예로부터 불로장생의 묘약으로 알려져 온 동충하초는 최근 들어서 식품 및 생약으로의 관심이 높아지며 수율을 증대시키기 위한 연구가 진행되어 왔다. 이중 붉은자루 동충하초는 배양에 대한 연구는 진행되고 있지만, 약리활성에 대한 연구는 항염증 및 항암에 국한되어 있다. 또한 지표성분 및 유효성분에 대한 연구가 많이 진행되지 않은 실정이다. 요즈음 알레르기질환 치료제 시장은 지속적으로 증대되고 있는 추세이지만 안전한 천연 치료제는 여전히 존재하지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 붉은자루 동충하초에서 아직까지 밝혀지지 않은 항알레르기 효능을 탐색하고 그에 대한 주요 유효물질에 대하여 지표성분으로서의 가능성을 확인하고 특정유효성분의 생산수율을 높이기 위한 방안에 대하여 연구를 수행하였다. 붉은자루 동충하초의 약리활성으로서 ...
예로부터 불로장생의 묘약으로 알려져 온 동충하초는 최근 들어서 식품 및 생약으로의 관심이 높아지며 수율을 증대시키기 위한 연구가 진행되어 왔다. 이중 붉은자루 동충하초는 배양에 대한 연구는 진행되고 있지만, 약리활성에 대한 연구는 항염증 및 항암에 국한되어 있다. 또한 지표성분 및 유효성분에 대한 연구가 많이 진행되지 않은 실정이다. 요즈음 알레르기질환 치료제 시장은 지속적으로 증대되고 있는 추세이지만 안전한 천연 치료제는 여전히 존재하지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 붉은자루 동충하초에서 아직까지 밝혀지지 않은 항알레르기 효능을 탐색하고 그에 대한 주요 유효물질에 대하여 지표성분으로서의 가능성을 확인하고 특정유효성분의 생산수율을 높이기 위한 방안에 대하여 연구를 수행하였다. 붉은자루 동충하초의 약리활성으로서 항산화, 항염증, 항알레르기에 대한 효능을 확인하였다. 항산화 활성은 총 플라보노이드, 총 페놀화합물, DPPH, ABTS, FRAP 등의 방법으로 측정하였으며 광조건에서 배양한 붉은자루 동충하초 균사 및 포자생성단계 시료는 균사단계에서 효능이 조금 더 높거나 비슷한 결과를 보였다. 항염증 활성은 RAW264.7 세포주에서 NO assay로 확인하였으며 활성정도는 항산화 결과와 비례하는 결과를 보였다. 항염증에 대한 기전을 조사한 결과 중간기전 중 IL-6, iNOS를 억제하여 항염증 효능을 보인다는 것을 확인하였다. 항알레르기 활성은 RBL-2H3 세포주에서 과립이 방출되는 지표인 β-hexosaminidase와 추가적인 알레르기반응을 유발시키는 histamine의 방출량을 측정하여 분석하였다. 광조건에서 배양한 균사에서 항알레르기 효능이 가장 높게 나타났다. 그 효능에 대한 기전 조사하였을 때 IL-4, IL-13, TNF-α 등의 지표인자를 억제하여 항알레르기 효능을 보이는 것을 확인하였다. 이렇게 약리효능을 보이는 붉은자루 동충하초의 주된 유효성분을 탐색하기 위하여 HPLC-MS를 이용하여 cordycepin 분석 및 성분모니터링을 수행하였다. 수행결과 붉은자루 동충하초에서 cordycepin은 검출되지 않았으며 항산화, 항알레르기 활성을 보이는 물질로서 본 연구에서 compound B라고 명칭을 붙인 단일성분을 발견 할 수 있었다. 붉은자루 동충하초를 광조건에서 균사단계까지 배양하고 얻은 시료를 건조하여 만든 분말을 에탄올로 추출하였을 때는 10.9%의 수율을 보였으며 그 분말에서 compound B만 분리하였을 때 0.92%의 수율을 보였다. 최종적으로 붉은자루 동충하초 광조건에서 배양한 균사단계 시료의 compound B는 0.1%의 수율을 보였다. 붉은자루 동충하초 에탄올 추출물 중에서 compound B가 차지하는 항산화 활성을 서로 다른 방법으로 측정하였을 때 DPPH는 40.74 %, ABTS는 39.11 %, FRAP는 23.52 %를 각각 차지하는 것으로 보아 직접적인 유효물질임을 확인하였다. 또한 직선성, 일내정밀성, 일간정밀성, 회수율, 정량한계를 측정하여 지표성분으로서의 가능성도 확인하였다. 이 compound B는 분자량과 색상 등이 붉은색 파프리카의 색소성분이며 항산화성분인 capsanthin과 비슷하였으나 정밀비교 분석결과 capsanthin은 아니었다. Compound B가 붉은자루 동충하초 약리활성의 주된 물질로 추정되었기에 산업생산 가능성을 높일 수 있게 compound B가 더 많이 생성될 수 있는 배양조건이 있는지 조사하였다. 배양배지의 pH를 달리하여 광조건에서 배양한 결과 붉은자루 동충하초에서 compound B의 함량변화와 더불어 그에 따른 효능변화를 확인하였다. 배양배지의 pH를 9.0, 7.0, 4.0으로 각각 처리하고 14일간 배양 하였을 때, 얻은 생산수율은 pH 9.0은 3.469 ± 0.131 g, pH 7.0은 2.947 ± 0.081 g, pH 4.0은 2.326 ± 0.106 g 이었다. 그리고 compound B는 pH 9.0에서 4.624 mg / g, pH 7.0에서 0.9908 mg / g, pH 4.0에서 0.3032 mg / g 으로 pH 9.0에서 가장 많이 생성되었다. 그러나 전체적인 수율에는 영향을 미치지 않았으며 생산량 증가에 비례하여 항산화 및 항알레르기 효능이 증가하였다. 배지의 pH가 낮아질수록 이들 효능은 감소하였다. 이상의 연구결과로 확인된 사항은 첫째, 붉은자루 동충하초는 광조건에서 배양된 균사상태에서 약리효능이 존재하였고 효능이 좋을수록 붉은색을 띄며 알칼리배지를 사용함으로써 유효성분의 수율을 높일 수 있다는 것이었다. 둘째, 에탄올 추출물에는 compound B라는 유효성분이 0.1 % 함유되어 있어서 생약 및 식품의 제품으로 개발되어도 표준화가 가능하다는 것을 확인하였다. 셋째 지금까지 밝혀진 항염증이나 항암효능 외에도 항알레르기 효능을 보였다. 이러한 점을 바탕으로 볼 때, 붉은자루 동충하초에 존재하는 약리활성 성분인 compound B의 물질동정 및 독성시험 등에 대한 추가적인 연구가 진행된다면 천연 알레르기 질환 치료제 또는 건강기능식품으로서 좋은 소재가 될 것으로 사료된다.
예로부터 불로장생의 묘약으로 알려져 온 동충하초는 최근 들어서 식품 및 생약으로의 관심이 높아지며 수율을 증대시키기 위한 연구가 진행되어 왔다. 이중 붉은자루 동충하초는 배양에 대한 연구는 진행되고 있지만, 약리활성에 대한 연구는 항염증 및 항암에 국한되어 있다. 또한 지표성분 및 유효성분에 대한 연구가 많이 진행되지 않은 실정이다. 요즈음 알레르기질환 치료제 시장은 지속적으로 증대되고 있는 추세이지만 안전한 천연 치료제는 여전히 존재하지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 붉은자루 동충하초에서 아직까지 밝혀지지 않은 항알레르기 효능을 탐색하고 그에 대한 주요 유효물질에 대하여 지표성분으로서의 가능성을 확인하고 특정유효성분의 생산수율을 높이기 위한 방안에 대하여 연구를 수행하였다. 붉은자루 동충하초의 약리활성으로서 항산화, 항염증, 항알레르기에 대한 효능을 확인하였다. 항산화 활성은 총 플라보노이드, 총 페놀화합물, DPPH, ABTS, FRAP 등의 방법으로 측정하였으며 광조건에서 배양한 붉은자루 동충하초 균사 및 포자생성단계 시료는 균사단계에서 효능이 조금 더 높거나 비슷한 결과를 보였다. 항염증 활성은 RAW264.7 세포주에서 NO assay로 확인하였으며 활성정도는 항산화 결과와 비례하는 결과를 보였다. 항염증에 대한 기전을 조사한 결과 중간기전 중 IL-6, iNOS를 억제하여 항염증 효능을 보인다는 것을 확인하였다. 항알레르기 활성은 RBL-2H3 세포주에서 과립이 방출되는 지표인 β-hexosaminidase와 추가적인 알레르기반응을 유발시키는 histamine의 방출량을 측정하여 분석하였다. 광조건에서 배양한 균사에서 항알레르기 효능이 가장 높게 나타났다. 그 효능에 대한 기전 조사하였을 때 IL-4, IL-13, TNF-α 등의 지표인자를 억제하여 항알레르기 효능을 보이는 것을 확인하였다. 이렇게 약리효능을 보이는 붉은자루 동충하초의 주된 유효성분을 탐색하기 위하여 HPLC-MS를 이용하여 cordycepin 분석 및 성분모니터링을 수행하였다. 수행결과 붉은자루 동충하초에서 cordycepin은 검출되지 않았으며 항산화, 항알레르기 활성을 보이는 물질로서 본 연구에서 compound B라고 명칭을 붙인 단일성분을 발견 할 수 있었다. 붉은자루 동충하초를 광조건에서 균사단계까지 배양하고 얻은 시료를 건조하여 만든 분말을 에탄올로 추출하였을 때는 10.9%의 수율을 보였으며 그 분말에서 compound B만 분리하였을 때 0.92%의 수율을 보였다. 최종적으로 붉은자루 동충하초 광조건에서 배양한 균사단계 시료의 compound B는 0.1%의 수율을 보였다. 붉은자루 동충하초 에탄올 추출물 중에서 compound B가 차지하는 항산화 활성을 서로 다른 방법으로 측정하였을 때 DPPH는 40.74 %, ABTS는 39.11 %, FRAP는 23.52 %를 각각 차지하는 것으로 보아 직접적인 유효물질임을 확인하였다. 또한 직선성, 일내정밀성, 일간정밀성, 회수율, 정량한계를 측정하여 지표성분으로서의 가능성도 확인하였다. 이 compound B는 분자량과 색상 등이 붉은색 파프리카의 색소성분이며 항산화성분인 capsanthin과 비슷하였으나 정밀비교 분석결과 capsanthin은 아니었다. Compound B가 붉은자루 동충하초 약리활성의 주된 물질로 추정되었기에 산업생산 가능성을 높일 수 있게 compound B가 더 많이 생성될 수 있는 배양조건이 있는지 조사하였다. 배양배지의 pH를 달리하여 광조건에서 배양한 결과 붉은자루 동충하초에서 compound B의 함량변화와 더불어 그에 따른 효능변화를 확인하였다. 배양배지의 pH를 9.0, 7.0, 4.0으로 각각 처리하고 14일간 배양 하였을 때, 얻은 생산수율은 pH 9.0은 3.469 ± 0.131 g, pH 7.0은 2.947 ± 0.081 g, pH 4.0은 2.326 ± 0.106 g 이었다. 그리고 compound B는 pH 9.0에서 4.624 mg / g, pH 7.0에서 0.9908 mg / g, pH 4.0에서 0.3032 mg / g 으로 pH 9.0에서 가장 많이 생성되었다. 그러나 전체적인 수율에는 영향을 미치지 않았으며 생산량 증가에 비례하여 항산화 및 항알레르기 효능이 증가하였다. 배지의 pH가 낮아질수록 이들 효능은 감소하였다. 이상의 연구결과로 확인된 사항은 첫째, 붉은자루 동충하초는 광조건에서 배양된 균사상태에서 약리효능이 존재하였고 효능이 좋을수록 붉은색을 띄며 알칼리배지를 사용함으로써 유효성분의 수율을 높일 수 있다는 것이었다. 둘째, 에탄올 추출물에는 compound B라는 유효성분이 0.1 % 함유되어 있어서 생약 및 식품의 제품으로 개발되어도 표준화가 가능하다는 것을 확인하였다. 셋째 지금까지 밝혀진 항염증이나 항암효능 외에도 항알레르기 효능을 보였다. 이러한 점을 바탕으로 볼 때, 붉은자루 동충하초에 존재하는 약리활성 성분인 compound B의 물질동정 및 독성시험 등에 대한 추가적인 연구가 진행된다면 천연 알레르기 질환 치료제 또는 건강기능식품으로서 좋은 소재가 될 것으로 사료된다.
Cordyceps, insect-borne mushroom, have been known as the elixir of life in Asia and have garnered much attention due to its possible use as a resource for food and drug develpment. Subsequently, extensive research has been done to increase their yields. Recently, anti-inflammatory and anti-cancer ef...
Cordyceps, insect-borne mushroom, have been known as the elixir of life in Asia and have garnered much attention due to its possible use as a resource for food and drug develpment. Subsequently, extensive research has been done to increase their yields. Recently, anti-inflammatory and anti-cancer effects have been detected in C. pruinosa but modern studies on its pharmacological activities are still limited. With the potent of its use in the development of functional food and drug, artificial cultivation has been tried. But to be used as a new biological resource, more scientific information on marker compounds and functional components that give pharmacological activities is still needed together with its growth physiology. Recently, the market of allergy treatments is continuously growing, but still there has been no known natural remedy. The aims of this study are 1) to investigate unknown anti-allergic effects in C. pruinosa, 2) to verify the major compounds having anti-allergic effects for a possible use as marker compounds, and 3) to develop a method to increase the production yield of specific functional compounds. Pharmacological activity tests of anti-oxidant, anti-inflammatory, and anti-allergic effects were performed with the ethanol extract of C. pruinosa mycelia to verify it usefulness as valued fungus. The anti-oxidant activity was detected in the mycelia grown under a light condition by five different test methods including total flavonoids, total phenolic compounds, DPPH, ABTS, and FRAP. Mycelia harvested at the sporophyte generation stage showed even or slightly better anti-oxidant activity. The anti-inflammatory activity was confirmed with the NO assay using the cell line, RAW264.7. The degree of anti-inflammatory activity was proportional to that of anti-oxidant activity. The mechanism of anti-inflammatory activity was verified by observing that the ethanol extract of C. pruinosa mycelia suppressed interleukin 6 (IL-6) and iNOS in the intermediate process of inflammation. The presence of anti-allergic activity was verified by measuring a spore emission indicator, β-hexosaminidase in the cell line, RBL-2H3, and by measuring the level of histamine emission that causes allergic reactions. Mycelia cultured under a light condition showed the best anti-allergic activity. The ethanol extract of C. pruinosa mycelia suppressed IL-4, IL-13, and TNF-α in the process of anti-allergic response. In order to explore what is the major functional compound of C. pruinosa that has shown the pharmacological effects, HPLC-MS was employed. Cordycepin was not found in C. pruinosa. As a result, a single compound, named as compound B in this study was discovered, and verified as a direct functional compound since in the ethanol extracts of C. pruinosa, it accounts for major antioxidant activity (40.74 % in DPPH, 39.11% in ABTS, and 23.52% in FRAP). In addition, when its linearity, repeatability, stability, recovery, and limit of quantification (LOQ) were measured, the compound B showed its possible application as a marker compound. The compound B was not capsanthin, a pigment of red paprika, but interestingly, it was outwardly similar to capsanthin in HPLC-MS analysis. Since the compound B was assumed to be the major component for the pharmacological activity tested, research was undertaken to find more suitable culture condition for enhancing the compound B production which would be necessary for commercial scale production. For this aim, medium pH was changed from neutral (pH 7) to more acidic (pH 4) or alkaline (pH 9). The yield of biologically active components from the mycelia of C. pruinosa grown on the pH changed medium for 14 days was 3.469 ± 0.131 g in pH 9, 2.947 ± 0.081 g in pH 7, 2.326 ± 0.106 g in pH 4, respectively. While, the yield of the compound B was 4.624 mg / g in pH 9.0, 0.9908 mg / g in pH 7.0, and 0.3032 mg / g in pH 4.0, respectively. The highest yield of biologically active components and the compound B was obtained from the mycelia grown on pH 9 medium. In addition, proportionally, anti-oxidant and anti-allergic activity increased from the mycelia grown on pH 9.0 medium. At acidic pH condition, the mycelia of C. pruinosa showed less anti-oxidant and anti-allergic activity. . Overall, three major findings of this study were as follow. First, C. pruinosa did show its pharmacological effects although it was cultured as the mycelia. Pharmacological effects increased as red color of the mycelia grown in light condition became strong. It was envisioned that mass production of C. pruinosa is possible by increasing the production yield of biologically active components through culturing it on media with high pH. Second, 0.1% yield of the compound B as a functional compound was obtainable that allows us to do standardization for drug or food products. Third, it was confirmed C. pruinosa mycelia have anti-allergic effect as well as its known anti-inflammatory and anti-cancer effects. Based on these findings, if additional experiments regarding its toxicity and the material identification of compound B are performed, C. pruinosa may become a good candidate for the development of a natural allergic remedy or health food.
Cordyceps, insect-borne mushroom, have been known as the elixir of life in Asia and have garnered much attention due to its possible use as a resource for food and drug develpment. Subsequently, extensive research has been done to increase their yields. Recently, anti-inflammatory and anti-cancer effects have been detected in C. pruinosa but modern studies on its pharmacological activities are still limited. With the potent of its use in the development of functional food and drug, artificial cultivation has been tried. But to be used as a new biological resource, more scientific information on marker compounds and functional components that give pharmacological activities is still needed together with its growth physiology. Recently, the market of allergy treatments is continuously growing, but still there has been no known natural remedy. The aims of this study are 1) to investigate unknown anti-allergic effects in C. pruinosa, 2) to verify the major compounds having anti-allergic effects for a possible use as marker compounds, and 3) to develop a method to increase the production yield of specific functional compounds. Pharmacological activity tests of anti-oxidant, anti-inflammatory, and anti-allergic effects were performed with the ethanol extract of C. pruinosa mycelia to verify it usefulness as valued fungus. The anti-oxidant activity was detected in the mycelia grown under a light condition by five different test methods including total flavonoids, total phenolic compounds, DPPH, ABTS, and FRAP. Mycelia harvested at the sporophyte generation stage showed even or slightly better anti-oxidant activity. The anti-inflammatory activity was confirmed with the NO assay using the cell line, RAW264.7. The degree of anti-inflammatory activity was proportional to that of anti-oxidant activity. The mechanism of anti-inflammatory activity was verified by observing that the ethanol extract of C. pruinosa mycelia suppressed interleukin 6 (IL-6) and iNOS in the intermediate process of inflammation. The presence of anti-allergic activity was verified by measuring a spore emission indicator, β-hexosaminidase in the cell line, RBL-2H3, and by measuring the level of histamine emission that causes allergic reactions. Mycelia cultured under a light condition showed the best anti-allergic activity. The ethanol extract of C. pruinosa mycelia suppressed IL-4, IL-13, and TNF-α in the process of anti-allergic response. In order to explore what is the major functional compound of C. pruinosa that has shown the pharmacological effects, HPLC-MS was employed. Cordycepin was not found in C. pruinosa. As a result, a single compound, named as compound B in this study was discovered, and verified as a direct functional compound since in the ethanol extracts of C. pruinosa, it accounts for major antioxidant activity (40.74 % in DPPH, 39.11% in ABTS, and 23.52% in FRAP). In addition, when its linearity, repeatability, stability, recovery, and limit of quantification (LOQ) were measured, the compound B showed its possible application as a marker compound. The compound B was not capsanthin, a pigment of red paprika, but interestingly, it was outwardly similar to capsanthin in HPLC-MS analysis. Since the compound B was assumed to be the major component for the pharmacological activity tested, research was undertaken to find more suitable culture condition for enhancing the compound B production which would be necessary for commercial scale production. For this aim, medium pH was changed from neutral (pH 7) to more acidic (pH 4) or alkaline (pH 9). The yield of biologically active components from the mycelia of C. pruinosa grown on the pH changed medium for 14 days was 3.469 ± 0.131 g in pH 9, 2.947 ± 0.081 g in pH 7, 2.326 ± 0.106 g in pH 4, respectively. While, the yield of the compound B was 4.624 mg / g in pH 9.0, 0.9908 mg / g in pH 7.0, and 0.3032 mg / g in pH 4.0, respectively. The highest yield of biologically active components and the compound B was obtained from the mycelia grown on pH 9 medium. In addition, proportionally, anti-oxidant and anti-allergic activity increased from the mycelia grown on pH 9.0 medium. At acidic pH condition, the mycelia of C. pruinosa showed less anti-oxidant and anti-allergic activity. . Overall, three major findings of this study were as follow. First, C. pruinosa did show its pharmacological effects although it was cultured as the mycelia. Pharmacological effects increased as red color of the mycelia grown in light condition became strong. It was envisioned that mass production of C. pruinosa is possible by increasing the production yield of biologically active components through culturing it on media with high pH. Second, 0.1% yield of the compound B as a functional compound was obtainable that allows us to do standardization for drug or food products. Third, it was confirmed C. pruinosa mycelia have anti-allergic effect as well as its known anti-inflammatory and anti-cancer effects. Based on these findings, if additional experiments regarding its toxicity and the material identification of compound B are performed, C. pruinosa may become a good candidate for the development of a natural allergic remedy or health food.
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