머위의 뿌리, 줄기, 잎을 사용하여 추출물에 따른 항산화 활성을 분석하였고, 추출물을 분획 정제하여 암세포 생장 억제성을 실험하였다. SOD 유사활성은 머위 잎의 에탄올 추출물이 96.7%의 가장 높은 활성을 보였으며, 추출 용매에 따른 머위의 SOD 유사활성은 물 추출보다는 에탄올 추출물이 더욱 높은 항산화 활성을 나타냈다. 총폴리페놀 함량은 물 추출물에서 전체적으로 높은 함량을 나타내었으며, 머위 잎이 223mg/g dry weight으로 가장 높았다. 시료별로 전자공여능 효과를 살펴보면 머위 뿌리의 물 추출물에서 61.5%, 머위 잎의 에탄올 추출물에서 34.9%로 가장 높은 전자공여능을 나타냈다. 암세포 생존 억제성의 실험에서 머위 추출물의 분획물들은 정상세포 DC2.4의 생육에는 크게 영향을 미치지 않으면서도 위암세포주 SNU-719의 생육은 41.9%로 크게 억제시켰고, 간암세포주 Hep3B의 생육은 72.7% 억제시켰다. 본 연구 결과들을 종합해 볼 때 머위를 이용한 새로운 기능성 식품 소재 및 약용자원식물로 개발이 가능하다.
머위의 뿌리, 줄기, 잎을 사용하여 추출물에 따른 항산화 활성을 분석하였고, 추출물을 분획 정제하여 암세포 생장 억제성을 실험하였다. SOD 유사활성은 머위 잎의 에탄올 추출물이 96.7%의 가장 높은 활성을 보였으며, 추출 용매에 따른 머위의 SOD 유사활성은 물 추출보다는 에탄올 추출물이 더욱 높은 항산화 활성을 나타냈다. 총폴리페놀 함량은 물 추출물에서 전체적으로 높은 함량을 나타내었으며, 머위 잎이 223mg/g dry weight으로 가장 높았다. 시료별로 전자공여능 효과를 살펴보면 머위 뿌리의 물 추출물에서 61.5%, 머위 잎의 에탄올 추출물에서 34.9%로 가장 높은 전자공여능을 나타냈다. 암세포 생존 억제성의 실험에서 머위 추출물의 분획물들은 정상세포 DC2.4의 생육에는 크게 영향을 미치지 않으면서도 위암세포주 SNU-719의 생육은 41.9%로 크게 억제시켰고, 간암세포주 Hep3B의 생육은 72.7% 억제시켰다. 본 연구 결과들을 종합해 볼 때 머위를 이용한 새로운 기능성 식품 소재 및 약용자원식물로 개발이 가능하다.
The antioxidant activities of the extracts of butterbur (Petasites japonicus) derived from different extraction methods were investigated. SOD (superoxide dismutase)-like activity differed according to the extraction solvents, showing a greater antioxidant effect with ethanol solvent than that of wa...
The antioxidant activities of the extracts of butterbur (Petasites japonicus) derived from different extraction methods were investigated. SOD (superoxide dismutase)-like activity differed according to the extraction solvents, showing a greater antioxidant effect with ethanol solvent than that of water. Ethanol extracts of butterbur leaves showed higher SOD-like activity of 96.7% than those of water extracts. The contents of polyphenolic compounds were higher in water extracts than those in ethanol extracts. The highest content of polyphenolic compounds was 223mg/g dry weight for butterbur leaves. EDA of butterbur roots was 61.5% in the water extract and EDA in butterbur leaves was 34.9% in the ethanol extract. The anticancer effects with the extracts of butterbur were experimented by fractionations with different solvents. 41.9% of the growth of stomach cancer cells, SNU-719, were inhibited and also 72.7% of the growth of liver cancer cells, Hep3B, were inhibited by the butanol fractions of butterbur, while not affecting the growth of normal cell, DC 2.4.
The antioxidant activities of the extracts of butterbur (Petasites japonicus) derived from different extraction methods were investigated. SOD (superoxide dismutase)-like activity differed according to the extraction solvents, showing a greater antioxidant effect with ethanol solvent than that of water. Ethanol extracts of butterbur leaves showed higher SOD-like activity of 96.7% than those of water extracts. The contents of polyphenolic compounds were higher in water extracts than those in ethanol extracts. The highest content of polyphenolic compounds was 223mg/g dry weight for butterbur leaves. EDA of butterbur roots was 61.5% in the water extract and EDA in butterbur leaves was 34.9% in the ethanol extract. The anticancer effects with the extracts of butterbur were experimented by fractionations with different solvents. 41.9% of the growth of stomach cancer cells, SNU-719, were inhibited and also 72.7% of the growth of liver cancer cells, Hep3B, were inhibited by the butanol fractions of butterbur, while not affecting the growth of normal cell, DC 2.4.
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제안 방법
XTT assay는 Hep3B 간암세포와 DC2.4 정상세포는 DMEM 배지에서 48시간 배양하여 1x105cell/well이 되게 농도를 조정하였고, SNU-719 위암세포는 RPMI-1640 배지에 48 시간 배양하여 1x105cell/well이 되게 농도를 조정하여 실험하였다. 96 well plate에 배지와 세포 100㎕씩 분주하고 100㎕ /ml, 200㎕/ml, 300㎕/ml, 400㎕/ml, 500㎕/ml 농도의 시료를 2㎕씩 첨가하여 37C, 5% CO2 incubator에서 12시간 배양하였다.
우선 검량선을 작성하기 위해 표준물(Gallic acid)을 증류수로 희석 후 농도별로 희석하였다. 각각 시험관에 넣고, 2% Na2CO3, 50% Folin과 Ciocalteu's phenol reagent를 첨가하여 30분간 방치 후 분광광도계를 사용하여 760nm에서 흡광도를 측정하였다. 시료는 위와 동일 방법으로 실시한 다음 O.
식물체의 부위별로 전자공여능효과가 다름을 알 수 있다. 기존에 이루어졌던 실험의 경우(Cho et al., 2001)는 머위 잎에 대해서 한 가지추출액을 사용해 이루어졌지만, 본 연구에서는 연구 결과의 상용화 활용을 위해 뿌리, 줄기, 잎에 대해 각 부위별로 물과 에탄올 두 가지의 추출액을 사용해 실험을 하였다. 물의 경우는 약초 차나 음료로서의 개발 가능성을 보기 위한 것이고, 에탄올의 경우는 그 외의 다른 식품 소재로서의 개발 가능성을 보기 위한 것이다.
본 연구는 머위 수집종의 뿌리, 줄기, 잎을 사용하여 물과 에탄올 추출물의 항산화 활성을 분석하였고, 유기용매를 사용하여 머위 추출물의 분획별 위암 및 간암세포에 대한 항암활성 정도를 조사하였다.
4㎕를 잘 혼합시켜 4분 경과 후 원심분리기에서 12000rpm으로 3분 동안 원심분리 하였다. 상등액만을 취하고 실온에서 10분경과 후 525nm에서 흡광도를 측정한 것을 무 첨가 구와 비교하여 백분율로 나타내 었다.
각각 시험관에 넣고, 2% Na2CO3, 50% Folin과 Ciocalteu's phenol reagent를 첨가하여 30분간 방치 후 분광광도계를 사용하여 760nm에서 흡광도를 측정하였다. 시료는 위와 동일 방법으로 실시한 다음 O.D. 값을 구하고 농도를 계산하여 시료 중의 총 폴리페놀 함량으로 역산하였다 (Slinkard et al., 1977).
약용식물의 분획물 제조는 시료로 사용한 머위는 건조 후 분쇄하여 메탄올 1:5(W/V)로 첨가한 후 상온에서 3회 추출하고 여과하여, 회전 진공증발기로 농축한 후 80% 메탄올을 첨가하여 극성에 따라 hexane, ethyl acetate, butanol 및 물 분획의 순으로 순차 용매 분획하였다. 각 용매 분획물은 rotary evaporator로 농축한 후 냉동건조하여 DMSO로 녹여 시료로 사용하였다.
이용하여 측정하였다. 우선 검량선을 작성하기 위해 표준물(Gallic acid)을 증류수로 희석 후 농도별로 희석하였다. 각각 시험관에 넣고, 2% Na2CO3, 50% Folin과 Ciocalteu's phenol reagent를 첨가하여 30분간 방치 후 분광광도계를 사용하여 760nm에서 흡광도를 측정하였다.
위암 및 간암에 대한 항종양 효과를 검토하기 위하여 인체 유래 위암세포주 SNU-719와 간암세포주 Hep3B를 선택하여 XTT 분석에 의한 세포 생존율을 조사하였다. 머위의 분획물을 각 세포에 100㎕/ml, 200㎕/ml, 300㎕/ml, 400㎕/ml, 500㎕/ml 농도별로 증가시킬 때 정상세포인 DC2.
재식거리는 120cm 이랑에 90cm 간격으로 1주씩정식하여 재배하였으며, 재배시 잡초와의 경합(競合)을 막기 위해 부직포로 멀칭을 하였다. 이듬해 5월 중순 머위를 수확하여 수세 후 40°C 건조실에서 2일간 음건하였고 마쇄하여 분말로 만든 후 각종 항산화 및 항암성 관련 분석을 실시하였다.
96 well plate에 배지와 세포 100㎕씩 분주하고 100㎕ /ml, 200㎕/ml, 300㎕/ml, 400㎕/ml, 500㎕/ml 농도의 시료를 2㎕씩 첨가하여 37C, 5% CO2 incubator에서 12시간 배양하였다. 이에 XTT 용액을 50㎕ 첨가하여 3시간 동안 37C, 5% CO2incubator에서 발색시킨 후 ELISA reader를 이용하여 흡광도를 450〜650nm에서 측정하였다.
재식거리는 120cm 이랑에 90cm 간격으로 1주씩정식하여 재배하였으며, 재배시 잡초와의 경합(競合)을 막기 위해 부직포로 멀칭을 하였다. 이듬해 5월 중순 머위를 수확하여 수세 후 40°C 건조실에서 2일간 음건하였고 마쇄하여 분말로 만든 후 각종 항산화 및 항암성 관련 분석을 실시하였다.
전자공여능은 Blois의 방법을 변형하여 분석하였다(Blois, 1958). 앞에서 준비한 분석용 시료 중에 100㎕를 취하여 1X10 4M DPPH 1.
대상 데이터
세포주 배양은 실험에 사용한 세포주는 암세포로서 인간 위암 세포인 SNU-719, 간암세포인 Hep3B를 한국 세포주 은행에서 분양받아 실험에 사용하였고, 시료 자체의 세포 독성을 알아보기 위하여 정상세포로서 인간의 면역력 세포인 DC2.4를 분양받아 사용하였다. 실험에 사용한 SNU-719는 RPMI-1640 배지에 10% FBS를 첨가하고 1% penicillin-streptomycin, 2- mercaptoethanol 250㎕를 첨가하여 실험에 사용하였고, Hep3B 세포와 DC2.
4를 분양받아 사용하였다. 실험에 사용한 SNU-719는 RPMI-1640 배지에 10% FBS를 첨가하고 1% penicillin-streptomycin, 2- mercaptoethanol 250㎕를 첨가하여 실험에 사용하였고, Hep3B 세포와 DC2.4 세포는 DMEM 배지에 10% FBS를 첨가히.고 1% penicillin-streptomycin, 2-mercaptoethanol 250 를 첨가하였다.
전국 각지의 산야에서 자생하는 머위(Petasites japonicus) 를 수집하여 충북 괴산군 청안면에 위치한 시험포장에 이식하여 관리하였다. 재식거리는 120cm 이랑에 90cm 간격으로 1주씩정식하여 재배하였으며, 재배시 잡초와의 경합(競合)을 막기 위해 부직포로 멀칭을 하였다.
이론/모형
SOD(Superoxide dismutase) 유사활성 측정방법은 Marklund의 방법에 따라 각 시료 추출액 80㎕에 Tris-HCl 1.2㎕와 7.2mM Pyrogallol 80㎕를 가하여 잘 혼합하여 25C 항온수조에서 10분간 반응시킨 다음, 1 N HCl 40㎕를 가하여 반응을 정지시키고 420㎕에서 흡광도를 측정하여 계산하였다 (Marklund et al., 1974).
총 폴리페놀 함량은 Folin-Ciocalteu's 방법에 의해 분광광도계(spectrophotometer)를 이용하여 측정하였다. 우선 검량선을 작성하기 위해 표준물(Gallic acid)을 증류수로 희석 후 농도별로 희석하였다.
성능/효과
Hep3B 간암세포에 대하여 머위 추출물을 처리하였을 때 추출물 500㎕/ml를 첨가한 부탄올 층에서는 72.7%, 핵산 층에서 38.1%의 억제율을 보였다(Table 5).
총폴리페놀 함량을 측정한 결과는 Table 2와 같다. 머위 추출물의 총폴리페놀 함량은 물 추출에서 월등히 높은 함량을 나타냈으며, 물 추출물 중에 머위 잎이 223mg/g dry weight로 가장 높은 함량을 나타내었다. 식물에 존재하는 많은 phytochemical 중 폴리페놀화합물은 여러 가지 식품에 널리 분포되어 있으며 천연항산화제로써 작용할 수 있는데(Cho et al.
같다. 머위의 각 부위별 물과 에탄올 추출물 중에서 SOD 유사활성은 머위 잎의 에탄올 추출물에서 96.7%로서 가장 높은 SOD 유사활성을 나타내었으며, 물 추출물에서는 머위 뿌리에서 86.7%로 높았다.
4 세포는 생육이 크게 저해되지 않았지만, 위암세포주 SNU-719 및 간암세포주 Hep3B는 무첨가구에 비해 각각 첨가 농도가 높을수록 살아있는 세포가 상대적으로 적었다. 본 실험의 결과는 머위 분획물의 처리 농도가 증가할수록 위암세포주 SNU-719 및 간암세포주 Hep3B의 세포 생육 저해 효과가 커짐을 의미한다.
약용식물 추출물의 SNU-719 위암세포에 대한 암세포 생존 억제율을 분석한 결과 머위 추출물의 경우 500㎕/ml를 첨가한부탄올 층에서 41.9%, 핵산 층에서 27.7%의 억제율을 보였다.머위의 에틸아세테이트 층은 6.
이상의 결과로 볼 때 위암세포주 SNU-719에 대한 머위 추출물의 위암세포 생존 억제 정도는 부탄올>핵산>에틸아세테이트순서였다.
이상의 결과에서 볼 때 머위 추출물은 위암세포주 SNU-719 보다는 간암세포 Hep3B에 대한 암세포 억제정도가 훨씬 높은 것으로 평가되 었다.
머위 첨가 식이가마우스 혈장 지질 수준 및 항산화 지표에 미치는 영향에 대한 연구에서는 머위 섭취군에서 혈장의 총콜레스테롤 함량과 동맥경화 지수가 낮게 나타났다. 장기 및 혈장의 항산화 지표를 평가한 결과 항산화 물질 함량 및 효소 활성이 높게 나타났으며, 지질, 단백질, DNA의 산화적 손상도가 적게 나타나 머위가 체내 산화적 방어 능력에 효과적임을 알 수 있었다. 특히, 간의 GSH 함량, GR 및 SOD의 활성이 높았으며, 간과 신장의 지질 산화물함량, 간과 심장의 단백질 산화도, 혈장의 DNA 손상 정도가 낮게 나타났다.
3과 같다. 추출물 시료의 전자공여능 효과를 살펴보면 물 추출물에서는 머위 뿌리가 61.5%, 에탄올 추출물에서는 머위잎이 34.9%로 가장 높은 전자공여능을 나타냈다. 식물체의 부위별로 전자공여능효과가 다름을 알 수 있다.
장기 및 혈장의 항산화 지표를 평가한 결과 항산화 물질 함량 및 효소 활성이 높게 나타났으며, 지질, 단백질, DNA의 산화적 손상도가 적게 나타나 머위가 체내 산화적 방어 능력에 효과적임을 알 수 있었다. 특히, 간의 GSH 함량, GR 및 SOD의 활성이 높았으며, 간과 신장의 지질 산화물함량, 간과 심장의 단백질 산화도, 혈장의 DNA 손상 정도가 낮게 나타났다. 따라서 머위 섭취가 지방 대사 및 항산화에 효과적이라고 할 수 있다(Oh et al.
후속연구
낮은 SOD의 단점을 보완하는 기능을 갖는다. 본 실험에서 머위 잎의 에탄올과 물 추출물에서 높은 SOD 유사활성을 나타낸 것은 기존에 나물로 이용해온 머위를 머위 차와 같은 항산화 건강식품으로 이용가치가 높을 것으로 생각된다.
참고문헌 (18)
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