찔레나무뿌리를 열수, 에탄올, 메탄올, 아세톤에서 추출하여 항산화 및 항염증 효능효과를 확인하였다. 그 결과 아세톤추출물에서 가장 많은 67.05${\pm}$0.56 mg/g의 폴리페놀 함량을 확인하였으며, SOD 유사활성능을 제외한 DPPH, ABTS, superoxide anion 라디컬소거능 확인 결과 우수한 항산화 효과를 확인하였다. 찔레나무뿌리 추출물의 HAase 저해능을 측정한 결과 에탄올, 메탄올, 아세톤 추출물 500 ${\mu}g/ml$ 에서 60% 이상의 높은 HAase 저해 효과를 확인할 수 있었다. NO 생성량을 확인한 결과, RAW 264.7 cell에서 LPS에 의해 유도된 NO 생성을 농도의존적으로 뚜렷하게 감소시키는 것을 확인하였으며, 에탄올 추출물에서 NO 생성억제 효과가 가장 우수한 것을 확인할 수 있었다. 위의 사실에 기초하여 NO 생성저해의 기전을 알아보기 위하여 iNOS의 발현을 분석한 결과, 에탄올추출물 100 ${\mu}g/ml$에서 40%의 iNOS protein 발현 감소를 확인하였으며, iNOS의 발현억제가 NO생성억제와 유사한 경향을 나타냄으로 NO생성억제는 iNOS의 발현저해를 경유한 것임을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 찔레나무뿌리 추출물이 항산화 및 항염증 연구의 기초 자료로 활용될 것으로 예상된다. 또한 추후 산업적 응용도 가능함으로 기능성화장품의 가능성을 제시하고 있다.
찔레나무뿌리를 열수, 에탄올, 메탄올, 아세톤에서 추출하여 항산화 및 항염증 효능효과를 확인하였다. 그 결과 아세톤추출물에서 가장 많은 67.05${\pm}$0.56 mg/g의 폴리페놀 함량을 확인하였으며, SOD 유사활성능을 제외한 DPPH, ABTS, superoxide anion 라디컬소거능 확인 결과 우수한 항산화 효과를 확인하였다. 찔레나무뿌리 추출물의 HAase 저해능을 측정한 결과 에탄올, 메탄올, 아세톤 추출물 500 ${\mu}g/ml$ 에서 60% 이상의 높은 HAase 저해 효과를 확인할 수 있었다. NO 생성량을 확인한 결과, RAW 264.7 cell에서 LPS에 의해 유도된 NO 생성을 농도의존적으로 뚜렷하게 감소시키는 것을 확인하였으며, 에탄올 추출물에서 NO 생성억제 효과가 가장 우수한 것을 확인할 수 있었다. 위의 사실에 기초하여 NO 생성저해의 기전을 알아보기 위하여 iNOS의 발현을 분석한 결과, 에탄올추출물 100 ${\mu}g/ml$에서 40%의 iNOS protein 발현 감소를 확인하였으며, iNOS의 발현억제가 NO생성억제와 유사한 경향을 나타냄으로 NO생성억제는 iNOS의 발현저해를 경유한 것임을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 찔레나무뿌리 추출물이 항산화 및 항염증 연구의 기초 자료로 활용될 것으로 예상된다. 또한 추후 산업적 응용도 가능함으로 기능성화장품의 가능성을 제시하고 있다.
Rosa multiflora thunberg belonging to Rosaceae is widely distributed in East Asia including Korea and Japan, and has been reported to have tormentic acid and rosamultin. To develop a new natural anti-inflammatory agent for cosmetics, we investigated the inhibitory effects of inflammation in Rosa mul...
Rosa multiflora thunberg belonging to Rosaceae is widely distributed in East Asia including Korea and Japan, and has been reported to have tormentic acid and rosamultin. To develop a new natural anti-inflammatory agent for cosmetics, we investigated the inhibitory effects of inflammation in Rosa multiflora root (R. multiflora root). The biological activity and anti-inflammatory effects were investigated by water, ethanol, methanol and acetone extracts of R. multiflora root. The measurements of polyphenol content from R. multiflora root were highest in water and acetone extracts, at 57.48 ${\pm}$ 0.88 mg/g and 67.05 ${\pm}$ 0.56 mg/g, respectively. The result of DPPH, ABTS and superoxide anion radical scavenging effects showed over 50% efficacy at 50 ${\mu}g/ml$ in ethanol, methanol and acetone extracts. Hyaluronidase inhibition effect showed over 60% efficacy at 500 ${\mu}g/ml$ in ethanol, methanol, and acetone extracts. Nitric oxide radical inhibition effect of R. multiflora root ethanol extracts showed over 30% efficacy at 500 ${\mu}g/ml$. We investigated the effect of R. multiflora root extracts on nitric oxide (NO) production of inducible nitric oxide synthase (iNOS) in LPS-induced RAW 264.7 macrophage cells. The result showed that R. multiflora root extracts have an inhibitory effect on NO production and iNOS expression and also can be used as an anti-inflammatory agent. These antioxidant and anti-inflammatory effects of R. multiflora root show applicant potential application as a functional cosmetic material.
Rosa multiflora thunberg belonging to Rosaceae is widely distributed in East Asia including Korea and Japan, and has been reported to have tormentic acid and rosamultin. To develop a new natural anti-inflammatory agent for cosmetics, we investigated the inhibitory effects of inflammation in Rosa multiflora root (R. multiflora root). The biological activity and anti-inflammatory effects were investigated by water, ethanol, methanol and acetone extracts of R. multiflora root. The measurements of polyphenol content from R. multiflora root were highest in water and acetone extracts, at 57.48 ${\pm}$ 0.88 mg/g and 67.05 ${\pm}$ 0.56 mg/g, respectively. The result of DPPH, ABTS and superoxide anion radical scavenging effects showed over 50% efficacy at 50 ${\mu}g/ml$ in ethanol, methanol and acetone extracts. Hyaluronidase inhibition effect showed over 60% efficacy at 500 ${\mu}g/ml$ in ethanol, methanol, and acetone extracts. Nitric oxide radical inhibition effect of R. multiflora root ethanol extracts showed over 30% efficacy at 500 ${\mu}g/ml$. We investigated the effect of R. multiflora root extracts on nitric oxide (NO) production of inducible nitric oxide synthase (iNOS) in LPS-induced RAW 264.7 macrophage cells. The result showed that R. multiflora root extracts have an inhibitory effect on NO production and iNOS expression and also can be used as an anti-inflammatory agent. These antioxidant and anti-inflammatory effects of R. multiflora root show applicant potential application as a functional cosmetic material.
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문제 정의
건강에 대한 관심도가 급증하면서 피부 트러블을 보완 할 수 있는 천연 항염증 소재에 대한 관심이 증대되고 있으나 아직 다양한 천연소재들이 개발되어있지 않다. 본 연구에서는 찔레나무뿌리(R. multiflora root)을 열수, 에탄올, 메탄올 및 아세톤으로 추출하여 항산화 및 항염증 효과를 확인하고 또한, 기능성화장품 소재로의 적합 가능성을 확인하였다.
제안 방법
폴리페놀 함량은 Folin과 Denis [18]에 준하여 정량 하였다. 10배 희석한 시료용액 3 ml에 1 N Folin-Ciocalteu phenol reagent 시약 1 ml를 가하고, 1 N HCl 0.2 ml로 반응정지 후 포화 Na2CO3 용액 1 ml를 가하여 혼합한 후 1시간 실온에서 방치하고, 640 nm에서 흡광도를 측정한 후, 표준물질인 tannic acid로 미리 작성한 표준곡선의 흡광도 값과 비교하여 폴리페놀 함량을 산출하였다.
7 cell에서 nitric oxide synthase 을 발현시키고 생성된 supernatant 에 포함된 NO의 양을 nitrite에 대한 nitrate로 환원된 후의 안전한 형태인 griess reagent (Sigma, USA)를 사용하여 측정하였으며, 6 well plate에 2×106개의 cell을 confluence가 80%일 때, PBS로 2 washing한 후 무혈청 배지를 사용하여 12시간 이상 배양시킨 다음 lipopolysacchride (LPS) 10 μg/ml을 control 군을 뺀 모든 well에 다 넣어서 자극시켰다. 2시간 후에 R. multiflora root 추출물을 농도별로 처리하여 실험하였다. NO 생성량은 24시간 후에 supernatant를 모아 griess regent로 10분간 반응시킨 후에 형성된 분홍색 생성물을 ELISA reader를 이용하여 540 nm에서 흡광도로 측정하였다.
NO의 형성은 박테리아를 죽이거나 종양을 제거시키는 중요한 역할을 하지만 과도한 NO의 형성은 염증을 유발시키게 되며, 조직의 손상, 유전자 변이 및 신경손상 등을 유발한다[19]. NO 생성에 대한 찔레나무뿌리 추출물의 효능을 griess 시약을 이용하여 세포배양액 중에 존재하는 NO2-의 형태로 측정하였다. LPS를 처리하지 않은 control군에서는 20% 미만의 NO가 생성 되었고, LPS를 처리한 군에서는 에탄올 추출물이 가장 높은 40%의 NO 생성 억제능을 확인할 수 있었다.
따라서 Raw 264.7 cell에서 nitric oxide synthase 을 발현시키고 생성된 supernatant 에 포함된 NO의 양을 nitrite에 대한 nitrate로 환원된 후의 안전한 형태인 griess reagent (Sigma, USA)를 사용하여 측정하였으며, 6 well plate에 2×106개의 cell을 confluence가 80%일 때, PBS로 2 washing한 후 무혈청 배지를 사용하여 12시간 이상 배양시킨 다음 lipopolysacchride (LPS) 10 μg/ml을 control 군을 뺀 모든 well에 다 넣어서 자극시켰다.
본 실험에 사용한 찔레나무뿌리는 대구약령시에서 구입하여 이물질을 제거하고 세척한 후, 음건하여 실험재료로 사용하였다. 시료의 열수추출물의 경우 시료의 10배의 증류수를 첨가하여 85℃에 3시간 환류냉각 추출하여 상등액과 침전물을 분리하여 3회 반복 추출하였으며, 에탄올, 메탄올 및 아세톤 추출물 시료 중량의 10배 양을 가하여 실온에서 24시간 침지하여 상등액과 침전물을 분리하여 동일한 방법으로 3회 반복 추출 하여 추출물을 여과, 농축 및 동결건조 후 4℃ 냉장실에 보관하여 본 실험의 시료로 사용하였다.
찔레나무뿌리 열수, 에탄올, 메탄올, 아세톤추출물 1,000μg/ml을 첨가한 군에서 각 52.7%, 42.0%, 52.1%, 58.9%의 세포독성을 보임으로서 세포독성이 없는 100 μg/ml 이하의 농도로 실험에 적용하였다.
찔레나무뿌리의 iNOS 단백질의 저해 효과를 확인하기 위해 Raw 246.7 cell에 LPS (10 μg/ml)을 처리하고 1시간 뒤, 찔레나무뿌리 에탄올추출물을 농도별로 처리 한 후 western blotting으로 확인하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용한 찔레나무뿌리는 대구약령시에서 구입하여 이물질을 제거하고 세척한 후, 음건하여 실험재료로 사용하였다. 시료의 열수추출물의 경우 시료의 10배의 증류수를 첨가하여 85℃에 3시간 환류냉각 추출하여 상등액과 침전물을 분리하여 3회 반복 추출하였으며, 에탄올, 메탄올 및 아세톤 추출물 시료 중량의 10배 양을 가하여 실온에서 24시간 침지하여 상등액과 침전물을 분리하여 동일한 방법으로 3회 반복 추출 하여 추출물을 여과, 농축 및 동결건조 후 4℃ 냉장실에 보관하여 본 실험의 시료로 사용하였다.
본 실험에 이용한 각 세포의 배양은 10% fetal bovine serum (FBS)과 Dulbeco's modified eagle’s medium (DMEM)배지를 사용하였으며, 37℃, 5% CO2 incubator에 적응시켜 계대 배양하였다.
Louis, MO, USA)에서 구입 하여 사용하였다. 세포 독성 측정에 사용된 세포주는 mouse대식세포인 Raw 264.7 cell을 Korean Cell Line Bank (KCLB)에서 구입하여 사용하였다. 세포독성 측정시약 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyl-tetrazoliumbromide (MTT)는 Sigma Chemical Co.
이론/모형
ABTS radical을 이용한 항산화력 측정은 Pellegrin등의 방법[16]에 의하여 측정하였다. 7 mM의 2,2-azino-bis (3-ethylbenzthiazoline- 6-sulfonic acid)와 2.
EDA (electron donating abilities)은 Blois의 방법[4]을 따라 측정하였다. 각 시료용액 2 ml에 0.
HAase 저해 활성 측정은 Reissig 등의 방법[18]에 의하여 sodium-hyaluronic acid (HA)로 부터 형성된 N-acetylglucosamine을 glucoxazoline 유도체로 변형시킨 후 DMAB로 발색시켜 흡광도를 측정하였다. 0.
SOD 유사활성은 Marklund 등의 방법[1974]에 따라 측정하였다. 각 시료용액 0.
Superoxide anion radical 소거능은 Fridovich의 방법[9]에 따라 NBT 환원방법으로 측정하였다. 각 시료용액 0.
세포독성 측정은 Camichael 등의 방법[6]에 따라 측정하였다. Raw 264.
폴리페놀 함량은 Folin과 Denis [18]에 준하여 정량 하였다. 10배 희석한 시료용액 3 ml에 1 N Folin-Ciocalteu phenol reagent 시약 1 ml를 가하고, 1 N HCl 0.
성능/효과
NO 생성에 대한 찔레나무뿌리 추출물의 효능을 griess 시약을 이용하여 세포배양액 중에 존재하는 NO2-의 형태로 측정하였다. LPS를 처리하지 않은 control군에서는 20% 미만의 NO가 생성 되었고, LPS를 처리한 군에서는 에탄올 추출물이 가장 높은 40%의 NO 생성 억제능을 확인할 수 있었다. 열수, 메탄올, 아세톤 추출물에서도 농도 의존적으로 NO생성이 억제되었으며, 각 추출물 100 μg/ml의 농도에서 30% 이상의 높은 NO생성 억제효과를 확인하였다.
8와 같이 LPS를 처리하고 찔레나무뿌리 에탄올추출물을 처리하지 않은 control 군에서는 산화적 스트레스가 유발되어 염증 반응을 매개하는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 iNOS protein 발현이 130 kDa에서 상당 수준으로 나타났다. 대조적으로 찔레나무뿌리 에탄올추출물을 농도별로 처리 한 부분에서는 LPS에 의해 증가된 iNOS 단백질 발현을 감소 시켰으며, 특히 에탄올추출물 100μg/ml에서 40%의 iNOS protein 발현 감소효과를 확인할 수 있었다. 따라서 찔레나무뿌리 추출물이 LPS로 유발된 NO 생성과 iNOS 발현을 억제함으로 항염증 반응에 관여 한 것으로 사료된다.
대조적으로 찔레나무뿌리 에탄올추출물을 농도별로 처리 한 부분에서는 LPS에 의해 증가된 iNOS 단백질 발현을 감소 시켰으며, 특히 에탄올추출물 100μg/ml에서 40%의 iNOS protein 발현 감소효과를 확인할 수 있었다. 따라서 찔레나무뿌리 추출물이 LPS로 유발된 NO 생성과 iNOS 발현을 억제함으로 항염증 반응에 관여 한 것으로 사료된다.
또한, DPPH법에 의한 전자공여능에서 찔레나무뿌리 아세톤 추출물 50 μg/ml 농도에서 78% 정도의 항산화력을 보인 반면 ABTS 양이온 소거능에서는 90%로 더 우수한 효능을 확인하였다.
열수, 메탄올, 아세톤 추출물에서도 농도 의존적으로 NO생성이 억제되었으며, 각 추출물 100 μg/ml의 농도에서 30% 이상의 높은 NO생성 억제효과를 확인하였다.
찔레나무 뿌리에 존재하는 총 폴리페놀 함량의 경우 Table 2와 같이 열수, 에탄올, 메탄올, 아세톤 추출물에서 각각 57.48±0.8 mg/g, 61.2±0.04 mg/g, 61.5±0.01 mg/g, 67.05±0.56 mg/g으로 아세톤 추출물에서 폴리페놀 함량이 제일 높게 나타났다.
찔레나무 뿌리의 수율은 Table 1과 같이 열수, 에탄올, 메탄올, 아세톤 추출물의 수율이 각 17.75%, 14.13%, 15.74%, 17.82%로 열수와 아세톤 추출물의 수율이 더 높은 것을 확인할 수 있었다.
찔레나무뿌리 에탄올, 메탄올, 아세톤 추출물 500 μg/ml 에서 60% 이상의 높은 HAase 저해 효과를 확인 할 수 있었으며, 양성대조군인 vit-C가 같은농도에서 20% 미만의 효능을 보인 것과 Choi 등[7]의 오가피, 황기 및 두충 에탄올추출물의 HAase 저해능 측정 결과 1,000 μg/ml에서 60%, 61%, 63%의 저해능을 보인것을 비교할 때 찔레나무 뿌리의 HAase 효능 효과가 저농도에서 더 우수함을 확인할 수 있다.
찔레나무뿌리 열수, 메탄 및 아세톤 추출물 50 μg/ml에서 50% 이상의 효능을 보였으며, 에탄올 추출물은 같은 농도에서 양성 대조군인 vit-C보다 우수한 80% 이상의 높은 효과를 보였다.
찔레나무뿌리의 ABTS radical cation 소거활성 결과 Fig. 2에 나타낸 바와 같이, 찔레나무뿌리 메탄올 및 아세톤 추출물의 경우 50 μg/ml에서 양성대조군 vit-C와 유사한 80% 이상의 radical 소거능을 확인하였으며, 열수 및 에탄올 추출물에서는 75% 이상의 radical 소거능을 나타내었다.
찔레나무뿌리의 전자공여능 측정결과 Fig. 1과 같이 찔레나무뿌리 열수 추출물의 경우 50 μg/ml에서 40% 이상의 효능을 보였고, 에탄올, 메탄올 및 아세톤 추출물의 경우 100 μg/ml에서 80% 이상의 효과를 나타내어 같은 농도의 양성대조군 vit-C보다 우수한 radical 소거능을 나타내었다.
피부 노화방지와 밀접한 관련이 있는 SOD 유사활성을 측정한 결과 Fig. 3와 같이 찔레나무뿌리 열수, 에탄올, 메탄올, 아세톤 추출물 1,000 μg/ml에서 모두 20% 이상의 효능을 확인하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
일부 합성 염증 억제제의 문제점은?
일반적인 NO는 박테리아를 죽이거나 종양을 제거하는 중요한 역할을 하지만 병리적인 원인에 의한 과도한 NO 형성은 염증을 유발시켜 조직의 손상, 유전자 변이 및 신경손상을 일으킨다[19]. 현재까지 개발되어 이용되고 있는 일부 합성 염증 억제제는 그 효능과 부작용이 확실히 검증되지 않았고, 고가라는 문제점이 있다. 건강에 대한 관심도가 급증하면서 피부 트러블을 보완 할 수 있는 천연 항염증 소재에 대한 관심이 증대되고 있으나 아직 다양한 천연소재들이 개발되어있지 않다.
찔레나무란?
찔레나무(Rosa multiflora Thunberg)는 장미과(Rosaceae)에 속하고 한의학에서는 석산호(石刪湖)로 불리고 있으며, 열매는 영실(營實), 또는 색미자(嗇薇子)라 하여 약으로 귀하게 쓰인다. 한국, 일본을 비롯한 동아시아지역 야산에 광범위하게 분포하는 낙엽관목이며, 학명 중의multiflora는 꽃이 많다는 의미이다.
찔레나무 뿌리는 어디에 사용됐는가?
한국, 일본을 비롯한 동아시아지역 야산에 광범위하게 분포하는 낙엽관목이며, 학명 중의multiflora는 꽃이 많다는 의미이다. 열매는 9∼10월에 붉게 익어 다음해까지 달려 있으며, 그 뿌리는 청열, 이습, 거풍, 활혈에 효능이 있어 당뇨병, 관절염, 토혈, 월경불순, 타박상의 치료목적으로 민간에서 사용되어 왔으며, 성분으로는 triterpenoid인 tormentic acid와 그 배당체인 rosamultin이 보고되어 있다[12]. 찔레꽃 증류액은 구창, 당뇨병, 심장질환을 치료하며, 잎은 찧어서 붙이면 새살을 돋아나게 하고 상처를 아물게 한다고 알려져 있다.
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