청미래덩굴 잎 및 뿌리 추출물의 항산화, ${\\alpha}$-Glucosidase 억제 및 항염증 활성비교 Comparison of antioxidant, ${\\alpha}$-glucosidase inhibition and anti-inflammatory activities of the leaf and root extracts of Smilax china L.원문보기
본 연구에서 청미래덩굴 잎과 뿌리의 물추출물을 이용하여 총 폴리페놀과 플라보노이드의 함량을 측정한 결과 잎 추출물에서 더 많은 함량이 확인되었으며, DPPH 및 ABTS radical 소거능, 환원력 측정을 통한 항산화 활성을 비교한 결과도 폴리페놀과 플라보노이드함량 측정 결과와 마찬가지로 잎에서 높은 활성을 명확하게 확인할 수 있었다. 그리고 청미래덩굴 추출물의 항당뇨 효능에 대한 최초의 시도로서 ${\alpha}$-glucosidase 활성억제능을 측정한 결과 뿌리추출물에서는 효소의 억제력을 확인할 수 없었지만 잎 추출물에서는 농도 및 반응시간의 증가에 따라 억제력이 증가하여 물 추출물 상태에서 1 mg/mL 기준으로 acarbose의 ${\alpha}$-glucosidase 활성 억제능과 비교하여 71.8%의 활성을 관찰할 수 있었다. 또한 당뇨와 염증의 관련성이 대두되는 최근의 연구 상황에서 청미래덩굴 잎 추출물의 IL-$1{\beta}$, IL-6, iNOS, COX-2의 mRNA 발현 억제작용을 확인함으로써 염증반응의 개선 가능성도 제시할 수 있었다. 결과적으로 청미래덩굴 잎 추출물의 항산화능, ${\alpha}$-glucosidase 활성억제능 및 항염증효능을 확인함으로써 neutraceuticals 소재로서의 개발가능성을 증명하였고 추가 연구의 필요성을 제시하였다.
본 연구에서 청미래덩굴 잎과 뿌리의 물추출물을 이용하여 총 폴리페놀과 플라보노이드의 함량을 측정한 결과 잎 추출물에서 더 많은 함량이 확인되었으며, DPPH 및 ABTS radical 소거능, 환원력 측정을 통한 항산화 활성을 비교한 결과도 폴리페놀과 플라보노이드함량 측정 결과와 마찬가지로 잎에서 높은 활성을 명확하게 확인할 수 있었다. 그리고 청미래덩굴 추출물의 항당뇨 효능에 대한 최초의 시도로서 ${\alpha}$-glucosidase 활성억제능을 측정한 결과 뿌리추출물에서는 효소의 억제력을 확인할 수 없었지만 잎 추출물에서는 농도 및 반응시간의 증가에 따라 억제력이 증가하여 물 추출물 상태에서 1 mg/mL 기준으로 acarbose의 ${\alpha}$-glucosidase 활성 억제능과 비교하여 71.8%의 활성을 관찰할 수 있었다. 또한 당뇨와 염증의 관련성이 대두되는 최근의 연구 상황에서 청미래덩굴 잎 추출물의 IL-$1{\beta}$, IL-6, iNOS, COX-2의 mRNA 발현 억제작용을 확인함으로써 염증반응의 개선 가능성도 제시할 수 있었다. 결과적으로 청미래덩굴 잎 추출물의 항산화능, ${\alpha}$-glucosidase 활성억제능 및 항염증효능을 확인함으로써 neutraceuticals 소재로서의 개발가능성을 증명하였고 추가 연구의 필요성을 제시하였다.
This study was conducted in order to compare the biological activities of leaf and root water extracts of Smilax china L. (SC) by measuring the total polyphenol and flavonoid contents, anti-oxidant activity, inhibitory effect on ${\alpha}$-glucosidase, and anti-inflammatory gene expressio...
This study was conducted in order to compare the biological activities of leaf and root water extracts of Smilax china L. (SC) by measuring the total polyphenol and flavonoid contents, anti-oxidant activity, inhibitory effect on ${\alpha}$-glucosidase, and anti-inflammatory gene expression. The total polyphenol and flavonoid contents of SC leaf (SCLE) and root (SCRE) water extracts were 127.93 mg GAE/g and 39.50 mg GAE/g and 41.99 mg QE/g and 1.25 mg QE/g, respectively. The anti-oxidative activities of SCLE and SCRE were measured using the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) and 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS) radical scavenging activity assay and reducing power assay. Both SCLE and SCRE scavenged radicals in a concentration-dependent manner, and SCLE showed stronger radical scavenging activity and reducing power than SCRE; however, both SCLE and SCRE exhibited lower activities than ascorbic acid. Compared to the anti-diabetic drug acarbose, which was used as a positive control, SCLE and SCRE exhibited low ${\alpha}$-glucosidase inhibition activities; nevertheless, the activity of SCLE was 3.7 fold higher than that of SCRE. Finally, SCLE caused significantly decreased expression of the LPS-induced cytokines, iNOS, and COX-2 mRNA in RAW264.7 cells, indicating anti-inflammatory activity. These results indicate that SCLE might be a potential candidate as an anti-oxidant, anti-diabetic, and anti-inflammatory agent.
This study was conducted in order to compare the biological activities of leaf and root water extracts of Smilax china L. (SC) by measuring the total polyphenol and flavonoid contents, anti-oxidant activity, inhibitory effect on ${\alpha}$-glucosidase, and anti-inflammatory gene expression. The total polyphenol and flavonoid contents of SC leaf (SCLE) and root (SCRE) water extracts were 127.93 mg GAE/g and 39.50 mg GAE/g and 41.99 mg QE/g and 1.25 mg QE/g, respectively. The anti-oxidative activities of SCLE and SCRE were measured using the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) and 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS) radical scavenging activity assay and reducing power assay. Both SCLE and SCRE scavenged radicals in a concentration-dependent manner, and SCLE showed stronger radical scavenging activity and reducing power than SCRE; however, both SCLE and SCRE exhibited lower activities than ascorbic acid. Compared to the anti-diabetic drug acarbose, which was used as a positive control, SCLE and SCRE exhibited low ${\alpha}$-glucosidase inhibition activities; nevertheless, the activity of SCLE was 3.7 fold higher than that of SCRE. Finally, SCLE caused significantly decreased expression of the LPS-induced cytokines, iNOS, and COX-2 mRNA in RAW264.7 cells, indicating anti-inflammatory activity. These results indicate that SCLE might be a potential candidate as an anti-oxidant, anti-diabetic, and anti-inflammatory agent.
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문제 정의
2,34) 이에 본 실험에서는 청미래덩굴 잎과 뿌리의 항산화 활성, α-glucosidase 활성억제 및 항염증 효능을 확인하고 비교함으로써 청미래덩굴의 활용가능성을 검토하고 활용범위를 넓히고자 본 실험을 진행하였다.
본 연구에서는 청미래덩굴의 생리학적인 유용성이 확인되었음에도 아직 다양한 생리활성에 대한 구체적인 연구결과가 미흡한 것을 확인한 바 청미래덩굴 잎 및 뿌리의 물추출물을 이용하여 항산화 활성, α-glucosidase 활성저해 효과 및 염증인자 발현 저해 효과를 확인함으로써 청미래덩굴의 neutraceuticals 소재로서의 가능성을 확인하고자 한다.
제안 방법
40) 그러나 생체의 균형이 깨지거나 질병 등으로 문제가 발생하면 이를 조절하지 못하게 되어 암, 혈관질환, 당뇨를 비롯한 다양한 질병과 합병증을 유발하게 된다.16,41) 이런 산화기전 억제효과를 확인하기위해 DPPH 및 ABTS radical 소거능과 환원력을 본 실험에서 측정하였다. DPPH 용액은 실온에서 1시간 동안 안정한 radical을 형성하기 때문에 전자 donation capacity 측정을 위해서 DPPH method가 널리 사용되고 있다.
33) 각 농도별 추출물 50 μL에 2.5 mM p-nitrophenyl α-D-glucospyranoside (pNPG) 100 μL를 첨가하고 0.02 units α-glucosidase 50 μL를 첨가 후 37℃에서 반응시키고 0.1 M NaOH 100 μL를 첨가하여 반응을 종결시켜 substrate인 pNPG로부터 유리되어 나오는 반응 생성물인 p-nitrophenol을 405 nm에서 측정하여 α-glucosidase 활성의 억제정도를 측정하였다.
ABTS radical 소거능은 Re 등의 방법을 변형하여 측정하였다.31) 7 mM의 ABTS와 140 mM의 potassium persulfate를 첨가하여 암소에서 24시간 방치한 후, 734 nm에서 흡광도가 0.
DPPH radical 소거능은 Blois 등의 방법을 변형하여 측정하였다.30) 증류수를 이용하여 농도별로 희석한 시료 0.
합성된 cDNA를 template로 사용하여 IL-1β, IL-6, iNOS, COX-2 유전자 primer를 이용하여 polymerase chain reactin (PCR) 방법으로 증폭하였다. PCR산물은 ethodium bromide (EtBr)가 첨가된 1.2% agarose gel을 이용하여 전기영동한 후 확인하였다. PCR에 사용한 primer 염기서열은 아래 Table 1과 같다.
각 well에 형성된 formazan에 DMSO 100 μL를 첨가한 후 shaker를 이용하여 녹이고, 30분 후 UV/vis spectrophotometer를 사용하여 570 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조군 (Control)의 흡광도 값을 기준으로 세포독성을 비교하였다.
또한 이러한 실험 결과를 바탕으로 본 연구에서 진행된 항산화활성과 α-glucosidase inhibition 효과 및 mRNA 발현실험을 세포에 무해한 1 mg/mL 이하의 농도에서 진행하였다.
실험의 대조군으로는 α-glucosidase 저해제로 알려진 acarbose (Sigma, St Louis, Missouri, USA)를 사용하였다. 실험은 농도 또는 시간에 따라 활성측정을 진행하였으며 다음 계산식에 의거하여 활성을 산출하였다.
7 세포에서 배양액을 제거하고 QIAzol reagent (Qiagen, Germany)를 사용하여 total RNA를 분리 및 정량하였다. 정량된 RNA에 oilgo (dT) primer와 superscript III reverse transcriptase (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)를 이용하여 cDNA를 합성하였다. 합성된 cDNA를 template로 사용하여 IL-1β, IL-6, iNOS, COX-2 유전자 primer를 이용하여 polymerase chain reactin (PCR) 방법으로 증폭하였다.
청미래 잎 물추출물을 처리한 RAW 264.7 세포에서 배양액을 제거하고 QIAzol reagent (Qiagen, Germany)를 사용하여 total RNA를 분리 및 정량하였다. 정량된 RNA에 oilgo (dT) primer와 superscript III reverse transcriptase (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)를 이용하여 cDNA를 합성하였다.
청미래덩굴 잎과 뿌리 물추출물의 α-glucosidase 활성억제능은 Ryu 등이 사용한 방법을 변형하여 측정하였다.
청미래덩굴 잎과 뿌리 물추출물의 세포독성을 알아보기 위해 RAW 264.7 세포에 추출물을 0.1, 0.5, 1, 2 mg/mL 농도별로 처리하여 세포 생존율을 확인하였다 (Fig. 1). 소재를 처리하지 않은 대조군과 비교하였을 때 청미래 잎과 뿌리 물 추출물은 2 mg/mL 농도까지 90% 이상의 세포 생존율을 보였고 통계적으로 유의성 있는 차이가 관찰되지 않아 독성이 없는 것으로 판단하였다.
총 폴리페놀 함량은 Folin-Ciocalteau’s phenol 시약을 이용하여 측정하였다.
2와 같다. 폴리페놀의 정량을 위해 galic acid (GA)를 이용하여 검량선 (R2 = 0.995)을 작성하고 이에 따라 총 폴리페놀의 함량을 계산하였다. 청미래덩굴 잎 물추출물의 경우 127.
00 GAE mg/g의 함량을 확인할 수 있었다. 플라보노이드 함량은 quercetin (Q)을 이용하여 검량선 (R2 = 0.999)을 작성하여 이에 따라 플라보노이드 함량을 산출하였다. 그 결과 잎 물추출물 41.
환원력은 Arabshahi-Delouee와 Urooj의 방법을 변형하여 측정하였다.32) 시료 용액 0.
대상 데이터
RAW 264.7 대식세포 (Mouse leukaemic monocyte macrophage cell line)는 한국 세포주 은행 (Korean Cell Line Bank, Seoul)으로부터 분양 받아 사용하였다. RAW 264.
RAW 264.7 세포는 10% fetal bovine serum (FBS, Welgene, Daegu)과 1% penicillin-streptomycin (PE-ST, Welgene, Daegu)이 첨가된 dulbecco’s minimum essential medium (DMEM, Welgene, Daegu) 배지에서 37℃, 5% CO2 조건하에서 배양하였다.
실험에 이용된 청미래덩굴 잎과 뿌리는 경상남도 의령지역에서 채집하여 신흥묵 교수 (동국대학교 한의과대학)에 의해 검수된 것을 사용하였으며, 건조 후 각각 마쇄한 뒤 무게 당 10배의 증류수를 가하여 60℃에서 24시간 교반하면서 유효성분을 추출하고 filter paper로 여과한 다음 감압 농축 후 동결 건조 한 것을 시료로 사용하였다.
실험의 대조군으로는 α-glucosidase 저해제로 알려진 acarbose (Sigma, St Louis, Missouri, USA)를 사용하였다.
데이터처리
모든 실험결과는 3회 이상 반복하여 Mean ± SD로 나타내었다. 통계분석에 의한 유의성 검증은 Graph Pad Prism (Graph Pad Software Inc., San Diego, CA, USA)을 이용하여 Student t-test one way를 이용하였다.
이론/모형
7 cells were cultured for 24 hr with various concentration of leaf and root extract. Cytotoxicity was determined by MTT assay. Results are presented as Mean ± SD of three independent experiments.
세포독성은 Chung 등이 사용한 3-[4,5-dimethylthiazole2-yl]-2,5-di-phenyl-tetrazolium bromide (MTT) 환원 방법을 이용하여 측정하였다.27) RAW264.
총 플라보노이드 함량은 Moreno 등의 방법을 이용하여 측정하였다.29) 각 시료 0.
합성된 cDNA를 template로 사용하여 IL-1β, IL-6, iNOS, COX-2 유전자 primer를 이용하여 polymerase chain reactin (PCR) 방법으로 증폭하였다.
성능/효과
47%의 활성을 확인하였다. 1 mg/mL을 기준으로 비교하였을 때 잎 추출물은 acarbose활성의 71.8%를 나타내고 뿌리 추출물은 19%의 활성을 나타내었다 (Fig. 4A).
1) 그리고 청미래덩굴의 잎은 항균력과 항산화력에 대한 보고가 다수 있으며, 특히 추출물에서 α-tocopherol 수준의 항산화력을 갖는 kaempferol-7-O-α-L-rhamnopyranoside와 kaempferol 3,7-O-α-L-dirhamnopyranoside가 분리된 바 있어 그 활용 가치가 충분한 것으로 평가되고 있다.
13) 그중 α-glucosidase inhibitor에는 acarbose, voglibose 및 miglitol이 판매되고 있으나 이들 제제를 장기 복용할 경우 일부 환자에게서 복부팽만감, 구토, 설사 등 부작용이 나타날 수 있어 사용이 제한된다.
18,44,45) 본 연구에서 수행한 실험의 결과 청미래덩굴 잎 추출물은 농도의존적으로 반응시간 증가에 따라 α-glucosidase의 활성저해 효과가 상승하는 것이 관찰되었고 뿌리는 추출물의 농도나 반응시간 증가에 따른 효능이 관찰되지 않았다.
23) Cyclooxygenase (COX)는 prostaglandin을 합성하여 염증반응과 면역반응을 촉진한다.24) COX는 isoform인 COX-1과 COX-2가 있는데 COX-1은 정상상태에서 발현하여 위장관, 신장 등의 항상성 유지에 관여하며, COX-2는 염증이나 산화적 스트레스나 cytokine에 의하여 세포내 발현이 증가한다.25) 염증반응에서 발현이 증가되는 대표적인 pro-inflammatory cytokine은 interleukin (IL)-1β, IL-6 등이 있으며, 대식세포 등은 이들을 분비하여 다양한 염증 반응을 매개하며 NO와 PGE2생성을 유도한다.
3,4,39) 본 실험에서 청미래 덩굴 잎 및 뿌리의 폴리페놀과 플라보노이드 함량을 비교한 결과 잎에서 함량이 훨씬 높게 측정되는 것을 알 수 있었고, 추출물에서 측정된 폴리페놀과 플라보노이드 함량은 Song 등,1) Ko 등34)과 Lee 등39)이 잎과 뿌리에서 측정한 함량보다 높았는데 이는 시료의 채취시기와 처리 및 추출방법의 차이에 의한 것으로 판단되며 본 실험에 사용된 시료의 처리와 추출방법이 폴리페놀과 플라보노이드의 함량을 높이는 좋은 방법이라 판단된다. 또한 향상된 폴리페놀과 플라보노이드의 함량은 추출물의 항산화 활성과 같은 생리학적 기능을 향상시킬 것으로 기대된다.
4) 환원력 또한 항산화 활성에 관계되는 중요한 인자로서 환원력을 가진 물질은 ferricferricyanide (Fe3+) 복합체를 ferrous (Fe2+) 형태로 환원시켜 푸른색을 띄게 한다.42) 본 실험에서 확인된 청미래덩굴의 항산화력은 폴리페놀 및 플라보노이드 함량 측정 결과와 같이 잎에서 더 높은 활성이 확인되었으며 Kim 등의 연구에서 확인된 감나무, 고비, 관중, 비수리, 쇠고비, 질경이, 삼백초 및 애엽의 DPPH radical 소거능과 유사하였으며, ABTS는 비교적 낮은 활성을 보였다.4) 그리고 환원력은 Joo의 연구결과에서 확인된 쇠비름, 참빗살나무, 합환피의 활성과 유사하게 관찰되었다.
48) 이에 본 연구에서는 폴리페놀과 플라보노이드 함량이 높고 α-glucosidase 활성억제 효능이 우수하였던 청미래덩굴 잎 물추출물을 LPS를 이용하여 염증신호를 유발한 RAW 264.7 세포에 처리한 결과 IL-1β, IL-6, iNOS 및 COX-2의 발현이 억제 되는 것을 확인하였다.
RAW 264.7 세포에서 발현되는 사이토카인인 IL-1β와 IL-6의 mRNA 발현을 확인한 결과 LPS의 처리에 의해 급격하게 증가했던 유전자가 청미래덩굴 잎 추출물의 처리에 의해 명확하게 감소하는 것을 관찰할 수 있었다.
그 결과 잎 물추출물 41.99 ± 5.59 QE mg/g, 뿌리 물추출물 1.25 ± 1.31 QE mg/g의 함량을 확인할 수 있었다.
그리고 청미래덩굴 추출물의 항당뇨 효능에 대한 최초의 시도로서 α-glucosidase 활성억제능을 측정한 결과 뿌리추출물에서는 효소의 억제력을 확인할 수 없었지만 잎 추출물에서는 농도 및 반응시간의 증가에 따라 억제력이 증가하여 물 추출물 상태에서 1 mg/mL 기준으로 acarbose의 α-glucosidase 활성 억제능과 비교하여 71.8%의 활성을 관찰할 수 있었다.
또한 당뇨와 염증의 관련성이 대두되는 최근의 연구 상황에서 청미래덩굴 잎 추출물의 IL-1β, IL-6, iNOS, COX-2의 mRNA 발현 억제작용을 확인함으로써 염증반응의 개선 가능성도 제시할 수 있었다.
7 세포에서 발현되는 사이토카인인 IL-1β와 IL-6의 mRNA 발현을 확인한 결과 LPS의 처리에 의해 급격하게 증가했던 유전자가 청미래덩굴 잎 추출물의 처리에 의해 명확하게 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 산화적 스트레스와 염증신호에 영향을 미치는 것이 알려진 iNOS와 COX-2의 발현이 사이토카인과 같이 청미래덩굴 잎 추출물의 처리에 의해 명확히 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
먼저, 청미래덩굴 잎과 뿌리의 세포독성을 확인한 결과 2 mg/mL까지 RAW 264.7 세포에 대한 독성이 나타나지 않은 것을 활인할 수 있었다. 이는 왕쥐똥나무잎 및 팽이버섯 추출물과 유사한 세포안전성을 나타내는 것이며,35,36) 감잎차보다 높은 세포안전성을 나타내는 것이다.
본 연구에서 청미래덩굴 잎과 뿌리의 물추출물을 이용하여 총 폴리페놀과 플라보노이드의 함량을 측정한 결과 잎 추출물에서 더 많은 함량이 확인되었으며, DPPH 및 ABTS radical 소거능, 환원력 측정을 통한 항산화 활성을 비교한 결과도 폴리페놀과 플라보노이드함량 측정 결과와 마찬가지로 잎에서 높은 활성을 명확하게 확인할 수 있었다. 그리고 청미래덩굴 추출물의 항당뇨 효능에 대한 최초의 시도로서 α-glucosidase 활성억제능을 측정한 결과 뿌리추출물에서는 효소의 억제력을 확인할 수 없었지만 잎 추출물에서는 농도 및 반응시간의 증가에 따라 억제력이 증가하여 물 추출물 상태에서 1 mg/mL 기준으로 acarbose의 α-glucosidase 활성 억제능과 비교하여 71.
1). 소재를 처리하지 않은 대조군과 비교하였을 때 청미래 잎과 뿌리 물 추출물은 2 mg/mL 농도까지 90% 이상의 세포 생존율을 보였고 통계적으로 유의성 있는 차이가 관찰되지 않아 독성이 없는 것으로 판단하였다. 또한 이러한 실험 결과를 바탕으로 본 연구에서 진행된 항산화활성과 α-glucosidase inhibition 효과 및 mRNA 발현실험을 세포에 무해한 1 mg/mL 이하의 농도에서 진행하였다.
시간에 따른 청미래덩굴 잎과 뿌리 추출물의 α-glucosidase 활성억제를 확인한 결과 잎 추출물은 10분에서 15.33 ±5.51%, 20분에서 22.74 ± 5.23%, 30분에서 25.84 ± 4.13%, 40분에서 28.33 ± 3.33%, 50분에서 35.90 ± 2.57%의 활성을 나타내었으며 반응시간 증가에 따라 억제 활성이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다.
잎과 뿌리의 DPPH radical 소거능은 잎 1 mg/mL에서 68.67 ± 0.95%, 0.5 mg/mL에서 48.04 ± 2.12%의 높은 소거능을 나타냈으나 뿌리는 1 mg/mL에서 10.13 ± 2.31%, 0.5 mg/mL에서 7.41 ± 2.15%의 매우 낮은 소거능을 나타내었다 (Fig. 3A).
3B). 잎과 뿌리의 radical 소거능에 대한 IC50을 계산한 결과 Table 2에 정리된 바와 같이 잎의 활성이 뿌리의 활성보다 약 10배가량 높은 것을 확인 할 수 있었다. 환원력 측정에서도 Table 3에서 정리한 바와 같이 뿌리추출물은 물추출물과 비교하였을 때 20% 이하의 낮은 활성이 관찰되었다.
청미래덩굴 잎 물추출물의 경우 127.93 ± 9.47 GAE mg/g, 뿌리 물추출물의 경우 39.50 ± 11.00 GAE mg/g의 함량을 확인할 수 있었다.
18,44,45) 본 연구에서 수행한 실험의 결과 청미래덩굴 잎 추출물은 농도의존적으로 반응시간 증가에 따라 α-glucosidase의 활성저해 효과가 상승하는 것이 관찰되었고 뿌리는 추출물의 농도나 반응시간 증가에 따른 효능이 관찰되지 않았다. 추출물 1 mg/mL을 기준으로 청미래덩굴 잎 추출물의 활성은 acarbose의 71.8%를 나타내었으며 뿌리는 약 19%의 활성을 나타내었다. 이것은 Jeong 등이 연구한 약용식물 중 백복령과 유사한 활성이며,3) Xu 등46)의 큰방가지똥, Hwang과 Han45)의 조릿대, Lee 등7)의 조각자 보다 높은 활성을 나타내는 것이다.
후속연구
또한 당뇨와 염증의 관련성이 대두되는 최근의 연구 상황에서 청미래덩굴 잎 추출물의 IL-1β, IL-6, iNOS, COX-2의 mRNA 발현 억제작용을 확인함으로써 염증반응의 개선 가능성도 제시할 수 있었다. 결과적으로 청미래덩굴 잎 추출물의 항산화능, α-glucosidase 활성억제능 및 항염증효능을 확인함으로써 neutraceuticals 소재로서의 개발가능성을 증명하였고 추가 연구의 필요성을 제시하였다.
3,4,39) 본 실험에서 청미래 덩굴 잎 및 뿌리의 폴리페놀과 플라보노이드 함량을 비교한 결과 잎에서 함량이 훨씬 높게 측정되는 것을 알 수 있었고, 추출물에서 측정된 폴리페놀과 플라보노이드 함량은 Song 등,1) Ko 등34)과 Lee 등39)이 잎과 뿌리에서 측정한 함량보다 높았는데 이는 시료의 채취시기와 처리 및 추출방법의 차이에 의한 것으로 판단되며 본 실험에 사용된 시료의 처리와 추출방법이 폴리페놀과 플라보노이드의 함량을 높이는 좋은 방법이라 판단된다. 또한 향상된 폴리페놀과 플라보노이드의 함량은 추출물의 항산화 활성과 같은 생리학적 기능을 향상시킬 것으로 기대된다.
7 세포에 처리한 결과 IL-1β, IL-6, iNOS 및 COX-2의 발현이 억제 되는 것을 확인하였다. 이를 통해 청미래덩굴 잎 추출물의 항산화, 항당뇨 및 항염증 효능을 확인할 수 있었으며 이는 청미래덩굴의 neutraceuticals 소재로서의 활용 가능성을 시사한다.
이것은 Jeong 등이 연구한 약용식물 중 백복령과 유사한 활성이며,3) Xu 등46)의 큰방가지똥, Hwang과 Han45)의 조릿대, Lee 등7)의 조각자 보다 높은 활성을 나타내는 것이다. 추출물의 형태로 이와 같은 높은 활성을 보이는 것은 향후 분획 및 유효성분 분리에 관한 추가연구의 가치가 높음을 시사한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
당뇨병은 어떻게 분류하는가?
당뇨병은 췌장 β 세포의 파괴성 병변에 의해 인슐린이 결핍되어 생기는 제1형 당뇨병과 인슐린 분비 저하와 인슐린 저항성으로 인해 생기는 제2형 당뇨병으로 분류한다.13,14) 최근연구에서 이런 췌장 β 세포의 기능장애가 산화적 스트레스에 의해 발생하는 것이 알려졌다.
청미래덩굴은 무엇인가?
청미래덩굴은 우리나라뿐만 아니라 중국, 일본 등의 야산에 널리 분포하는 활엽덩굴성 관목으로 한의학에서 그 뿌리를 토복령이라 하여 위암, 식도암, 직장암, 식욕부진 등 소화기질환에 민간요법으로 사용하였으며, 이뇨, 체력증강, 통풍, 류마티즘 등에도 효과가 있는 것으로 보고되었다.1) 그리고 청미래덩굴의 잎은 항균력과 항산화력에 대한 보고가 다수 있으며, 특히 추출물에서 α-tocopherol 수준의 항산화력을 갖는 kaempferol-7-O-α-L-rhamnopyranoside와 kaempferol 3,7-O-α-L-dirhamnopyranoside가 분리된 바 있어 그 활용 가치가 충분한 것으로 평가되고 있다.
α-glucosidase inhibitor에는 acarbose, voglibose 및 miglitol이 판매되고 있으나 이들 제제를 장기 복용할 경우 일부 환자에게서 복부팽만감, 구토, 설사 등 부작용이 나타날 수 있는데, 이러한 부작용을 줄이기 위한 어떤 연구가 진행되고 있는가?
13) 그중 α-glucosidase inhibitor에는 acarbose, voglibose 및 miglitol이 판매되고 있으나 이들 제제를 장기 복용할 경우 일부 환자에게서 복부팽만감, 구토, 설사 등 부작용이 나타날 수 있어 사용이 제한된다.17,18) 이러한 부작용을 줄이고 장기복용이 가능하며 안전한 α-glucosidase inhibition 활성을 통한 혈당조절 효능의 천연물을 찾기 위해 지속적인 천연소재 탐색연구가 진행되고 있다.
참고문헌 (47)
Song HS, Park YH, Jung SH, Kim DP, Jung YH, Lee MK, Moon KY. Antioxidant activity of extracts from Smilax china root. J Korean Soc Food Sci Nutr 2006; 35(9): 1133-1138
Cha BC, Lee EH. Antioxidant activities of flavonoids from the leaves of Smilax china Linne. Korean J Pharmacogn 2007; 38 (1): 31-36
Jeong HJ, Lee SG, Lee EJ, Park WD, Kim JB, Kim HJ. Antioxidant activity and anti-hyperglycemic activity of medicinal herbal extracts according to extraction methods. Korean J Food Sci Technol 2010; 42(5): 571-577
Kim EJ, Choi JY, Yu M, Kim MY, Lee S, Lee BH. Total polyphenols, total flavonoid contents, and antioxidant activity of Korean natural and medicinal plants. Korean J Food Sci Technol 2012; 44(3): 337-342
Park MH, Choi C, Bae MJ. Effect of polyphenol compounds from persimmon leaves (Diospyros kaki folium) on allergic contact dermatitis. J Korean Soc Food Sci Nutr 2000; 29(1): 111-115
Zhu M, Gong Y, Yang Z, Ge G, Han C, Chen J. Green tea and its major components ameliorate immune dysfunction in mice bearing Lewis lung carcinoma and treated with the carcinogen NNK. Nutr Cancer 1999; 35(1): 64-72
Lee JM, Park JH, Chu WM, Yoon YM, Park E, Park HR. Antioxidant activity and alpha-glucosidase inhibitory activity of stings of Gleditsia sinensis extracts. J Life Sci 2011; 21(1): 62-67
Park YM, Jeong JB, Seo JH, Lim JH, Jeong HJ, Seo EW. Inhibitory effect of red bean (Phaseolus angularis) hot water extracts on oxidative DNA and cell damage. Korean J Plant Resour 2011; 24(2): 130-138
Shin JG, Park JW, Pyo JK, Kim MS, Chung MH. Protective effects of a ginseng component, maltol (2-Methyl-3-Hydroxy-4- Pyrone) against tissue damages induced by oxygen radicals. Korean J Ginseng Sci 1990; 14(2): 187-190
Kwon JW, Lee EJ, Kim YC, Lee HS, Kwon TO. Screening of antioxidant activity from medicinal plant extracts. Korean J Pharmacogn 2008; 39(2): 155-163
Rubin RR, Peyrot M. Quality of life and diabetes. Diabetes Metab Res Rev 1999; 15(3): 205-218
Gregg EW, Cadwell BL, Cheng YJ, Cowie CC, Williams DE, Geiss L, Engelgau MM, Vinicor F. Trends in the prevalence and ratio of diagnosed to undiagnosed diabetes according to obesity levels in the U.S. Diabetes Care 2004; 27(12): 2806-2812
Lee SH, Lee JK, Kim IH. Trends and perspectives in the development of antidiabetic drugs for type 2 diabetes mellitus. Korean J Microbiol Biotechnol 2012; 40(3): 180-185
Tsujimoto T, Shioyama E, Moriya K, Kawaratani H, Shirai Y, Toyohara M, Mitoro A, Yamao J, Fujii H, Fukui H. Pneumatosis cystoides intestinalis following alpha-glucosidase inhibitor treatment: a case report and review of the literature. World J Gastroenterol 2008; 14(39): 6087-6092
Kihara Y, Ogami Y, Tabaru A, Unoki H, Otsuki M. Safe and effective treatment of diabetes mellitus associated with chronic liver diseases with an alpha-glucosidase inhibitor, acarbose. J Gastroenterol 1997; 32(6): 777-782
Fierro IM, Serhan CN. Mechanisms in anti-inflammation and resolution: the role of lipoxins and aspirin-triggered lipoxins. Braz J Med Biol Res 2001; 34(5): 555-566
Higuchi M, Higashi N, Taki H, Osawa T. Cytolytic mechanisms of activated macrophages. Tumor necrosis factor and L-argininedependent mechanisms act synergistically as the major cytolytic mechanisms of activated macrophages. J Immunol 1990; 144(4): 1425-1431
Kim JY, Jung KS, Jeong HG. Suppressive effects of the kahweol and cafestol on cyclooxygenase-2 expression in macrophages. FEBS Lett 2004; 569(1-3): 321-326
Zarghi A, Arfaei S. Selective COX-2 inhibitors: a review of their structure-activity relationships. Iran J Pharm Res 2011; 10(4): 655-683
McDaniel ML, Kwon G, Hill JR, Marshall CA, Corbett JA. Cytokines and nitric oxide in islet inflammation and diabetes. Proc Soc Exp Biol Med 1996; 211(1): 24-32
Moreno MI, Isla MI, Sampietro AR, Vattuone MA. Comparison of the free radical-scavenging activity of propolis from several regions of Argentina. J Ethnopharmacol 2000; 71(1-2): 109-114
Re R, Pellegrini N, Proteggente A, Pannala A, Yang M, Rice-Evans C. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radic Biol Med 1999; 26(9-10): 1231-1237
Arabshahi-Delouee S, Urooj A. Antioxidant properties of various solvent extracts of mulberry (Morus indica L.) leaves. Food Chem 2007; 102(4): 1233-1240
Kim YS, Lee SJ, Hwang JW, Kim EH, Park PJ, Jeong JH. Antiinflammatory effects of extracts from Ligustrum ovalifolium H. leaves on RAW 264.7 macrophages. J Korean Soc Food Sci Nutr 2012; 41(9): 1205-1210
Kang HW. Antioxidant and anti-inflammatory effect of extracts from Flammulina velutipes (Curtis) Singer. J Korean Soc Food Sci Nutr 2012; 41(8): 1072-1078
Oh YL. Protective effect of Smilax china L. extract on the cytotoxicity induced by chromium of environmental pollutant. J Korean Soc Plants People Environ 2011; 14(1): 29-34
Lee SI, Lee YK, Kim SD, Kang YH, Suh JW. Antioxidative activity of Smilax china L. leaf teas fermented by different strains. Korean J Food Nutr 2012; 25(4): 807-819
Matough FA, Budin SB, Hamid ZA, Alwahaibi N, Mohamed J. The role of oxidative stress and antioxidants in diabetic complications. Sultan Qaboos Univ Med J 2012; 12(1): 5-18
Pratt DE, Miller EE. A flavonoid antioxidant in Spanish peanuts (Arachia hypogoea). 1984; 61(6): 1064-1067
Joo SY. Antioxidant activities of medicinal plant extracts. J Korean Soc Food Sci Nutr 2013; 42(4): 512-519
Bischoff H. The mechanism of alpha-glucosidase inhibition in the management of diabetes. Clin Invest Med 1995; 18(4): 303- 311
Hwang JY, Han JS. Inhibitory effects of Sasa borealis leaves extracts on carbohydrate digestive enzymes and postprandial hyperglycemia. J Korean Soc Food Sci Nutr 2007; 36(8): 989-994
Xu ML, Wang L, Xu GF, Wang MH. Antidiabetes and angiotensin converting enzyme inhibitory activity of Sonchus asper (L) hill extract. Korean J Pharmacogn 2011; 42(1): 61-67
Solinas G, Vilcu C, Neels JG, Bandyopadhyay GK, Luo JL, Naugler W, Grivennikov S, Wynshaw-Boris A, Scadeng M, Olefsky JM, Karin M. JNK1 in hematopoietically derived cells contributes to diet-induced inflammation and insulin resistance without affecting obesity. Cell Metab 2007; 6(5): 386-397
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