본 연구에서는 돌나물 분획물의 항산화 및 위암예방 효과를 다양한 균들과 위암세포주를 이용하여 검토하였다. Escherichia coli, Staphylococcus aureus 그리고 helicobacter pylori에 대한 돌나물의 n-hexane, methylene chloride (MC), ethyl acetate, n-butanol 분획물의 항균효과를 disc 확산법으로 알아본 결과, MC 분획물이 E. coli에 대해 13 mm의 억제존을 보여 가장 우수한 항균효과를 나타내는 것을 알 수 있었다. $100{\mu}g/mL$ 농도에서 모든 분획물은 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH)와 hydroxyl radicals (${\cdot}OH$)에서 50% 이상의 소거능을 나타냈다. 특히, MC 분획물이 DPPH와 ${\cdot}OH$에서 가장 높은 소거능을 보였다. 또한 MC 분획물은 H. pylori와 위암세포의 성장을 억제하는 것을 확인할 수 있었다. 그러므로 돌나물의 분획물 중 특히 MC 분획물이 radical 소거능, H. pylori에 대한 항균성 및 AGS 인체 위암세포 생존 저해효과가 우수한 활성물질을 함유하고 있을 것으로 생각된다.
본 연구에서는 돌나물 분획물의 항산화 및 위암예방 효과를 다양한 균들과 위암세포주를 이용하여 검토하였다. Escherichia coli, Staphylococcus aureus 그리고 helicobacter pylori에 대한 돌나물의 n-hexane, methylene chloride (MC), ethyl acetate, n-butanol 분획물의 항균효과를 disc 확산법으로 알아본 결과, MC 분획물이 E. coli에 대해 13 mm의 억제존을 보여 가장 우수한 항균효과를 나타내는 것을 알 수 있었다. $100{\mu}g/mL$ 농도에서 모든 분획물은 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH)와 hydroxyl radicals (${\cdot}OH$)에서 50% 이상의 소거능을 나타냈다. 특히, MC 분획물이 DPPH와 ${\cdot}OH$에서 가장 높은 소거능을 보였다. 또한 MC 분획물은 H. pylori와 위암세포의 성장을 억제하는 것을 확인할 수 있었다. 그러므로 돌나물의 분획물 중 특히 MC 분획물이 radical 소거능, H. pylori에 대한 항균성 및 AGS 인체 위암세포 생존 저해효과가 우수한 활성물질을 함유하고 있을 것으로 생각된다.
The aim of this research was to investigate the industrial application of Sedum sarmentosum. Antibacterial activities of the n-hexane, methylene chloride (MC), ethyl acetate, and n-butanol fractions of S. sarmentosum were tested against Escherichia coli, Staphylococcus aureus, and Helicobacter pylor...
The aim of this research was to investigate the industrial application of Sedum sarmentosum. Antibacterial activities of the n-hexane, methylene chloride (MC), ethyl acetate, and n-butanol fractions of S. sarmentosum were tested against Escherichia coli, Staphylococcus aureus, and Helicobacter pylori. The MC fraction showed the strongest antibacterial activity against E. coli, with an inhibition zone greater than 13 mm in disc assays. At $100{\mu}g/mL$, all fractions scavenged more than 50% of 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) and hydroxyl radicals (${\cdot}OH$). In particular, the MC fraction showed the strongest scavenging activity against DPPH and ${\cdot}OH$. In addition, we found that treatment with the MC fraction inhibited the growth of H. pylori and gastric adenocarcinoma cells. The present results suggest that the MC fraction of S. sarmentosum would play the promising protective role against pathogenic bacteria and free radicals.
The aim of this research was to investigate the industrial application of Sedum sarmentosum. Antibacterial activities of the n-hexane, methylene chloride (MC), ethyl acetate, and n-butanol fractions of S. sarmentosum were tested against Escherichia coli, Staphylococcus aureus, and Helicobacter pylori. The MC fraction showed the strongest antibacterial activity against E. coli, with an inhibition zone greater than 13 mm in disc assays. At $100{\mu}g/mL$, all fractions scavenged more than 50% of 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) and hydroxyl radicals (${\cdot}OH$). In particular, the MC fraction showed the strongest scavenging activity against DPPH and ${\cdot}OH$. In addition, we found that treatment with the MC fraction inhibited the growth of H. pylori and gastric adenocarcinoma cells. The present results suggest that the MC fraction of S. sarmentosum would play the promising protective role against pathogenic bacteria and free radicals.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 기능성식품 또는 의약품 중간원료로의 용도 개발을 위한 기초연구의 일환으로 돌나물이 가지는 우수한 가치를 알고 이를 활용하기 위해 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) 소거능과 hydroxyl radical (·OH) 소거능 측정을 통해 항산화 효과를 검색해 보고, 식중독 유발 세균인 Escherichia coli (E. coli)와 Staphylococcus aureus (S. aureus)에 대한 항균효과와 위암세포주인 AGS에 대한 생육저해 효과 및 H. pylori에 대한 항균활성을 탐색하여 천연항산화제로서의 소재와 천연항균제재, 위암의 예방에 효과적인 고부가가치의 생리 기능을 갖는 천연의 기능성 소재로의 활용하기 위한 자료를 얻고자 검토하였다.
제안 방법
디스크 확산법으로 E. coli, S. aureus 그리고 H. pylori에 대한 항균활성을 측정하였다. Brucella agar 배지에 H.
1 g으로 구성되어 있다. 미호기성 조건을 유지시켜 주기 위해서 CO2 incubator는 10% CO2, 습도는 항상 95% 이상으로 유지하였으며, 온도는 37℃를 유지하였다.
세포 증식 저해효과 측정.
식중독 세균으로는 식품에서 많은 문제가 되고 있는 식중독 유발 세균 중 gram 양성세균인 S. aureus와 gram 음성세균인 E. coli로 항균 효과를 살펴보기 위하여, 돌나물의 n-hexane, MC, EtOAc, n-BuOH 분획물을 각각 50 µg/30 µL의 농도로 24시간 동안 처리하여, E. coli와 S. aureus의 생육 억제환을 측정하였다.
추출액은 여과지를 이용하여 여과한 후 감압농축을 사용하여 메탄올 추출물(methanol extract)을 얻었다. 얻어진 메탄올 추출물을 물에 현탁하여 극성이 다른 네 가지 유기용매 n-hexane, methylene chloride (MC), ethyl acetate (EtOAc), n-butanol (n-BuOH)로 각각 분획하여 분획물을 얻었다.
인체 위암세포 증식 억제 효과를 AGS 인체 위암세포를 이용하여 MTT assay로 알아보았다(Table 3). MTT는 살아있는 세포에서 물에 녹지 않는 formazan crystal로 환원되는데 이 crystal을 나중에 DMSO로 녹여 생성된 흡광도로 측정하는 방법으로 암 기초 연구에서 널리 이용되는 방법 중의 하나이다.
0 g을 정량하며 분쇄하여 추출에 사용하였다. 추출방법은 온침(heating method)을 이용하였으며, 메탄올(methanol)을 사용하여 추출하였다. 사용된 메탄올 용매는 300 mL를 사용하였으며, 이를 세 시간 동안 3반복으로 실시하여 추출하였다.
대상 데이터
AGS 인체 위암 세포(AGS, human gastric adenocarcinoma cell)는 한국 세포주은행(서울의대)에서 분양받아 사용하였다. AGS 인체 위암 세포는 100 U/mL의 penicillinstreptomycin (Welgene)과 10% fetal bovine serum (Welgene) 이 첨가된 RPMI-1640 배지(Welgene)를 이용하여 37℃, 5% CO2 incubator에서 배양하였다.
식물재료로 사용된 돌나물(S. sarmentosum)은 2010년 광릉에서 채집된 것을 국립수목원으로부터 제공받았다.
실험에 사용한 균주는 위 및 십이지장 궤양 원인균인 H. pylori strain 26695로 헬리코박터 파이로리 분리 균주 은행에서 분양받아 사용하였다. 균의 배양에는 10% horse serum (Welgene, Korea)을 첨가한 Brucella broth (Difco, USA)를 이용하였으며, 배지의 조성은 Bacto tryptone 10 g, Bacto peptamin 10 g, Bacto dextrose 1 g, Bacto yeast extract 2 g, sodium chloride 5 g, sodium bisulfite 0.
실험에 사용한 그람 양성균 S. aureus와 그람 음성균 E. coli는 한국미생물보존센터(KCCM, Korea)에서 분양받아 사용하였다. S.
데이터처리
a-cMeans among fractions with the different letters are significantly different (p <0.05) by Duncan’s multiple range test.
a-dMeans among fractions with the different letters are significantly different (p <0.05) by Duncan’s multiple range test.
각 실험 결과는 평균 ± 표준편차로 나타냈고, SAS software (SAS Institute, USA)를 이용하여 각 실험결과의 ANOVA (analysis of variance)를 구한 후 Duncan’s multiple test로 각 군의 평균간 유의성을 검정하였다.
이론/모형
세포 증식 저해율은 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT) assay를 이용하여 측정하였다. MTT assay는 세포 내 미토콘드리아 외막의 탈수소효소작용에 의하여 노란색 수용성의 MTT tetrazolium이 자주색을 띠는 비수용성의 MTT formazan으로 환원되는 원리를 이용한 것으로 흡광도는 540 nm의 파장에서 최대가 되며, 이 파장에서 측정된 흡광도는 대사가 왕성한 살아 있는 세포의 농도를 반영한다.
성능/효과
·OH 소거능을 측정한 결과, 네 분획물 모두 80% 이상의 높은 ·OH 소거 효과를 보였다.
coli로 인한 대규모의 발병 사례는 없으나 최근에 지속적으로 발병 사례가 보고되고 있는 추세이다(Lim 등, 2008). E. coli에 대한 생육 억제환 측정 결과, n-BuOH, MC 분획물이 각각 10와 13 mm의 생육 억제환을 나타내어 E. coli에 대한 항균활성을 보였다. S.
돌나물의 n-hexane, MC, EtOAc, n-BuOH 분획물을 100 µg/mL 농도로 처리 시 DPPH와 OH에 대한 소거능을 Table 1에 나타내었다. 네 가지 분획물 중 MC, EtOAc, n-BuOH 분획물에서 DPPH 소거능이 80% 이상으로 나타났다. 특히 EtOAc 분획물이 93.
최근 환경의 변화와 외식산업의 발달로 식중독이 증가하고 그 종류도 다양해지고 있으며 우리나라 식중독 발생 중에 황색포도상구균에 의한 식중독은 최근 몇 년간 가장 중요한 발생 원인이 되고 있다(Cho 등, 2011). 돌나물 분획물 중 n-hexane 분획물이 S. aureus에 대한 항균활성을 나타내 12 mm의 생육 억제환을 보였다. 위염 및 위궤양의 원인균인 H.
세 분획물을 100 µg/mL 농도로 처리한 결과, MC의 경우에서 48.83%의 AGS 세포 생존 억제 효과를 확인할 수 있었다.
aureus에 대한 항균활성을 나타내 12 mm의 생육 억제환을 보였다. 위염 및 위궤양의 원인균인 H. pylori에 대한 항균활성을 검토한 결과, 돌나물 분획물은 H. pylori에 대한 항균활성은 보이지 않았다(Table 2).
이상의 결과를 통해 돌나물이 radical 소거능, 식중독 유발 세균에 대한 항균성, AGS 인체 위암세포 생존 저해효과에 우수한 효과를 나타냄을 알 수 있었다. 돌나물에 관한 연구보고로는 돌나물 성분에 관한 조사와 돌나물과에 속하는 홍경천이 노화억제효과, 항돌연변이효과, 피로회복작용 및 활력증강작용이 있는 것으로 알려져 있다(Kim 등, 2002).
네 가지 분획물 중 MC, EtOAc, n-BuOH 분획물에서 DPPH 소거능이 80% 이상으로 나타났다. 특히 EtOAc 분획물이 93.52%로 가장 우수한 DPPH 소거능을 보였다. ·OH 소거능을 측정한 결과, 네 분획물 모두 80% 이상의 높은 ·OH 소거 효과를 보였다.
특히 n-hexane과 MC 분획물은 각각 102.07, 102.23%로 ·OH에 대한 독성 제거 효과가 매우 우수함을 알 수 있었다.
후속연구
또한 돌나물은 영양성분에 있어서 비타민 C, 철분 및 칼슘을 많이 함유하고 있어, 골다공증에 효과가 있는 것으로 알려져 있다(Ham 등, 1998; Nam 등, 1998). 돌나물(S. sarmentosum)은 우수한 항균 및 위암세포 예방을 비롯한 생리활성을 보유하고 있는 식물로, 본 연구 결과를 통해 앞으로 건강 기능성 식품 및 의약품의 소재로 개발될 가능성이 높으며, 다양한 산업적 활용이 기대될 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
헬리코박터균은 어떻게 위염이나 위궤양을 유발하는가?
또한 헬리코박터(Helicobacter pylori)는 위염, 위궤양 및 위암의 발병요인으로서 1983년 보고된 후 지난 20여 년간 주목을 받기 시작한 균으로 (Waren and Marshall, 1983) 현재까지도 이에 관한 역학 및 병인에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이 균은 그람음성의 미호기성균으로 강한 운동성을 갖고 있으며 위 점막과 점액의 강한 산성환경에서 서식하면서 위점막에 H. pylori urease에 의해 암모니아를 축적함으로써 직접 또는 간접적으로 위점막의 손상을 초래하여 위염이나 위궤양을 유발시키는 것으로 알려져 있다(Graham, 1989). 현재까지 이 세균을 제거하기 위한 여러 항생제가 개발(Ohta 등, 2001; Parente 등, 2002; Isomoto 등, 2003)되어 왔으나, 항생제를 장기간 투여하는 것에 따른 항생제 내성을 갖는 새로운 균주가 나타나고 사용한 약물에 의한 부작용이 있을 수 있기 때문에 다른 접근 방식이 요구되고 있는 실정이다(Yoon 등, 2011).
돌나물은 어떤 성분의 함량이 높은 것으로 보고되었는가?
특히 내한성 및 내건성이 강하여 토질을 가리지 않고 자라는 생육특징을 지니고 있어 우리나라 어디에서나 손쉽게 재배할 수 있다. 돌나물은 sedoheptulose, sucrose, fructose 등의 당질과, 특히 비타민 C와 칼슘의 함량이 높은 것으로 보고되었으며, 최근 자생식물의 중요성이 부각되면서 돌나물의 유용성분탐색과 함께 다양한 생리활성 능력이 입증되고 있다(Kim and Lee, 2007; Sim 등, 2008). 돌나물의 활성성분 연구로는 quercetin, isorhamnetin과 kaempferol 등의 배당체들에 의한 angiotensin converting enzyme 저해효과와, terpenoids에 의한 간보호 효과 등이 있다(He 등, 1998; Oh 등, 2004).
활성산소는 생체 내에서 어떠한 현상을 유발하는가?
특히 H2O2 등의 활성산소가 만성 퇴행성질환의 주요 위험인자로 대두되어 이들의 제거에 대한 관심이 높아지고 있다(Fridorich, 1978). 활성산소는 강한 산화력이 있어 세포막 분해, 단백질 분해, 지방 산화, DNA 합성 억제, 광합성 억제, 엽록체의 파괴 등 생체 내에서 심각한 생리적인 장애를 유발한다(Imlay and Linn, 1988; Gardner and Fridovich, 1991). 생체 내의 대사 활동이나 스트레스, 염증 등에 의한 활성 산소의 과잉 생성은 인체의 효소 및 단백질, DNA 등의 손상을 가져오고 현재까지의 다양한 연구에 의하면 이러한 과잉 공급된 활성산소로 인해 유전자를 손상시키는 암의 개시 단계뿐만 아니라 촉진 단계에서도 작용하여 발암의 원인이 되는 것으로 알려져 있다(Jung 등, 2006).
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