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문제 정의
- (2009)의 연구에 의하면 복분자 추출물의 phenolic acids에는 gallic acid, protocatechuic acid, p-hydrobenzoic acid, vanillic acid, syringic acid, p-coumaric acid, ferulic acid, salycylic acid, rosmarinic acid가 있으며, aqueous, acetone, ethylacetate subfraction 등 대부분의 용매층에서 protocatechuic acid의 함량이 가장 높다고 보고하였다. 따라서, 본 연구에서는 기존 연구에서 보고된 복분자 추출물에서 나타나는 동맥경화 및 지질대사에 미치는 효과가 복분자의 주요 유효성분인 PCA의 작용인지 확인하기 위하여 고콜레스테롤 식이로 유도한 생쥐에 PCA를 경구 투여하고 현재 임상적으로 처방되고 있는 스타틴계약물 simvastatin과 비교 분석함으로써 PCA가 고지혈증 치료의 대체용 기능성 소재로써의 가능성을 제시하고자 하였다.
제안 방법
- 동물사육실의 환경은 항온(20 ± 2℃), 항습(50 ± 4%), 12시간 간격(07:00～19:00)의 광주기로 일정한 조건을 유지하고 동물들은 polycarbonate cage에 6마리씩 분리하여 사육하였다. 생쥐는 1주일간 기본사료로 적응시킨 후 6개의 군으로 분리하여 제1군은 기본사료를 공급하고 나머지 제 2-5군은 고콜레스테롤 식이사료(HCD: high-cholesterol diet; D12336; Research Diet Inc., USA) 및 10% fructose가 함유된 음수를 공급하였다(Kwang et al., 2013). 실험동물의 처리군은 다음과 같다.
- 실험동물의 처리군은 다음과 같다. 제1군: 기본사료군(normal diet, ND), 제2군: 콜레스테롤식이사료군 및 PBS 투여군, 제3, 4군: 고콜레스테롤식이 및 PCA 농도별(25, 50 ㎎/㎏ b.w.) 투여군, 제5군: 고콜레스테롤 식이 및 심바스타틴(Simvastatin, Sigma-aldrich) 10 ㎎/㎏ .w.을 12주 동안 매일 경구 투여하였다. 고지혈증을 유발하기 위해 사용된 고콜레스테롤식이 구성은 Table 1과 같다.
- , 2012). 이에 본 연구에서는 고콜레스테롤 혈증에 대한 PCA의 투여가 지질대사와 관련된 주요 장기인 간, 비장, 흉선, 신장 등의 무게변화에 미치는 영향을 측정하였다. 실험결과, PCA 투여군은 고콜레스테롤에 의해서 비정상적으로 증가한 간 및 비장 무게를 정상군 수준으로 크게 회복시켰으며, 고콜레스테롤 식이에 의해 크게 감소한 신장 및 흉선의 무게를 용량의존적으로 다시 회복시켰다(Fig.
대상 데이터
- 실험동물은 4주령의 C57BL/6 생쥐를 중앙실험동물(서울)로부터 구입하여 사용하였다. 동물사육실의 환경은 항온(20 ± 2℃), 항습(50 ± 4%), 12시간 간격(07:00～19:00)의 광주기로 일정한 조건을 유지하고 동물들은 polycarbonate cage에 6마리씩 분리하여 사육하였다.
- 본 실험에 사용된 복분자는 대구 약령시장에서 건조된 것을 구입하여 불순물을 제거하고 세척한 다음 동결건조한 후 분말화하여 사용하였다. 분말화된 시료 중량의 10배량(w/v)의 80% 에탄올로 24시간동안 3회 추출하였으며, 추출액을 여과지(Whatman No.
데이터처리
- 실험 결과는 3회 반복하였으며, 가장 대표적인 실험결과를 평균 ± 표준오차 (mean ± S.E.M)로 나타내었고, 유의 수준은 #p < 0.05, *p < 0.05와 **p < 0.01로 Student t'-test를 실시한 결과를 표시하였다.
이론/모형
- McGowan et al. (1983)의 방법에 준하여 조제된 kit (AM 157S-K,Asan)를 사용하여 실험하였다. 빙냉상에서 효소시약 (lipoprotein lipase 10800 U, glycerol kinase 5.
- Richmond (1976)의 효소법에 의하여 조제된 kit (AM 202-K, Asan)를 사용하여 실험하였다. 빙냉상에서 효소시약(cholesterol esterase 20.
- Reitman-Frankel의 효소법(Reitman and Frankel, 1957) 에 의하여 조제된 kit (AM101-K, 아산)를 사용하여 실험하고, 간세포 손상과 밀접한 관련이 있는 GOT (glutamic oxaloacetic transaminase), AST (Aspartate Aminotransferase), GPT (glutamic pyruvic transaminase), ALT (Alanine Aminotransferase)를 ELISA reader로 측정하여 분석하였다. 먼저 GOT, GPT용 기질액을 1 ㎖씩 취하고 37℃에서 5 분간 방치한 다음 혈청 0.
- 복분자 80% 에탄올 추출물의 PCA 함량을 HPLC 분석방법을 이용하여 산출하였다. PCA 표준물질은 2.
성능/효과
- /day의 용량으로 생쥐에 경구 투여하여 실험 개시일로부터 1주일마다 측정하였고, 실험 종료일까지 체중을 측정하였다. 정상사료를 먹인 생쥐에게는 정상적으로 체중증가가 일어났으나, 12주간의 고콜레스테롤 사료 공급에 의해 고지혈증이 유발된 실험동물에서 체중은 유의적으로 증가하지 않았으며, PCA 투여군과 양성대조군 simvastatin 고지혈증 치료제의 투여군에서도 체중증가가 일어나지 않았다 (Fig. 2).
- 이에 본 연구에서는 고콜레스테롤 혈증에 대한 PCA의 투여가 지질대사와 관련된 주요 장기인 간, 비장, 흉선, 신장 등의 무게변화에 미치는 영향을 측정하였다. 실험결과, PCA 투여군은 고콜레스테롤에 의해서 비정상적으로 증가한 간 및 비장 무게를 정상군 수준으로 크게 회복시켰으며, 고콜레스테롤 식이에 의해 크게 감소한 신장 및 흉선의 무게를 용량의존적으로 다시 회복시켰다(Fig. 3).
- 3). 이는 고콜레스테롤 식이에 대한 주요 장기들의 손상 및 변화에 대하여 PCA의 투여가 매우 효과적임을 보여주는 결과이다.
- 고콜레스테롤 식이를 섭취한 실험군에서 혈중 GOT와 GPT 수치가 정상식이군에 비하여 190.1% 및 363%로 유의적으로 크게 증가함으로써, 본 연구에 사용된 고콜레스테롤 식이 및 처리 조건이 간세포에 손상을 일으켰음을 보여주었다. 이는 고콜레스테롤 식이에 의해 간무게 증가가 일어났던 결과와 함께 콜레스테롤의 과량섭취 및 지질대사의 이상에 지방간 등의 간질환을 일으킨다는 것을 확실히 보여주고 있다.
- 1% 및 363%로 유의적으로 크게 증가함으로써, 본 연구에 사용된 고콜레스테롤 식이 및 처리 조건이 간세포에 손상을 일으켰음을 보여주었다. 이는 고콜레스테롤 식이에 의해 간무게 증가가 일어났던 결과와 함께 콜레스테롤의 과량섭취 및 지질대사의 이상에 지방간 등의 간질환을 일으킨다는 것을 확실히 보여주고 있다. 이러한 조건에서 PCA의 투여는 용량의존적으로 GOT 및 GPT의 혈중 농도를 다시 감소시켰다(Fig.
- 4). 이러한 결과는 PCA의 투여가 고콜레스 테롤 섭취로 증가된 간무게를 다시 감소시켰던 결과와 함께 PCA가 지질대사 이상에 의한 간손상에 유의적인 보호 효과가 있음을 나타낸 것이다. Cha et al.
- (2000)은 쥐에서 분리한 간세포(hepatocyte)를 사염화탄소(CCl4)로 손상시켜 GPT와 GOT의 분비를 증가시켰을 때, 오배자에서 분리한 PCA의 처리가 간세포의 GPT 및 GOT 분비작용에 억제적으로 작용하여 PCA가 간세포 보호작용이 있다고 보고하였다. 이러한 결과는 PCA가 간세포에 직접적으로 효과를 나타내는 것을 의미하며, 체내 투여되었을 때 나타나는 PCA의 간세포 보호 효과가 혈중 지질대사의 기능에 긍정적인 영향을 나타내는 것으로 사료된다.
- Table 2에 나타난 바와 같이, 고지혈증 생쥐의 혈중 지질양은 일반 식이를 한 생쥐에 비하여 총콜레스테롤 95.3%, triglyceride 125%가 증가하여 특히 중성지질의 증가 비율이 높은 것을 확인할 수 있었고, 정상식이에 비하여 혈중 HDL-C 농도가 92.7% 감소하였으며, LDL-C 농도는 809.6% 증가함을 확인할 수 있었다. PCA를 12주간 투여한 실험군에서 총콜레스테롤양과 중성지질의 함량은 고지혈증 식이군과 실험군을 비교하였을 때, 그 차이가 크진 않지만 용량의존적으로 유의적인 감소효과를 나타내었다.
- 6% 증가함을 확인할 수 있었다. PCA를 12주간 투여한 실험군에서 총콜레스테롤양과 중성지질의 함량은 고지혈증 식이군과 실험군을 비교하였을 때, 그 차이가 크진 않지만 용량의존적으로 유의적인 감소효과를 나타내었다. 또한, PCA의 투여는 HDL의 함량을 정상식이군 만큼 높였으며, LDL의 증가를 유의성 높게 감소시켰다.
- PCA를 12주간 투여한 실험군에서 총콜레스테롤양과 중성지질의 함량은 고지혈증 식이군과 실험군을 비교하였을 때, 그 차이가 크진 않지만 용량의존적으로 유의적인 감소효과를 나타내었다. 또한, PCA의 투여는 HDL의 함량을 정상식이군 만큼 높였으며, LDL의 증가를 유의성 높게 감소시켰다. 총지질대사 profile에 대하여 PCA의 결과를 양성대조군으로 사용했던 고지혈증 치료제 simvastatin 실험결과와 비교했을 때, 효능을 나타내는 유의적인 차이면에서 다른 양상을 나타내었다.
- 12주간의 장기간의 simvastatin 의 투여가 오히려 LDL의 혈중 농도를 고콜레스테롤 식이대조군보다 증가시켰다. 이러한 결과와는 달리 PCA의 12주간의 장기 투여는 총콜레스테롤양과 TG 함량 변화가 유의적인 감소를 나타내기는 하지만 simvastatin에 비하여 미비한 반면에, PCA는 HDL의 농도를 올리고, LDL을 낮추는 HDL 및 LDL의 균형을 유지시키는데 크게 효과를 나타내었다. 이러한 결과는 PCA가 혈중 HDL 및 LDL의 균형을 정상으로 회복시켜줌으로써 동맥경화 유발 및 심혈관계 질환에 효과를 나타낼 가능성을 제시할 뿐만 아니라, PCA가 합성의약품 simvastatin의 장기 투여에 대한 효능 및 부작용에 대하여 상호 보완요법으로 사용될 수 있을 가능성을 나타낸다.
후속연구
- 이러한 결과와는 달리 PCA의 12주간의 장기 투여는 총콜레스테롤양과 TG 함량 변화가 유의적인 감소를 나타내기는 하지만 simvastatin에 비하여 미비한 반면에, PCA는 HDL의 농도를 올리고, LDL을 낮추는 HDL 및 LDL의 균형을 유지시키는데 크게 효과를 나타내었다. 이러한 결과는 PCA가 혈중 HDL 및 LDL의 균형을 정상으로 회복시켜줌으로써 동맥경화 유발 및 심혈관계 질환에 효과를 나타낼 가능성을 제시할 뿐만 아니라, PCA가 합성의약품 simvastatin의 장기 투여에 대한 효능 및 부작용에 대하여 상호 보완요법으로 사용될 수 있을 가능성을 나타낸다.
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