[논문]식물추출물(YGF)의 lGF-1 분비촉진에 미치는 영향

최철석; 김재수; 이찬우; 박점석; 홍억기

문제 정의

IGF-1 은 생체내에서 다양한 기능을 하고, 성장호르몬과 협동적으로 또는 개별적으로 생체내에서 작용을 하며, 성장호르몬의 시그널에 의해 또는 개별적으로 생체내에서 작용을 하여 다양한 기능을 나타내는 것을 알 수 있다 따라서 생체 내에서 IGF-1 의 생성을 촉진할 수 있는 물질에 대한 요구가 커지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이러한 성장호르몬 및 IGF-1 의 분비를 촉진시킬 수 있는 물질을 식물 추출물(YGF: Young Growth Factor)로부터 개발하고자 하였다.
사람의 키가 커진다는 것은 팔과 다리의 긴 뼈가 늘어나야 하는 것인데 이와같은 성장은 호르몬의 작용에 의해서 이루어진다. 본 연구에서는 이와같은 성장에 미치는 영향을 검토하기 위해 성장호르몬 및 IGF-1 의 분비촉진 여부를 확인하였다. 체외 래트 성장호르몬의 분비량은 88 - 99 ng/mL 으로 대조군에 비해 약 6배 이상의 성장호르몬이 분비되었다.

제안 방법

실험동물로서 3주령된 웅성 스프라그 돌리계 래트를 사용하였다. Table 1에서의 사료를 실험동물에게 8주간 장기 복용시킨 후 실험동물을 희생시켜 대퇴부 뼈를 적출하여 길이성장 변화를 측정하였다. 대조군은 상기 사료가 제외된 일반 사료를 복용시켜 실험군과 비교하였다.
YGF를 Table 1과 같은 조성으로 사료에 첨가하여 8주간 장기복용시켰을 때 생체내 생리활성에 의한 뼈성장에 미치는 영향을 검토하였다. 실험동물을 희생시켜 적출한 대퇴부 뼈에 대해 길이성장 변화를 측정하였다.
YGF의 생체내 IGF-1 분비촉진 효과를 검증하기 위해 경구투여용 주사기를 이용하여 YGF 1 mL을 실험동물에 경구 투여하여 생체내 분비된 IGF-1 의 양을 측정하였다. 이때 IGF-1 의 분비성향에 영향을 줄 수 있는 마취제는 사용하지 않았다.
대조군의 동물수는 6마리였으며 실험군은 7마리로 하였다. 경구투여용 주사기를 이용하여 YGF 1 mL을 실험동물 위에 강제 경구투여하였다. 채혈은 투여 전 및 투여 후 2시간 간격으로 심장에서 직접 채취하였으며 마지막 채혈 시간은 10시간이 경과한 다음에 실시하였다.
또한, IGF-1 의 분비성향에 영향을 줄 수 있는 마취제는 실험 동안에는 사용 하지 않았다. 그런 다음, 채혈된 시료에서의 IGF-1 의 정량은 EIA (enzyme immunoassay, Diagnostic System Laboratory, USA) 키트를 사용하여 측정하였다.
Table 1에서의 사료를 실험동물에게 8주간 장기 복용시킨 후 실험동물을 희생시켜 대퇴부 뼈를 적출하여 길이성장 변화를 측정하였다. 대조군은 상기 사료가 제외된 일반 사료를 복용시켜 실험군과 비교하였다.
YGF를 Table 1과 같은 조성으로 사료에 첨가하여 8주간 장기복용시켰을 때 생체내 생리활성에 의한 뼈성장에 미치는 영향을 검토하였다. 실험동물을 희생시켜 적출한 대퇴부 뼈에 대해 길이성장 변화를 측정하였다. 대조군(29.
체외 성장호르몬 분비촉진 활성측정에서와 같은 실험동물 을 사용하였다. 실험진행전에 실험동물은 YGF를 투여하기 전 하루 동안 절식을 시켜 IGF-1 의 분비자극에 대한 반응성을 증대시켰다. 대조군의 동물수는 6마리였으며 실험군은 7마리로 하였다.
약 300 g의 평균체중을 가지는 9주령의 웅성 스프라그 돌리 계 래트의 뇌하수체를 처리하여 확보한 세포를 이용하여 2일간 배양하여 단일세포를 분리하였다. 배양액에 YGF 추출물을 첨가한 후 37°C에서 20분간 배양하였다.
배양액에 YGF 추출물을 첨가한 후 37°C에서 20분간 배양하였다. 원심분리 후 얻어진 배양여액을 이용하여 방사선면역 측정법으로 분비된 성장호르몬의 양을 측정하여 활성을 검토하였다.
한국 식품공전에 식품으로 사용가능한 식물들중 IGF-1 분비촉진을 유발하는 것으로 추정되는 수십종의 식물들의 추출물을 다음과 같이 제조하였다. 자생식물 건조중량 100 g을 증류수에 침지하고, 고온에서 가열한 후 여과하여 수용성 추출물을 수득하였다. 이후 원심분리하여 상등액을 분리한 후 여과막을 사용하여 여과하였다.
경구투여용 주사기를 이용하여 YGF 1 mL을 실험동물 위에 강제 경구투여하였다. 채혈은 투여 전 및 투여 후 2시간 간격으로 심장에서 직접 채취하였으며 마지막 채혈 시간은 10시간이 경과한 다음에 실시하였다. 또한, IGF-1 의 분비성향에 영향을 줄 수 있는 마취제는 실험 동안에는 사용 하지 않았다.

대상 데이터

실험진행전에 실험동물은 YGF를 투여하기 전 하루 동안 절식을 시켜 IGF-1 의 분비자극에 대한 반응성을 증대시켰다. 대조군의 동물수는 6마리였으며 실험군은 7마리로 하였다. 경구투여용 주사기를 이용하여 YGF 1 mL을 실험동물 위에 강제 경구투여하였다.
YGF를 Table 1과 같은 조성으로 사료에 첨가하여 실험동물 사료로 공급하였다. 실험동물로서 3주령된 웅성 스프라그 돌리계 래트를 사용하였다. Table 1에서의 사료를 실험동물에게 8주간 장기 복용시킨 후 실험동물을 희생시켜 대퇴부 뼈를 적출하여 길이성장 변화를 측정하였다.
체외 성장호르몬 분비촉진 활성측정에서와 같은 실험동물 을 사용하였다. 실험진행전에 실험동물은 YGF를 투여하기 전 하루 동안 절식을 시켜 IGF-1 의 분비자극에 대한 반응성을 증대시켰다.

성능/효과

이는 YGF가 실험대상 동물범위내에서 IGF-1 의 분비를 촉진시켜 혈중 IGF-1 의 농도를 유지하거나 감소되는 정도(약 7% 감소)를 최소화하는데 커다란 영향을 주는 것으로 판단되었다. 또한 대조군에 비해 상승된 혈중 IGF-I의 농도는 시간이 경과함에 따라 다시 원상태로 회복되는 것을 확인할 수 있었으나 YGF가 IGF-1 의 분비를 촉진한다는 사실은 명백하였다.
체외 래트 성장호르몬의 분비량은 88 - 99 ng/mL 으로 대조군에 비해 약 6배 이상의 성장호르몬이 분비되었다. 또한 생체내 IGF-1 분비촉진 효과실험에서는 YGF 투여 후 8시간에서 1140 ng/mL 정도로 대조군에 비해 현저하게 높은 혈중 IGF-1 의 농도가 유지되었다. YGF를 장기 복용시킨 경우 실제로 대퇴부 뼈의 길이성장이 약 6% 정도 이루어졌음을 확인할 수 있었다.
2 mm)의 뼈 성장은 약 6% 정도 신장되었음이 관찰되었다(Figure 3). 이 결과는 YGF가 생체내 생리활성을 촉진시켜 뼈 성장에 커다란 도움을 준 것으로 판단되었다.
즉 대조군의 경우 시간이 경과함에 따라 혈중 IGF-1 의 농도는 줄어드는 경향(약 26% 감소)인 반면 실험군의 경우는 혈중 IGF-1 의 농도가 시간에 관계없이 유지되는 경향을 보인다. 이는 YGF가 실험대상 동물범위내에서 IGF-1 의 분비를 촉진시켜 혈중 IGF-1 의 농도를 유지하거나 감소되는 정도(약 7% 감소)를 최소화하는데 커다란 영향을 주는 것으로 판단되었다. 또한 대조군에 비해 상승된 혈중 IGF-I의 농도는 시간이 경과함에 따라 다시 원상태로 회복되는 것을 확인할 수 있었으나 YGF가 IGF-1 의 분비를 촉진한다는 사실은 명백하였다.
동결건조 추출물(YGF1 - 3)을 분리된 단일세포를 2일간 배양한 후 얻은 세포배양여액에 첨가한 후 분비된 성장호르몬의 양을 방사선면역 측정법으로 측정하였다 Figure 1에서 와 같이 분비된 성장호르몬의 양은 실험군에서 약 88 - 99 ng/mL 정도이었으며, 대조군(15 ng/mL)과 비교하였을 때 약 6배 이 상의 성장호르몬이 분비되는 것을 알 수 있었다. 이는 추출 물 YGF가 성장호르몬 분비촉진에 매우 뛰어난 효과가 있다 는 사실을 확인할 수 있었다.

후속연구

YGF를 장기 복용시킨 경우 실제로 대퇴부 뼈의 길이성장이 약 6% 정도 이루어졌음을 확인할 수 있었다. 따라서 본 실험을 통해 확인된 성장호르몬 및 IGF-1 분비촉진을 유발하는 식물 추출물 YGF에 대해 좀더 연구개발하여 키 성장이 저조한 어린이 및 청소년에게 신체성장에 도움이 될 수 있도룩 되었으면 한다.

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