[학위논문]황칠나무수액의 유용성분 구명 및 지방세포 분화억제 활성 Structural Determination of Bioactive Compounds from the Sap of Dendropanax morbiferus and Their Anti-adipogenesis Activity on 3T3-L1 Cells원문보기
황칠나무(Dendropanx morbiferus)는 두룹나무과에 속하는 아열대성 상록교목으로, 황칠나뭇잎은 민간에서 차로 음용해왔으며, 뿌리와 줄기는 전통적으로 다양한 질병을 치료하는데 사용되어 왔다. 최근 황칠나무는 항파골세포, 항기억상실, 신경보호, 항미생물, 항당뇨 및 간보호 효과 등의 다양한 생리활성을 발휘한다고 보고되고 있다. 또한, 알칼로이드류, 폴리아세틸렌류, 페닐프로파노이드류, 플라보노이드류 및 ...
황칠나무(Dendropanx morbiferus)는 두룹나무과에 속하는 아열대성 상록교목으로, 황칠나뭇잎은 민간에서 차로 음용해왔으며, 뿌리와 줄기는 전통적으로 다양한 질병을 치료하는데 사용되어 왔다. 최근 황칠나무는 항파골세포, 항기억상실, 신경보호, 항미생물, 항당뇨 및 간보호 효과 등의 다양한 생리활성을 발휘한다고 보고되고 있다. 또한, 알칼로이드류, 폴리아세틸렌류, 페닐프로파노이드류, 플라보노이드류 및 테르페노이드류 등 다양한 성분을 함유하고 있다. 황칠나무수액은 가구, 자기 및 금속 등에 전통 천연도료로 사용되어 왔다. 황칠나무 잎, 줄기 및 뿌리에 대한 유용성분 및 항당뇨, 항산화, 항염증 등의 여러 생리활성 효과가 보고된 바 있지만, 황칠나무수액에 대한 유용성분과 생리활성에 대한 연구는 아직 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 황칠나무수액 EtOH 추출물을 대상으로 지방세포 분화억제 활성을 평가하고 그의 관련 유용성분을 분자수준에서 구명한 다음, 분리된 화합물들을 대상으로 지방세포 분화억제 활성을 평가하였다. 그 결과, 황칠나무수액 EtOH 추출물은 3T3-L1 지방전구세포에서 농도의존적으로 지방세포 분화 수를 감소시켰으며 지방세포 분화와 관련 유전자인 sterol regulatory element-binding proteins 1 (SREBP-1c), CCAAT/enhancer binding proteins β (C/EBPβ), CEBPα, peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ), Leptin, fatty acid synthase (FAS) 및 lipoprotein lipase (LPL)의 발현을 억제하였다. 황칠나무 부위별 LC-MS 및 다변량 통계 분석을 실시한 결과, 황칠나무수액은 잎, 줄기 및 열매와 성분학적 차이가 크고 다수의 polyacetylene류가 주요 성분임을 알 수 있었다. 황칠나무수액에 함유된 유용성분을 구명하기 위해서, EtOH 추출물을 대상으로 용매분획을 행하여 n-hexane층, ethyl acetate (EtOAc)층과 water-saturated n-butanol층을 얻었다. 이 중 EtOAc층을 대상으로 LC-MS 분석을 통해 chemical library를 구축한 결과, EtOAc층에는 polyacetylene류가 주로 존재하고 있음을 알 수 있었다. 이 화합물들은 황칠나뭇잎에서 일부 그 존재가 밝혀진 바 있으나 황칠나무수액에서는 황칠나뭇잎과 구조가 다른 다수의 polyacetylene류를 함유하고 있는 것으로 시사되었다. 이에 황칠나무수액에 존재하고 있는 polyacetylene류를 분리하고 그 구조를 밝히고자, EtOAc층을 대상으로 ODS column chromatography를 실시하여 6종의 화합물을 분리하였다. 분리된 6종의 화합물들을 대상으로 HR-ESI-MS 및 NMR 분석을 실시한 결과, 이들은 (10E,16S)-9,16-dihydroxyoctadeca-10,17-diene-12,14-diynoic acid (1), (9Z,16S)-16-hydroxyoctadeca-9,17-diene-12,14-diynoic acid (2), (10E, 16S)-7,9,16-trihydroxyoctadeca-10,17-diene-12,14-diynoic acid (3), (10E)-9-hydroxyoctadeca-10,17-diene-12,14-diynoic acid (4), (9Z,16S)-7,16-hydroxyoctadeca-9,17-diene-12,14-diynoic acid (5), (9Z)-octadeca-9,17-diene-12,14-diynoic acid (6)로 구조해석 되었다. 상기의 화합물들 중 화합물 1과 2는 본 연구팀의 선행연구를 통해 황칠나뭇잎에서 구명된 바 있으며, 4종의 화합물들(3-6)은 천연으로부터 처음으로 밝힌 신규화합물로 판명되었다. 황칠나무수액으로부터 동정된 화합물들의 생리활성 평가에 대한 연구가 미흡하여, 단리된 6종의 polyacetylene류를 대상으로 지방세포 분화억제 활성을 평가하였다. 그 결과, 화합물 1-6은 MDI를 처리하여 분화된 지방세포 분화 수 및 지방생성을 억제하였으며, 지방 형성 관련 유전자들인 SREBP-1c, PPARγ, C/EBPβ, C/EBPα, Leptin, FAS 및 LPL의 발현을 억제시킴을 확인하였다. 본 연구결과로부터 황칠나무수액의 식품학적 가치를 확인하였으며, 황칠나무수액 EtOH 추출물로부터 동정된 octadecadienediynoic acid류는 지방세포 분화억제 효과를 나타내 향후 동물실험 및 임상시험 등의 추가적인 연구들을 통하여 항비만 소재로 사용되길 기대된다.
황칠나무(Dendropanx morbiferus)는 두룹나무과에 속하는 아열대성 상록교목으로, 황칠나뭇잎은 민간에서 차로 음용해왔으며, 뿌리와 줄기는 전통적으로 다양한 질병을 치료하는데 사용되어 왔다. 최근 황칠나무는 항파골세포, 항기억상실, 신경보호, 항미생물, 항당뇨 및 간보호 효과 등의 다양한 생리활성을 발휘한다고 보고되고 있다. 또한, 알칼로이드류, 폴리아세틸렌류, 페닐프로파노이드류, 플라보노이드류 및 테르페노이드류 등 다양한 성분을 함유하고 있다. 황칠나무수액은 가구, 자기 및 금속 등에 전통 천연도료로 사용되어 왔다. 황칠나무 잎, 줄기 및 뿌리에 대한 유용성분 및 항당뇨, 항산화, 항염증 등의 여러 생리활성 효과가 보고된 바 있지만, 황칠나무수액에 대한 유용성분과 생리활성에 대한 연구는 아직 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 황칠나무수액 EtOH 추출물을 대상으로 지방세포 분화억제 활성을 평가하고 그의 관련 유용성분을 분자수준에서 구명한 다음, 분리된 화합물들을 대상으로 지방세포 분화억제 활성을 평가하였다. 그 결과, 황칠나무수액 EtOH 추출물은 3T3-L1 지방전구세포에서 농도의존적으로 지방세포 분화 수를 감소시켰으며 지방세포 분화와 관련 유전자인 sterol regulatory element-binding proteins 1 (SREBP-1c), CCAAT/enhancer binding proteins β (C/EBPβ), CEBPα, peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ), Leptin, fatty acid synthase (FAS) 및 lipoprotein lipase (LPL)의 발현을 억제하였다. 황칠나무 부위별 LC-MS 및 다변량 통계 분석을 실시한 결과, 황칠나무수액은 잎, 줄기 및 열매와 성분학적 차이가 크고 다수의 polyacetylene류가 주요 성분임을 알 수 있었다. 황칠나무수액에 함유된 유용성분을 구명하기 위해서, EtOH 추출물을 대상으로 용매분획을 행하여 n-hexane층, ethyl acetate (EtOAc)층과 water-saturated n-butanol층을 얻었다. 이 중 EtOAc층을 대상으로 LC-MS 분석을 통해 chemical library를 구축한 결과, EtOAc층에는 polyacetylene류가 주로 존재하고 있음을 알 수 있었다. 이 화합물들은 황칠나뭇잎에서 일부 그 존재가 밝혀진 바 있으나 황칠나무수액에서는 황칠나뭇잎과 구조가 다른 다수의 polyacetylene류를 함유하고 있는 것으로 시사되었다. 이에 황칠나무수액에 존재하고 있는 polyacetylene류를 분리하고 그 구조를 밝히고자, EtOAc층을 대상으로 ODS column chromatography를 실시하여 6종의 화합물을 분리하였다. 분리된 6종의 화합물들을 대상으로 HR-ESI-MS 및 NMR 분석을 실시한 결과, 이들은 (10E,16S)-9,16-dihydroxyoctadeca-10,17-diene-12,14-diynoic acid (1), (9Z,16S)-16-hydroxyoctadeca-9,17-diene-12,14-diynoic acid (2), (10E, 16S)-7,9,16-trihydroxyoctadeca-10,17-diene-12,14-diynoic acid (3), (10E)-9-hydroxyoctadeca-10,17-diene-12,14-diynoic acid (4), (9Z,16S)-7,16-hydroxyoctadeca-9,17-diene-12,14-diynoic acid (5), (9Z)-octadeca-9,17-diene-12,14-diynoic acid (6)로 구조해석 되었다. 상기의 화합물들 중 화합물 1과 2는 본 연구팀의 선행연구를 통해 황칠나뭇잎에서 구명된 바 있으며, 4종의 화합물들(3-6)은 천연으로부터 처음으로 밝힌 신규화합물로 판명되었다. 황칠나무수액으로부터 동정된 화합물들의 생리활성 평가에 대한 연구가 미흡하여, 단리된 6종의 polyacetylene류를 대상으로 지방세포 분화억제 활성을 평가하였다. 그 결과, 화합물 1-6은 MDI를 처리하여 분화된 지방세포 분화 수 및 지방생성을 억제하였으며, 지방 형성 관련 유전자들인 SREBP-1c, PPARγ, C/EBPβ, C/EBPα, Leptin, FAS 및 LPL의 발현을 억제시킴을 확인하였다. 본 연구결과로부터 황칠나무수액의 식품학적 가치를 확인하였으며, 황칠나무수액 EtOH 추출물로부터 동정된 octadecadienediynoic acid류는 지방세포 분화억제 효과를 나타내 향후 동물실험 및 임상시험 등의 추가적인 연구들을 통하여 항비만 소재로 사용되길 기대된다.
Dendropanax morbiferus (Araliaceae) is a subtropical evergreen tree that distributed in the south-western part of Korea. This plant has been used as functional food and folk medicine for the treatment of headache and infectious and skin diseases. D. morbiferus has been recently demonstrated to conta...
Dendropanax morbiferus (Araliaceae) is a subtropical evergreen tree that distributed in the south-western part of Korea. This plant has been used as functional food and folk medicine for the treatment of headache and infectious and skin diseases. D. morbiferus has been recently demonstrated to contain bioactive compounds (alkaloids, polyacetylenes, phenylpropanoids, flavonoids and terpenoids) and to exert several biological effects, including antiosteoclastogenic, antiobesity, anticancer, antidiabetic, and hepatoprotecitve activites. This sap has been used as a natural paint since a past. Dendropanax lacquer (a resinous sap) obtained from D. morbiferus has been used as surface coatings for wood, porcelain, and metalware. However, studies on chemical constituents and health beneficial effects of D. morbiferus sap are limited. In this study, the anti-adipogenic effect of D. morbiferus sap was evaluated in 3T3-L1 cells. Bioactive compounds were also isolated and elucidated from D. morbiferus sap. The treatment of D. morbiferus sap ethanolic extracts (DME) inhibited lipid accumulation significantly in a dose-dependent manner and suppressed expression of adipocyte differentiation-related genes, including sterol regulatory element-binding proteins 1 (SREBP-1c), CCAAT/enhancer binding proteins β (C/EBPβ), CEBPα, peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ), Leptin, fatty acid synthase (FAS) and lipoprotein lipase (LPL). In a result of LC-MS metabolite profiling, various polyacetylenes in DME were found as main compounds. DME were solvent-fractionated to obtain n-hexane, ethyl acetate (EtOAc) and water-satutrated n-butanol fractions. LC-ESI-Q-TOF MS/MS results indicated that various octadecadienediynoic acids were contained in the EtOAc fraction. Six compounds were purified and isolated from the DME by octadecylsilane column chromatography. These isolated compounds were elucidated as (10E,16S)-9,16-dihydroxyoctadeca-10,17- diene-12,14-diynoic acid (1), (9Z,16S)-16-hydroxyoctadeca-9,17-diene- 12,14-diynoic acid (2), (10E,16S)-7,9,16-trihydroxyoctadeca-10,17-diene- 12,14-diynoic acid (3), (10E)-9-hydroxyoctadeca-10,17-diene-12,14- diynoic acid (4), (9Z,16S)-7,16-hydroxyoctadeca-9,17-diene-12,14- diynoic acid (5), (9Z)-octadeca-9,17-diene-12,14-diynoic acid (6), based on HR-ESI-MS and 1D- and 2D-NMR analyses. Compounds 1 and 2 were found in the leaves of the D. morbiferus. Four compounds (3-6) are found the first time in nature. The anti-adipogenic effects of the isolated polyacetylenes (1-6) in 3T3- L1 cells were evaluated. As a result, it was confirmed that compounds 1-6 inhibited adipogenensis and the number of differentiated adipocytes compared control treated with MDI, and suppressed the expression of genes related to adipogenesis. From these results, the food value of D. morbiferus sap was confirmed, and octadecadienediynoic acids identified from EtOH extract of D. morbiferus sap showed an inhibitory adipogenesis effects. It is expected to be used for anti-obesity through additional studies such as animal testing and clinical trial in the future.
Dendropanax morbiferus (Araliaceae) is a subtropical evergreen tree that distributed in the south-western part of Korea. This plant has been used as functional food and folk medicine for the treatment of headache and infectious and skin diseases. D. morbiferus has been recently demonstrated to contain bioactive compounds (alkaloids, polyacetylenes, phenylpropanoids, flavonoids and terpenoids) and to exert several biological effects, including antiosteoclastogenic, antiobesity, anticancer, antidiabetic, and hepatoprotecitve activites. This sap has been used as a natural paint since a past. Dendropanax lacquer (a resinous sap) obtained from D. morbiferus has been used as surface coatings for wood, porcelain, and metalware. However, studies on chemical constituents and health beneficial effects of D. morbiferus sap are limited. In this study, the anti-adipogenic effect of D. morbiferus sap was evaluated in 3T3-L1 cells. Bioactive compounds were also isolated and elucidated from D. morbiferus sap. The treatment of D. morbiferus sap ethanolic extracts (DME) inhibited lipid accumulation significantly in a dose-dependent manner and suppressed expression of adipocyte differentiation-related genes, including sterol regulatory element-binding proteins 1 (SREBP-1c), CCAAT/enhancer binding proteins β (C/EBPβ), CEBPα, peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ), Leptin, fatty acid synthase (FAS) and lipoprotein lipase (LPL). In a result of LC-MS metabolite profiling, various polyacetylenes in DME were found as main compounds. DME were solvent-fractionated to obtain n-hexane, ethyl acetate (EtOAc) and water-satutrated n-butanol fractions. LC-ESI-Q-TOF MS/MS results indicated that various octadecadienediynoic acids were contained in the EtOAc fraction. Six compounds were purified and isolated from the DME by octadecylsilane column chromatography. These isolated compounds were elucidated as (10E,16S)-9,16-dihydroxyoctadeca-10,17- diene-12,14-diynoic acid (1), (9Z,16S)-16-hydroxyoctadeca-9,17-diene- 12,14-diynoic acid (2), (10E,16S)-7,9,16-trihydroxyoctadeca-10,17-diene- 12,14-diynoic acid (3), (10E)-9-hydroxyoctadeca-10,17-diene-12,14- diynoic acid (4), (9Z,16S)-7,16-hydroxyoctadeca-9,17-diene-12,14- diynoic acid (5), (9Z)-octadeca-9,17-diene-12,14-diynoic acid (6), based on HR-ESI-MS and 1D- and 2D-NMR analyses. Compounds 1 and 2 were found in the leaves of the D. morbiferus. Four compounds (3-6) are found the first time in nature. The anti-adipogenic effects of the isolated polyacetylenes (1-6) in 3T3- L1 cells were evaluated. As a result, it was confirmed that compounds 1-6 inhibited adipogenensis and the number of differentiated adipocytes compared control treated with MDI, and suppressed the expression of genes related to adipogenesis. From these results, the food value of D. morbiferus sap was confirmed, and octadecadienediynoic acids identified from EtOH extract of D. morbiferus sap showed an inhibitory adipogenesis effects. It is expected to be used for anti-obesity through additional studies such as animal testing and clinical trial in the future.
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