인삼열매 다당체의 항염증, 면역력 증진효과와 항종양 전이에 미치는 영향 및 다당체의 구조규명 Effects of ginseng berry polysaccharide on anti-inflammation, immunostimulation, and anti-metastasis and its structure elucidation원문보기
고려인삼은 아시아권에서 오랜 역사 동안 천연약재로 널러 사용되어 왔다. 그러한 인삼은 항암효과, 항피로효과, 항산화효과 그리고 항노화효과 등의 다양한 생리활성을 가진다는 점이 중요한 가치라고 할 수 있다. 하지만 대부분의 인삼 연구는 인삼의 뿌리에 함유된 진세노사이에 초점이 맞춰져 있던 것이 사실이다. 인삼의 열매에 대한 연구는 항비만 및 항당뇨 모델에서 효과를 확인한 것이 대표적인데 이 역시 진세노사이드에서 기인한다는 것에 국한되었다. 일반적으로 연구가 집중된 진세노사이드와 달리, 인삼열매의 다당체 또한 항당뇨 및 항비만 효과를 나타내는 것이 밝혀진바 있다. 식물의 다당체는 다양한 생리활성을 갖는 것으로 알려져 있는데 특히 ...
고려인삼은 아시아권에서 오랜 역사 동안 천연약재로 널러 사용되어 왔다. 그러한 인삼은 항암효과, 항피로효과, 항산화효과 그리고 항노화효과 등의 다양한 생리활성을 가진다는 점이 중요한 가치라고 할 수 있다. 하지만 대부분의 인삼 연구는 인삼의 뿌리에 함유된 진세노사이에 초점이 맞춰져 있던 것이 사실이다. 인삼의 열매에 대한 연구는 항비만 및 항당뇨 모델에서 효과를 확인한 것이 대표적인데 이 역시 진세노사이드에서 기인한다는 것에 국한되었다. 일반적으로 연구가 집중된 진세노사이드와 달리, 인삼열매의 다당체 또한 항당뇨 및 항비만 효과를 나타내는 것이 밝혀진바 있다. 식물의 다당체는 다양한 생리활성을 갖는 것으로 알려져 있는데 특히 대식세포 기능을 활성화시킴으로써 선천적 면역체계를 조절하는 것이 대표적이라 할 수 있다. 최근 연구결과에 따르면 인삼의 뿌리에서 추출한 다당체가 면역기능 조절과 항암효과를 상당히 갖고 있다는 것이 밝혀졌다. 그러나 인삼의 열매 다당체 성분에 관한 연구는 여전히 연구결과가 많지 않다고 할 수 있다. 본 연구에서는 인삼열매로부터 조다당체 및 다당체 분획을 분리정제하여 장염증 및 대장암 유도모델에서의 효과를 확인하였다. 또한 인삼열매 다당체의 NK세포 활성화 및 항암효과를 바탕으로 면역기능 증진 효과를 평가하였다. 그리고 인삼열매 다당체의 구조 규명을 목적으로 연속적인 효소처리를 통하여 인삼열매 다당체의 단편들을 분석하고 당쇄 결합 확인 및 대식세포 활성화 기작을 확인하였다. 인삼열매 조다당체와 다당체 분획은 급성 장염증 유도모델에서 우수한 항염효과 및 종양 억제효과를 나타내었다. 인삼열매 다당체는 폐암 전이를 상당히 억제하였는데 이는 NK세포 활성화를 경유하여 나타나는 효과임을 IFN-γ 및 granzyme B 분비 증가를 통해 확인할 수 있었다. 이러한 효과는 인삼열매 다당체의 정제된 분획 (GBPP-I)을 이용했을 때에도 확인할 수 있었다. 또한 GBPP-I에 의한 대식세포 활성화는 Nitic oxide생성을 촉진시키는데 이는 대식세포의 TLR2, TLR4, Dectin1, 그리고 CD14 수용체를 거쳐 발생하는 것임을 알 수 있었고 동시에 공초점레이져 현미경을 이용하여 p65 단백질의 핵 내 이동으로써 NF-κB 경로를 거친다는 것을 확인하였다. GBPP-I의 구조 규명은 연속적 효소처리를 통해 얻은 단편들에 대한 당분석, 메틸화분석, β–glucosyl Yariv 시약 반응, ESI-MS를 이용한 분석결과를 활용하였다. 그 결과 GBPP-I은 전형적인 rhamnogalacturonanI의 구조적 특징을 갖는데, rhamnogalacturonan 중심의 4번 탄소에서 α-(1→5)-arabinan과 β-(1→4)-galactan, arabino-β-3,6-galactan의 곁가지를 가지며, 주쇄는 2당류 형태로서 [-4)-α-D-GalA-(1,2)-α-L-Rha-(1]가 연속적으로 반복되는 구조를 가진다. 결론적으로, 인삼열매 다당체의 활성 분획으로서 GBPP-I의 최종 구조를 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과들을 통하여 인삼열매 다당체는 면역기능 조절과 항종양 또는 종양억제에 있어서 유용한 치료적 역할을 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
고려인삼은 아시아권에서 오랜 역사 동안 천연약재로 널러 사용되어 왔다. 그러한 인삼은 항암효과, 항피로효과, 항산화효과 그리고 항노화효과 등의 다양한 생리활성을 가진다는 점이 중요한 가치라고 할 수 있다. 하지만 대부분의 인삼 연구는 인삼의 뿌리에 함유된 진세노사이에 초점이 맞춰져 있던 것이 사실이다. 인삼의 열매에 대한 연구는 항비만 및 항당뇨 모델에서 효과를 확인한 것이 대표적인데 이 역시 진세노사이드에서 기인한다는 것에 국한되었다. 일반적으로 연구가 집중된 진세노사이드와 달리, 인삼열매의 다당체 또한 항당뇨 및 항비만 효과를 나타내는 것이 밝혀진바 있다. 식물의 다당체는 다양한 생리활성을 갖는 것으로 알려져 있는데 특히 대식세포 기능을 활성화시킴으로써 선천적 면역체계를 조절하는 것이 대표적이라 할 수 있다. 최근 연구결과에 따르면 인삼의 뿌리에서 추출한 다당체가 면역기능 조절과 항암효과를 상당히 갖고 있다는 것이 밝혀졌다. 그러나 인삼의 열매 다당체 성분에 관한 연구는 여전히 연구결과가 많지 않다고 할 수 있다. 본 연구에서는 인삼열매로부터 조다당체 및 다당체 분획을 분리정제하여 장염증 및 대장암 유도모델에서의 효과를 확인하였다. 또한 인삼열매 다당체의 NK세포 활성화 및 항암효과를 바탕으로 면역기능 증진 효과를 평가하였다. 그리고 인삼열매 다당체의 구조 규명을 목적으로 연속적인 효소처리를 통하여 인삼열매 다당체의 단편들을 분석하고 당쇄 결합 확인 및 대식세포 활성화 기작을 확인하였다. 인삼열매 조다당체와 다당체 분획은 급성 장염증 유도모델에서 우수한 항염효과 및 종양 억제효과를 나타내었다. 인삼열매 다당체는 폐암 전이를 상당히 억제하였는데 이는 NK세포 활성화를 경유하여 나타나는 효과임을 IFN-γ 및 granzyme B 분비 증가를 통해 확인할 수 있었다. 이러한 효과는 인삼열매 다당체의 정제된 분획 (GBPP-I)을 이용했을 때에도 확인할 수 있었다. 또한 GBPP-I에 의한 대식세포 활성화는 Nitic oxide생성을 촉진시키는데 이는 대식세포의 TLR2, TLR4, Dectin1, 그리고 CD14 수용체를 거쳐 발생하는 것임을 알 수 있었고 동시에 공초점레이져 현미경을 이용하여 p65 단백질의 핵 내 이동으로써 NF-κB 경로를 거친다는 것을 확인하였다. GBPP-I의 구조 규명은 연속적 효소처리를 통해 얻은 단편들에 대한 당분석, 메틸화분석, β–glucosyl Yariv 시약 반응, ESI-MS를 이용한 분석결과를 활용하였다. 그 결과 GBPP-I은 전형적인 rhamnogalacturonanI의 구조적 특징을 갖는데, rhamnogalacturonan 중심의 4번 탄소에서 α-(1→5)-arabinan과 β-(1→4)-galactan, arabino-β-3,6-galactan의 곁가지를 가지며, 주쇄는 2당류 형태로서 [-4)-α-D-GalA-(1,2)-α-L-Rha-(1]가 연속적으로 반복되는 구조를 가진다. 결론적으로, 인삼열매 다당체의 활성 분획으로서 GBPP-I의 최종 구조를 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과들을 통하여 인삼열매 다당체는 면역기능 조절과 항종양 또는 종양억제에 있어서 유용한 치료적 역할을 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
Panax ginseng C.A. Meyer has been traditionally used as an important herbal medicine in Asia. The most important value of ginseng is involved in its various pharmacological activities, such as anti-cancer activity, anti-fatigue, antioxidant, and anti-aging effects. However, most ginseng research has...
Panax ginseng C.A. Meyer has been traditionally used as an important herbal medicine in Asia. The most important value of ginseng is involved in its various pharmacological activities, such as anti-cancer activity, anti-fatigue, antioxidant, and anti-aging effects. However, most ginseng research has focused on study of ginsenoside, the active components, in the root. In the perspective of the studies related ginseng berry, the antidiabetic and antiobesity effects of ginseng berry in both diabetic and obese ob/ob mice has been reported, and demonstrated that ginsenosides contributed to the observed effects. In contrast to commonly studied ginsenosides, the polysaccharides from ginseng berries also possessed significant anti-diabetic and anti-obesity effects in the animal model. Botanical polysaccharides exhibit various beneficial therapeutic properties, and it is thought that the mechanisms involved in these effects are due to the modulation of innate immunity and, especially, macrophage function. Recent reports have shown that a polysaccharide extracted from the ginseng root has a considerable immunostimulating activity, including immune modulation and inhibition of tumors. However, studies on polysaccharides from ginseng berry are limited, and, to date, the anti-cancer effects of ginseng berry polysaccharide have largely not been investigated. In this study, the effects of ginseng berries polysaccharides on chemically-induced enteric inflammation and neoplasm were evaluated using ginseng berry polysaccharides and ginseng berry polysaccharides with molecular weight less than 20,000 kDa. Next, polysaccharide from ginseng berry was evaluated for immune activation effects, especially NK cell activation and the anti-cancer immune response. In addition, for the purpose of identifying the structure of the ginseng berry polysaccharide, the enzymatic hydrolyzed fragments were analyzed and confirmed the glycosydic linkage and the activation mechanism in macrophage. The ginseng berry polysaccharides, GBPE and GBPP, showed a comparable degree of effects on enteric inflammation and neoplasm attenuation in AOM/DSS-induced acute colitis model. Also, the polysaccharides from ginseng berry were evaluated for immune activation effects, especially NK cell activation and the anti-cancer immune response. GBPP administration by i.v. significantly suppressed metastasis and the result determined that the anti-metastatic effect was clarified by NK cell activation following increased IFN-γ and granzyme B secretion. These results were also confirmed for GBPP-I as the major active component. In addition, GBPP-I-induced macrophage activation pathway was found to increase NO production via TLR2, TLR4, Dectin1, and CD14, and results of confocal laser scanning microscopy confirmed that NF-κB pahthway was caused by p65 localization into the nucleus. To identify the structure of the ginseng berry polysaccharide, the enzymatic hydrolyzed fragments were analyzed and confirmed the glycosydic linkage. Based on the results of compositional monosaccharides analysis, methylation analysis, β–glucosyl Yariv reagent, and sequencing analysis using ESI-MS, it was confirmed that GBPP-I is a typical rhamnogalacturonan-I structure having α-(1→5)-arabinan, β-(1→4)-galactan, arabino-β-3,6-galactan side chain in C4 of rhamnogalacturonan core which is repeated with disaccharide of [-4)-α-D-GalA-(1,2)-α-L-Rha-(1]n. With these results, it can be concluded that the overall structure of GBPP-I derived from ginseng berry could be determined. Results obtained from this study indicate that ginseng berry polysaccharides may have a therapeutic role in the management of immune function and prevention of tumorigenesis.
Panax ginseng C.A. Meyer has been traditionally used as an important herbal medicine in Asia. The most important value of ginseng is involved in its various pharmacological activities, such as anti-cancer activity, anti-fatigue, antioxidant, and anti-aging effects. However, most ginseng research has focused on study of ginsenoside, the active components, in the root. In the perspective of the studies related ginseng berry, the antidiabetic and antiobesity effects of ginseng berry in both diabetic and obese ob/ob mice has been reported, and demonstrated that ginsenosides contributed to the observed effects. In contrast to commonly studied ginsenosides, the polysaccharides from ginseng berries also possessed significant anti-diabetic and anti-obesity effects in the animal model. Botanical polysaccharides exhibit various beneficial therapeutic properties, and it is thought that the mechanisms involved in these effects are due to the modulation of innate immunity and, especially, macrophage function. Recent reports have shown that a polysaccharide extracted from the ginseng root has a considerable immunostimulating activity, including immune modulation and inhibition of tumors. However, studies on polysaccharides from ginseng berry are limited, and, to date, the anti-cancer effects of ginseng berry polysaccharide have largely not been investigated. In this study, the effects of ginseng berries polysaccharides on chemically-induced enteric inflammation and neoplasm were evaluated using ginseng berry polysaccharides and ginseng berry polysaccharides with molecular weight less than 20,000 kDa. Next, polysaccharide from ginseng berry was evaluated for immune activation effects, especially NK cell activation and the anti-cancer immune response. In addition, for the purpose of identifying the structure of the ginseng berry polysaccharide, the enzymatic hydrolyzed fragments were analyzed and confirmed the glycosydic linkage and the activation mechanism in macrophage. The ginseng berry polysaccharides, GBPE and GBPP, showed a comparable degree of effects on enteric inflammation and neoplasm attenuation in AOM/DSS-induced acute colitis model. Also, the polysaccharides from ginseng berry were evaluated for immune activation effects, especially NK cell activation and the anti-cancer immune response. GBPP administration by i.v. significantly suppressed metastasis and the result determined that the anti-metastatic effect was clarified by NK cell activation following increased IFN-γ and granzyme B secretion. These results were also confirmed for GBPP-I as the major active component. In addition, GBPP-I-induced macrophage activation pathway was found to increase NO production via TLR2, TLR4, Dectin1, and CD14, and results of confocal laser scanning microscopy confirmed that NF-κB pahthway was caused by p65 localization into the nucleus. To identify the structure of the ginseng berry polysaccharide, the enzymatic hydrolyzed fragments were analyzed and confirmed the glycosydic linkage. Based on the results of compositional monosaccharides analysis, methylation analysis, β–glucosyl Yariv reagent, and sequencing analysis using ESI-MS, it was confirmed that GBPP-I is a typical rhamnogalacturonan-I structure having α-(1→5)-arabinan, β-(1→4)-galactan, arabino-β-3,6-galactan side chain in C4 of rhamnogalacturonan core which is repeated with disaccharide of [-4)-α-D-GalA-(1,2)-α-L-Rha-(1]n. With these results, it can be concluded that the overall structure of GBPP-I derived from ginseng berry could be determined. Results obtained from this study indicate that ginseng berry polysaccharides may have a therapeutic role in the management of immune function and prevention of tumorigenesis.
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