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문제 정의
- 본 연구에서는 전통적으로 질환 개선 약리작용이 있는 것으로 알려진 11종의 약리식물들에서 코로나 바이러스의 일종인 전염성 위장염 바이러스(TGEV)와 돼지 유행성 설사 바이러스에 대한 증식억제능을 분석하였다.
제안 방법
- 11종 식물의 수용성 추출물들에 대한 세포독성능은 1000 µg/ml의 농도에서 추출물을 가하지 않은 웰의 세포와 비교하였다. 11 종 식물의 수용성 추출물들은 바이러스 배양세포로 사용되는 ST세포와 Vero세포에 대해 서로 다른 세포독성능을 나타내었다 (Fig.
- 11종의 약리식물의 수용성 추출물에서 세포독성능과 TGEV와 PEDV에 대한 항바이러스 효능을 분석하였다. 이들 추출물은 바이러스의 숙주세포로 사용되는 ST 세포와 Vero세포에 대해 다른 세포독성능을 나타내었는데, 오가피 추출물은 TGEV에 대한 숙주세포주인 ST 세포에 대해 75.
- TGEV와 PEDV에 대한 각 식물 추출물의 바이러스 증식억제능을 측정하기 위해서, ST세포와 Vero세포를 96 웰 플레이트 (well plates)에서 배양하고 각 세포들이 90 %이상 웰의 바닥에 차있을 때 기존 배양액를 제거하고 TGEV와 PEDV가 포함된 새 배양액를 각 웰에 투여하고 식물추출물은 농도 (250, 500, 1000 µg/ml media) 별로웰에 투여하였다. 각 식물의 바이러스 증식 억제능 측정은 TGEV 또는 PEDV를 48 시간 동안 ST 또는 Vero 세포에 감염시킨 후에 각 웰에 살아있는 세포를 SRB 분석법 (Martin & Martin, 1997)으로 측정하였다.
- 세포와 결합하지 않은 SRB염색액은 1 % (v/v) acetic acid로 수회 세척한 다음 다시 건조시켰다. 각 웰 바닥에 있는 세포의 형태를 현미경카메라(Zeiss 사, Model AxivertlO)를 이용하여 촬영하고 10 mM Tris 용액(pH 10.5) 100 ㎕를 각 웰에 가하여 세포와 결합되어 있는 염색제를 충분히 녹인 후 560 nm에서 흡광도를 측정하였다. 각 처리군은 바이러스를 처리하지 않은 군(A), 식물추출물만을 처리한 군(B), 바이러스 만을 처리한 군 (C), 바이러스와 식물추출물을 같이 처리한 군(D)으로 표기하였고 각각 식물추출물의 세포독성 비율과 식물추출물의 바이러스 증식 억제비율을 계산하였다.
- 5) 100 ㎕를 각 웰에 가하여 세포와 결합되어 있는 염색제를 충분히 녹인 후 560 nm에서 흡광도를 측정하였다. 각 처리군은 바이러스를 처리하지 않은 군(A), 식물추출물만을 처리한 군(B), 바이러스 만을 처리한 군 (C), 바이러스와 식물추출물을 같이 처리한 군(D)으로 표기하였고 각각 식물추출물의 세포독성 비율과 식물추출물의 바이러스 증식 억제비율을 계산하였다.
대상 데이터
- 각 추출물의 항바이러스능을 측정하기 위해 사용된 바이러스는 위장염 바이러스 (TGEV)와 돼지 유행성 설사 바이 러스(PEDV)를 대상으로 하였으며 TGEV는 ST 세포에서 배양하였고 PEDV는 Vero세포에서 배양하였다. ST 세포와 Vero세포는 소아태아혈청이 10 % 포함된 minimal essential media (MEM) 배지를 사용하여 37℃ 배양기에서 배양하였다.
- 초피나무(Zanthoxylum piperitum A. P. DC)의 줄기, 구지뽕나무(Oudrania tricuspidata Bureau)의 줄기껍질, 누리장나무(Qerodendron trichotomum Thunb)의 잎, 화살나무 C Euonymus alatus Sieb)의 줄기, 조각자나무 (Gleditsia sinensis Lam)의 줄기, 고삼(Sophora flavescens Ait)의 뿌리, 무화과나무(Ecus carica Linne) 의 열매, 까마중(Solanum nigrum LinrQ의 줄기, 창이자 나무(Xanthium strumanum linne)의 열매, 오가피나무 {Acanthopanax sessiliHoms Seemann)의 줄기, 등 10종의 식물들은 2000년 7월 경남농업기술원 약초시험장전시 포에서 각각 채취하였으며, 마황의 잎(Ephedra sinica Stapf)은 금산 약초시장에서 구입하여 분석하였다. 각 식물들은 건조중량과 증류수 1:10의 비율로 섞어서 각각 80℃에서 1 시간동안 중탕하고 12000 rpm으로 20분 간 원심분리하여 상등액을 동결건조시 켰다.
이론/모형
- 투여하였다. 각 식물의 바이러스 증식 억제능 측정은 TGEV 또는 PEDV를 48 시간 동안 ST 또는 Vero 세포에 감염시킨 후에 각 웰에 살아있는 세포를 SRB 분석법 (Martin & Martin, 1997)으로 측정하였다. 각 웰에 10% trichloroacetic acid (TCA)를 100 M 씩 첨가한 후 1시간 동안 4℃에 방치하고 증류수로 수회 세척하였다.
성능/효과
- 41 %이었다. 1000 µg/ml의 농도에서 10% 내외의 낮은 세포독성능을 나타낸 초피나무, 꾸지뽕나무, 누리장나무, 고삼 추출물은 동일 농도에서 98.14 + 29.25, 93.70 ± 11.36, 106.95 ±2.04, 74.81 ± 53.12 %의 바이 러스 증식 억제능을 각각 나타내었다.
- 마황은 Vero 세포에 대한 세포독성능이 11 종의 식물 중 가장 높았으나 500 /zg/ml 의 농도이상에서는 40 % 이상의 바이러스 억제능을 나타내었다. 11 종의 식물추출물에서 PEDV에 대한 항바이러스능을 가장 강하게 나타낸 것은 까마중으로 250 µg/ml 의 농도에서도 92.81 ± 3.83 %을 나타내었으며 500 µg/ml, 1000 µg/ml의 농도에서 93.3 ±2.55, 96.35 ±0.12 %로 완만한 항바이러스능 증가율을 나타내었다 (Table. 3).
- 11종의 식물 추출물 모두 TGEV에 대하여는 항바이러스능을 나타내었다(Fig. 1, Table 2). 오가피나무, 까마종이, 무화과나무, 화살나무, 조각자나무, 창이자나무, 마황추출물은 1000 µg/ml의 농도에서 비교적 높은 세포 독성능을 나타내었으나 식물추출물을 가하지 않은 바이러스 감염 세포군과 비교하여 250 µg/ml의 농도에서도 강한 바이러스 증식억제능을 나타내었다.
- 66 %) 외 다른 10 종의 식물추출물은 Vero 세포에 대하여는 세포 독성능을 나타내지 않았으며 오히려 식물추출물을 가하지 않은 웰의 흡광도보다 약간 증가된 흡광도를 나타내었다. PEDV 에 대해 증식억제능을 나타내는 식물은 창이자, 오가피나무를 제외한 초피나무, 꾸지뽕나무, 누리장나무, 조각자나무, 고삼, 화살나무, 무화과나무, 까마중, 마황이었다. 이중 투여량에 비례하여 바이러스의 증식을 억제하는 것은 초피나무, 조각자나무, 고삼, 화살나무, 무화과나무, 까마중, 마황추출물이었다.
- 이들 중 높은 세포독성능을 나타내는 창이자(25%), 오가피나무(75%)를 제외한 초피나무, 누리장나무, 고삼, 꾸지뽕나무는 낮은 세포독성을 나타내면서도 효과적인 항바이러스능을 갖는 활성 물질을 포함하고 있는 것으로 생각되며, 이들은 TGEV 감염에 대해 효과적으로 대응할 수 있는 바이러스증식억제제로 사용될 수 있을 것이다. 마황추출물 (35.66 %) 외 다른 10 종의 식물추출물은 Vero 세포에 대하여는 세포 독성능을 나타내지 않았으며 오히려 식물추출물을 가하지 않은 웰의 흡광도보다 약간 증가된 흡광도를 나타내었다. PEDV 에 대해 증식억제능을 나타내는 식물은 창이자, 오가피나무를 제외한 초피나무, 꾸지뽕나무, 누리장나무, 조각자나무, 고삼, 화살나무, 무화과나무, 까마중, 마황이었다.
- 본 연구에서의 11 종 식물의 수용성 추출물들은 TGEV 배양세포로 사용되는 ST세포에 대해서는 다양한 세포 독성능을 나타내었다. 초피나무, 누리장나무, 고삼, 창이자, 오가피나무 추출물은 투여량에 비례하여 TGEV 증식 억제능을 나타내었다.
- 66%) 이외의 10종의 추출물은 PEDV에 대한 숙주세포주인 Vero 세포에 대해 세포독성능을 나타내지 않았다. 세포독성이 낮은 식물추출물에서 초피나무, 구지뽕나무, 누리장나무, 고삼 추출물이 TGEV에 대하여 효과적인 항바이러스능을 나타내었으며, PEDV에 대하여는 초피나무, 조각자나무, 고삼, 까마종이, 마황 추출물에서 효과적인 항바이러스능을 나타내었다. 이중에서 고삼과 초피나무 추출물은 TGEV와 PEDV에 대해서 효과적인 항바이러스능을 나타내었다.
- 81 %까지 다양한 세포독성을 나타내었다 (Table 1). 오가피 추출물은 ST 세포에 대해 75.81 ± 5.11%의 높은 세포독성을 나타내었으며, 까마중, 무화과, 화살나무, 조각자, 창이자, 마황의 순으로 50- 20% 사이의 세포독성을 나타내고 있으며 초피, 구지뽕, 누리장, 고삼추출물은 앞의 식물들에 비해 10 % 내외의 낮은 세포독성을 나타내었다. 그러나 Vero세포에 대하여는 마황 추출물 (35.
- 1, Table 2). 오가피나무, 까마종이, 무화과나무, 화살나무, 조각자나무, 창이자나무, 마황추출물은 1000 µg/ml의 농도에서 비교적 높은 세포 독성능을 나타내었으나 식물추출물을 가하지 않은 바이러스 감염 세포군과 비교하여 250 µg/ml의 농도에서도 강한 바이러스 증식억제능을 나타내었다. 이 중 가장 높은 바이러스 증식억 제능을 나타낸 것은 무화과나무 추출물로 197.
- 분석하였다. 이들 추출물은 바이러스의 숙주세포로 사용되는 ST 세포와 Vero세포에 대해 다른 세포독성능을 나타내었는데, 오가피 추출물은 TGEV에 대한 숙주세포주인 ST 세포에 대해 75.81 %의 세포독성을 나타내었으며, 화살나무, 무화과나무, 까마종이, 마황, 창이자 추출물은 20-50% 사이의 세포독성을 나타내었다. 그러나 마황 추출물(35.
- 초피나무, 꾸지뽕나무, 누리장나무, 조각자나무, 고삼, 화살나무, 무화과나무, 까마중, 마황 추출물은 PEDV 에 항 바이 러스능을 나타내 었으나 창이자와 오가피 추출물에서는 PEDV에 대하여 항바이러스능이 보이지 않았다 (Fig 2, Table 3). 투여량에 비례하여 바이러스 증식억제능을 나타낸 것은 초피나무, 조각자나무, 고삼, 화살나무, 무화과, 마황, 까마중이었으며 1000 µg/ml의 농도에서 50 % 이상의 바이러스 증식억제능을 나타내었다.
- 나타내었다. 초피나무, 누리장나무, 고삼, 창이자, 오가피나무 추출물은 투여량에 비례하여 TGEV 증식 억제능을 나타내었다. 꾸지뽕나무 추출물은 250 µg/ml의 농도에서 식물 추출물을 첨가하지 않은 웰과 비교하여 TGEV 증식을 거의 억제시켰다.
- Table 3). 투여량에 비례하여 바이러스 증식억제능을 나타낸 것은 초피나무, 조각자나무, 고삼, 화살나무, 무화과, 마황, 까마중이었으며 1000 µg/ml의 농도에서 50 % 이상의 바이러스 증식억제능을 나타내었다. 꾸지뽕나무와 누리장나무는 바이러스 감염군에 비해서는 생존 세포의 수치가 높았으나 투여량에 비례하지는 않았다.
후속연구
- 2002) 등 만성적 감염질환을 유발하는 바이러스들에 대해서는 항바이러스능이 보고되고 있으나 급성질환을 유발하는 coronavirus 에 대한 항바이러스능은 아직 보고된 바 없으며, 초피나무 추출물에서의 항바이러스능에 대한보고는 아직 없다. 고삼과 초피나무 추출물의 TGEV와 PEDV에 대한 증식 억제능은 이들 바이 러스 감염으로 인한 질환 치료에 큰 도움이 될 수 있으며 다른 coronavirus 감염으로 인한 질환치료에도 응용될 수 있으리라 생각된다.
- 꾸지뽕나무 추출물은 250 µg/ml의 농도에서 식물 추출물을 첨가하지 않은 웰과 비교하여 TGEV 증식을 거의 억제시켰다. 이들 중 높은 세포독성능을 나타내는 창이자(25%), 오가피나무(75%)를 제외한 초피나무, 누리장나무, 고삼, 꾸지뽕나무는 낮은 세포독성을 나타내면서도 효과적인 항바이러스능을 갖는 활성 물질을 포함하고 있는 것으로 생각되며, 이들은 TGEV 감염에 대해 효과적으로 대응할 수 있는 바이러스증식억제제로 사용될 수 있을 것이다. 마황추출물 (35.
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