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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 구맥 에탄올 추출물의 S. mutans의 성장과 산 생성 억제 효과, S-HA에 대한 부착 억제와 비수용성 글루칸 합성 억제를 관찰하여 보고하고자 한다.
- 이에 본 연구에서는 생약 중 구맥이 어떠한 억제 기전에 의해 치아우식 효과를 나타내는지 알아보았다. 구맥을 에탄올로 추출한 후 0.
제안 방법
- CFU/ml이 되게 접종하였다. 37℃의 항온기에서 24시간 배양한 후 BHI 액체배지를 기준으로 ELISA reader (Molecular Devices Co., CF., U.S.A.)를 이용하여 550 nm에서 흡광도를 측정하였으며, pH meter (ORIONSA 720, U.S.A.)를 이용하여 pH를 측정하여 산 생성 억제 효과를 관찰하였다. 대조군은 구맥 추출물을 넣지 않고 시행하였다.
- 구맥 에탄올 추출물의 S. mutans에 대한 항균 활성을 관찰하기 위하여 BHI 액체배지에 구맥의 에탄올 추출물을 0.25, 0.5, 1, 2, 4 mg/ml의 농도로 첨가한 후, S. mutans를 접종하여 37℃ 항온기에서 24시간 배양한 후 흡광도를 측정한 결과는 Fig. 1과 같다. 구맥은 농도 의존적으로 S.
- mutans를 1×107 CFU/ml이 되게 넣은 다음 37℃의 흔들리는 배양기에서 90분 동안 S-HA에 부착시켰다. 그 후 0.1 M KPB (pH 7.0)로 3회 세척한 후 초음파 장치 (50W, 30초)를 이용해 S-HA에 부착된 균을 떨어지도록 하였다. 그 다음 균액을 희석하여 Mitis salivarius agar plate (Difco Laboratories, U.
- )를 이용하여 490 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조군은 시험물질을 넣지 않은 군을 대조군으로 하였다.
- 치아우식 예방제를 개발하기 위해 천연물인 구맥을 에탄올로 추출하여 S. mutans의 성장과 산 생성 억제 효과, S-HA에 대한 부착억제와 비수용성 글루칸 합성 억제 효과를 측정하고 다음과 같은 결과를 얻었다.
대상 데이터
- 구맥은 익산시 대학한약국에서 구입한 후 냉암소에 보관하여 사용하였다. 건조하여 세절한 구맥 600 g을 에탄올 3 L로 상온에서 3일간 2회 추출하여 에탄올 추출물을 107.
- 본 실험에 사용한 균주는 Streptococcus mutans ATCC 25175로 Brain heart infusion (BHI, Difco, USA) 액체배지에 1-2차 계대배양 후 같은 배지에 식균하여 37 ℃의 항온기에서 24시간 배양하여 사용하였다.
- 타액은 건강한 성인 남자로부터 파라핀왁스로 자극하여 분비된 것을 냉각된 비이커에 채취한 다음, 채취된 타액은 원심분리 (12,000 rpm, 4℃, 15분)하여 상청액을 취한 다음, 분해효소를 불활성화시키기 위하여 60℃에서 30분간 처리한 후, -20℃에 보관하면서 사용하였다.
데이터처리
- 얻은 결과는 통계 프로그램인 SPSS (ver 10.0)를 사용하여, 평균과 표준오차로 제시하였으며, α=0.05 수준에서 실험군과 대조군의 평균치를 independent sample t-test로 유의성을 검증하였다.
이론/모형
- Mayer 시약으로 alkaloids를, ferric chloride 시약으로 phenolics를, molish 시험 방법으로 glycosides를, Biuret 시약으로 peptide를, Mg-HCl 시약으로 flavonoids를, Liebermann-Burchard 시약으로 steroid, terpenoid를, silver nitrate 시약으로 organic acids를 검출하였다14).
성능/효과
- GTFase에 의한 비수용성 글루칸 정량 실험을 한 결과 대조군에 비해 구맥의 에탄올 추출물 0.25, 0.5, 1, 2, 4 mg/ml 농도에서 대조군 보다 유의하게 감소하였다 (p<0.05).
- GTFas에 의한 비수용성 글루칸 형성을 구맥이 억제하는지 알아본 결과 구맥 에탄올 추출물을 0.25, 0.5, 1, 2, 4 mg/ml 농도로 첨가한 군은 대조군 보다 유의하게 적었다.
- S. mutans의 산 생성량은 1, 2, 4 mg/ml 첨가군에서, 우식 임계 pH 5.5보다 높아 산 생성 억제 효과를 보였다(p<0.05).
- S. mutans의 성장억제율이 구맥 에탄올 추출물은 0.5, 1, 2, 4 mg/ml 농도에 대조군과 유의한 차이를 보여 S. mutans 성장억제 효과를 나타내었다 (p<0.05).
- 각 농도별 구맥 에탄올 추출물이 치아표면의 세균 부착을 억제하는지 알아보기 위해 S-HA에 대한 부착억제 효과를 확인한 결과 0.25, 0.5, 1, 2, 4 mg/ml 각각의 농도에서 대조군에 비해 높은 부착억제율을 보여 유의한 차이를 볼 수 있었다.
- 구맥 에탄올 추출물에 어떤 성분이 들어 있는지 알아보기 위해 정성 실험한 결과 phenolics, glycosides,peptides, steroids (terpenoids), organic acids는 강한 반응을 보였고, alkaloids, flavonoids는 중간정도의 반응을 보였다.
- 구맥 에탄올 추출물은 대조군에 비해 0.25, 0.5, 1, 2, 4 mg/ml 각각의 농도에서 농도 의존적으로 비수용성 글루칸 합성이 억제되었다(p<0.05).
- 구맥 에탄올 추출물을 넣지 않은 대조군에서 pH는 5.35±0.05을 나타내었고, 0.25 mg/ml 농도에서 5.37±0.0.05, 0.5 mg/ml 농도에서 5.39±0.01로 이들 농도에서는 유의한 차이가 없었으나 1 mg/ml 농도에서 5.67±0.07, 2 mg/ml 농도에서 6.04±0.39, 4 mg/ml 농도에서 6.99±0.05로 1 mg/ml 이상 농도에서 대조군에 비하여 유의하게 산생성이 억제되었다(p<0.05).
- 구맥 에탄올 추출물이 S-HA에 S. mutans 부착 억제 효과가 있는지 알아보기 위하여 BHI 액체배지에 구맥 에탄올 추출물을 0.25, 0.5, 1, 2, 4 mg/ml의 농도로 첨가한 후, S. mutans의 부착이 억제되는지 관찰한 결과 구맥은 농도 의존적으로 S. mutans의 부착을 억제함을 관찰할 수 있었다(p<0.05).
- 구맥은 농도 의존적으로 S. mutans의 성장억제를 억제하였으며, 0.5 mg/ml 이상 농도에서 대조군에 비하여 유의하게 성장이 억제되었다(p<0.05).
- 이에 본 연구에서는 생약 중 구맥이 어떠한 억제 기전에 의해 치아우식 효과를 나타내는지 알아보았다. 구맥을 에탄올로 추출한 후 0.25, 0.5, 1, 2, 4 mg/ml 농도별 시료에 대한 S. mutans에 대한 성장억제 효과를 관찰한 결과 S. mutans의 성장율이 대조군에 비해 에탄올 추출물 0.25, 0.5, 1, 2, 4 mg/ml 농도에서 각각 농도 의존적인 성장억제 효과를 나타내었다. 또한, 구맥 에탄올 추출물을 넣지 않은 대조군에 상대적으로 에탄올 추출물 0.
- 5, 1, 2, 4 mg/ml 농도에서 각각 농도 의존적인 성장억제 효과를 나타내었다. 또한, 구맥 에탄올 추출물을 넣지 않은 대조군에 상대적으로 에탄올 추출물 0.25, 0.5, 1, 2, 4 mg/ml 농도에서, 각각 S. mutans에 의한 유기산 생성을 억제하였음을 보여주었다.
- 본 연구에서 정성실험 결과 구맥 에탄올 추출물에서 alkaloids, glycosides, steroids (terpenoids), phenolics, flavonoids, peptides, organic acids가 함유되어 있음을 확인할 수 있었다. 특히, phenolics, glycosides, peptides, steroids (terpenoids)는 강한 반응을 나타내어 이들 성분들이 치아우식 억제 기전에 활성 물질을 나타내는 것으로 생각되어진다.
- 이상의 결과를 종합해 보면, 구맥의 에탄올 추출물은 농도의존적으로 S. mutans의 성장 억제, 유기산의 생성 억제, S-HA에 대한 부착억제에 효과가 있으며, 비수용성 글루칸 형성도 억제하며, 특히 구맥의 에탄올 추출물은 0.25 mg/ml 낮은 농도에서도 S. mutans의 S-HA에 대한 부착 억제, 비수용성 글루칸 형성 억제에 효과적임을 알 수 있었다. 이에, 앞으로 구맥의 어떤 구성성분이 어떤 효과를 나타내는지에 대해서 순수정제 과정을 거쳐 연구가 더 진행되어야 할 것으로 사료된다.
후속연구
- 이상의 결과를 토대로 하여 볼 때, 구맥 에탄올 추출물은 S. mutans의 성장 억제, 유기산의 생성 억제, S-HA에 대한 부착억제, 비수용성 글루칸 합성 억제에 효과가 있어, 항치아우식 효과를 기대할 수 있을 것으로 보인다.
- mutans의 S-HA에 대한 부착 억제, 비수용성 글루칸 형성 억제에 효과적임을 알 수 있었다. 이에, 앞으로 구맥의 어떤 구성성분이 어떤 효과를 나타내는지에 대해서 순수정제 과정을 거쳐 연구가 더 진행되어야 할 것으로 사료된다.
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