[논문]한국약용식물의 최종당화산물 생성저해활성 검색 (III)

정일하; 김종민; 장대식; 김주환; 조정희; 김진숙

한국약용식물의 최종당화산물 생성저해활성 검색 (III)
Screening of Korean Herbal Medicines with Inhibitory Activity on Advanced Glycation End Products (AGEs) Formation (III) 원문보기

생약학회지, v.40 no.4 = no.159, 2009년, pp.382 - 387

정일하 (한국한의학연구원 한의융합연구본부 당뇨합병증연구센터) , 김종민 (한국한의학연구원 한의융합연구본부 당뇨합병증연구센터) , 장대식 (한국한의학연구원 한의융합연구본부 당뇨합병증연구센터) , 김주환 (경원대학교 생명과학과) , 조정희 (전라남도 한방산업진흥원) , 김진숙 (한국한의학연구원 한의융합연구본부 당뇨합병증연구센터)

Abstract ▼ AI-Helper

Enhanced formation and accumulation of advanced glycation end products (AGEs) have been implicated as a major pathogenesis process leading to diabetic complications, normal aging, atherosclerosis and Alzheimer's disease. In our ongoing project to discover novel treatments for diabetic complications from natural sources, we have investigated on the inhibitory activity of 67 ethanol extracts from 57 Korean herbal medicines against the formation of AGEs in vitro. Of these, 22 extracts were found to have a significant AGEs inhibitory activity ($IC_{50}$<50 ${\mu}g$/ml) compared with aminoguanidine ($IC_{50}$=75.98 ${\mu}g$/ml). Particularly, 6 extracts from 3 herbal medicines, Castanea crenata (flower, leaf, bark-twig), Acer tatarium subsp. ginnala (fruit) and Sapium japonicum (leaf, twig) showed (approximately 8-17 fold) stronger inhibitory activity than that of aminoguanidine.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 천연물을 이용한 당뇨합병증 예방 및 치료제를 개발하기 위한 연구의 일환으로, 국내에서 자생하는 57종의 약용식물에서 얻어진 67종의 ethanol 추출물에 대한 최종당화산물 생성저해 효능을 측정하였다. 이미 알려진 최종당화산물 생성억제물질인 aminoguanidine의 IC₅₀ 값(75.

제안 방법

배양 후에는 spectrofluorometric detector (Bio-TEK, Synergy HT, USA)를 이용하여 형광강도를 측정하였다 (Ex: 350, Em: 450 nm). 50% 억제농도 IC₅₀ 값은 3회 반복실험을 통하여 계산되었다.
이 반응액에 추출물 또는 최종당화산물 생성저해제인 aminoguanidine을 넣은 후 37℃에서 14일 동안 반응시켰다. 배양 후에는 spectrofluorometric detector (Bio-TEK, Synergy HT, USA)를 이용하여 형광강도를 측정하였다 (Ex: 350, Em: 450 nm). 50% 억제농도 IC₅₀ 값은 3회 반복실험을 통하여 계산되었다.
이미 알려진 최종당화산물 생성억제물질인 aminoguanidine의 IC50 값(75.98 µg/ml)을 근거로 하여 추출물의 효능을 결정하였으며, IC50 값 50 µg/ml 이하를 효능이 있는 것으로 판단하였다.

대상 데이터

− 약용식물은 2006년 11월부터 2007년 8월까지 경원대학교 생명과학과 김주환 교수연구팀에 의해 전국에서 수집되었으며, 감정을 거친 후 실험재료로 사용되었다 (Table I).
국내에서 자생하는 57종의 약용식물에서 얻어진 67종의 ethanol 추출물에 대한 최종당화산물의 생성저해 효능을 in vitro에서 검색하였다. 그 결과 22종의 추출물이 양조대조물질로 사용된 aminoguanidine의 IC₅₀ 값 (75.

성능/효과

^27,28) 따라서 신나무의 최종당화산물의 생성억제 성분은 quercetin 등의 flavonoid 화합물과 ellagic acid와 같은 phenol 화합물이나 tannin 성분일 것으로 예상할 수 있으며, 사람주나무의 잎도 역시 다량의 phenol 화합물, tannin 그리고 flavonoid를 함유하고 있는 것으로 보고되었다.²⁹⁾ 이상의 실험결과를 종합해보면, 본 실험에 사용된 ethanol 추출물 중 약 1/3 (22종)이 최종당화산물의 생성억제에 유효한 효능을 보였으며, 이는 국내 약용식물로부터 당뇨합병증의 예방 및 치료물질을 발굴할 가능성이 매우 높음을 의미한다. 특히, 밤나무, 신나무, 사람주나무등은 당뇨합병증 예방 및 치료제로서의 개발 가능성을 판단하기 위해 활성이나 유효성분에 대한 심화 연구가 필요하다고 사료된다.
p>당뇨합병증의 주요 원인으로는 최종당화산물(advenced glycation end products, AGEs) 생성의 증가, 알도즈 환원효소(aldose reductase) 관련 polyol pathway flux의 증가, protein kinase C isoform의 활성화 및 hexosamine pathway flux의 증가가 보고되고 있으며,^1-3) 이러한 여러 원인들에 의하여 신장, 혈관, 망막, 심근 등에서 당뇨합병증이 유발된다.⁴⁾ 이 중 최종당화산물은 단백질과 환원당의 비효소적 반응에 의해 산화적이거나 비산화적으로 생성되는데, 일단 생성이 되면 혈당이 정상으로 회복되어도 분해되지 않고 단백질 생존 기간 동안 혈중이나 조직에 축적된다.⁵⁾ 축적된 최종당화산물은 단백질과 교차결합을 형성하고 최종당화산물 수용체(receptor for AGEs, RAGE)와 상호작용함으로써 염증세포가 축적되고, 성장촉진 사이토카인들의 분비 및 apoptosis가 증가되어⁶⁾ 결국 당뇨성 망막증(Diabetic retinopathy), 당뇨성 백내장(D.
Table I 에 나타낸 바와 같이 67종의 ethanol 추출물 중 22종이 IC50 값 50 µg/ml 이하로 aminoguanidine보다 우수한 효능을 가지는 것으로 확인되었다.
그 결과 22종의 추출물이 양조대조물질로 사용된 aminoguanidine의 IC50 값 (75.98 µg/ml)보다 우수한 효능을 가짐이 확인되었으며, 특히 밤나무, 신나무, 사람주나무에서 얻어진 6종의 추출물은 aminoguanidine보다 8-17배 이상 강력한 최종당화산물의 생성억제 활성을 보였다(4.27~8.83 µg/ml).
특히 밤나무의 가지 (4.40 µg/ml), 신나무의 열매 (4.27 µg/ml), 사람주나무의 잎-소지 (4.46 µg/ml)가 양성대조군인 aminoguanidine보다 17배 이상 강력한 최종당화산물의 생성저해 효능을 보였으며, 신나무의 잎-소지 (8.83 µg/ml), 밤나무의 꽃 (8.42 g/ml)과 잎 (6.10 µg/ml)에서도 8-12배 우수한 효능을 보였다.

후속연구

10 µg/ml)에서도 8-12배 우수한 효능을 보였다. 본 실험에서 우수한 효능을 보인 밤나무 잎의 주요성분으로는 quercitrin과 isoquercitrin이 보고되어 있어²³⁾ 이들 성분이 최종당화산물생성 억제 효능의 일부를 담당할 것으로 예상된다. 하지만 밤나무의 꽃이나 가지의 경우 화학성분에 대한 연구가 미미하여 유효성분의 예측이 어려우며, 향후 최종당화산물의 생성 억제 성분의 규명을 위한 구체적인 실험을 진행할 계획이다.
83 µg/ml). 본 연구 결과는 천연물로부터 최종당 화산물의 생성억제 후보물질을 발굴하기 위한 기초 자료로 활용할 수 있을 것으로 판단한다.
본 실험에서 우수한 효능을 보인 밤나무 잎의 주요성분으로는 quercitrin과 isoquercitrin이 보고되어 있어²³⁾ 이들 성분이 최종당화산물생성 억제 효능의 일부를 담당할 것으로 예상된다. 하지만 밤나무의 꽃이나 가지의 경우 화학성분에 대한 연구가 미미하여 유효성분의 예측이 어려우며, 향후 최종당화산물의 생성 억제 성분의 규명을 위한 구체적인 실험을 진행할 계획이다. 또한 신나무의 성분으로는 acertannin, gallic acid, ethyl gallate, ellagic acid와 같은 phenol 화합물과 quercetin, quercitrin, isoquercitrin과 같은 flavonoid 화합물 등이 보고되어 있으며,^24-25) 지금까지의 연구결과, 천연물에서 분리된 다양한 flavonoid 화합물,²⁶⁾ tannin 및 phenol 화합물이 최종당화산물생성 억제 효능이 있음이 알려져 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	당뇨합병증의 주요 원인은 무엇인가?	당뇨합병증의 주요 원인으로는 최종당화산물(advenced glycation end products, AGEs) 생성의 증가, 알도즈 환원효소(aldose reductase) 관련 polyol pathway flux의 증가, protein kinase C isoform의 활성화 및 hexosamine pathway flux의 증가가 보고되고 있으며,1-3) 이러한 여러 원인들에 의하여 신장, 혈관, 망막, 심근 등에서 당뇨합병증이 유발된다.4) 이 중 최종당화산물은 단백질과 환원당의 비효소적 반응에 의해 산화적이거나 비산화적으로 생성되는데, 일단 생성이 되면 혈당이 정상으로 회복되어도 분해되지 않고 단백질 생존 기간 동안 혈중이나 조직에 축적된다.
	당뇨합병증은 어디에서 유발되는가?	당뇨합병증의 주요 원인으로는 최종당화산물(advenced glycation end products, AGEs) 생성의 증가, 알도즈 환원효소(aldose reductase) 관련 polyol pathway flux의 증가, protein kinase C isoform의 활성화 및 hexosamine pathway flux의 증가가 보고되고 있으며,1-3) 이러한 여러 원인들에 의하여 신장, 혈관, 망막, 심근 등에서 당뇨합병증이 유발된다.4) 이 중 최종당화산물은 단백질과 환원당의 비효소적 반응에 의해 산화적이거나 비산화적으로 생성되는데, 일단 생성이 되면 혈당이 정상으로 회복되어도 분해되지 않고 단백질 생존 기간 동안 혈중이나 조직에 축적된다.
	산화적이거나 비산화적으로 생성되는 최종당화산물은 무엇을 유발하는가?	4) 이 중 최종당화산물은 단백질과 환원당의 비효소적 반응에 의해 산화적이거나 비산화적으로 생성되는데, 일단 생성이 되면 혈당이 정상으로 회복되어도 분해되지 않고 단백질 생존 기간 동안 혈중이나 조직에 축적된다.5) 축적된 최종당화산물은 단백질과 교차결합을 형성하고 최종당화산물 수용체(receptor for AGEs, RAGE)와 상호작용함으로써 염증세포가 축적되고, 성장촉진 사이토카인들의 분비 및 apoptosis가 증가되어6) 결국 당뇨성 망막증(Diabetic retinopathy), 당뇨성 백내장(D. cataract), 당뇨성 신증(D. nephropathy)과 같은 당뇨합병증이나 노화(Aging), 아테롬성 동맥경화증(Atherosclerosis), 알츠하이머(Alzheimer’s disease) 등을 유발하는 것으로 알려져 있다.7-10) 따라서 당뇨합병증의 예방 및 치료제를 개발하기 위하여 1차적으로 최종당화산물의 생성을 억제하거나 또는 최종당화산물들과 단백질과의 교차결합을 파괴할 수 있는 새로운 약물을 발굴하기 위한 연구가 진행 중이며,11-12) 대표적인 약물로는 aminoguanidine, pyridoxamine, LR-90, ALT-711 등이 있다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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