[논문]TPA로 유도된 마우스 귀 부종 동물모델에서 소목추출물의 항염증 효과

음원식; 이광재; 김대원; 임순성; 강일준; 박진서; 최수영

doi:10.3746/jkfn.2013.42.3.384

[국내논문] TPA로 유도된 마우스 귀 부종 동물모델에서 소목추출물의 항염증 효과
Anti-Inflammatory Effects of Extracts from Caesalpinia sappan L. on Skin Inflammation 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.42 no.3, 2013년, pp.384 - 388

음원식 (한림대학교 바이오메디컬학과 및 생명공학연구소) , 이광재 (강원도농업기술원) , 김대원 (한림대학교 바이오메디컬학과 및 생명공학연구소) , 임순성 (한림대학교 식품영양학과 및 RIC 센터) , 강일준 (한림대학교 식품영양학과 및 RIC 센터) , 박진서 (한림대학교 바이오메디컬학과 및 생명공학연구소) , 최수영 (한림대학교 바이오메디컬학과 및 생명공학연구소)

초록
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본 연구를 통하여 TPA로 유도한 마우스 귀 부종 염증반응에 대한 소목추출물의 항염증 효능과 기전을 확인하였다. 소목추출물은 TPA로 유도한 마우스 귀 부종을 억제하였으며, TPA에 의한 염증관련 단백질인 COX-2 발현 및 cytokine(IL-6, TNF-${\alpha}$ 그리고 IL-$1{\beta}$)의 mRNA 발현을 현저히 감소시켰다. 또한 TPA에 의한 NF-${\kappa}B$ 및 MAPK의 활성을 억제하였다. 본 연구 결과, 소목추출물은 NF-${\kappa}B$ 및 MAPK의 신호전달을 억제함으로서 항염증 효능을 나타내었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study investigated the anti-inflammatory effects of extracts from Caesalpinia sappan L. (CSL) on 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate (TPA)-induced ear edema in mice. Skin inflammation was detected by immunohistochemistry and the protein and mRNA expression levels of cyclooxygenase-2 (COX-2) and cytokines (IL-6, IL-$1{\beta}$ and TNF-${\alpha}$) detected by Western blotting and RT-PCR. The activation of nuclear factor-kappa B (NF-${\kappa}B$) and mitogen-activated protein kinase (MAPK) were analyzed by Western blotting. CSL extracts markedly inhibited the TPA-induced expression of COX-2 and pro-inflammatory cytokines. Also, CSL extracts significantly reduced the activation of NF-${\kappa}B$ and MAPK. These results suggest that CSL extracts may serve as therapeutic agents against skin diseases related to inflammation.

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

지금까지 소목추출물의 생리활성에 관한 많은 연구가 보고되었으나, 염증동물모델에서 소목추출물의 생리활성에 관한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 소목추출물의 항염증 효능과 기전을 TPA로 유도한 마우스 귀 부종 동물모델에서 규명하고자 하였다.

제안 방법

염증동물모델은 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate (TPA)를 마우스 귀에 도포하여 귀 부종을 유발하였다(22). TPA(1 μg)를 아세톤 20 μL에 녹인 후 마우스 귀에 하루 한번씩 3일 동안 도포하였다.
TPA(1 μg)를 아세톤 20 μL에 녹인 후 마우스 귀에 하루 한번씩 3일 동안 도포하였다. 실험동물은 정상군(Control)과 TPA만 처리한 대조군(TPA), 그리고 TPA 처리 후 Caesalpinia sappan L.(CSL)을 같이 처리한 군(CSL)의 3군으로 구성하였다. TPA 처리 후 하루 한번씩 1시간 동안 CSL 시료(2 mg/kg)를 처리하였다.
TPA 처리 후 하루 한번씩 1시간 동안 CSL 시료(2 mg/kg)를 처리하였다. 마지막으로 TPA와 시료를 처리한 다음, 24시간 후 직경 5 mm 펀칭을 이용하여 귀 조직을 얻어 귀의 무게와 두께를 측정하고, 면역조직염색 및 염증인자 발현 분석을 수행하였다.

대상 데이터

수컷 ICR 마우스(6주령)은 한림대학교 실험동물센터에서 구입하여 사용하였다. COX-2, β-actin, p65, Lamin B 항체는 Santa Cruz Biotechnology(Santa Cruz, CA, USA)에서 구입하였고, p38, p-p38, ERK, p-ERK 항체는 Cell Signaling Technology(Beverly, MA, USA)에서 구입하였다.
실험에 사용한 소목은 춘천 대광약업사에서 구입하여 사용하였다. 건조된 소목 100 g을 70% 에탄올 1 L에 넣어 3시간 동안 환류추출 하였으며, 이를 3회 반복하였다.

데이터처리

실험결과는 평균±표준편차로 나타내었고, 유의성을 검정하기 위하여 SAS program(v9.1, SAS Institute Inc, Cary, NC, USA)의 one-way ANOVA를 p<0.05 수준으로 실시하였으며, 군 간의 변화값 비교분석은 Student’s t-test로 0.05 유의수준에서 검증하였다.

성능/효과

COX-1과 달리 COX-2의 발현은 성장인자, cytokine 등 proinflammatory agent에 의하여 과대발현 되어 염증뿐 아니라 퇴행성 질환에서도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다(25,26). 따라서 소목추출물이 TPA에 의한 COX-2 단백질 발현에 대한 억제효과를 Western blot을 통해 확인한 결과 COX-2 단백질의 발현이 TPA 처리에 의해 현저히 증가하였으며, 소목추출물 처리에 의해 감소되었다(Fig. 2A). 또한 TPA에 의한 pro-inflammatory cytokine인 IL-6, TNF-α 그리고 IL-1β의 mRNA(27,28) 수준을 RT-PCR로 확인한 결과 TPA 처리에 의해 cytokine의 mRNA 발현 수준이 현저히 증가하였고, 소목추출물에 의해 증가된 cytokine의 mRNA 발현 수준이 유의성 있게 감소하였다(Fig.
2A). 또한 TPA에 의한 pro-inflammatory cytokine인 IL-6, TNF-α 그리고 IL-1β의 mRNA(27,28) 수준을 RT-PCR로 확인한 결과 TPA 처리에 의해 cytokine의 mRNA 발현 수준이 현저히 증가하였고, 소목추출물에 의해 증가된 cytokine의 mRNA 발현 수준이 유의성 있게 감소하였다(Fig. 2B). 위 결과는 소목추출물이 염증반응에 관여하는 단백질 및 cytokine의 mRNA 발현 수준을 억제하므로 염증반응 관련 다양한 질병에도 치료물질로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.
4). 이러한 결과는 소목추출물이 NF-κB 및 MAPK signaling을 통하여 염증관련 인자들(COX-2 및 cytokine)의 단백질 및 mRNA 발현을 억제하는 항염증 효능이 있음을 의미한다.

후속연구

2B). 위 결과는 소목추출물이 염증반응에 관여하는 단백질 및 cytokine의 mRNA 발현 수준을 억제하므로 염증반응 관련 다양한 질병에도 치료물질로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	염증반응이란?	염증반응은 자극에 대한 생체조직의 방어반응의 하나로 다양한 질병의 생리 및 병리학적인 과정에 관여한다. 여러가지 염증매개인자들이 생성되는 염증으로 인하여 발열, 홍반, 부종 등의 증상이 나타난다.
	소목의 주요성분 중 brazilin은 한방에서 어떤 증상을 위해 사용되었는가?	소목의 주요성분으로 brazilin, campesterol, stigmasterol, hematein, sappanin 등이 밝혀졌으며, 이중 brazilin은 무색의 flavonoid 구조를 가지고 있으며 공기 중에 산화되어 brazilein이 된다(16-18). 한방에서 brazilin은 어혈, 월경통 및 출산 후 다양한 증상에 사용해 왔다(19,20). 지금까지 소목추출물의 생리활성에 관한 많은 연구가 보고되었으나, 염증동물모델에서 소목추출물의 생리활성에 관한 연구는 미비한 실정이다.
	염증반응은 어떤 난치성 질환들의 원인이 되는가?	여러가지 염증매개인자들이 생성되는 염증으로 인하여 발열, 홍반, 부종 등의 증상이 나타난다. 또한 지속적인 염증반응은 다양한 난치성 질환들(치매, 심혈관질환, 암, 비만, 관절염, 당뇨병 및 동맥경화증 등)의 원인이 된다고 보고되고 있다(1-6). 생체 내 염증반응을 촉진하는 효소 및 인자들로서 cyclooxygenase-2(COX-2), tumor necrosis factor-α(TNFα), interleukin(IL)-6, IL-1β과 신호전달경로인 nuclear factor kappa-B(NF-κB) 및 mitogen-activated protein kinase(MAPK)가 잘 알려져 있으며, 이들은 염증반응뿐 아니라 다양한 난치성질환에서도 관여하기 때문에 이들 효소 및 인자들을 억제하는 물질은 염증성 질환에 대한 항염증제로 개발될 가능성이 매우 높다(7-10)

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