RAW 264.7 대식세포와 궤양성 대장염 마우스 모델에서의 들깨의 항염증 효과 Anti-inflammatory Activity of Perilla frutescens Britton Seed in RAW 264.7 Macrophages and an Ulcerative Colitis Mouse Model원문보기
본 연구에서는 생 들깨와 볶은 들깨의 염증매개물질 감소 효과를 RAW 264.7 대식 세포와 궤양성 대장염이 유도된 마우스를 이용하여 비교 분석하고자 하였다. LPS 처리에 의해 활성화된 RAW 264.7 대식세포에서 들깨의 에탄올 추출물은 볶음 여부와는 관계없이 NO, IL-6, TNF-${\alpha}$와 같은 염증매개물질 수준을 유의적으로 감소시키는 효과(대조군 대비 45-85% 수준)가 있었다. 반면 DSS 처리에 의해 궤양성 대장염이 유도된 마우스 모델에서는, 볶은 들깨 식이(1%)만이 대장의 $PGE_2$, $LTB_4$와 같은 염증매개물질 수준을 유의적으로 감소시키는 효과(각각 대조군 대비 34%, 58% 수준)가 있었다. 이와 같은 연구 결과를 종합하여 보면, 볶은 들깨는 in vitro 항염성 뿐 아니라 in vivo 항염성을 가지는 것으로 판단된다. 앞으로 들깨의 볶음 과정에서 생성된 항염 기능 성분들을 분리 동정하는 연구와 볶은 들깨의 항염성과 관련된 기전에 관한 후속 연구가 지속적으로 이루어진다면 볶은 들깨가 대장염을 포함한 여러 염증관련 질병 예방에 유용한 소재로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 생 들깨와 볶은 들깨의 염증매개물질 감소 효과를 RAW 264.7 대식 세포와 궤양성 대장염이 유도된 마우스를 이용하여 비교 분석하고자 하였다. LPS 처리에 의해 활성화된 RAW 264.7 대식세포에서 들깨의 에탄올 추출물은 볶음 여부와는 관계없이 NO, IL-6, TNF-${\alpha}$와 같은 염증매개물질 수준을 유의적으로 감소시키는 효과(대조군 대비 45-85% 수준)가 있었다. 반면 DSS 처리에 의해 궤양성 대장염이 유도된 마우스 모델에서는, 볶은 들깨 식이(1%)만이 대장의 $PGE_2$, $LTB_4$와 같은 염증매개물질 수준을 유의적으로 감소시키는 효과(각각 대조군 대비 34%, 58% 수준)가 있었다. 이와 같은 연구 결과를 종합하여 보면, 볶은 들깨는 in vitro 항염성 뿐 아니라 in vivo 항염성을 가지는 것으로 판단된다. 앞으로 들깨의 볶음 과정에서 생성된 항염 기능 성분들을 분리 동정하는 연구와 볶은 들깨의 항염성과 관련된 기전에 관한 후속 연구가 지속적으로 이루어진다면 볶은 들깨가 대장염을 포함한 여러 염증관련 질병 예방에 유용한 소재로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
This study aimed to investigate the anti-inflammatory activities of raw (P) and roasted (RP) Perilla frutescens Britton (perilla) seeds in RAW 264.7 macrophages and an ulcerative colitis mouse model. In lipopolysaccharide-treated RAW 264.7 cells, treatment with ethanol extract of P at the concentrat...
This study aimed to investigate the anti-inflammatory activities of raw (P) and roasted (RP) Perilla frutescens Britton (perilla) seeds in RAW 264.7 macrophages and an ulcerative colitis mouse model. In lipopolysaccharide-treated RAW 264.7 cells, treatment with ethanol extract of P at the concentrations of 75 and $150{\mu}g/mL$ decreased nitric oxide (NO), interleukin-6 (IL-6), and tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$) levels to 48-85% of the control (p<0.01). Treatment with RP extract exhibited similar effects on NO, IL-6, and TNF-${\alpha}$, decreasing those levels to 51-84% of the control (p<0.01). In dextran sulfate sodium-treated ulcerative colitis mice, dietary treatment with 1% RP for 7 days decreased the colonic levels of prostaglandin $E_2$ and leukotriene $B_4$ to 34% and 58% of the control, respectively (p<0.05). Dietary P treatment, however, did not decrease those levels significantly. These results indicate that roasted perilla seed exerts anti-inflammatory activity both in vitro and in vivo.
This study aimed to investigate the anti-inflammatory activities of raw (P) and roasted (RP) Perilla frutescens Britton (perilla) seeds in RAW 264.7 macrophages and an ulcerative colitis mouse model. In lipopolysaccharide-treated RAW 264.7 cells, treatment with ethanol extract of P at the concentrations of 75 and $150{\mu}g/mL$ decreased nitric oxide (NO), interleukin-6 (IL-6), and tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$) levels to 48-85% of the control (p<0.01). Treatment with RP extract exhibited similar effects on NO, IL-6, and TNF-${\alpha}$, decreasing those levels to 51-84% of the control (p<0.01). In dextran sulfate sodium-treated ulcerative colitis mice, dietary treatment with 1% RP for 7 days decreased the colonic levels of prostaglandin $E_2$ and leukotriene $B_4$ to 34% and 58% of the control, respectively (p<0.05). Dietary P treatment, however, did not decrease those levels significantly. These results indicate that roasted perilla seed exerts anti-inflammatory activity both in vitro and in vivo.
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문제 정의
다음으로는 DSS에 의하여 궤양성 대장염이 유도된 마우스에서 P와 RP 함유 식이가 대장 염증매개물질의 수준을 감소하는 효과가 있는지 조사하였다. 이를 위하여 대장 균질액에서 NO, IL-6와 함께 arachidonic acid의 주요 대사물질인 PGE2와 LTB4의 수준을 측정하였다.
본 연구에서는 생 들깨와 볶은 들깨의 염증매개물질 감소 효과를 RAW 264.7 대식 세포와 궤양성 대장염이 유도된 마우스를 이용하여 비교·분석하고자 하였다.
본 연구에서는 생 들깨와 볶은 들깨의 염증매개물질 감소 효과를 RAW 264.7 대식 세포와 궤양성 대장염이 유도된 마우스를 이용하여 조사하고자 하였다. 이러한 연구를 통하여 얻어지는 결과는 향후 들깨의 항염성과 관련된 작용기전 연구를 위한 기초자료로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
대장 균질액의 단백질 함량은 bicinchoninc acid kit (Thermo Scientific, Waltham, MA, USA)을 이용하여 540 nm에서 흡광도(Bio-Rad Laboratories)를 측정하는 과정을 거쳐 산출하였다. 이 값은 이후 대장 균질액에서 측정된 염증매개물질 수준을 표준화하기 위하여 사용하였다.
제안 방법
NO 수준은 두 가지 방법을 이용하여 측정하였다. RAW 264.7 세포에서 생성되어 배양액에 존재하는 NO 수준은 Griess 시약을 제조하여 측정하였다. Griess 시약은 0.
TNF-α와 IL-6를 측정하기 위해서는 Invitrogen (Carlsbad, CA, USA)에서, PGE2 와 LTB4 를 측정하기 위해서는 Cayman Chemical Company (Ann Arbor, MI, USA)에서 각각 ELISA kit를 구입하였고 각 제조사에서 명시한 실험 방법을 따랐다.
본 연구에서는 5주령된 ICR 수컷(27-29 g, Samtako, Osan, Korea)을 구입하여 이용하였는데, 구입 직후 1주간은 기본 식이(semi-purfied rodent AIN-76A diet, Samtako)와 물을 자유롭게 섭취하도록 하면서 환경에 적응시켰다. 궤양성 대장염은 멸균한 증류수를 이용하여 제조된 2.5% dextran sulfate sodium salt (DSS, molecular weight of 36,000-50,000, MP Biomedicals, Seoul, Korea) 음용수를 1주간 섭취시키는 것으로 유도하였는데, 이 기간 동안 궤양성 대장염 대조군(이후 DSS 대조군, n=5)에는 AIN-76A 식이를, 들깨 식이군(n=5/군)에는 AIN-76A 식이에 0.5% P, 1% P, 0.5% RP, 1% RP가 각각 첨가된 식이(Samtako)를 섭취시켰다. 정상대조군(n=3)에는 증류수와 AIN-76A 식이를 섭취시켰고, 증류수가 제공된 정상 마우스에 1% P 식이(n=3) 또는 1% RP 식이(n=4)를 섭취시킨 군 또한 포함시켜 들깨 식이에 의한 독성 유무를 평가하고자 하였다.
Ltd, Wonju, Korea)와 dounce style tissue grinder (357542, Wheaton, Millville, NJ, USA)를 차례로 이용하여 갈아주고, 원심분리된 상층액만을 대장 균질액으로 하여 −70℃에서 보관하면서 이후 염증매개물질 측정에 이용하였다. 대장 균질액의 단백질 함량은 bicinchoninc acid kit (Thermo Scientific, Waltham, MA, USA)을 이용하여 540 nm에서 흡광도(Bio-Rad Laboratories)를 측정하는 과정을 거쳐 산출하였다. 이 값은 이후 대장 균질액에서 측정된 염증매개물질 수준을 표준화하기 위하여 사용하였다.
대장 조직은 protease inhibitor (Quartett Immunodiagnostika & Biotechnologie Vertriebs, Berlin, Germany)와 10 mM indometacin (cyclooxygenease 저해제, Sigma-Aldrich)을 첨가한 RIPA buffer (Rockland Immunochemicals Inc., Gilbertsville, PA, USA)에 넣어 homogenizer (HG-15A, DaihanScientific Co. Ltd, Wonju, Korea)와 dounce style tissue grinder (357542, Wheaton, Millville, NJ, USA)를 차례로 이용하여 갈아주고, 원심분리된 상층액만을 대장 균질액으로 하여 −70℃에서 보관하면서 이후 염증매개물질 측정에 이용하였다.
동물 부검 시 채취하여 −70℃에서 보관하였던 간 조직의 DNA는 DNeasy kit (Qiagen, Valencia, CA, USA)를 이용하여 추출하였다.
본 연구에서는 궤양성 대장염 연구를 위한 모델로 널리 이용되고 있는 DSS 처리 마우스(45)를 이용하여 P 또는 RP 함유 식이의 대장 염증매개물질 생성 억제 효과를 비교·분석하였다. 동물 식이는 P와 RP가 각각 0.5%와 1% 수준으로 함유되도록 제조하였다. 한국인의 1인당 연간 참깨 공급량은 약 380 g으로 보고(46)된 바 있으므로 1인당 1일 섭취량을 약 1g으로 하면 칼로리에 근거한 동물 식이 함유량(47)은 약 0.
동물실험은 본교 동물실험윤리위원회의 승인 후 온도 21±2℃, 습도 30-70%(최적 50%), 12시간 주기의 명암이 조절되는 semi-SPF 환경에서 수행하였다.
들깨 추출물은 세포에 처리하기 직전에 dimethyl sulfoxide (DMSO, Biosesang, Seongnam, Korea)와 세포 배양 시 이용하였던 배지와 동일한 배지를 차례로 이용하여 37.5, 75, 150 µg/mL 농도로 희석하였다.
먼저 실험 기간인 7일 동안 실험동물의 체중 변화를 관찰하였다(Table 1). 정상대조군의 체중은 7일 동안 계속해서 증가되었고, 정상 마우스에 1% P 식이 또는 1% RP 식이를 섭취시킨 군의 체중 또한 정상대조군과 유사한 정도로 증가되었다(data not shown).
5, 75, 150 µg/mL 농도의 P와 RP 추출물을 함유한 새로운 배지에서 24시간 동안 배양하였다. 배양액은 염증매개물질 측정을 위하여 사용하였고 세포 생존 정도를 측정하기 위해서는 배양액을 걷어낸 세포에 0.5 mg/mL의 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT, Sigma-Aldrich) 용액을 처리하였다. 37℃에서 4시간 동안 반응시킨 후 생성된 formazan을 DMSO에 녹여 plate reader (Imark, Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA, USA)를 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였다.
본 연구에서는 궤양성 대장염 연구를 위한 모델로 널리 이용되고 있는 DSS 처리 마우스(45)를 이용하여 P 또는 RP 함유 식이의 대장 염증매개물질 생성 억제 효과를 비교·분석하였다.
1% naphthylethylenediamine (Sigma-Aldrich)와 1% sulfanilamide (Sigma-Aldrich)를 5% phosphoric acid (OCI Corporation, Seoul, Korea)에 녹여 제조하고(37) 이를 배양액과 동량으로 혼합하여 15분간 상온에서 암반응 시킨 후 plate reader (Bio-Rad Laboratories)를 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였다. 시료 중 NO 수준은 sodium nitrite (Samchun Pure Chemical Co., Ltd, Pyongtack, Korea)를 표준물질로 하여 얻은 표준검량곡선을 이용하여 산출하였다. 동물의 대장조직에 존재하는 NO 수준을 측정하기 위해서는 구입한 kit (Oxford Biomedical Research, Oxford, MI, USA)를 이용하여 제조사가 명시한 방법을 따랐다.
실험 종료와 함께 동물실험윤리위원회에서 승인된 방법에 따라 실험동물을 안락사 시킨 후 대장, 간, 비장 등의 조직을 채취하고 phosphate-buffered saline (PBS)으로 깨끗이 세척하여 물기를 제거한 후 무게를 측정하였으며 추후 분석을 위해 −70℃에 보관하였다.
다음으로는 DSS에 의하여 궤양성 대장염이 유도된 마우스에서 P와 RP 함유 식이가 대장 염증매개물질의 수준을 감소하는 효과가 있는지 조사하였다. 이를 위하여 대장 균질액에서 NO, IL-6와 함께 arachidonic acid의 주요 대사물질인 PGE2와 LTB4의 수준을 측정하였다. DSS 대조군의 IL-6와 LTB4 수준은 정상대조군의 각각 약 35배와 약 2배 수준으로 증가되었고(p<0.
이어 3,000×g에서 3분간 원심분리(A320101, Gyrozen, Daejeon, Korea)하여 얻은 상층액을 감압농축(NB-503CIR, N-biotek, Bucheon, Korea)한 후 −70℃ deep freezer (DF8514, IlshinBioBase)에 보관하면서 세포 처리에 이용하였다.
이어서 37.5, 75, 150 µg/mL 농도의 P와 RP 추출물을 함유한 새로운 배지에서 24시간 동안 배양하였다.
이어서 볶음 여부에 따른 들깨 추출물의 항염 효과를 알아보기 위해 RAW 264.7 세포에 LPS 1 µg/mL를 1시간 동안 처리하여 염증매개물질의 생성을 유발한 다음 37.5, 75, 150 µg/mL 농도의 P와 RP 추출물을 각각 24시간 동안 처리하고 NO, IL-6, TNF-α 수준을 측정하였다.
5% RP, 1% RP가 각각 첨가된 식이(Samtako)를 섭취시켰다. 정상대조군(n=3)에는 증류수와 AIN-76A 식이를 섭취시켰고, 증류수가 제공된 정상 마우스에 1% P 식이(n=3) 또는 1% RP 식이(n=4)를 섭취시킨 군 또한 포함시켜 들깨 식이에 의한 독성 유무를 평가하고자 하였다. 체중과 식이 및 음용수 섭취량은 실험 기간(1주)동안 2-3일 간격으로 총 3회 측정하였다.
정상대조군(n=3)에는 증류수와 AIN-76A 식이를 섭취시켰고, 증류수가 제공된 정상 마우스에 1% P 식이(n=3) 또는 1% RP 식이(n=4)를 섭취시킨 군 또한 포함시켜 들깨 식이에 의한 독성 유무를 평가하고자 하였다. 체중과 식이 및 음용수 섭취량은 실험 기간(1주)동안 2-3일 간격으로 총 3회 측정하였다. 실험 종료와 함께 동물실험윤리위원회에서 승인된 방법에 따라 실험동물을 안락사 시킨 후 대장, 간, 비장 등의 조직을 채취하고 phosphate-buffered saline (PBS)으로 깨끗이 세척하여 물기를 제거한 후 무게를 측정하였으며 추후 분석을 위해 −70℃에 보관하였다.
대상 데이터
마우스 대식세포주인 RAW 264.7 (Korean Cell Line Bank, Seoul, Korea)은 10% fetal bovine serum (FBS, Thermo Scientific, Logan, UT, USA) 및 항생제(100 units/mL penicillin와 0.1 mg/mL streptomycin)가 함유된 RPMI 1640 (Welgene, Daegu, Korea) 배지를 이용하여 37℃, 95% 습도, 5% CO2 환경인 incubator (MCO-15AC, Sanyo, Osaka, Japan)에서 배양하였다.
본 연구에 이용된 들깨는 충북 보은군에 위치한 보은농업협동조합에서 구매하였다. 볶지 않은 생 들깨(perilla, P)와 125℃에서 5분간 건열로 볶은 들깨(roasted perilla, RP)는 각각 분쇄하여(MU5300, TC Angel, Seoul, Korea), 일부는 동결건조(PH1316, IlshinBioBase, Yangju, Korea)한 후 세포에 처리할 들깨 추출물 제조에 이용하고 그 외는 실험동물 식이를 제조하는 데에 이용하였다. 건조된 들깨는 중량 대비 10배 용량의 70% 에탄올과 혼합하여 15분 동안 교반(SHO-1D, Daihan Scientific Co, Seoul, Korea)하였다.
본 연구에 이용된 들깨는 충북 보은군에 위치한 보은농업협동조합에서 구매하였다. 볶지 않은 생 들깨(perilla, P)와 125℃에서 5분간 건열로 볶은 들깨(roasted perilla, RP)는 각각 분쇄하여(MU5300, TC Angel, Seoul, Korea), 일부는 동결건조(PH1316, IlshinBioBase, Yangju, Korea)한 후 세포에 처리할 들깨 추출물 제조에 이용하고 그 외는 실험동물 식이를 제조하는 데에 이용하였다.
동물실험은 본교 동물실험윤리위원회의 승인 후 온도 21±2℃, 습도 30-70%(최적 50%), 12시간 주기의 명암이 조절되는 semi-SPF 환경에서 수행하였다. 본 연구에서는 5주령된 ICR 수컷(27-29 g, Samtako, Osan, Korea)을 구입하여 이용하였는데, 구입 직후 1주간은 기본 식이(semi-purfied rodent AIN-76A diet, Samtako)와 물을 자유롭게 섭취하도록 하면서 환경에 적응시켰다. 궤양성 대장염은 멸균한 증류수를 이용하여 제조된 2.
데이터처리
단 one-way ANOVA에 의한 군 간 차이가 유의적으로 나타나지 않을 때 이차적으로 Student’s t-test 를 실시하여 두 군 간의 결과를 비교하였다.
동물 실험 결과의 경우 one-way ANOVA를 실시한 후 p<0.05일 때 사후 분석으로 Tukey’s test를 실시하여 군 간의 결과 차이를 검증하였다.
본 연구를 통하여 얻어진 결과는 SPSS 12.0 프로그램을 이용하여 분석하였다. 세포 실험 결과의 경우 Student’s t-test를 실시하여 두 군 간의 결과를 비교하였고, p<0.
세포 실험 결과의 경우 Student’s t-test를 실시하여 두 군 간의 결과를 비교하였고, p<0.05일 때 유의적 차이가 있다고 판단하였다.
이론/모형
, Ltd, Pyongtack, Korea)를 표준물질로 하여 얻은 표준검량곡선을 이용하여 산출하였다. 동물의 대장조직에 존재하는 NO 수준을 측정하기 위해서는 구입한 kit (Oxford Biomedical Research, Oxford, MI, USA)를 이용하여 제조사가 명시한 방법을 따랐다.
추출한 DNA에 nuclease P1 (0.025 unit/100 µL, Sigma-Aldrich)과 alkaline phosphatase (0.5 unit/100 µL, Sigma-Aldrich)를 차례로 처리한 후, 구입한 kit (Cayman)를 이용하여 제조사가 명시한 실험 방법에 따라 8-hydroxy-2-deoxyguanosine (8-OHdG) 수준을 측정하였다.
성능/효과
이는 3-5%의 DSS가 7일 동안 처리되었을 때 대장의 NO 수준이 정상대조군 수준의 약 3배 정도로 증가되었다는 기존 연구 결과와는 다른 결과였는데(51,52), 이는 연구마다 사용된 DSS 용액의 농도와 처리기간, 대조식이 등이 다르기 때문인 것으로 추정된다. 0.5%와 1% P 식이군의 IL-6, LTB4 수준은 DSS 대조군 대비 약 32-34%, 78-82% 수준으로 감소되는 경향이 있었고, 1% P 식이군의 PGE2 수준 또한 DSS 대조군 대비 약 57% 수준으로 감소되는 경향이 있었으나, 유의적인 차이는 나타나지 않았다(Fig. 2). 그러나 1% RP 식이군의 PGE2 와 LTB4 수준은 DSS 대조군 대비 각각 약 34%와 58% 수준으로 감소되었다(p<0.
0.5%와 1% P 식이군의 경우 DSS 대조군보다 이 기간(4-7일째) 동안 더 큰 체중 감소를 보였고(p<0.05), 1% P 식이군과 0.5% RP 식이군에서는 같은 기간 중에 폐사한 마우스가 각각 한 마리 씩 발견되었다.
2). 0.5%와 1% RP 식이군의 IL-6 수준은 DSS 대조군 대비 28-32% 수준으로 감소되는 경향은 있었으나(p=0.06 by one-tailed t-test), 유의적인 차이는 없었다(Fig. 2). 이와 같은 연구 결과로 볼 때 DSS가 처리된 마우스에서는 볶은 들깨만이 대장의 염증매개물질 수준을 유의적으로 감소하는 효과가 있었는데, 이는 RAW 264.
DSS 대조군의 IL-6와 LTB4 수준은 정상대조군의 각각 약 35배와 약 2배 수준으로 증가되었고(p<0.05), PGE2 수준은 정상대조군의 약 1.7배 수준으로 증가된 경향을 보였는데(p=0.06 by one-tailed t-test), NO 수준은 증가되지 않았다(Fig. 2).
LPS 처리에 의해 활성화된 RAW 264.7 대식세포에서 들깨의 에탄올 추출물은 볶음 여부와는 관계없이 NO, IL-6, TNF-α와 같은 염증매개물질 수준을 유의적으로 감소시키는 효과(대조군 대비 45-85% 수준)가 있었다.
RP 추출물을 처리하고 세포의 염증매개물질 생성 수준을 측정한 결과, NO는 RP 추출물이 37.5, 75, 150 µg/mL 농도로 처리 되었을 때 대조군 대비 약 73-84% 수준으로 감소되었고, IL-6는 150 µg/mL 농도로 처리되었을 때 대조군 대비 약 51% 수준으로 감소되었으며, TNF-α는 75 µg/mL 농도로 처리되었을 때 대조군 대비 약 54% 수준으로 감소되었다(p<0.01, Fig. 1).
그러나 1% RP 식이군의 PGE2 와 LTB4 수준은 DSS 대조군 대비 각각 약 34%와 58% 수준으로 감소되었다(p<0.05, Fig. 2).
5% RP 식이군에서는 같은 기간 중에 폐사한 마우스가 각각 한 마리 씩 발견되었다. 그러나 실험이 종료된 시점에서는 들깨 식이군과 DSS 대조군의 간 무게 간에 유의적인 차이가 없었고, 산화적 간 독성의 대표적인 지표 물질인 8-OHdG(48)의 수준 또한 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다(Table 1). DSS가 처리되지 않은 정상 마우스에서도 1% P 식이나 1% RP 식이가 간 무게와 8-OHdG 수준 등에 영향을 미치지 않았다(data not shown).
들깨 식이군 중에서는 0.5% P 식이군의 비장 무게가 DSS 대조군의 비장 무게에 대비하여 약 56% 수준으로 감소된 것이 관찰되었다(p<0.05).
먼저 들깨 추출물이 RAW 264.7 세포의 생존 정도에 영향을 미치는지를 조사한 결과, P와 RP 추출물이 37.5, 75, 150 µg/mL 농도로 처리된 세포의 생존률은 대조구 대비 109-133%로, P와 RP 추출물 처리에 의한 독성은 나타나지 않았다.
7 대식세포에서 들깨의 에탄올 추출물은 볶음 여부와는 관계없이 NO, IL-6, TNF-α와 같은 염증매개물질 수준을 유의적으로 감소시키는 효과(대조군 대비 45-85% 수준)가 있었다. 반면 DSS 처리에 의해 궤양성 대장염이 유도된 마우스 모델에서는, 볶은 들깨 식이(1%)만이 대장의 PGE2, LTB4 와 같은 염증매개물질 수준을 유의적으로 감소시키는 효과(각각 대조군 대비 34%, 58% 수준)가 있었다. 이와 같은 연구 결과를 종합하여 보면, 볶은 들깨는 in vitro 항염성 뿐 아니라 in vivo 항염성을 가지는 것으로 판단된다.
본 연구에서도 LPS가 처리된 RAW 264.7 세포에서 LPS가 처리되지 않은 세포에서보다 NO, IL-6, TNF-α가 현저하게 높은 수준으로 생성되었다(p<0.001, Fig. 1).
1). 이와 같은 결과로 보아, 전반적으로 RP 추출물과 P 추출물에 의하여 염증매개물질의 생성이 억제된 정도는 크게 다르지 않았다. 볶음 과정에 의해 wattle 종실(40), 옥수수(41), 커피콩(42,43) 등의 항산화성이 증가되었음이 보고된 바 있고, 특히 커피콩의 경우에는 볶음 정도가 높아질수록 염증반응 관련 세포 신호체계의 억제 효과 또한 커짐이 보고된 바 있다(42).
2). 이와 같은 연구 결과로 볼 때 DSS가 처리된 마우스에서는 볶은 들깨만이 대장의 염증매개물질 수준을 유의적으로 감소하는 효과가 있었는데, 이는 RAW 264.7 세포에서 볶음 여부에 관계없이 P와 RP 추출물이 비슷한 정도의 염증매개물질 생성 억제 효과를 보인 것과는 다른 결과였다. 세포실험에서는 특정 용매(70% 에탄올)를 이용하여 제조된 들깨 추출물을 이용하였는데, 동물실험에서는 들깨 추출물이 아닌 들깨 가루가 첨가된 식이를 이용하였다는 점도 이와 같은 결과의 차이와 관련이 있을 것으로 생각된다.
반면 DSS 처리에 의해 궤양성 대장염이 유도된 마우스 모델에서는, 볶은 들깨 식이(1%)만이 대장의 PGE2, LTB4 와 같은 염증매개물질 수준을 유의적으로 감소시키는 효과(각각 대조군 대비 34%, 58% 수준)가 있었다. 이와 같은 연구 결과를 종합하여 보면, 볶은 들깨는 in vitro 항염성 뿐 아니라 in vivo 항염성을 가지는 것으로 판단된다. 앞으로 들깨의 볶음 과정에서 생성된 항염 기능 성분들을 분리·동정하는 연구와 볶은 들깨의 항염성과 관련된 기전에 관한 후속 연구가 지속적으로 이루어진다면 볶은 들깨가 대장염을 포함한 여러 염증관련 질병 예방에 유용한 소재로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
먼저 실험 기간인 7일 동안 실험동물의 체중 변화를 관찰하였다(Table 1). 정상대조군의 체중은 7일 동안 계속해서 증가되었고, 정상 마우스에 1% P 식이 또는 1% RP 식이를 섭취시킨 군의 체중 또한 정상대조군과 유사한 정도로 증가되었다(data not shown). DSS 대조군의 경우는 처음 4일간은 체중이 증가되다가 4-7일째에는 체중이 감소되어, 정상대조군과 비교하였을 때 이 기간 동안의 체중 변화에 있어 유의적인 차이를 보였다(Table 1, p<0.
이어 3,000×g에서 3분간 원심분리(A320101, Gyrozen, Daejeon, Korea)하여 얻은 상층액을 감압농축(NB-503CIR, N-biotek, Bucheon, Korea)한 후 −70℃ deep freezer (DF8514, IlshinBioBase)에 보관하면서 세포 처리에 이용하였다. 추출 수율은 추출에 이용된 건조 깨 시료의 무게 대비 에탄올 용매를 완전히 휘발시킨 후의 잔여물 무게를 %로 나타내었으며, P와 RP 추출물의 수율은 각각 3.3%와 3.7%였다.
후속연구
DSS가 처리되지 않은 정상 마우스에서도 1% P 식이나 1% RP 식이가 간 무게와 8-OHdG 수준 등에 영향을 미치지 않았다(data not shown). DSS가 처리된 마우스와 정상 마우스는 치사 및 독성 감수성이 다를 수도 있을 것으로 생각되며, 추후 별도의 독성 실험을 통하여 대장 염증이 유발된 마우스에서의 들깨의 무해용량이 면밀하게 검토될 필요가 있을 것으로 생각된다.
볶음과정을 통한 항산화성의 증가 현상은 가열 과정을 통하여 다른 물질과 결합되어 있던 페놀류 화합물이 유리되거나 melanoidin과 같은 Maillard 반응 생성물이 증가하는 등의 이유 때문인 것으로 설명된 바 있다(44). 본 연구에서는 들깨의 볶음 여부에 따른 염증매개물질 생성 억제 정도의 차이는 나타나지 않았는데, 본 연구에서 이용된 추출 용매 및 조건에서는 Maillard 반응 생성물 등이 충분히 추출되지 않아 볶은 들깨의 효과가 희석되었을 가능성도 있을 것으로 생각된다. 향후 볶음 과정에서 증가된 생성물의 추출 조건을 최적화하기 위한 연구와, 이런 과정을 통해 제조된 추출물을 이용하여 볶음 여부 및 정도에 따른 들깨의 항염 효과를 비교·분석하는 후속연구 또한 필요할 것으로 생각된다.
이와 같은 연구 결과를 종합하여 보면, 볶은 들깨는 in vitro 항염성 뿐 아니라 in vivo 항염성을 가지는 것으로 판단된다. 앞으로 들깨의 볶음 과정에서 생성된 항염 기능 성분들을 분리·동정하는 연구와 볶은 들깨의 항염성과 관련된 기전에 관한 후속 연구가 지속적으로 이루어진다면 볶은 들깨가 대장염을 포함한 여러 염증관련 질병 예방에 유용한 소재로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
7 대식 세포와 궤양성 대장염이 유도된 마우스를 이용하여 조사하고자 하였다. 이러한 연구를 통하여 얻어지는 결과는 향후 들깨의 항염성과 관련된 작용기전 연구를 위한 기초자료로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
향후 볶은 들깨에 함유된 항염 성분을 분리·동정하는 연구가 필요할 것으로 생각된다.
향후 볶음 과정에서 증가된 생성물의 추출 조건을 최적화하기 위한 연구와, 이런 과정을 통해 제조된 추출물을 이용하여 볶음 여부 및 정도에 따른 들깨의 항염 효과를 비교·분석하는 후속연구 또한 필요할 것으로 생각된다.
05). 향후 생 들깨가 과도한 면역반응을 억제하는 효과가 있는지 여부와 이와 관련된 정확한 기전이 규명될 필요가 있을 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
들깨의 원산지는?
들깨(Perilla frutescens Britton)는 통화식물목 꿀풀과에 속하는 일년생 초본식물로, 중국 중남부와 인도 고지 지역 등이 그 원산지로 알려져 있는데(1,2) 우리나라에는 통일신라시대에 유입되었다고 추정되고 있다(3). 오늘날 들깨는 우리나라에서 뿐 아니라 동남아시아 지역을 중심으로 종자 그대로의 형태나 종자를 착유하여 얻은 기름의 형태로 널리 소비되고 있다(1,2).
들깨의 총 지질 중 약 50-60%를 차지하는 것은?
즉 들깨는 한국인의 식생활에서 매우 중요한 위치를 차지하고 있는 식품이라고 할 수 있다. 들깨의 지질 함량(약 38-44%)은 대체로 탄수화물(약 28-40%)이나 단백질(약 16-17%) 함량보다 높은데, 지질 중에서도 특히 ω-3계 불포화지방산인 α-linolenic acid (C18:3)가 총 지질의 약 50-60%를 차지하고 있다(5,6). 들깨에는 이밖에도 총 식이섬유(약 28 g/100 g), 칼슘(약 750 mg/100 g), γ-tocopherol (약 56 mg/100 g) 등의 함량이 높다(5,6).
들깨에 함유되어 있는 주요 기능 성분 중 α-Linolenic acid의 효능은?
들깨에 함유되어 있는 주요 기능 성분으로는 α-linolenic acid, rosmarinic acid, ursolic acid, oleanolic acid 등이 알려져 있다. α-Linolenic acid의 경우 혈압감소(16), 혈전개선(17), 동맥경화 예방(18), 대장종양 발생억제(19) 효과 등이 보고된 바 있으며, rosmarinic acid의 경우 항산화(20), 항염(21,22), 간독성 감소(23), 항 돌연변이(24), 항균(25), 항바이러스(21), 항알러지(26) 효과 등이 보고된 바 있다. 또한 triterpenoid에 속하는 ursolic acid와 oleanolic acid의 경우에는 항산화(27), 항염증(27), 종양성장 억제(28), 혈관신생성 억제(29) 등의 기능성이 보고된 바 있다.
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