[논문]흑마늘(Black garlic) 추출물이 마우스 비장세포의 Cytokine 생성에 미치는 영향

서민정; 강병원; 박정욱; 김민정; 이혜현; 류은주; 주우홍; 김광혁; 정영기

doi:10.5352/jls.2013.23.1.63

[국내논문] 흑마늘(Black garlic) 추출물이 마우스 비장세포의 Cytokine 생성에 미치는 영향
Effect of Black Garlic Extract on Cytokine Generation of Mouse Spleen Cells 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.23 no.1 = no.153, 2013년, pp.63 - 68

서민정 (동아대학교 Medi-Farm 산업화 연구사업단) , 강병원 (동아대학교 Medi-Farm 산업화 연구사업단) , 박정욱 (동아대학교 Medi-Farm 산업화 연구사업단) , 김민정 (동아대학교 생명공학과) , 이혜현 (동아대학교 생명공학과) , 류은주 (한서대학교 피부미용학과) , 주우홍 (창원대학교 생물학과) , 김광혁 (고신대학교 의학과) , 정영기 (동아대학교 Medi-Farm 산업화 연구사업단)

초록
AI-Helper

생리활성물질을 다량함유하고 있는 마늘의 발효산물인 흑마늘의 면역활성을 검증하기 위하여 C57BL6 마우스 비장세포를 이용하여 흑마늘이 비장세포의 활성화에 미치는 영향을 확인하였다. 흑마늘 추출물은 시판되는 남해 흑마늘 액기스를 농축하여 사용하였다. 그 결과 IL-2에서 흑마늘 추출물만 처리한 군에서 생성이 증가하였으며, LPS와 흑마늘 추출물을 함께 처리하였을 때 IL-2와 TNF-${\alpha}$, IFN-${\gamma}$의 생성이 LPS만 처리한 군보다 증가하여 대식세포나 T림프구의 발현에 의해 일어나는 세포성 매개 면역을 활성화를 유도하는 Th1 세포의 발현을 활성화 하였다. 그리고 IL-6는 흑마늘 추출물만 처리하였을 때 후기생성이 증가하였으며, LPS와 흑마늘 추출물을 함께 처리한 경우 LPS만 처리한 군보다 IL-4와 IL-6의 생성이 증가하였다. IL-10은 LPS와 흑마늘 추출물을 함께 처리하였을 때 후기 생성이 감소하였는데, 이는 B 림프구의 활성화에 따른 항체생성 면역을 활성화하며 Th1 세포로부터 유도되는 세포성 면역반응을 억제함으로서 항체유도 체액성 면역반응으로 전환을 효과적으로 조절하는 것을 확인하였다. 따라서 흑마늘 추출물은 마우스 비장세포에서 T 림프구의 활성화에 따른 Th1 세포와 Th2 세포가 활성화되어 면역계의 세포성 면역과 체액성 면역반응을 활성화하여 면역조절에 효과를 나타내는 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The effect of black garlic extract on the activation of spleen cells from a C57BL6 mouse was investigated to examine immune activities of of fermented black garlic containing a variety of bioactive substances. xtract obtained from the concentration of commercial Namhae black garlic was used for the analysis of immune activities. Treatment with the extract increased the expression of interleukin-2 (IL-2) cytokine. The simultaneous administration of the extract plus lipopolysaccharide (LPS) increased the expression of IL-2, tumor necrosis factor (TNF)-${\alpha}$, and interferon (IFN)-${\gamma}$ compared with that of a control group. This result suggests that cellular immunity can be induced by macrophages, resulting in the expression of T lymphocytes and T helper type 1 (Th1) cells. In addition, treatment with the extract increased the late response of IL-6 cytokines, and the extract plus LPS augmented the expression of IL-4 and IL-6 compared with that of an LPS-treated group. Meanwhile, the extract plus LPS decreased the late response of IL-10, suggesting that humoral immunity can be activated by stimulating B lymphocytes, suppressing cellular immunity, and effectively modulating the conversion into humoral immune responses. These findings demonstrate that the black garlic extract activates Th1 and Th2 cells by stimulating T lymphocytes in mouse spleen cells and leads to immunomodulation by activating cellular and humoral immune responses of the immune system.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

따라서 본 연구에서는 흑마늘에 대한 연구로서 마늘이 가지고 있는 주요 기능성인 면역활성을 마우스 비장세포에 흑마늘 추출물을 작용하였을 때 cytokine의 분비에 대한 영향을 확인하고자 하였다.

제안 방법

흑마늘이 면역에 미치는 영향을 확인하기 위하여 C57/BL6마우스로부터 분리된 비장세포에 흑마늘 추출물, LPS, LPS와 흑마늘 추출물을 함께 처리하여 생성되는 Th1 cytokine (IL-2, TNF-α, IFN-γ)과 Th2 cytokine (IL-4, IL-6, IL-10)의 분비량으로 확인하였다. 흑마늘 추출물과 LPS은 최종농도가 10 μl/ml 과 2 μl/ml이 되도록 하여 처리한 후 배양시간에 따라6, 24, 48, 72 시간 동안 측정하였으며, 배양 직후 cytokine의 농도는 함량은 측정되지 않았다.

대상 데이터

흑마늘 추출물의 제조는 남해섬 흑마늘 액기스(농업회사법인 남해섬흑마늘, 한국)를 구입하여 Rotary Evaporator (Buchi Labortechnik, Flawil, Swiss) 로 농축하여 시료로 사용하였다. 마우스 비장세포는 생후 6~8주령, 체중 25 g 내외의 C57BL/6마우스를 대한바이오링크(음성군, 충청북도)로부터 구입하여 실험에 사용하였다. 마우스 비장세포를 얻기 위하여 마우스를 CO₂ gas처리하여 희생시켜 비장을 무균적으로 적출하여 유출된 비장세포는 10% fetal bovine serum를 함유하고 있는 RPMI 1640 (Gibco BRL.
흑마늘 추출물의 제조는 남해섬 흑마늘 액기스(농업회사법인 남해섬흑마늘, 한국)를 구입하여 Rotary Evaporator (Buchi Labortechnik, Flawil, Swiss) 로 농축하여 시료로 사용하였다. 마우스 비장세포는 생후 6~8주령, 체중 25 g 내외의 C57BL/6마우스를 대한바이오링크(음성군, 충청북도)로부터 구입하여 실험에 사용하였다.

데이터처리

측정 결과 분석은 동일 실험을 3회 반복하여 실시하였으며 실험성적은 평균±표준편차로 나타내었고 각 군의 통계학적 검정에는 Student's t-test를 사용하여 P값이 0.05 미만 수준에서 통계적 유의성을 검토하였다.

성능/효과

그리고 IL-10활성화된 림프구에 의해 생성되어 염증성 면역반응유도와 cytokine의 생성을 조절하여 자연면역 매개성 T 림프구의 활성을 조절하게 됨에 따라서 B 림프구의 활성화에 따른 항체생성 면역작용인 체액성 면역을 활성화를 조절한다[1, 2, 5, 14, 15]. 이로부터 흑마늘 추출물은 Th 2 cytokine의 생성에 따른 B 림프구의 성장을 유도하면서 T 림프구의 활성을 조절하여 B 림프구의 활성화에 따른 항체생성 면역작용인 체액성 면역을 유도하는 것으로 사료된다.
Th1 cytokine 인 IL-2, TNF-α, IFN-γ의 생성에 있어서 IL-2의 생성은 흑마늘 추출물만을 처리한 군보다 초기 생성은 같았으나 시간에 따라 대조구보다 유의적으로 생성이 증가하였으며(Fig. 1), LPS와 흑마늘 추출물을 함께 처리하였을 때 초기 생성은 LPS만 처리군과 같았으나 72시간인 후기생성이 증가함을 확인하였다(Fig. 2A). TNF-α는 6시간에 LPS처리군보다 낮은 생성을 나타내었으나 시간에 따라 생성이 증가하였다 (Fig.
Th2 cytokine 의 생성에 있어서 IL-6는 흑마늘 추출물만 처리하였을 때 초기 생성은 대조구보다 낮거나 유사한 생성을 보였으나 48시간 이후 생성이 증가하였으며(Fig. 3), LPS와 흑마늘 추출물을 함께 처리하였을 때 IL-4와 IL-6의 생성은 LPS 만 처리하였을 때보다 초기 생성은 낮았으나 48시간부터 생성이 증가하였다(Fig. 4A, Fig. 4B). 그리고 IL-10은 24, 48시간에서 초기 생성이 약간 높게 나타났으나 72시간에 생성이 LPS처리군보다 감소하였다(Fig.

후속연구

따라서 흑마늘은 대표적인 면역작용인 세포 매개성 면역과 항체생성인 체액성 면역을 조절하여 면역증진에 높은 효과를 가지는 대표적인 기능성식품으로서 다양한 제품의 개발가능성이 있으며, 추후 마늘과 주요 기능성 비교 및 흑마늘이 가지는 주요성분을 분리 · 정제하여 유효성분으로부터 면역활성을 검증의 필요성이 있다고 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	흑마늘은 무엇에 의해 갈색이 됩니까?	최근에는 고기능성 성분이 함유되어 있는 마늘이 특유의 향기성분과 매운 맛으로 인해 섭취에 어려움이 있어 이러한 맛과 향을 제거하기 위하여 60~90℃의 고온에서 장시간 숙성하여 흑마늘(Black garlic)을 제조하여 이용하고 있다[26]. 흑마늘은 malliard reaction의 비효소적 작용에 의해 갈색을 띄며, pH나 수분함량이 감소되고, 점도나 단맛이 증가되어 생마늘과는 다른 이화학적 특성을 가지고 있는데, alliinase가 열처리에 의해 효소반응의 저해되었기 때문이다[24]. 또한 흑마늘은 생리활성물질의 함량이 생마늘 보다 높게 나타나는데, 그 중 가장 활성을 가지는 물질은 수용성의 S-allyl cysteine으로서 생마늘보다 5~6배 높은 함량을 가지며, 숙성온도와 기간이 증가할수록 폴리페놀과 플라보노이드의 함량이 높아진다고 보고되어 있다[6, 26].
	cytokine은 무엇이며 어떤 역할을 합니까?	염증반응도 면역반응의 한 종류로서 생체 내에 침입한 병원체에 대한 방어기전으로 나타나는 국소적인 손상에 대한 혈관의 조직반응으로 다양한 cytokine이 관여하고 있다[17]. 이러한 면역반응에서 중요한 전달자로 작용하는 cytokine은 면역세포로부터 분비되는 단백질로서 표적세포에 신호를 전달하여 면역반응의 활성화에 중요한 역할을 담당하고 있다.
	T 림프구에서 분비되는 cytokine의 종류와 기능은 무엇입니까?	T 림프구의 활성화는 T 림프구 CD4+ 수용체가 면역반응에 의해 활성화되어 분비되는 cytokine의 종류에 따라 T helper type 1 (Th1) 세포와 T helper type 1 (Th2) 세포라 불리는 2종류의 림프구로 변환되어 이루어진다. Th1 세포에서 분비되는 cytokine의 종류는 IL-1, IL-2, IL-12, IL-15, IL-18, interferon-gamma (IFN-γ) and tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) 등이 있으며, 이들은 염증성 cytokine으로서 세포독성을 나타내며, 세포성 매개성 면역반응을 가진다. Th2 세포에서 분비되는 cytokine의 종류는 IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-13 등을 분비하여 B세포 활성화에 따른 체액성 면역반응 조절 및 세포 외 병원체로부터 방어, 세포성 면역 하향 조절 및 Th1 세포 활성을 억제능을 가지게 된다[25].

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

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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