[논문]중국산 약용식물의 최종당화산물 생성저해활성 검색 (V)

김영숙; 최성훈; 김주환; 김진숙

[국내논문] 중국산 약용식물의 최종당화산물 생성저해활성 검색 (V)
Screening of Herbal Medicines from China with Inhibitory Activity on Advanced Glycation End Products (AGEs) Formation (V) 원문보기

생약학회지, v.42 no.1 = no.164, 2011년, pp.46 - 53

김영숙 (한국한의학연구원 한의융합연구본부 당뇨합병증연구센터) , 최성훈 (한국한의학연구원 한의융합연구본부 당뇨합병증연구센터) , 김주환 (경원대학교 생명과학과) , 김진숙 (한국한의학연구원 한의융합연구본부 당뇨합병증연구센터)

Abstract ▼ AI-Helper

Advanced glycation end products (AGEs) have been postulated to play a central role in the development of diabetic complications. A variety of different agents that inhibit AGEs have been under investigation. In this study, 66 herbal medicines from China have been investigated with an in vitro evaluation system using AGEs formation inhibitory activity. Of these, 31 herbal medicines ($IC_{50}$ < $50\;{\mu}g/ml$) were found to have significant AGEs formation inhibitory activity. Particularly, 5 herbal medicines, Camptotheca acuminata (branches and leaves), Quercus franchetii (branches), Camellia pitardii (leaves, branches, and fruits), Antidesma bunius (whole plants), and Loranthus parasiticus (whole plants) showed more potent inhibitory activity (approximately 6-20 fold) than the positive control aminoguanidine ($IC_{50}=52.96\;{\mu}g/ml$).

Keyword

AI 본문요약
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제안 방법

¹⁴⁾ 또한, KIOM-79는 제 1형과 2형 당뇨 동물 모델의 신사구체에서 collagen과 fibronectin의 축적을 억제시켰고, 당뇨병성 신증의 주요인자인 TGF-β1의 발현을 억제시킴으로써 당뇨병성 신증의 진행을 지연시켰다.^15,16) 본 연구에서는 지난 보고에 이어,^10-12)중국에서 사용되는 약용 식물 66종의 에탄올 추출물을 대상으로 최종당화산물 생성 저해 활성을 in vitro에서 검색하였다.
Vinson과 Howard¹⁷⁾의 방법을 변형하여 실험을 실시하였다. 본 실험에서는 10 mg/ml의 우혈청 알부민 (bovine serum albumin, Sigma)을 50 mM phosphate buffer (pH 7.
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 형광도를 측정하였다 (Ex : 350, Em : 450 nm). IC₅₀값은 n=3으로 하여 계산되었다.
따라서 최근에는 당뇨 합병증에서 증가되는 주요 인자인 최종당화산물의 생성을 억제하고자 천연물로부터 독성이 없고 우수한 효능을 가진 새로운 약물의 발굴을 위해 많은 연구들이 진행되고 있다.^7-13) 본 연구에서도 천연물로부터 당뇨 합병증의 진행을 억제하는 약물 검색을 위해, 중국에서 사용되는 약용 식물 66종의 에탄올 추출물을 이용하여 최종당화산물 생성 저해 효능을 14일간 반응시킨 후 측정하였다. 양성 대조 약물인 aminoguanidine의 IC₅₀값 (52.

대상 데이터

약용 식물은 2007월 3월부터 2007년 8월 그리고 2008년 3월부터 2008년 8월까지 중국에서 채취되어, 경원대학교 생명과학과 김주환 교수의 감정을 거친 후 실험 재료로 사용되었다 (Table I). 사용한 실험 재료의 증거 표본은 한국한의학연구원 한의융합연구본부 당뇨합병증연구센터 표본실에 보관 중이다.

성능/효과

최종당화산물의 형성 기전은 만성적인 고혈당과 단백질의 지속적인 비효소적 당화반응 (non-enzymatic glycation)으로 Schiff base가 형성되고, 이는 Amadori 초기 당화산물로 생성되어 시간이 지남에 따라 비가역적인 반응으로 최종당화산물이 형성된다.³⁾ 최종당화산물은 당뇨환자의 혈액 내에 높은 농도로 존재하고, 신장, 망막 등 조직내 단백질과 반응하여 각 장기에 축적되어 당뇨병성 신증 (Diabetic nephropathy), 망막증 (Diabetic retinopathy), 백내장 (Diabetic cataract) 등과 같은 당뇨합병증으로 진행된다.^4-6)따라서 지금까지 당뇨합병증을 예방/치료하기 위해 천연물로부터 최종당화산물 생성 저해 효능이 뛰어난 약용식물과 이미 생성된 최종당화산물의 조직 내 교차결합 (AGEsprotein cross-link)을 억제하는 약용식물을 찾고자 하는 많은 연구들이 진행되고 있다.
Table I에서 보여 주는 것과 같이 31종의 식물 추출물에서 IC50<50 µg/ml로 최종당화산물 생성 저해 효능을 보였고, 그 중에서 5종의 추출물 [Camptotheca acuminata 의 가지, 잎 (2.57 µg/ml), Quercus franchetii의 가지 (4.48 µg/ml), Camellia pitardii의 잎, 가지, 열매 (4.77 µg/ml), Antidesma bunius의 전초 (7.33 µg/ml), Loranthus parasiticus의 전초 (7.98 µg/ml), Anisodus luridus의 전초 (7.98 µg/ml)]은 IC50가 10 µg/ml이하로 aminoguanidine보다 약 6-20배 이상의 우수한 효능이 있음을 알 수 있었다.
기원이 확인된 중국산 약용 식물 66종의 에탄올 추출물이 in vitro에서 최종당화산물 생성저해 효능이 검색되었다. 그 결과 31종이 양성대조군인 aminoguanidine보다 우수한 효능이 있음을 확인하였고, 그 중 Camptotheca acuminata (가지, 잎), Quercus franchetii (가지), Camellia pitardii (잎, 가지, 열매), Antidesma bunius (전초), Loranthus parasiticus (전초) 등 5종의 추출물은 양성대조군 보다 6-20배 억제 효능이 우수한 것으로 나타냈다.
기원이 확인된 중국산 약용 식물 66종의 에탄올 추출물이 in vitro에서 최종당화산물 생성저해 효능이 검색되었다. 그 결과 31종이 양성대조군인 aminoguanidine보다 우수한 효능이 있음을 확인하였고, 그 중 Camptotheca acuminata (가지, 잎), Quercus franchetii (가지), Camellia pitardii (잎, 가지, 열매), Antidesma bunius (전초), Loranthus parasiticus (전초) 등 5종의 추출물은 양성대조군 보다 6-20배 억제 효능이 우수한 것으로 나타냈다.

후속연구

위 언급된 5종의 약용 식물은 양성 대조 약물 보다 6-20배 이상 최종당화산물 생성 억제 효능이 우수한 것으로 확인되었으므로, 전임상 실험을 통해 in vivo효능 확인이 필요하다 사료된다. 본 연구 결과는 중국산 약용 식물로부터 안전하고 효능이 좋은 최종당화산물 생성 저해제 후보를 발굴하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있으며, 당뇨에 의해 나타나는 합병증 치료제 개발의 기반을 구축하는데 기여할 수 있을 것이다.
위 언급된 5종의 약용 식물은 양성 대조 약물 보다 6-20배 이상 최종당화산물 생성 억제 효능이 우수한 것으로 확인되었으므로, 전임상 실험을 통해 in vivo효능 확인이 필요하다 사료된다. 본 연구 결과는 중국산 약용 식물로부터 안전하고 효능이 좋은 최종당화산물 생성 저해제 후보를 발굴하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있으며, 당뇨에 의해 나타나는 합병증 치료제 개발의 기반을 구축하는데 기여할 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	AGEs의 형성 기전은 무엇인가?	당뇨합병증은 최종당화산물 (Advanced glycation end products, AGEs) 생성 증가,1) polyol pathway flux의 활성화,2) protein kinase C isoform의 활성화3) 등이 주요 발병 기전으로 알려져 있다. 최종당화산물의 형성 기전은 만성적인 고혈당과 단백질의 지속적인 비효소적 당화반응 (non-enzymatic glycation)으로 Schiff base가 형성되고, 이는 Amadori 초기 당화산물로 생성되어 시간이 지남에 따라 비가역적인 반응으로 최종당화산물이 형성된다.3) 최종당화산물은 당뇨환자의 혈액 내에 높은 농도로 존재하고, 신장, 망막 등 조직내 단백질과 반응하여 각 장기에 축적되어 당뇨병성 신증 (Diabetic nephropathy), 망막증 (Diabetic retinopathy), 백내장 (Diabetic cataract) 등과 같은 당뇨합병증으로 진행된다.
	당뇨합병증의 발병 기전은?	당뇨합병증은 최종당화산물 (Advanced glycation end products, AGEs) 생성 증가,1) polyol pathway flux의 활성화,2) protein kinase C isoform의 활성화3) 등이 주요 발병 기전으로 알려져 있다. 최종당화산물의 형성 기전은 만성적인 고혈당과 단백질의 지속적인 비효소적 당화반응 (non-enzymatic glycation)으로 Schiff base가 형성되고, 이는 Amadori 초기 당화산물로 생성되어 시간이 지남에 따라 비가역적인 반응으로 최종당화산물이 형성된다.
	A. bunius은 어디에 사용되어 왔나?	19) A. bunius는 태국에서 전통적으로 위장질환, 설사, 소화불량, 당뇨 등에 사용되어 온 약용식물로써 catechin, procyanidin B1 그리고 B2와 같은 flavonoid가 함유되어 있으며,20) 이러한 flavonoid중 catechin과 proanthocyanidin은 최종당화산물 생성저해 효능이 보고되었다.21) L.

참고문헌 (25)

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표제어: PCR

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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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