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초록
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PC12 신경세포를 이용하여 구아바 열매와 잎 추출물이 $H_2O_2$로 유도된 신경세포 독성에 대한 보호 효과를 조사하였다. 구아바 열매와 잎 열수 추출물의 총페놀성 화합물 함량은 각각 11.75 및 293.25 mg/g이었고, gallic acid 함량은 각각 22.78 및 117.34 mg/100 g이었다. $H_2O_2$ 처리한 PC12 cell내의 활성산소 생성억제효과를 측정한 결과 구아바 잎열수 추출물에서 높은 활성산소 생성 억제효과를 보였다. MTT방법을 이용하여 $H_2O_2$로 유도된 PC12 신경세포에 대한 보호효과를 측정한 결과 구아바 열매와 잎 열수 추출물은 높은 신경세포 보호효과를 보였고, LDH release 실험결과 모든 농도에서 세포막 보호효과를 나타내었다. 본 연구 결과를 종합해 볼 때, 구아바 열매와 잎 열수 추출물의 항산화활성과 산화적 스트레스로부터의 신경세포 보호효과를 나타내어 퇴행성 뇌신경질환 등의 예방 및 개선을 위한 산업화 소재로서의 활용 가능성이 높다고 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

PC12 neuronal cell-protective effects of hot water extracts of guava fruit and leaf were evaluated. Total phenolic levels in fruit and leaf were 11.75 and 293.25 mg/g, respectively. Gallic acid, the predominant phenoic, was detected in both extracts. Intracellular reactive oxygen species (ROS) accum...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러나 구아바 열매와 잎 추출물이 산화적 스트레스에 대한 신경세포 보효효과와 같은 퇴행성 신경질환에 관한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 산화적 스트레스로부터 유도되는 신경세포의 사멸을 보호할 수 있는 생리활성물질로서의 phenolics를 구아바 열매와 잎 열수 추출물로부터 분석하고, hydrogen peroxide에 의해서 유도되는 산화적 스트레스에 대한 추출물의 PC12 신경세포 보호효과의 가능성을 연구하고자 하였다.
  • 신경세포의 경우 상대적으로 많은 lipid 성분을 함유하고 있고 이는 산화적인 스트레스에 매우 취약하기 때문에 이러한 구조적 특성을 이용하여 상기의 신경세포 보호효과와 신경세포막 손상과의 관계를 알아보고자 다음의 연구를 진행하였다. H2O2로 유도된 신경세포막 손상에 대한 구아바 열매와 잎 열수 추출물의 보호효과를 확인하기 위하여 신경세포 중에 함유되어 있는 세포질 성분의 LDH 방출량을 측정한 결과는 Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
reactive oxygen species에는 어떤 것이 있는가? 또한 산화적 신경세포 손상은 알츠하이머와 같은 퇴행성신경 질환과 매우 연관이 있는 것으로 알려져 있다(2). H2O2, superoxide anion 및 hydroxyl radical 등과 같은 reactive oxygen species (ROS)는 분자 상태인 산소를 이용하는 정상적인 또는 비정상적인 대사과정의 부산물로서 생성되는데 이와 같이 생성된 ROS에 의한 산화적 스트레스는 지질과산화를 유도하고 단백질, 세포막 및 DNA 등을 손상시켜 암을 비롯한 다양한 성인병을 유발함과 동시에 AD환자의 뇌에서 다중불포화 지방산 양의 감소와 아울러 지질의 산화가 증가되는 것으로 알려져 있다(3). 따라서 활성산소에 의해 유도된 산화적 스트레스를 막아주는 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있는 항산화 비타민과 phenolic phytochemicals과 같은 천연물 및 식품유래 성분들이 최근 들어 각광을 받고 있다(4)
구아바란? 구아바(Psidium guajava L.)는 도금양과(Myrtaceae)에 속하는 아열대성 식물로서 guava, guayabo, 혹은 kuawa로 불려지며 과실, 뿌리 및 잎은 오랫동안 민간의약으로서 급성 위장염과 설사, 이질 뿐만 아니라 당뇨의 치료에도 이용되어져 왔고, 탁월한 정장작용으로 설사 방지 및 위장의 기능을 활성화 시키는 작용이 큰 것으로 보고되어 있다(5,6). 구아바 과실과 잎의 성분에 관한 연구로 과실에는 myricetin, apigenin, ellagic acid, anthocyanin 등의 페놀성 화합물과 비타민 C, 카로티노이드 등이 높은 함량으로 함유되어 있으며(7-9), 잎에는 sesquiterpene, triterpenoid, flavonoid, coumarin, alkaloid, tannin 등이 있는 것으로 보고되고 있다(10).
구아바 잎에 함유된 성분은? )는 도금양과(Myrtaceae)에 속하는 아열대성 식물로서 guava, guayabo, 혹은 kuawa로 불려지며 과실, 뿌리 및 잎은 오랫동안 민간의약으로서 급성 위장염과 설사, 이질 뿐만 아니라 당뇨의 치료에도 이용되어져 왔고, 탁월한 정장작용으로 설사 방지 및 위장의 기능을 활성화 시키는 작용이 큰 것으로 보고되어 있다(5,6). 구아바 과실과 잎의 성분에 관한 연구로 과실에는 myricetin, apigenin, ellagic acid, anthocyanin 등의 페놀성 화합물과 비타민 C, 카로티노이드 등이 높은 함량으로 함유되어 있으며(7-9), 잎에는 sesquiterpene, triterpenoid, flavonoid, coumarin, alkaloid, tannin 등이 있는 것으로 보고되고 있다(10). 생리활성에 관한 연구로는 저용량 streptozotocin으로 유도된 당뇨모델 생쥐에서 발효 구아바 잎 추출물의 고혈당 억제효과(11,12), 구아바 잎의 항산화 활성 및 tyrosinase 저해효과(13,14,15)와 식중독 세균에 대한 구아바 부위별 추출물의 항균특성에 대하여 보고하였고(16), 그 외에도 항암, 항염증 및 항알러지 활성 등이 있는 것으로 밝혀져 있다(17).
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참고문헌 (28)

  1. Runyons CR, Schmitt FA, Caban-Holt A, Kryscio RJ, Mendiondo MS, Markesbery WR (2005) Antioxidants for prevention of dementia : overview of the pre-advise trial. Alzheimer's Dementia, 1, 74 

  2. Behl C (1999) Alzheimer's disease and oxidative stress: implications for novel therapeutic approaches. Prog Neurobiol, 57, 301-323 

  3. Ames BN, shigenaga MK, Hagen TM (1993) Oxidant, antioxidants, and the degenerative disease of aging. Proc Natl Acad Sci USA, 90, 7915-7922 

  4. Heo HJ, Choi SJ, Choi SG, Shin DH, Lee JM, Lee CY (2008) Effects of banana, orange, and apple on oxidative stress-induced neurotoxicity in PC12 Cells. J Food Sci, 73, 28-32 

  5. Begum S, Hassa SI, Siddiqui BS, Shaheen F, Ghayur MM, Gilani AH (2002) Triterpenoids from the leaves of Psidium guajava. Phytochemistry, 61, 399-403 

  6. Lozoya X, Reyes-Morales H, Chavez-Soto MA, Martinez-Garcia Mdel. C, Soto-Gonzalez Y, Doubova, SV (2002) Intestinal anti-spasmodic effect of a phytodrug of Psidium guajava folia in the treatment of acute diarrheic disease. J Ethnopharmacol, 83, 19-24 

  7. Misra K, Seshadri TR (1968) Chemical components of the fruits of Psidium guajava. Phytochemistry, 7, 641-645 

  8. Mercadante AZ, Steck A, Pfander H (1999) Carotenoids from guava (Psidium guajava L.) : isolation and structure elucidation. J Agric Food Chem, 47, 145-151 

  9. Miean KH, Mohamed S (2001) Flavonoid (myricetin, quercetin kaempferol, luteolin, and apigenin) content of edible tropical plants. J Agric Food Chem, 49, 3106-3112 

  10. Jaiarj P, Wongkrajang Y, Thongpraditchote S, Peungvicha P, Bunyapraphatsara N, Opartkiattikul N (2000) Guava leaf extract and topical haemostasis. Phytother Res, 14, 388-391 

  11. Jin YJ, Kang SH, Choi SY Park SY, Park JG, Moon SW, Park DB, Kim SJ (2006) Effect of fermented guava (Psidium guajava L.) leaf extract on hyperglycemia in low dose streptozotocin-induced diabetic mice. Korean J Food Sci Technol, 38, 679-683 

  12. Roh SG, Kim KH, Cho WC (2009) Antidiabetic effects of leaves extracts of Psidium guajava L. and Lagerstroemia speciosa L. in STZ-induced rats. J Life Sci, 19, 40-45 

  13. Hong CS, Yoon SR, Lee GD, Kim MO, Kim HK, Kwon JH (2007) Quality properties of guava (Psidium guajava L.) leaves processed using different methods. Korean J Food Preserv, 14, 605-610 

  14. Park BJ, Onjo M (2008) Antioxidant activities and tyrosinase inhibitory effects of guava (Psidium guajava L.) leaf. Korean J Plant Res, 21, 408-412 

  15. Heo YJ, Sim KH, Choi HY, Kim SI (2010) Antioxidative activity of crackers made with a guava (Psidium guajava Linn.) leaf extract harvested in Korea. Korean J Food Cookery Sci, 26, 171-179 

  16. Jo YH, Ok DL, Lee SC (2009) Antimicrobial characteristics of different parts of guava against food-borne bacteria. J Korean Soc Food Sci Nutr, 38, 1773-1778 

  17. Hsieh CL, Huang CN, Lin YC, Peng RY (2007) Molecular action mechanism against apoptosis by aqueous extract from guava budding leaves elucidated with human umbilical vein endothelial cell (HUVEC) model. J Agric Food Chem, 55, 8523-8533 

  18. Kim DO, Jeong SW, Lee CY (2003) Antioxidant capacity of phenolic phytochemical from various cultivars of plums. Food Chem, 81, 321-326 

  19. Heo HJ, Cho HY, Hong BS, Kim HK, Kim EK, Kim BK, Shin, DH (2001) Protective effect of 4',5- dihydroxy-3',6,7-trimethoxyflavone from Artemisia asiatica against $A\beta$ -induced oxidative stress in PC12 cells. Amyloid, 8, 194-201 

  20. Kwak JH, Choi GN, Park JH, Kim JH, Jeong HR, Jeong CH, Heo HJ (2010) Antioxidant and neuronal cell protective effect of purple sweet potato extract. J Agric Life Sci, 44, 57-66 

  21. Chen HY, Yen GC (2007) Antioxidant activity and free radical-scavenging capacity of extracts from guava (Psidium guajava L.) leaves. Food Chem, 101, 686-694 

  22. Thaipong K, Boonprakob U, Crosby K, Cisneros- Zevallos L, Hawkins Byrne D (2006) Comparison of ABTS, DPPH, FRAP, and ORAC assays fro estimating antioxidant activity from guava fruit extracts. J Food Compost Anal, 19, 669-675 

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  24. Zhao B (2009) Natural antioxidants protect neurons in Alzheimer's disease and Parkinson's disease. Neurochem Res, 34, 630-638 

  25. Heo HJ, Lee CY (2005) Strawberry and its anthocyanins reduce oxidative stress-induced apoptosis in PC12 cells. J Agric Food Chem, 53, 1984-1989 

  26. Heo HJ, Choi SJ, Choi SG, Shin DH, Lee JM, Lee CY (2008) Effects of banana, orange, and apple on oxidative stress-induced neurotoxicity in PC12 cells. J Food Sci, 73, 28-32 

  27. Heo HJ, Kim DO, Choi SJ, Shin DH, Lee CY (2004) Apple phenolics protect in vitro oxidative stress-induced neuronal cell death. J Food Sci, 69, 357-360 

  28. Wu JW, Hsieh CL, Wang HY, Chen HY (2009) Inhibitory effects of guava (Psidium guajava L.) leaf extracts and its active compounds on the glycation process of protein. Food Chem, 113, 78-84 

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