본 연구에서는 아로니아 추출물의 항산화제와 항알레르기 치료제로써의 유효성을 알아보기 위해 페놀성 화합물 및 플라보노이드 함량과 DPPH 라디칼 포착효능, superoxide 음이온라디칼 포착효능, 5-LO억제 효능 및 COX억제효능을 측정하였다. 측정결과 아로니아는 유효성분으로 예상되는 페놀성 화합물과 플라보노이드가 각각 $745.4{\pm}3.7\;mg/g$, $74.63{\pm}2.2\;mg/g$으로 상당량 함유되어 있으며, 상당히 낮은 농도($6.15{\pm}0.343\;ppm$, $6.99{\pm}1.26\;ppm$)에서 DPPH 라디칼과 superoxide 음이온 라디칼을 50% 소거하는 것으로 나타났다. 아로니아의 항알레르기 효능에 관하여 5-LO의 $IC_{50}$값이 $47.07{\pm}0.15\;ppm$으로, EGCG의 $IC_{50}(15.83{\pm}0.98\;ppm)$보다는 높았지만 아로니아가 EGCG와 같은 단일물질이 아니라 천연혼합물임을 감안하여 다른 천연물들의 $IC_{50}$값과 비교하였을 때 5-LO를 비교적 낮은 농도에서 억제하고 있다고 볼 수 있다. 또한, COX-1과 COX-2의 저해 비율 비교를 통해 양성대조군으로 사용한 EGCG만큼 COX-2를 선택적으로 저해하고 있음을 확인하였다. 이상의 결과에 따르면 아로니아 추출물은 항산화 및 항알레르기 효능을 갖고 있으며, 따라서 알레르기성 비염이나 아토피와 같은 알레르기 관련 질병 치료에 유효하게 사용될 것이라 생각된다.
본 연구에서는 아로니아 추출물의 항산화제와 항알레르기 치료제로써의 유효성을 알아보기 위해 페놀성 화합물 및 플라보노이드 함량과 DPPH 라디칼 포착효능, superoxide 음이온 라디칼 포착효능, 5-LO억제 효능 및 COX억제효능을 측정하였다. 측정결과 아로니아는 유효성분으로 예상되는 페놀성 화합물과 플라보노이드가 각각 $745.4{\pm}3.7\;mg/g$, $74.63{\pm}2.2\;mg/g$으로 상당량 함유되어 있으며, 상당히 낮은 농도($6.15{\pm}0.343\;ppm$, $6.99{\pm}1.26\;ppm$)에서 DPPH 라디칼과 superoxide 음이온 라디칼을 50% 소거하는 것으로 나타났다. 아로니아의 항알레르기 효능에 관하여 5-LO의 $IC_{50}$값이 $47.07{\pm}0.15\;ppm$으로, EGCG의 $IC_{50}(15.83{\pm}0.98\;ppm)$보다는 높았지만 아로니아가 EGCG와 같은 단일물질이 아니라 천연혼합물임을 감안하여 다른 천연물들의 $IC_{50}$값과 비교하였을 때 5-LO를 비교적 낮은 농도에서 억제하고 있다고 볼 수 있다. 또한, COX-1과 COX-2의 저해 비율 비교를 통해 양성대조군으로 사용한 EGCG만큼 COX-2를 선택적으로 저해하고 있음을 확인하였다. 이상의 결과에 따르면 아로니아 추출물은 항산화 및 항알레르기 효능을 갖고 있으며, 따라서 알레르기성 비염이나 아토피와 같은 알레르기 관련 질병 치료에 유효하게 사용될 것이라 생각된다.
The purpose of this study was to investigate the antioxidative and antiallergic effects of aronia extract. The aronia extract was tested for various antioxidative potentials (scavenging activity of 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical and superoxide anion radical) and inhibitory effect of 5-...
The purpose of this study was to investigate the antioxidative and antiallergic effects of aronia extract. The aronia extract was tested for various antioxidative potentials (scavenging activity of 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical and superoxide anion radical) and inhibitory effect of 5-lipoxygenase (5-LO) and cyclooxygenase (COX). In aronia extract, polyphenol content was $81.6{\pm}3.3\;mg/g$ and flavonoid content was $5.15{\pm}0.16\;mg/g$. DPPH radical-scavenging activity ($SC_{50}$) of aronia extract was $6.15{\pm}0.343\;ppm$. $SC_{50}$ value of aronia extract against superoxide anion radical was $6.99{\pm}1.28\;ppm$. In addition, $IC\_{50}$ values of aronia extract against 5-LO, COX-1, and COX-2 were $42.07{\pm}0.15\;ppm$, $24{\pm}4.29\;ppm$, and $24.3{\pm}3.5\;ppm$, respectively. These results suggest that aronia extract may be useful for the prevention or treatment of allergic disease.
The purpose of this study was to investigate the antioxidative and antiallergic effects of aronia extract. The aronia extract was tested for various antioxidative potentials (scavenging activity of 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical and superoxide anion radical) and inhibitory effect of 5-lipoxygenase (5-LO) and cyclooxygenase (COX). In aronia extract, polyphenol content was $81.6{\pm}3.3\;mg/g$ and flavonoid content was $5.15{\pm}0.16\;mg/g$. DPPH radical-scavenging activity ($SC_{50}$) of aronia extract was $6.15{\pm}0.343\;ppm$. $SC_{50}$ value of aronia extract against superoxide anion radical was $6.99{\pm}1.28\;ppm$. In addition, $IC\_{50}$ values of aronia extract against 5-LO, COX-1, and COX-2 were $42.07{\pm}0.15\;ppm$, $24{\pm}4.29\;ppm$, and $24.3{\pm}3.5\;ppm$, respectively. These results suggest that aronia extract may be useful for the prevention or treatment of allergic disease.
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문제 정의
본 연구에서는 아로니아 추출물의 항산화제와 항알레르기 치료제로써의 유효성을 알아보기 위해 페놀성 화합물 및 플라보노이드 함량과 DPPH 라디칼 포착효능, superoxide 음이온 라디칼 포착효능, 5-LO억제 효능 및 COX억제효능을 측정하였다. 측정결과 아로니아는 유효성분으로 예상되는 페놀성 화합물과 플라보노이드가 각각 745.
본 연구에서는 아로니아의 항산화 효과와 항알레르기 효능을 확인하기 위하여 아로니아의 추출물에 대한 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 라디칼, superoxide 음이온 라디칼 소거능을 측정하고, 알레르기 관련 염증매개 물질인 류코트리엔류와 프로스타글란딘류를 생성하는 5-LO와 COX의 억제능을 측정하였다. 이전에 보고된 아로니아의 항산화 효과(3)는 아로니아에서 안토시아닌(antocyanin)을 분리하여 측정된 반면 본 연구에서는 아로니아의 추출물 자체의 항산화 효과를 확인하였다.
제안 방법
96 well plate에 한 well당 60 units/mL의 COX-1이나 30 units/mL의 COX-2를 40 μL씩 넣고, 100 mM Tris-HCl buffer(pH 8.0) 90 μL, 30 μM EDTA 20 μL, 150 μM hematin 20 μL 그리고 시료 20 μL를 혼합하여 25oC에서 5분간 반응시키고 5 mM TMPD 5 μL와 20 mM 아라키돈산 5 μL를 첨가하여 25oC에서 5분간 반응시킨 후 ELISA autoreader를 사용하여 590 nm에서 흡광도를 측정하였다.
Superoxide 음이온 라디칼 포착효능 측정은 xanthine과 xanthine oxidase를 반응시킨 다음 nitroblue tetrazolium (NBT)으로 발색하여 측정하였다. 이 실험의 원리는 xanthine에 xanthine oxidase가 작용하면 ·O2-가 생성되고 생성된 ·O2-는 공존하는 NBT를 환원시켜 발색반응을 나타내지만 생성된 ·O2-의 제거능을 가진 물질로 인하여 그 발색은 저해된다(18).
또한 EGCG는 알레르기성 반응에 관여하는 히스타민(histamine), 류코트 리엔류(leukotrienes), 사이토카인(cytokine)의 생성을 억제한다고 보고되었다(23,24). 따라서 이후에 이루어진 항산화 및 항알레르기 실험에서도 EGCG를 양성대조군으로 사용하였다.
이전에 보고된 아로니아의 항산화 효과(3)는 아로니아에서 안토시아닌(antocyanin)을 분리하여 측정된 반면 본 연구에서는 아로니아의 추출물 자체의 항산화 효과를 확인하였다. 또한 LPS(lipopolysaccharide)로 염증을 유도시킨 동물모델에서 확인된 항염증효과(4)를 본 연구에서는 in vitro test로서 항 알레르기 효능과 밀접하게 관련된 5-LO와 COX의 억제능을 통해 항 알레르기 효능을 확인하였다.
아로니아 추출물로부터 총 페놀성 화합물과 플라보노이드 함량을 측정하였다. 측정결과 Table 1에서와 같이 아로니아 추출물은 745.
아로니아에 대한 5-LO 억제효능측정은 Block 등(17)의 문헌을 변형하여 수행하였다. 0.
아로니아에 대한 COX 억제효능은 Reddy 등(18)의 방법을 변형하여 수행하였다. 96 well plate에 한 well당 60 units/mL의 COX-1이나 30 units/mL의 COX-2를 40 μL씩 넣고, 100 mM Tris-HCl buffer(pH 8.
본 연구에서는 아로니아의 항산화 효과와 항알레르기 효능을 확인하기 위하여 아로니아의 추출물에 대한 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 라디칼, superoxide 음이온 라디칼 소거능을 측정하고, 알레르기 관련 염증매개 물질인 류코트리엔류와 프로스타글란딘류를 생성하는 5-LO와 COX의 억제능을 측정하였다. 이전에 보고된 아로니아의 항산화 효과(3)는 아로니아에서 안토시아닌(antocyanin)을 분리하여 측정된 반면 본 연구에서는 아로니아의 추출물 자체의 항산화 효과를 확인하였다. 또한 LPS(lipopolysaccharide)로 염증을 유도시킨 동물모델에서 확인된 항염증효과(4)를 본 연구에서는 in vitro test로서 항 알레르기 효능과 밀접하게 관련된 5-LO와 COX의 억제능을 통해 항 알레르기 효능을 확인하였다.
총 페놀성 화합물의 함량은 Gutfinger(14)의 방법을 변형하여 측정하였다. 즉, 시료 1 mL에 2%(w/v) Na2CO3 용액1 mL를 가하여 3분간 상온에서 반응시킨 후, 50% FolinCiocalteu 시약 0.
페놀성화합물의 측정과 플라보노이드 함량 측정에는 각각 단일물질인 epigallocatechin gallate(EGCG)와 quercetin을 사용하여 표준곡선을 작성하였다. EGCG는 면역글로블린 E가 결합된 면역글로블린 E 수용체(FcεRⅠ)에 의해 활성화되는 티로신키나아제(tyrosine kinase)의 인산화반응을 저해하여 비만세포의 탈과립화를 억제한다.
1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH), 5-lipoxygenase (5-LO), arachidonic acid, N,N,N',N'-tetramethyl-p-phenylenediamine(TMPD), butylated hydroxyanisole(BHA), nordihydroguaiaretic acid(NDGA), quercetin, hematin, 그리고 epigallocatechin gallate(EGCG)는 Sigma사(USA)에서 구입하였다. Cyclooxygenase-1, cyclooxygenase-2는 Cayman사(USA)에서 구입하였다. UV-VIS 흡광계는 Spectronic Genesys 5(Miton Roy사, USA)모델, ELISA autoreader는 VERSA max(Molecular devices사, USA) 모델을 사용하였다.
5) 1 mL에 시료 20 μL와 soybean lipoxygenase(type Ⅴ, 200 units/final concentration) 20 μL를 넣고 25℃ 에서 2분간 전 반응시킨 후 최종농도가 110 μM이 되도록 30 μL의 linoleic acid를 넣고 이것이 첨가된 시간을 기점으로 25℃에서 3분간 20초 간격으로 234 nm에서 흡광도를 측정하여 초기반응 속도를 구하였다. 그 결과는 50% inhibitory concentration(IC50) 값으로 나타내었고 양성대조군으로 녹차카테킨인 EGCG를 사용하였다. 5-LO 억제율(%)＝[(대조군의 초기반응속도－실험군의 초기반응속도)/대조군의 초기반응속도]×100
Superoxide 음이온 라디칼 포착능(%)은 100－[(시료를 첨가한 반응군의 흡광도/시료를 첨가하지 않은 대조군의 흡광도)×100] 식으로부터 구하였다. 그 결과는 SC50 값으로 나타내었고, 양성대조군으로 EGCG와 항산화제로 알려진 비타민 C를 사용하였다.
UV-VIS 흡광계는 Spectronic Genesys 5(Miton Roy사, USA)모델, ELISA autoreader는 VERSA max(Molecular devices사, USA) 모델을 사용하였다. 아로니아 추출분말은 아로니아를 주정으로 추출한 추출분말을 (주)진용내츄럴사(수원시 팔달구)에서 구입하였다. 그 이외의 시약은 1급 또는 특급을 사용하였다.
그 결과는 50% 라디칼 포착능을 나타낼 때의 반응농도 즉, 50% scavenging activity concentration(SC50) 값으로 나타내었다. 양성대조군으로 EGCG와 항산화제로 알려진 비타민 C를 사용하였다.
데이터처리
실험결과는 3회 반복하여 평균±표준오차로 나타냈으며, Student's t-test에 의해 유의성을 검정하여 p<0.05인 결과를 얻었을 때 유의성이 있는 것으로 판단하였다.
이론/모형
Cyclooxygenase-1, cyclooxygenase-2는 Cayman사(USA)에서 구입하였다. UV-VIS 흡광계는 Spectronic Genesys 5(Miton Roy사, USA)모델, ELISA autoreader는 VERSA max(Molecular devices사, USA) 모델을 사용하였다. 아로니아 추출분말은 아로니아를 주정으로 추출한 추출분말을 (주)진용내츄럴사(수원시 팔달구)에서 구입하였다.
성능/효과
Fig. 2에서 정리한 바와 같이 아로니아 추출물의 superoxide 음이온 라디칼 포착능을 측정한 결과 SC50값은 6.99±1.26 ppm이며, 양성대조군으로 사용한 녹차 카테킨 EGCG와 비타민C의 SC50값은 각각 3.01±0.1 ppm, 8.84±1.4 ppm으로 나타났다.
DPPH 라디칼 포착능(%)은 100－[(시료를 첨가한 반응군의 흡광도/시료를 첨가하지 않은 대조군의 흡광도)×100] 식으로부터 구하였다. 그 결과는 50% 라디칼 포착능을 나타낼 때의 반응농도 즉, 50% scavenging activity concentration(SC50) 값으로 나타내었다. 양성대조군으로 EGCG와 항산화제로 알려진 비타민 C를 사용하였다.
4 ppm으로 나타났다. 따라서 아로니아 추출물은 EGCG보다 약 2.2배 낮은 superoxide 음이온 라디칼 포착효능을 나타냈지만, 비타민 C보다는 약 1.22배 우수한 superoxide 음이온 라디칼 포착효능을 나타냈다.
23 ppm으로 나타났다. 따라서 아로니아 추출물은 EGCG보다는 약 1.6배 낮은 DPPH 라디칼 포착효능을 나타냈지만, 비타민 C보다는 약 1.5배 우수한 DPPH 라디칼 포착효능을 나타냈다.
베리류 식물의 페놀화합물의 함량을 측정한 이전의 연구결과에 따르면, 1 g당 blueberry가 약 400 mg, cloudberry가 약 250 mg, rowanberry가 약 200 mg정도 페놀화합물을 함유하고 있는 것으로 보고되었다(25). 따라서 아로니아 추출물은 다른 베리류 식물의 페놀화합물 함량보다 적게는 약 1.8배 많게는 약 3.5배 더 높은 함량을 갖고 있는 것으로 보인다.
98 ppm)보다는 높았지만 아로니아가 EGCG와 같은 단일물질이 아니라 천연혼합물임을 감안하여 다른 천연물들의 IC50값과 비교하였을 때 5-LO를 비교적 낮은 농도에서 억제하고 있다고 볼 수 있다. 또한, COX-1과 COX-2의 저해 비율 비교를 통해 양성대조군으로 사용한 EGCG만큼 COX-2를 선택적으로 저해하고 있음을 확인하였다. 이상의 결과에 따르면 아로니아 추출물은 항산화 및 항알레르기 효능을 갖고 있으며, 따라서 알레르기성 비염이나 아토피와 같은 알레르기 관련 질병 치료에 유효하게 사용될 것이라 생각된다.
아로니아 추출물의 SC50값은 6.15±0.343 ppm이며, 양성대조군으로 사용된 녹차 카테킨 EGCG와 항산화제인 비타민C의 SC50값은 각각 3.66±0.074 ppm, 9.75±1.23 ppm으로 나타났다.
측정결과 아로니아는 유효성분으로 예상되는 페놀성 화합물과 플라보노이드가 각각 745.4±3.7 mg/g, 74.63±2.2 mg/g으로 상당량 함유되어 있으며, 상당히 낮은 농도(6.15±0.343 ppm, 6.99±1.26 ppm)에서 DPPH 라디칼과 superoxide 음이온 라디칼을 50% 소거하는 것으로 나타났다.
후속연구
89 ppm이라고 보고되었던(11) 것과 비교했을 때 아로니아가 5-LO를 상당히 효과적으로 저해한다고 할 수 있다. 이 후에 아로니아의 유효성분을 농축시키는 과정이 추가되면 EGCG만큼 효과적인 항 알레르기 효능을 기대할 수 있을 것으로 생각된다.
또한, COX-1과 COX-2의 저해 비율 비교를 통해 양성대조군으로 사용한 EGCG만큼 COX-2를 선택적으로 저해하고 있음을 확인하였다. 이상의 결과에 따르면 아로니아 추출물은 항산화 및 항알레르기 효능을 갖고 있으며, 따라서 알레르기성 비염이나 아토피와 같은 알레르기 관련 질병 치료에 유효하게 사용될 것이라 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
아로니아란?
블랙 초크베리(black chokeberry)라고 불리는 아로니아(Aronia melanocarpa)는 장미과(Rosaceae)에 속하는 베리류의 식물열매로 원래는 북부 아메리카 지역에서 자생한다(1). 18세기에 유럽에 소개되어 재배된 아로니아는 맛과 색과 향이 좋아 잼, 와인, 쥬스, 차로 사용하는 등 다양한 식자재로서의 이용 가치가 높다(2).
아로니아 추출물의 항산화제와 항알레르기 치료제로써의 유효성을 알아보기 위해 페놀성 화합물 및 플라보노이드 함량과 DPPH 라디칼 포착효능, superoxide 음이온 라디칼 포착효능, 5-LO억제 효능 및 COX억제효능을 측정한 결과는?
본 연구에서는 아로니아 추출물의 항산화제와 항알레르기 치료제로써의 유효성을 알아보기 위해 페놀성 화합물 및 플라보노이드 함량과 DPPH 라디칼 포착효능, superoxide 음이온 라디칼 포착효능, 5-LO억제 효능 및 COX억제효능을 측정하였다. 측정결과 아로니아는 유효성분으로 예상되는 페놀성 화합물과 플라보노이드가 각각 745.4±3.7 mg/g, 74.63±2.2 mg/g으로 상당량 함유되어 있으며, 상당히 낮은 농도(6.15±0.343 ppm, 6.99±1.26 ppm)에서 DPPH 라디칼과 superoxide 음이온 라디칼을 50% 소거하는 것으로 나타났다. 아로니아의 항알레르기 효능에 관하여 5-LO의 IC50값이 47.07±0.15 ppm으로, EGCG의 IC50(15.83±0.98 ppm)보다는 높았지만 아로니아가 EGCG와 같은 단일물질이 아니라 천연혼합물임을 감안하여 다른 천연물들의 IC50값과 비교하였을 때 5-LO를 비교적 낮은 농도에서 억제하고 있다고 볼 수 있다. 또한, COX-1과 COX-2의 저해 비율 비교를 통해 양성대조군으로 사용한 EGCG만큼 COX-2를 선택적으로 저해하고 있음을 확인하였다. 이상의 결과에 따르면 아로니아 추출물은 항산화 및 항알레르기 효능을 갖고 있으며, 따라서 알레르기성 비염이나 아토피와 같은 알레르기 관련 질병 치료에 유효하게 사용될 것이라 생각된다.
아로니아 열매에 함유되어 있는 성분과 그 효능은?
18세기에 유럽에 소개되어 재배된 아로니아는 맛과 색과 향이 좋아 잼, 와인, 쥬스, 차로 사용하는 등 다양한 식자재로서의 이용 가치가 높다(2). 아로니아 열매에 함유되어 있는 다량의 안토시아닌과 그밖에 다른 플라보노이드류 성분은 항산화효과, 위보호효과(3), 항염증효과(4), 항당뇨효과(5), 면역조절기능활성(6) 등 다양한 생리적 기능이 있는 것으로 알려져 있다. 아로니아는 일반적으로 수분 84.
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