갱년기 여성은 에스트로겐 분비 저하로 인해 안면홍조, 우울증, 수면장애, 비만, 심혈관계 질환, 골다공증 등의 다양한 증상이 발생한다. 갱년기 증상 개선을 위해 호르몬 대체 요법이 많이 사용되고 있으나, 이는 유방암 등의 위험률을 증가시킨다고 알려져 있어 사용이 제한되었다. 따라서 최근 에스트로겐 효과와 항 에스트로겐 효과를 가지고 있는 ...
갱년기 여성은 에스트로겐 분비 저하로 인해 안면홍조, 우울증, 수면장애, 비만, 심혈관계 질환, 골다공증 등의 다양한 증상이 발생한다. 갱년기 증상 개선을 위해 호르몬 대체 요법이 많이 사용되고 있으나, 이는 유방암 등의 위험률을 증가시킨다고 알려져 있어 사용이 제한되었다. 따라서 최근 에스트로겐 효과와 항 에스트로겐 효과를 가지고 있는 파이토에스트로겐에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 요한초의 에스트로겐 수용체 결합 능력과 항비만, 골다공증 억제 효과를 측정하였고, 자궁과 유방에 미치는 영향을 측정하였다. 이를 통해 요한초의 에스트로겐과 항 에스트로겐 효과 규명을 밝혀 갱년기 증상 개선을 위한 파이토에스트로겐으로 사용할 수 있는지 확인하였다. 요한초는 지상부 와 꽃․잎으로 나누어 70% 에탄올로 추출한 결과, 지상부 추출물은 23.5%, 꽃․잎 추출물은 16.3%의 수율을 얻었다. 부위에 따른 요한초 추출물의 에스트로겐 수용체 결합 능력과 난소절제 동물모델에서 항비만 효과를 측정하였다. 요한초 지상부 추출물을 에스트로겐 수용체 β 활성을 가지고 있으며, 요한초 꽃․잎 추출물은 에스트로겐 수용체 α, β 활성이 나타났다. 또한, 요한초 지상부, 꽃․잎 추출물은 에스트로겐 수용체 α 보다 에스트로겐 수용체 β 활성이 더 크게 나타났으며, 특히, 요한초 꽃․잎 추출물이 지상부 추출물에 비하여 더 강하게 에스트로겐 수용체 활성이 나타났다. 동물실험에서는 난소 절제 대조군은 난소 비절제 대조군에 비해 체중, 체중 증가량, 체지방량이 유의적으로 증가하였고, 요한초 지상부와 꽃․잎 추출물 투여로 인해 감소하였으며, 특히 요한초 꽃․잎 추출물은 난소 비절제 대조군과 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 혈중지질 및 HOMA-IR은 유의적으로 증가하였고, 요한초 꽃․잎 추출물 투여에 의해 유의적으로 감소하는 것을 관찰 할 수 있었다. 자궁 무게 및 자궁 상피세포 성장은 난소 절제 대조군이 난소 비절제 대조군에 비하여 감소되었고, 에스트로겐 투여에 의해 증가되었으며 요한초 지상부와 꽃․잎 추출물은 자궁 상피세포 성장을 억제함을 관찰 할 수 있었다. 이러한 결과는 요한초 지상부와 꽃․잎 추출물이 에스트로겐 효과에 의해 항비만 효과가 나타났고, 자궁에는 항 에스트로겐 효과가 나타남을 확인하였다. 에스트로겐 수용체 활성과 항비만 효과를 알아본 결과, 요한초 지상부 추출물에 비하여 꽃․잎 추출물의 효과가 더 큰 것으로 밝혀졌으므로, 요한초 꽃․잎 추출물을 선정하고 투여량을 낮추어 골 손실에 미치는 효과를 알아보았다. 요한초 꽃․잎 추출물이 골 손실에 미치는 효과는 인간 조골세포 MG-63 cell 과 난소 절제 동물 모델을 이용하여 측정하였다. 요한초 꽃․잎 추출물은 인간 조골세포의 세포 성장을 대조군에 비하여 증가시켰고, 골 대사 관련 지표인 OC, ORG의 mRNA 발현을 증가시켰다. 또한, 난소절제 동물모델에서는 골 대사에 관여하는 지표로 혈액 ALP와 CTx를 측정한 결과, 요한초 꽃․잎 추출물 투여군이 난소 절제 대조군에 비하여 CTx가 농도 의존적으로 감소하는 것을 관찰 할 수 있었다. 또한 대퇴골의 지주골량 (BV/TV)과 지주골 수 (Tb.N)는 난소절제로 인하여 유의적으로 감소하였고, 요한초 꽃․잎 추출물 투여에 의해 증가하는 것을 관찰 할 수 있었다. 파이토에스트로겐의 항에스트로겐 효과을 알아보기 위해 인간 유방암세포와 유방암 세포 이식 동물모델을 이용하여 요한초의 유방암 억제 효과를 측정하였다. 인간 유방암 세포인 MDA-MB-231과 MCF-7 세포를 이용하여 세포 증식과 세포사멸을 측정한 결과, 요한초 꽃․잎 추출물 투여군이 대조군에 비하여 농도 의존적으로 세포증식을 억제하였고, 세포 사멸은 증가시키는 것을 관찰 할 수 있었다. 또한 Bcl-2family 유전자 발현 조절을 통해 세포사멸이 억제되었다. 인간 유방암세포를 이식한 누드 마우스에서도 요한초 꽃․잎 추출물은 종양 증식을 효과적으로 억제하였으며, 종양 조직 내 Bcl-2 family 유전자 발현 조절을 통해 세포사멸니 증가하는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구 결과는 요한초가 에스트로겐 수용체 활성을 통해 난소 절제로 인한 비만, 골다공증에는 에스트로겐 효과가 나타나고 자궁과 유방암에는 항 에스트로겐 효과가 나타나는 것을 확인함으로써 갱년기 증상 개선을 위한 기능성 소재 개발이 가능할 것으로 사료된다.
갱년기 여성은 에스트로겐 분비 저하로 인해 안면홍조, 우울증, 수면장애, 비만, 심혈관계 질환, 골다공증 등의 다양한 증상이 발생한다. 갱년기 증상 개선을 위해 호르몬 대체 요법이 많이 사용되고 있으나, 이는 유방암 등의 위험률을 증가시킨다고 알려져 있어 사용이 제한되었다. 따라서 최근 에스트로겐 효과와 항 에스트로겐 효과를 가지고 있는 파이토에스트로겐에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 요한초의 에스트로겐 수용체 결합 능력과 항비만, 골다공증 억제 효과를 측정하였고, 자궁과 유방에 미치는 영향을 측정하였다. 이를 통해 요한초의 에스트로겐과 항 에스트로겐 효과 규명을 밝혀 갱년기 증상 개선을 위한 파이토에스트로겐으로 사용할 수 있는지 확인하였다. 요한초는 지상부 와 꽃․잎으로 나누어 70% 에탄올로 추출한 결과, 지상부 추출물은 23.5%, 꽃․잎 추출물은 16.3%의 수율을 얻었다. 부위에 따른 요한초 추출물의 에스트로겐 수용체 결합 능력과 난소절제 동물모델에서 항비만 효과를 측정하였다. 요한초 지상부 추출물을 에스트로겐 수용체 β 활성을 가지고 있으며, 요한초 꽃․잎 추출물은 에스트로겐 수용체 α, β 활성이 나타났다. 또한, 요한초 지상부, 꽃․잎 추출물은 에스트로겐 수용체 α 보다 에스트로겐 수용체 β 활성이 더 크게 나타났으며, 특히, 요한초 꽃․잎 추출물이 지상부 추출물에 비하여 더 강하게 에스트로겐 수용체 활성이 나타났다. 동물실험에서는 난소 절제 대조군은 난소 비절제 대조군에 비해 체중, 체중 증가량, 체지방량이 유의적으로 증가하였고, 요한초 지상부와 꽃․잎 추출물 투여로 인해 감소하였으며, 특히 요한초 꽃․잎 추출물은 난소 비절제 대조군과 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 혈중지질 및 HOMA-IR은 유의적으로 증가하였고, 요한초 꽃․잎 추출물 투여에 의해 유의적으로 감소하는 것을 관찰 할 수 있었다. 자궁 무게 및 자궁 상피세포 성장은 난소 절제 대조군이 난소 비절제 대조군에 비하여 감소되었고, 에스트로겐 투여에 의해 증가되었으며 요한초 지상부와 꽃․잎 추출물은 자궁 상피세포 성장을 억제함을 관찰 할 수 있었다. 이러한 결과는 요한초 지상부와 꽃․잎 추출물이 에스트로겐 효과에 의해 항비만 효과가 나타났고, 자궁에는 항 에스트로겐 효과가 나타남을 확인하였다. 에스트로겐 수용체 활성과 항비만 효과를 알아본 결과, 요한초 지상부 추출물에 비하여 꽃․잎 추출물의 효과가 더 큰 것으로 밝혀졌으므로, 요한초 꽃․잎 추출물을 선정하고 투여량을 낮추어 골 손실에 미치는 효과를 알아보았다. 요한초 꽃․잎 추출물이 골 손실에 미치는 효과는 인간 조골세포 MG-63 cell 과 난소 절제 동물 모델을 이용하여 측정하였다. 요한초 꽃․잎 추출물은 인간 조골세포의 세포 성장을 대조군에 비하여 증가시켰고, 골 대사 관련 지표인 OC, ORG의 mRNA 발현을 증가시켰다. 또한, 난소절제 동물모델에서는 골 대사에 관여하는 지표로 혈액 ALP와 CTx를 측정한 결과, 요한초 꽃․잎 추출물 투여군이 난소 절제 대조군에 비하여 CTx가 농도 의존적으로 감소하는 것을 관찰 할 수 있었다. 또한 대퇴골의 지주골량 (BV/TV)과 지주골 수 (Tb.N)는 난소절제로 인하여 유의적으로 감소하였고, 요한초 꽃․잎 추출물 투여에 의해 증가하는 것을 관찰 할 수 있었다. 파이토에스트로겐의 항에스트로겐 효과을 알아보기 위해 인간 유방암세포와 유방암 세포 이식 동물모델을 이용하여 요한초의 유방암 억제 효과를 측정하였다. 인간 유방암 세포인 MDA-MB-231과 MCF-7 세포를 이용하여 세포 증식과 세포사멸을 측정한 결과, 요한초 꽃․잎 추출물 투여군이 대조군에 비하여 농도 의존적으로 세포증식을 억제하였고, 세포 사멸은 증가시키는 것을 관찰 할 수 있었다. 또한 Bcl-2 family 유전자 발현 조절을 통해 세포사멸이 억제되었다. 인간 유방암세포를 이식한 누드 마우스에서도 요한초 꽃․잎 추출물은 종양 증식을 효과적으로 억제하였으며, 종양 조직 내 Bcl-2 family 유전자 발현 조절을 통해 세포사멸니 증가하는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구 결과는 요한초가 에스트로겐 수용체 활성을 통해 난소 절제로 인한 비만, 골다공증에는 에스트로겐 효과가 나타나고 자궁과 유방암에는 항 에스트로겐 효과가 나타나는 것을 확인함으로써 갱년기 증상 개선을 위한 기능성 소재 개발이 가능할 것으로 사료된다.
Phytoestrogens are estrogen-like substances produced by plants. These chemicals bind directly to estrogen receptors (ERs) to exert mixed agonist and antagonist effects. Therefore, they have been considered as a natural form of estrogen replacement therapy (HRT) in postmenopausal women. The purpose o...
Phytoestrogens are estrogen-like substances produced by plants. These chemicals bind directly to estrogen receptors (ERs) to exert mixed agonist and antagonist effects. Therefore, they have been considered as a natural form of estrogen replacement therapy (HRT) in postmenopausal women. The purpose of this study was to investigate phytoestrogenic effect of St. John’s Wort, which could be useful to prevent postmenopausal diseases such as obesity, insulin resistance and altered bone metabolism without exerting adverse effects affecting the breast and uterus that are commonly encountered with hormonal therapy. Ethanol extracts (70%) of St. John’s Wort aerial part (SJWA) and St. John’s Wort flowers and leaves (SJWFL) were prepared to compare their phytoestrogenic activities. The estrogenic activity of SJWA and SJWFL for ERs-luciferase activity were determined, and their phytoestrogenic effects on weight gain, insulin resistance and serum lipid were observed in ovariectomized (OVX) animals. The effect of SJWA and SJWFL on uterine epithelial proliferation was also determined to demonstrate that their anti-obesity effect was not accompanied by stimulatory activity on uterus. The efffect of SJWFL on bone metabolism was studied using MG-63 human osteoblast cells and OVX-rats. In MG-63 cells, proliferation and mRNA expression of ALP, OC, and OPG were determined. In ovariectomized rats, serum levels of ALP and CTx were measured by an ELISA kit, and trabecular structure, such as percent bone volume(Tb/TV), trabecular thickness(Tb/Th), trabecular number (Tb.N) and trabecular separation(Tb.Sp) was determined by histomorphometric analyses. In addition, we determined the effect of SJWFL on breast cancer using human breast cancer cells and xenograft nude mice. The results indicated that SJWA had activation ERβ whereas, SJWFL has dual activation on both ERα and ERβ. Moreover, its activation for ERβ is higher than for ERα and even higher than that of SJWA. In the animal study, OVX-C rats showed a significant increase in body weight gain and adipose tissue weight compared to Sham-C rats. On the other hand, SJWA and SJWFL-treated rats showed decreased OVX-induced weight gain and adipose tissue weight. Specifically, SJWFL-treated rats showed no significant difference in final body weight and weight gain compared to Sham-C rats. In addition, OVX increased the levels of serum TG and TC, and caused insulin resistance, while it reduced uterine weights and epithelial proliferation. SJWA and SJWFL-treated rats showed decreased serum TG, TC, and HOMA-IR. However, their uterine weights and epithelial proliferation were not affected, while those of the E2-treated rats increased. SJWFL increased MG-63 cell proliferation and had a positive effect on gene expressions of OC and OPG. In the animal study, SJWFL-treated rats showed lower CTx levels than OVX-rats. In addition, SJWFL-treated rats increased OVX-induced decreases in BV/TV and Tb.N, especially, it showed no significant difference in BV/TV compared to the Sham-C rats. SJWFL dose-dependently induced apoptosis via Bcl-2 family proteins in human breast cancer cells. In the animal study, SJWFL inhibited tumor growth in MDA-MB-231 xenografts in nude mice, and stimulated apoptotic cells in the tumor tissue. Thus, the results suggested that SJWFL, which possesses both estrogenic and anti-estrogenic effects, is a promising alternative and complementary therapeutic agent for the management of postmenopausal osteoporosis.
Phytoestrogens are estrogen-like substances produced by plants. These chemicals bind directly to estrogen receptors (ERs) to exert mixed agonist and antagonist effects. Therefore, they have been considered as a natural form of estrogen replacement therapy (HRT) in postmenopausal women. The purpose of this study was to investigate phytoestrogenic effect of St. John’s Wort, which could be useful to prevent postmenopausal diseases such as obesity, insulin resistance and altered bone metabolism without exerting adverse effects affecting the breast and uterus that are commonly encountered with hormonal therapy. Ethanol extracts (70%) of St. John’s Wort aerial part (SJWA) and St. John’s Wort flowers and leaves (SJWFL) were prepared to compare their phytoestrogenic activities. The estrogenic activity of SJWA and SJWFL for ERs-luciferase activity were determined, and their phytoestrogenic effects on weight gain, insulin resistance and serum lipid were observed in ovariectomized (OVX) animals. The effect of SJWA and SJWFL on uterine epithelial proliferation was also determined to demonstrate that their anti-obesity effect was not accompanied by stimulatory activity on uterus. The efffect of SJWFL on bone metabolism was studied using MG-63 human osteoblast cells and OVX-rats. In MG-63 cells, proliferation and mRNA expression of ALP, OC, and OPG were determined. In ovariectomized rats, serum levels of ALP and CTx were measured by an ELISA kit, and trabecular structure, such as percent bone volume(Tb/TV), trabecular thickness(Tb/Th), trabecular number (Tb.N) and trabecular separation(Tb.Sp) was determined by histomorphometric analyses. In addition, we determined the effect of SJWFL on breast cancer using human breast cancer cells and xenograft nude mice. The results indicated that SJWA had activation ERβ whereas, SJWFL has dual activation on both ERα and ERβ. Moreover, its activation for ERβ is higher than for ERα and even higher than that of SJWA. In the animal study, OVX-C rats showed a significant increase in body weight gain and adipose tissue weight compared to Sham-C rats. On the other hand, SJWA and SJWFL-treated rats showed decreased OVX-induced weight gain and adipose tissue weight. Specifically, SJWFL-treated rats showed no significant difference in final body weight and weight gain compared to Sham-C rats. In addition, OVX increased the levels of serum TG and TC, and caused insulin resistance, while it reduced uterine weights and epithelial proliferation. SJWA and SJWFL-treated rats showed decreased serum TG, TC, and HOMA-IR. However, their uterine weights and epithelial proliferation were not affected, while those of the E2-treated rats increased. SJWFL increased MG-63 cell proliferation and had a positive effect on gene expressions of OC and OPG. In the animal study, SJWFL-treated rats showed lower CTx levels than OVX-rats. In addition, SJWFL-treated rats increased OVX-induced decreases in BV/TV and Tb.N, especially, it showed no significant difference in BV/TV compared to the Sham-C rats. SJWFL dose-dependently induced apoptosis via Bcl-2 family proteins in human breast cancer cells. In the animal study, SJWFL inhibited tumor growth in MDA-MB-231 xenografts in nude mice, and stimulated apoptotic cells in the tumor tissue. Thus, the results suggested that SJWFL, which possesses both estrogenic and anti-estrogenic effects, is a promising alternative and complementary therapeutic agent for the management of postmenopausal osteoporosis.
주제어
#St. John’s Wort Menopause Obesity Bone loss Breast cancer
학위논문 정보
저자
You, Mikyoung
학위수여기관
목포대학교 대학원
학위구분
국내박사
학과
가정학과 영양학전공
지도교수
김현아
발행연도
2016
총페이지
xii, 122 p.
키워드
St. John’s Wort Menopause Obesity Bone loss Breast cancer
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