각 돈피추출물의 수율과 단백질함량은 고분자PS 처리구에서 높은 함량을 나타내었으며, 특히 단백질 함량은 저분자LPS 처리구에 비해 유의적으로 높았고, 약 10배 정도의 높은 단백질 함량을 나타내었다(p<0.05). 항산화활성 측정결과 처리 농도가 증가할수록 높은 항산화 활성을 나타내었으며(p<0.05), 특히 고분자 PS 처리구에 비해 저분자 LPS 처리구에서 유의적으로 높은 효과를 나타내었다. ORAC 활성은 LPS 농도 1 mg/mL일 때, $141.39{\mu}M$ TE/g의 높은 활성을 나타내었다. 각 돈피추출물을 신경모세포종 SH-SY5Y 세포에 고농도로 처리한 결과 세포에 독성을 나타내지 않았다. 신경세포에 과산화수소를 처리하여 유발시킨 산화적 스트레스에 대한 PS와 LPS의 신경세포 보호효과를 확인한 결과, 모든 처리구에서 농도 의존적으로 세포 보호효과를 나타내었다. 특히 저분자인 LPS 처리구 농도 $100{\mu}g/mL$일 때, 86.45%의 세포생존율을 보였으며 $H_2O_2$ 대비 29.98%의 신경세포보호효과를 나타내었다. 독성 단백질인 $A{\beta}_{1-42}$를 처리하여 신경세포 보호효과를 확인한 결과, 고분자 PS 처리구보다는 저분자인 LPS 처리구 농도 $100{\mu}g/mL$일 때, 82.01%의 생존율을 보였으며 $A{\beta}_{1-42}$ 대비 14.38%의 신경세포보호효과를 나타내었다(p<0.05). AChE 저해효과를 확인해 본 결과, 고분자 PS 처리구에서는 거의 효과가 나타나지 않았으나, 저분자인 LPS 처리구에서는 농도 의존적으로 증가하는 경향을 나타내었으며, 농도 100 mg/mL일 때 33.62%의 높은 저해 효과를 나타내었다. 따라서 본 연구결과 돈피에서 분리한 3 kDa 이하의 저분자 효소분해물인 LPS는 높은 항산화 활성을 나타내었고, $H_2O_2$와 $A{\beta}_{1-42}$로 유발시킨 산화스트레스에 대한 신경세포 보호효과 및 AChE 저해 효과를 나타내어 향후 항산화 활성 및 신경세포보호를 위한 축산식품 소재로 이용 가능성이 있을 것으로 판단된다.
각 돈피추출물의 수율과 단백질함량은 고분자 PS 처리구에서 높은 함량을 나타내었으며, 특히 단백질 함량은 저분자 LPS 처리구에 비해 유의적으로 높았고, 약 10배 정도의 높은 단백질 함량을 나타내었다(p<0.05). 항산화활성 측정결과 처리 농도가 증가할수록 높은 항산화 활성을 나타내었으며(p<0.05), 특히 고분자 PS 처리구에 비해 저분자 LPS 처리구에서 유의적으로 높은 효과를 나타내었다. ORAC 활성은 LPS 농도 1 mg/mL일 때, $141.39{\mu}M$ TE/g의 높은 활성을 나타내었다. 각 돈피추출물을 신경모세포종 SH-SY5Y 세포에 고농도로 처리한 결과 세포에 독성을 나타내지 않았다. 신경세포에 과산화수소를 처리하여 유발시킨 산화적 스트레스에 대한 PS와 LPS의 신경세포 보호효과를 확인한 결과, 모든 처리구에서 농도 의존적으로 세포 보호효과를 나타내었다. 특히 저분자인 LPS 처리구 농도 $100{\mu}g/mL$일 때, 86.45%의 세포생존율을 보였으며 $H_2O_2$ 대비 29.98%의 신경세포보호효과를 나타내었다. 독성 단백질인 $A{\beta}_{1-42}$를 처리하여 신경세포 보호효과를 확인한 결과, 고분자 PS 처리구보다는 저분자인 LPS 처리구 농도 $100{\mu}g/mL$일 때, 82.01%의 생존율을 보였으며 $A{\beta}_{1-42}$ 대비 14.38%의 신경세포보호효과를 나타내었다(p<0.05). AChE 저해효과를 확인해 본 결과, 고분자 PS 처리구에서는 거의 효과가 나타나지 않았으나, 저분자인 LPS 처리구에서는 농도 의존적으로 증가하는 경향을 나타내었으며, 농도 100 mg/mL일 때 33.62%의 높은 저해 효과를 나타내었다. 따라서 본 연구결과 돈피에서 분리한 3 kDa 이하의 저분자 효소분해물인 LPS는 높은 항산화 활성을 나타내었고, $H_2O_2$와 $A{\beta}_{1-42}$로 유발시킨 산화스트레스에 대한 신경세포 보호효과 및 AChE 저해 효과를 나타내어 향후 항산화 활성 및 신경세포보호를 위한 축산식품 소재로 이용 가능성이 있을 것으로 판단된다.
This study was conducted to determine the antioxidative and neuroprotective effect of pig skin extracts (PS) and pig skin gelatin hydrolysates (LPS) using a human neuroblastoma cell line (SH-SY5Y). The extraction yield of PS was 3 fold higher than that of LPS. The protein content of PS was about 10 ...
This study was conducted to determine the antioxidative and neuroprotective effect of pig skin extracts (PS) and pig skin gelatin hydrolysates (LPS) using a human neuroblastoma cell line (SH-SY5Y). The extraction yield of PS was 3 fold higher than that of LPS. The protein content of PS was about 10 fold higher than that of LPS (p<0.05). Also LPS increased antioxidative activity dose dependently, and the activity was significantly higher than PS at all concentration (p<0.05). DPPH radical scavenging activity of LPS at 50 mg/mL was 92.97%, which was similar to $1{\mu}M$ vitamin C as a positive control. ABTS radical scavenging activity of LPS (20 mg/mL) was 89.83% and oxygen radical absorbance capacity of LPS at 1 mg/mL was $141.39{\mu}M$ Trolox Equvalent/g. No significant change of human neuroblastoma cells was determined by MTT test. Cell death by oxidative stress induced by $H_2O_2$ and amyloid beta 1-42 ($A{\beta}_{1-42}$) was protected by LPS rather than PS. Acetylcholine esterase was significantly inhibited, by up to 33.62% by LPS at 10 mg/mL. Therefore, these results suggest that pig skin gelatin hydrolysates below 3 kDa have potential to be used as anti-oxidative and neuroprotective functional additives in the food industry, while further animal test should be determined in the future.
This study was conducted to determine the antioxidative and neuroprotective effect of pig skin extracts (PS) and pig skin gelatin hydrolysates (LPS) using a human neuroblastoma cell line (SH-SY5Y). The extraction yield of PS was 3 fold higher than that of LPS. The protein content of PS was about 10 fold higher than that of LPS (p<0.05). Also LPS increased antioxidative activity dose dependently, and the activity was significantly higher than PS at all concentration (p<0.05). DPPH radical scavenging activity of LPS at 50 mg/mL was 92.97%, which was similar to $1{\mu}M$ vitamin C as a positive control. ABTS radical scavenging activity of LPS (20 mg/mL) was 89.83% and oxygen radical absorbance capacity of LPS at 1 mg/mL was $141.39{\mu}M$ Trolox Equvalent/g. No significant change of human neuroblastoma cells was determined by MTT test. Cell death by oxidative stress induced by $H_2O_2$ and amyloid beta 1-42 ($A{\beta}_{1-42}$) was protected by LPS rather than PS. Acetylcholine esterase was significantly inhibited, by up to 33.62% by LPS at 10 mg/mL. Therefore, these results suggest that pig skin gelatin hydrolysates below 3 kDa have potential to be used as anti-oxidative and neuroprotective functional additives in the food industry, while further animal test should be determined in the future.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 고분자인 돈피를 소화흡수가 용이하도록 저분자화한 돈피효소분해물의 항산화 활성 및 산화적 스트레스와 아밀로이드베타 단백질로부터 신경세포를 보호할 수 있는 물질을 탐색하고, acetylcholinesterase의 저해효과를 측정하여 AD형 치매 예방 및 기억력 증진에 효과를 위한 AChE 억제제로서의 활용 가능성을 연구하였다.
제안 방법
ABTS 라디칼 소거능은 Re 등(1999)의 방법을 변형하여 다음과 같이 측정하였다. 7 mM ABTS 용액과 2.
Column은 Waters Pico-tag column(3.9×300 mm, 4 mm)를 사용하였으며, 이동상으로 A 용매는 140 mM sodium acetate (6% acetonitrile), B 용매는 60% acetonitrile을 이용하여 gradient로 25분간 분석하였다.
Control 처리구에서는 건강하게 뻗은 신경돌기의 모습을 관찰하였으며, Aβ1-42처리구에서는 독성 단백질에 인하여 신경돌기가 소멸되고 세포 모양이 변형되었다.
LPS의 분자량은 Tempo nano LC system(MDS SCIEX, Canada)와 hybrid Quadrupole-TOF MS spectrometer(Qstar Elite; Applied Biosystems, USA)를 이용하여 측정하였다. 분석컬럼은 Zorbax 300SB-C18 capillary column(75 μm i.
PITC labeling된 시료를 400 μl의 buffer에 녹여 그 중 10 μL을 취하여 Waters 510 HPLC(Waters Co., USA)에 loading하였으며, 254 nm에서 아미노산의 종류와 함량을 분석하였다.
SH-SY5Y 세포를 48-well plate에 well당 5×104세포가 되도록 분주하고, 24시간 후 배양액을 제거하고 serum-free DMEM으로 분주한 다음 시료를 농도별로 처리 하였다.
SH-SY5Y 세포를 48-well plate에 well당 5×104세포가 되도록 분주하고, 24시간 후 배양액을 제거한 다음 serum-free DMEM으로 분주하고, 시료를 농도별로 처리하였다.
고분자의 PS 처리구의 분자량을 알아보기 위해 SDSPAGE를 이용하여 분석하였으며, 발현된 band의 분자량을 측정한 결과는 Fig. 2(A)에 나타내었다. SDS-PAGE에 의한 band의 분자량은 45-200 kDa 사이의 크기를 보였으며 α1(I) 과 α2(I) band가 나타나 전형적인 type I형 콜라겐임을 나타내었다.
단백질 농도는 BSA(bovine serum albumin) 용액을 표준용액으로 하고, bicinchoninic acid(BCA) protein assay kit (Sigma Chemical Co., USA)를 사용하여 측정하였다.
1에 나타내었다. 돈피는 지방제거 후 동결건조한 것을 고분자 돈피 처리구(PS)로 사용하였으며, PS 처리구에 8배의 물을 가한 후 80℃에서 1시간 수화시켜 젤라틴을 만들었다. 소화흡수율이 높은 저분자 펩타이드로 만들기 위해 flavourzyme을 0.
세포배양 후 시료를 농도별로 처리하고, MTT stock solution 시약을 4시간 동안 처리한 후 배지를 제거한다. 생성된 formazan crystals을 dimethyl sulfoxide (DMSO)에 녹인 후, ELISA microreader(Biorad. CA)를 이용하여 540 nm에서 측정하고, 결과값은 대조군에 대한 백분율로 나타내었다.
생성된 formazan crystals을 dimethyl sulfoxide(DMSO)에 녹인 후, ELISA microreader를 이용하여 540 nm에서 측정하고, 결과값은 대조군에 대한 백분율로 나타내었으며, positive control은 vitamin C(200 μM)를 사용하였다.
생성된 formazan crystals을 dimethyl sulfoxide(DMSO)에 녹인 후, ELISA microreader를 이용하여 540 nm에서 측정하고, 결과값은 대조군에 대한 백분율로 백분율로 나타내었으며, positive control은 tacrine(1 μM) 을 사용하였다.
시료 50 μL와 ABTS+용액 950 μL을 혼합하여 30℃ 암실에서 30분간 반응시킨 뒤, UV/VIS spectrophotometer을 이용하여 735 nm에서 흡광도를 측정하였다.
신경세포에 Aβ1-42를 처리하여 각 돈피추출물의 신경세포 보호효과를 확인하였다(Fig.
아미노산 조성은 시료 400 μg을 취한 후 PICO-Tag 방법을 이용하여 hydrolysis 및 PITC labeling을 하였다.
아세틸콜린에스터레이즈 저해 활성 측정은 Ellmans 등 (1961)의 방법을 변형하여 측정하였다. 완충용액은 50 mM sodium phosphate buffer(pH 8)을 제조하여 사용하였다.
0 보정 후 50℃에서 12시간 동안 분해하였다. 이를 membrane filter units(3 kDa, Millipore, Ireland) 를 이용하여, 3 kDa 이하 크기의 용액을 분리하여 동결건조 한 것을 저분자 돈피 효소 분해물 처리구(LPS)로 사용하였다. 동결 건조된 추출물은 -20oC 냉동고에 보관하여 사용하였다.
5% stacking gel과 12% separating gel을 만들어 사용하였으며, 시료는 단백질 함량 정량 후, 2X sample buffer와 1:1로 혼합한 후 95℃에서 5분간 열처리하여 사용하였다. 전기영동장치(pageRun, AE-6531, ATTO, Japan)를 이용하여 20 mA로 전기영동하였으며, 젤은 염색액(0.25% Coomassie brilliant blue R-250, 5% methanol and 7.5% acetic acid)을 이용하여 염색하였으며, 7.5% acetic acid와 25% methanol으로 제조한 탈색액을 이용하여 탈색하였다.
표준시약(trolox)과 시료의 area under the curve(AUC)를 측정하였으며, 표준 시약 농도와 AUC 간의 회귀곡선을 이용하여 결과는 ORAC 은 μM trolox equivalent/g으로 나타내었다.
대상 데이터
Flavourzyme은 novozymes(Denmark) 제품을 사용하였으며, 아밀로이드 베타(Aβ1-42)는 미국의 아메리칸 펩티드(American Peptide Co. USA) 제품을 사용하였다.
본 실험에서 사용한 사람의 신경모세포종 SH-SY5Y cell 은 American Type Culture Collection(ATCC CRL-2266TM, USA)에서 구입하여 이용하였으며, 10% FBS가 함유한 DMEM 배지에 1% penicillin/ streptomycin을 첨가하여 37℃, 5% CO2 incubator에서 배양하였다.
세포주 배양을 위해 필요한 Dullbecco's Modified Eagle Medium (DMEM), fetal bovine serum(FBS)는 Hyclone (Logcen, UT, USA)에서 구입하였으며, Penicillin/streptomycin은 WelGENE (Daegu, Korea)에서 구입하여 사용하였다.
3(C)에 나타내었다. 항산화 활성 비교를 위해 vitamin E 수용성 유도체인 Trolox(6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carbonyl acid)를 표준시약으로 사용하였다. 각 돈피추출물의 농도가 증가함에 따라 ORAC활성이 증가하는 경향을 나타내었으며(p<0.
데이터처리
본 실험의 모든 결과는 SAS program(ver. 9.2 Statistics Analytical System)의 General Linear Model (GLM) 방법을 이용하여 분산 분석하였다. 처리군의 평균값 간의 비교를 위해 Duncan’s multiple range test를 이용하여 5% 수준에서 유의성 검정을 실시하였다.
처리군의 평균값 간의 비교를 위해 Duncan’s multiple range test를 이용하여 5% 수준에서 유의성 검정을 실시하였다.
이론/모형
DPPH 라디칼 소거능은 Blois(1958) 방법에 따라 측정하였다. 각 시료 1 mL과 0.
SDS-PAGE는 Laemmli(1970)의 방법을 이용하였으며, molecular weight range marker는 Sigma 사(USA)의 제품을 사용하였다.
각 돈피 추출물의 산화적 스트레스에 대한 신경세포 보호효과를 측정하기 위해 MTT reduction assay를 이용하여 측정하였다. SH-SY5Y 세포를 48-well plate에 well당 5×104세포가 되도록 분주하고, 24시간 후 배양액을 제거하고 serum-free DMEM으로 분주한 다음 시료를 농도별로 처리 하였다.
각 돈피 추출물의 아밀로이드베타에 대한 신경세포 보호효과를 측정하기 위해 MTT reduction assay를 이용하여 측정하였다. SH-SY5Y 세포를 48-well plate에 well당 5×104세포가 되도록 분주하고, 24시간 후 배양액을 제거한 다음 serum-free DMEM으로 분주하고, 시료를 농도별로 처리하였다.
세포독성을 나타내는 시료가 있는 경우를 확인하는 실험으로, Carmichael 등(1988)의 방법에 따라 MTT assay를 측정하였다. 세포배양 후 시료를 농도별로 처리하고, MTT stock solution 시약을 4시간 동안 처리한 후 배지를 제거한다.
총 항산화능 측정에 널리 사용되고 있는 ORAC assay는 ORAC activity assay kit(CELL BIOLABS, USA)로 측정하였다. 96 well plate에 25 μL 표준시약(trolox) 또는 시료를 넣고, 150 μL 1X fluorescein working solution을 넣어 혼합한 뒤 37℃ incubate에서 30분 동안 방치하였다.
성능/효과
05). AChE 저해효과를 확인해 본 결과, 고분자 PS 처리구에서는 거의 효과가 나타나지 않았으나, 저분자인 LPS 처리구에서는 농도 의존적으로 증가하는 경향을 나타내었으며, 농도 100 mg/mL일 때 33.62%의 높은 저해 효과를 나타내 었다. 따라서 본 연구결과 돈피에서 분리한 3 kDa 이하의 저분자 효소분해물인 LPS는 높은 항산화 활성을 나타내었고, H2O2와 Aβ1-42로 유발시킨 산화스트레스에 대한 신경세포 보호효과 및 AChE 저해 효과를 나타내어 향후 항산화 활성 및 신경세포보호를 위한 축산식품 소재로 이용 가능성이 있을 것으로 판단된다.
5(B)에 나타내었다. Control처리구에서는 건강하게 뻗은 신경돌기의 모습을 관찰하였으며, H2O2 처리구에서는 산화적 스트레스로 인하여 신경돌기가 거의 소멸된 양상을 나타내어 신경세포의 형태학적으로 모양이 변화되었다는 것을 확인할 수 있었다. 반면에 저분자 LPS 처리구에서는 처리농도가 증가할수록 신경세포 손상 정도가 회복되는 것을 확인할 수 있어 신경세포보호에 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
39 μM TE/g의 높은 활성을 나타내었었으나, 농도대비 ORAC 활성은 상대적으로 약 10배 정도 낮았다. DPPH, ABTS 라디칼 소거능과 유사한 경향을 나타내었으며, ORAC 활성 결과에서도 고분자 PS 처리구보다는 저분자인 LPS 처리구에서 높은 활성을 나타내었다. 항산화 활성 결과를 종합해보면, 모든 항산화 분석 항목에서 농도 의존적으로 증가하는 경향을 나타내었고(p<0.
PS와 LPS 추출 수율은 각각 34.49%, 11.73%였다(data not shown). BCA 시약을 이용하여 단백질의 함량을 측정한 결과는 Table 1에 나타내었다.
2 Da 사이를 나타내어 LPS는 3 KDa 이하의 저분자 물질로 구성 되어 있음을 확인하였다. PS의 구성 단백질의 크기가 45-200 kDa이었으나 flavorzyme 효소분해와 membrane cut-off 를 통해 3 kDa 이하의 저분자 물질(LPS)로 분리되었음이 확인되었다.
39 μM TE/g 의 높은 활성을 나타내었다. 각 돈피추출물을 신경모세포종 SH-SY5Y 세포에 고농도로 처리한 결과 세포에 독성을 나타내지 않았다. 신경세포에 과산화수소를 처리하여 유발시킨 산화적 스트레스에 대한 PS와 LPS의 신경세포 보호효과를 확인한 결과, 모든 처리구에서 농도 의존적으로 세포 보호효과를 나타내었다.
3(B)에 나타내었다. 각 돈피추출물의 농도가 증가함에 따라 ABTS 라디칼 소거능이 증가하는 경향을 나타내었으며, 농도 20 mg/mL에서 각각 76.82와 89.83%의 높은 소거활성을 나타내었다. 양성대조군인(positive control) vitamin C(1 mg/ mL)와 비교하였을 때 낮은 활성을 나타내었으나, PS 처리구보다는 LPS 처리구에서 높은 소거활성을 나타내었다(p<0.
3(A)에 나타내었다. 각 돈피추출물의 농도가 증가함에 따라 DPPH 라디칼 소거능이 증가하는 경향을 나타내었으며, 농도 50 mg/mL에서 각각 63.74%와 91.97%의 소거활성을 나타내었다. 고분자 PS 처리구보다는 저분자인 LPS처리구에서 높은 소거능을 나타냈으며, 특히 1 mg/ mL의 LPS는 positive control로 사용된 vitamin C (1 mg/ mL)에 비해 12.
각 돈피추출물의 농도가 증가함에 따라 ORAC활성이 증가하는 경향을 나타내었으며(p<0.05), 특히 LPS처리구의 농도 1 mg/mL에서 141.39 μM TE/g의 높은 활성을 나타내었었으나, 농도대비 ORAC 활성은 상대적으로 약 10배 정도 낮았다.
각 돈피추출물의 수율과 단백질함량은 고분자 PS 처리 구에서 높은 함량을 나타내었으며, 특히 단백질 함량은 저분자 LPS 처리구에 비해 유의적으로 높았고, 약 10배 정도의 높은 단백질 함량을 나타내었다(p<0.05).
고분자 PS 처리구보다는 저분자인 LPS처리구에서 높은 소거능을 나타냈으며, 특히 1 mg/ mL의 LPS는 positive control로 사용된 vitamin C (1 mg/ mL)에 비해 12.2배 낮은 활성을 보였으나(p<0.05) 50 mg/ mL의 농도에서는 대조군인 vitamin C와 유사한 활성을 나타내었다.
고분자 PS 처리구에서는 AChE 저해효과를 볼 수 없었고 저분자 LPS 처리구 농도가 증가함에 따라 AChE 저해활성을 증가하는 경향을 나타내었으며, 특히 농도 100 mg/mL일 때 33.62%로 positive control인 tacrine(1 μM)과 유사한 저해활성효과를 나타내었다(p<0.05).
고분자 PS 처리구의 단백질 함량은 511.53 mg/g으로 저분자 LPS 처리구의 단백질 함량 54.43 mg/g에 비해 약10배 유의적으로 높은 함량을 나타내었다(p<0.05).
고분자인 PS 처리구보다는 저분자인 LPS 처리구에서 농도의존적으로 산화적 스트레스를 효과적으로 감소시키는 경향을 나타내었다(p<0.05).
82%로 높은 함량을 나타내었다. 그 밖에 glutamic acid, arginine, aspartic acid, alanine 함량도 높게 나타났으며, 고분자인 PS 처리구와 저분자인 LPS 처리구의 아미노산 함량은 유사하게 나타났다.
그러나 고분자 PS 처리구 200 μg/ mL 농도일때, 신경돌기가 회복되는 것을 확인하였으며, 특히 저분자 LPS 처리구에서는 50, 100, 200 μg/mL 농도일때, 신경세포 손상 정도가 회복되는 것을 확인하였다.
또한 10, 30, 50, 100 μg/mL 농도를 처리하였을 때, 각각 75.98, 78.03, 82.14, 86.45%의 생존율을 나타내었으며, 200 μg/mL 농도를 처리하였을 때, 91.17%의 높은 생존율을 보였으며 H2O2 대비 34.70%의 신경세포 보호효과를 나타내었다.
Control처리구에서는 건강하게 뻗은 신경돌기의 모습을 관찰하였으며, H2O2 처리구에서는 산화적 스트레스로 인하여 신경돌기가 거의 소멸된 양상을 나타내어 신경세포의 형태학적으로 모양이 변화되었다는 것을 확인할 수 있었다. 반면에 저분자 LPS 처리구에서는 처리농도가 증가할수록 신경세포 손상 정도가 회복되는 것을 확인할 수 있어 신경세포보호에 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
세포 생존율은 500 μM H2O2를 처리한 처리구에서 control 처리구 100%에 비해 56.47%의 생존율을 나타내었으며, H2O2와 200 μM vitamin C를 동시에 처리한 처리구에서는 97.54%의 생존율로 H2O2 대비 41.07%의 신경세포 보호효과를 나타내었다.
세포 생존율은 Aβ1-42를 처리한 처리구에서 control 처리구 100%에 비해 67.63%의 생존율을 나타내었다.
신경모세포종 SH-SY5Y 세포에 고분자 PS 처리구와 저분자인 LPS 처리구를 10, 50, 100, 200, 500 μg/mL의 농도로 처리하였을 때 세포 생존율에 미치는 영향을 알아본 결과 모든 처리 농도에서 Control 처리구와 유사한 생존율을 나타내어, SH-SY5Y 세포에 독성을 보이지 않는 것으로 나타났다(Fig. 4).
각 돈피추출물을 신경모세포종 SH-SY5Y 세포에 고농도로 처리한 결과 세포에 독성을 나타내지 않았다. 신경세포에 과산화수소를 처리하여 유발시킨 산화적 스트레스에 대한 PS와 LPS의 신경세포 보호효과를 확인한 결과, 모든 처리구에서 농도 의존적으로 세포 보호효과를 나타내었다. 특히 저분자인 LPS 처리구 농도 100 μg/mL일 때, 86.
양성대조군인(positive control) vitamin C(1 mg/ mL)와 비교하였을 때 낮은 활성을 나타내었으나, PS 처리구보다는 LPS 처리구에서 높은 소거활성을 나타내었다(p<0.05).
저분자 LPS 처리구에서는 100, 200 μg/mL 농도일 때, 각각 82.01, 89.39%의 높은 세포 생존율을 나타내었으며, Aβ1-42 대비 14.38, 21.76%의 신경세포 보호 효과를 나타내었다.
2(B)에 나타내었다. 저분자 LPS를 구성하는 물질의 분자량은 m/z 471.3-2,299.2 Da 사이를 나타내어 LPS는 3 KDa 이하의 저분자 물질로 구성 되어 있음을 확인하였다. PS의 구성 단백질의 크기가 45-200 kDa이었으나 flavorzyme 효소분해와 membrane cut-off 를 통해 3 kDa 이하의 저분자 물질(LPS)로 분리되었음이 확인되었다.
, 1999) ABTS 라디칼 소거능이 더 높게 나타난 것으로 판단된다. 한편, vitamin C의 DPPH와 ABTS 소거능은 각각 95.62와 92.63%를 보여 유사한 효과를 보였는데 이는 vitamin C가 정제된 성분이기 때문에 본 연구에 이용된 PS와 LPS에 비해 동일한 항산화 특성을 나타낸 것으로 판단된다. 이는 Kwak 등(2010)이 제시한 결과와 유사한 경향을 나타내어 자색고구마 추출물의 항산화 활성 측정시 positive control로 이용된 vitamin C 1.
항산화 활성 결과를 종합해보면, 모든 항산화 분석 항목에서 농도 의존적으로 증가하는 경향을 나타내었고(p<0.05), 고분자인 PS 처리구보다는 저분자인 LPS 처리구에서 유의적으로 높은 항산화 활성을 나타내었다.
항산화활성 측정결과 처리 농도가 증가할수록 높은 항산화 활성을 나타내었으며(p<0.05), 특히 고분자 PS 처리구에 비해 저분자 LPS 처리구에서 유의적으로 높은 효과를 나타내었다.
후속연구
62%의 높은 저해 효과를 나타내 었다. 따라서 본 연구결과 돈피에서 분리한 3 kDa 이하의 저분자 효소분해물인 LPS는 높은 항산화 활성을 나타내었고, H2O2와 Aβ1-42로 유발시킨 산화스트레스에 대한 신경세포 보호효과 및 AChE 저해 효과를 나타내어 향후 항산화 활성 및 신경세포보호를 위한 축산식품 소재로 이용 가능성이 있을 것으로 판단된다.
05). 이는 LPS 항산화 활성 및 신경 세포 보호효과 뿐만 아니라 AChE 저해 효과를 나타내어 기억력 증진 및 AD 치매예방에 효과가 있을 것으로 기대되며, 또한 LPS의 AChE 억제제로서의 활용 가능성을 나타내었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
치매란 무엇인가?
치매는 보통 뇌의 만성 또는 진행성 질환에서 생긴 인지능력의 장애를 나타내는 뇌 질환으로, 발병율과 유병율은 지속적으로 증가하여 2012년 우리나라의 치매 환자수는 53만 4000명으로 2008년(42만 명)에 비해 26.8% 증가하였으며, 2025년에는 100만 명이 넘을 것으로 추정하고 있을 만큼 치매 환자에 대한 대책 마련이 시급한 실정이다(Ministry of Health and Welfare, 2012).
치매의 종류에는 무엇이 있는가?
노인성 치매의 원인은 다양하며, 치매의 종류로는 알츠하이머형(Alzheimer’s disease/AD), 혈관성, 대사성, 알코올성 치매 등이 있다(Lee et al., 2007) 그 중에서도 알츠하이머형 치매가 50% 이상으로 큰 비중을 차지하고 있다.
알츠하이머형 치매의 병리학적인 특징은 무엇인가?
, 1993), 산화적 신경세포손상 때문에 장애가 발생한다고 보고되었다(Dnize and Rita, 1986). 또한 퇴행성 뇌신경질환인 AD형 치매의 병리학적 특징은 amyloid β protein (Aβ)의 과도한 축적으로 인해 발생된다고 알려져 있다(Lu et al., 2009). Aβ는 38개에서 43개 정도의 아미노산으로 이루어져 있는데, 신경세포에 독성을 일으키는 것은 42개의 펩티드로 알려져 있으며(Barril et al., 2001), 특히 뇌 신경세포에서 Aβ protein(Aβ1-42)이 과잉 생성되고, 과생성된 Aβ protein은 녹지 않고, 뇌 속에 남아서 쌓이게 되면 염증반응 등의 다양한 방식으로 뇌세포를 죽이게 된다(Gong et al., 2003).
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