를 나타내었다. 앞으로 한국산 토천궁 정유의 항균효과 및 작용 기전에 대한 연구와 인체 암세포에 대한 증식 억제효과와 정상 세포에 대한 안전성 및 작용 기전에 관한 심층적인 연구로 항균제의 내성균 치료제와 암발생의 예방 및 치료제의 개발에 밑바탕이 될 수 있으리라 사료된다.
Cnidii rhizome (Umbelliferae) is the dried rhizome of L. chuanxiong or Cnidium officinale. It is a perennial herb collected in automn, which has been used as one of the prominent drugs for invigoration of bloods in Korean traditional theraphy. It is also important in therapy of amenorrhea, dysmenorr...
Cnidii rhizome (Umbelliferae) is the dried rhizome of L. chuanxiong or Cnidium officinale. It is a perennial herb collected in automn, which has been used as one of the prominent drugs for invigoration of bloods in Korean traditional theraphy. It is also important in therapy of amenorrhea, dysmenorrhea and chest or hypochondriac pain and headache. The rhizome of L. chuanxiong have been well-known for essential oil (1~2%) composed of phthalides, ferulic acid and tetramethylpyrazine. They were collected from several producing area and investigated and compared in this study. First of all, they were analyzed by GC-MS and butylidene phthalide and ligustilide were isolated from the essential oils by silica gel column chromatography. As the results of analysis by GC-MS, the main components of L. chuanxiong essential oil were phthalides 50.85-74.47% composed of ligustilide, butyl phthalide, isobutylidene phthalide and butylidene phthalide, while C. officinale essential oil were 36.55-57.77%. As the results of MIC assay, the essential oils of Cnidii rhizome and butylidene phthalide, ligustilide exhibited inhibitory activity against 14 tested fungi, with MIC 0.06-2.00mg/ml. Especially they have strong inhibition against T. . mentagrophytes and T. rubrum with MIC 0.06-0.13mg/ml. And the MIC against antibiotic-susceptible and two resistant strains Staphylococcus aureus were 2.00-＞16.00mg/㎖. L. chuanxiong essential oil from Bongwha was more potent with MICs 2.00-4.00mg/ml than from other regions, and MIC against Streptococcus pneumoniae was 0.50-1.00mg/ml. The essential oils or their main components in combination with ketoconazole, itraconazole and clotrimazole exhibited significant synergism against all fungi tested 0.15-0.63. Moreover, The essential oils or their main components in combination with norfloxacin, oxacillin and erythromycin exhibited significant synergism against Salmonella typhimurium with FICI 0.25-0.75 especially. And ligustilide with kanamycin exhibited significant synergism against resistant strain Salmonella enteritidis CCARM8010. To investigate the anticancer effects of essential oil fraction and its main components of L. chuanxiong on MCF-7, HeLa and SK-Hep 1 cell lines, survival cancer cells after treatment were measured the number with direct cell counting. They tested MTT analysis and examined the morphological change under the microscope. We observed morphological changes of shrinking and the blebbing of three cell lines' membranes depending on the concentration of L. chaunxiong oil or ligustilide, butylidene phthalide. In MTT analysis, they showed significant cytotoxic activities for all tested three cell lines in a dose and time dependent manner. Cytotoxic effect of L. chuanxiong essential oil was stronger and faster than ligustilide on SK-Hep 1. The MCF-7 cells treated with 0.1-0.2mg/ml of essential oils were significantly inhibited at 6 hours. And antiproliperative effects of butylidene phthalide and L. chuanxiong oil were stronger than ligustilide on HeLa. Further to assess the potential for therapeutic application in field of antimicrobial and anticancer drug discovery, the deep study about the acting mechanisms of L.chuanxiong oil from Korea for antimicrobial effect and antiproliferative effect on human cancer cells are necessary.
Cnidii rhizome (Umbelliferae) is the dried rhizome of L. chuanxiong or Cnidium officinale. It is a perennial herb collected in automn, which has been used as one of the prominent drugs for invigoration of bloods in Korean traditional theraphy. It is also important in therapy of amenorrhea, dysmenorrhea and chest or hypochondriac pain and headache. The rhizome of L. chuanxiong have been well-known for essential oil (1~2%) composed of phthalides, ferulic acid and tetramethylpyrazine. They were collected from several producing area and investigated and compared in this study. First of all, they were analyzed by GC-MS and butylidene phthalide and ligustilide were isolated from the essential oils by silica gel column chromatography. As the results of analysis by GC-MS, the main components of L. chuanxiong essential oil were phthalides 50.85-74.47% composed of ligustilide, butyl phthalide, isobutylidene phthalide and butylidene phthalide, while C. officinale essential oil were 36.55-57.77%. As the results of MIC assay, the essential oils of Cnidii rhizome and butylidene phthalide, ligustilide exhibited inhibitory activity against 14 tested fungi, with MIC 0.06-2.00mg/ml. Especially they have strong inhibition against T. . mentagrophytes and T. rubrum with MIC 0.06-0.13mg/ml. And the MIC against antibiotic-susceptible and two resistant strains Staphylococcus aureus were 2.00-＞16.00mg/㎖. L. chuanxiong essential oil from Bongwha was more potent with MICs 2.00-4.00mg/ml than from other regions, and MIC against Streptococcus pneumoniae was 0.50-1.00mg/ml. The essential oils or their main components in combination with ketoconazole, itraconazole and clotrimazole exhibited significant synergism against all fungi tested 0.15-0.63. Moreover, The essential oils or their main components in combination with norfloxacin, oxacillin and erythromycin exhibited significant synergism against Salmonella typhimurium with FICI 0.25-0.75 especially. And ligustilide with kanamycin exhibited significant synergism against resistant strain Salmonella enteritidis CCARM8010. To investigate the anticancer effects of essential oil fraction and its main components of L. chuanxiong on MCF-7, HeLa and SK-Hep 1 cell lines, survival cancer cells after treatment were measured the number with direct cell counting. They tested MTT analysis and examined the morphological change under the microscope. We observed morphological changes of shrinking and the blebbing of three cell lines' membranes depending on the concentration of L. chaunxiong oil or ligustilide, butylidene phthalide. In MTT analysis, they showed significant cytotoxic activities for all tested three cell lines in a dose and time dependent manner. Cytotoxic effect of L. chuanxiong essential oil was stronger and faster than ligustilide on SK-Hep 1. The MCF-7 cells treated with 0.1-0.2mg/ml of essential oils were significantly inhibited at 6 hours. And antiproliperative effects of butylidene phthalide and L. chuanxiong oil were stronger than ligustilide on HeLa. Further to assess the potential for therapeutic application in field of antimicrobial and anticancer drug discovery, the deep study about the acting mechanisms of L.chuanxiong oil from Korea for antimicrobial effect and antiproliferative effect on human cancer cells are necessary.
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