본 연구는 건강보조제 및 약제로서 전신의 염증반응 및 여러 약리적 효능을 가지고 있는 홍삼이 국소적인 안면 통증의 완화에 영향을 끼치는지에 관해 조사하였다. 실험동물은 4그룹으로 대조군(n=6)과 5% 포르말린 주입군(n=6), 5% 포르말린+D.W. 주입군, 홍삼(4.5 ml)(n=6) 복용군으로 나누어 45분간 안면을 긁거나 문지르는 행위를 계수하여 비교하였다. 홍삼 복용군에서 포르말린 주입군에 비해 유의하게 긁거나 문지르는 행위가 줄어들었으며, 15분부터 통증완화효과가 증가되기 시작되어 30분까지 유의한 효과를 보였다. 홍삼투여군에 대한 단백질정량분석 (western blot)으로 통증유발기전에 연관되는 염증과 항산화, NO생성에 관련된 신호전달 단백질 p38 MAPK와 iNOS, Nrf2를 뇌, 연수에서 활성정도를 비교한 결과 감소하는 경향을 확인할 수 있었다. 이상의 결과들은 홍삼이 전신적 약리효과 뿐만 아니라 국소적인 염증, 통증완화에도 효능이 있음 나타낸다.
본 연구는 건강보조제 및 약제로서 전신의 염증반응 및 여러 약리적 효능을 가지고 있는 홍삼이 국소적인 안면 통증의 완화에 영향을 끼치는지에 관해 조사하였다. 실험동물은 4그룹으로 대조군(n=6)과 5% 포르말린 주입군(n=6), 5% 포르말린+D.W. 주입군, 홍삼(4.5 ml)(n=6) 복용군으로 나누어 45분간 안면을 긁거나 문지르는 행위를 계수하여 비교하였다. 홍삼 복용군에서 포르말린 주입군에 비해 유의하게 긁거나 문지르는 행위가 줄어들었으며, 15분부터 통증완화효과가 증가되기 시작되어 30분까지 유의한 효과를 보였다. 홍삼투여군에 대한 단백질정량분석 (western blot)으로 통증유발기전에 연관되는 염증과 항산화, NO생성에 관련된 신호전달 단백질 p38 MAPK와 iNOS, Nrf2를 뇌, 연수에서 활성정도를 비교한 결과 감소하는 경향을 확인할 수 있었다. 이상의 결과들은 홍삼이 전신적 약리효과 뿐만 아니라 국소적인 염증, 통증완화에도 효능이 있음 나타낸다.
The effects of korean red ginseng (KRG) extracts on orifacial pain control in terms of the systemic inflammatory response and pharmacological effects as health supplements were investigated. The experimental group were divided into three groups, the control group (n=6), formalin (5%, $50{\mu}{\...
The effects of korean red ginseng (KRG) extracts on orifacial pain control in terms of the systemic inflammatory response and pharmacological effects as health supplements were investigated. The experimental group were divided into three groups, the control group (n=6), formalin (5%, $50{\mu}{\ell}$) injection group (n=6), and formalin (5%, $50{\mu}{\ell}$) injection added KRG administrated group (4.5 ml/kg, n=6). The KRG administrated group prior to the formalin injection significantly attenuated the behavioral response compared to that of the control group. Pain reduction was suppressed mainly from 15 min to 30 min. The KRG administrated rats showed significantly reduced p38 MAPK, iNOS and Nrf2 expression in the brain and medulla oblongata according to Western blot analysis. These findings suggest that KRE may have a useful effect on orificial pain control functions by preventing the p38 MAPK pathway.
The effects of korean red ginseng (KRG) extracts on orifacial pain control in terms of the systemic inflammatory response and pharmacological effects as health supplements were investigated. The experimental group were divided into three groups, the control group (n=6), formalin (5%, $50{\mu}{\ell}$) injection group (n=6), and formalin (5%, $50{\mu}{\ell}$) injection added KRG administrated group (4.5 ml/kg, n=6). The KRG administrated group prior to the formalin injection significantly attenuated the behavioral response compared to that of the control group. Pain reduction was suppressed mainly from 15 min to 30 min. The KRG administrated rats showed significantly reduced p38 MAPK, iNOS and Nrf2 expression in the brain and medulla oblongata according to Western blot analysis. These findings suggest that KRE may have a useful effect on orificial pain control functions by preventing the p38 MAPK pathway.
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문제 정의
현대에 통증 진통제로 주로 사용되고 있는 Non-Steroidal Anti-Inflammatory Agnets (NSAIDs)는 뛰어난 진통효과가 있는 반면 졸음, 호흡억제, 구토 외에도 위장관 장애, 신장기능 저하, 고혈압 등의 부작용을 가지고 있다[13]. 본 연구의 목적은 이러한 진통제에 의한 부작용을 줄일 수 있는 천연물질의 발견과 대체물질로서의 가능성을 연구하고자 하였다. 선행연구의 효과를 기반으로 이번 연구에서는 국소의 통증관련 동물모델을 이용[14]하여 홍삼추출물이 자유운동을 하고 있는 쥐의 염증유발 부위의 긁거나 문지르는 이상행동을 계수하여 측정하는 통증지표[15]와 중추신경계의 중요한 통증조절인 연수와 뇌에서 통증 및 염증관련 p38 MAPK 신호전달과 iNOS, Nrf2의 항산화를 통한 통증 개선효과를 연구하였다.
제안 방법
5 ㎕를 로딩하고 전기영동의 전압과 시간을 gel의 %에 따라 조절하여 2～3시간 실시하였고, transfer는 2시간 실시하였다. 5% skim milk로 블로킹 후 1차 Ab를 4℃에서 24～48시간동안 반응시켰으며, 0.1% Tween 20 (PBST)로 수세하고 2차 Ab를 2시간 실온부착 한 뒤 발현은 ECL prime (Amersham Pharmacia Biotech, Buckinghamshire, UK)을 이용하여 현상하였다. vivisio Works Image Software (UVP, Cambridge, UK)를 이용하여 발현된 정도를 정량화했다.
(distilled water) 투여군 (vehicle), 홍삼추출액 투여군 구분하였다. vehicle과 홍상추출액은 1.5 ml 3일간 경구투여하였고, 3일째 마지막투여 30분 후 formalin을 안면부에 주입하였다.
1% Tween 20 (PBST)로 수세하고 2차 Ab를 2시간 실온부착 한 뒤 발현은 ECL prime (Amersham Pharmacia Biotech, Buckinghamshire, UK)을 이용하여 현상하였다. vivisio Works Image Software (UVP, Cambridge, UK)를 이용하여 발현된 정도를 정량화했다. 샘플의 단백질 절대량을 의미하는 House keeping gene 인 β-actin으로 각 신호전달 단백질의 양을 보정하여 수치화하고, navie그룹의 단백질 발현량을 1로 기준화하여 그룹간의 단백질 발현량의 차이를 비교하였다.
적출한 연수, 뇌조직에서 단백질을 추출하기 위해 4℃에서 protein extraction solution (Intron Biotechnology, Gyeonggi-do, Korea)를 이용하여 균질화 하였으며, 13000 rpm에 10분 원심 후 찌꺼기와 상층액을 분리했다. 단백질 농도조절은 protein assay Kit (Bio,Rad, Hercules, CA, USA)를 이용하여 X-ma Spectrophotometer (Human Cor. Korea)로 흡광도를 측정하여 조절하였다. 농도조절을 한 단백질을 10～12%의 sodium dodecyl sulfate-polyacrylaminde gel에 18.
홍삼추출물 투여 30분 후 5% 포르말린 (50 ㎕)을 실험 동물의 안면부 주입하였고, 안면부 행위반응이 증가하기 시작하는 시점인 15분에 조직적출을 시행하였다. 동물의 마취는 장기 적출 전 20% urethane (1.5 ml)으로 복강마취 후 뇌로 가는 혈류를 차단하기 위해 경동맥을 절개하여 혈액을 제거하였고 두개골을 절개하여 뇌와 연수를 적출하였다. 실험분석 전까지는 –70℃ 냉동고 (Nihon Freezer, NF-400SF, Japan)에 보관분석하였다.
샘플의 단백질 절대량을 의미하는 House keeping gene 인 β-actin으로 각 신호전달 단백질의 양을 보정하여 수치화하고, navie그룹의 단백질 발현량을 1로 기준화하여 그룹간의 단백질 발현량의 차이를 비교하였다.
본 연구의 목적은 이러한 진통제에 의한 부작용을 줄일 수 있는 천연물질의 발견과 대체물질로서의 가능성을 연구하고자 하였다. 선행연구의 효과를 기반으로 이번 연구에서는 국소의 통증관련 동물모델을 이용[14]하여 홍삼추출물이 자유운동을 하고 있는 쥐의 염증유발 부위의 긁거나 문지르는 이상행동을 계수하여 측정하는 통증지표[15]와 중추신경계의 중요한 통증조절인 연수와 뇌에서 통증 및 염증관련 p38 MAPK 신호전달과 iNOS, Nrf2의 항산화를 통한 통증 개선효과를 연구하였다.
실험동물의 오른쪽 수염부 피하 Fig. 1에 5% formalin (50㎕)을 인슐린주사기(0.25 mm * 8 mm)를 이용하여 주입하였고, 주입 직 후부터 5분단위로 누적하여 총 45분간 행위반응을 관찰하였다. 약물이 주입된 안면부를 문지르거나 긁는 행위를 통증 지표로 간주하였다.
25 mm * 8 mm)를 이용하여 주입하였고, 주입 직 후부터 5분단위로 누적하여 총 45분간 행위반응을 관찰하였다. 약물이 주입된 안면부를 문지르거나 긁는 행위를 통증 지표로 간주하였다.
2과 같은 결과로 나타났다. 포르말린의 주입은 안면부의 통증행위반응을 약 300회로 증가시켰고, D.W. (vehicle)은 홍삼추출물과 비교하기 위하여 투여하였으며, 통증행위반은 약 270회로 거의 영향을 미치지 않았다. 그러나 홍삼추출액 투여군은 통증행위반응이 약 120회로 나타났으며, D.
홍삼추출물 투여 30분 후 5% 포르말린 (50 ㎕)을 실험 동물의 안면부 주입하였고, 안면부 행위반응이 증가하기 시작하는 시점인 15분에 조직적출을 시행하였다. 동물의 마취는 장기 적출 전 20% urethane (1.
대상 데이터
홍삼추출물은 정관장 ㈜한국인삼공사에서 주문하여 구입하였다. 6년근 홍삼 30지 (600 g)을 11,000 mL의 물을 넣고 24시간 열수 추출하였고, 홍삼성분은 1 mg/g으로 함유되어 있다.
2.1 실험대상
실험동물은 Sprague-Dawley계 수컷 흰쥐(240~280 g)를 효창사이언스(대구)에서 공급받아 사용하였다. 일주일 간 동의대학교 동물실에서 적응하면서 12시간 주/야 순환주기 및 23-24℃의 일정한 환경을 유지하면서 물과 사료는 자유로이 공급하였다.
홍삼추출물은 정관장 ㈜한국인삼공사에서 주문하여 구입하였다. 6년근 홍삼 30지 (600 g)을 11,000 mL의 물을 넣고 24시간 열수 추출하였고, 홍삼성분은 1 mg/g으로 함유되어 있다.
성능/효과
4에 나타내었다. Nrf2의 경우 대조군값을 1로 놓고 대비하여 포르말린 주입군은 1.58, 포르말린+D.W. 주입군에서 1.27, iNOS의 경우에는 각각 1.37, 1.20로 발현도가 증가하였으며 (4.5 ml)을 홍삼을 복용한 군에서는 Nrf2가 1.10, iNOS가 0.73으로 발현도가 유의하게 감소하였다[Fig. 4A,B]. p38의 경우는 대조군에 비해 formalin 주입군과 비교하여 차이가 없었다[Fig.
5A]. iNOS, p38 MAPK의 발현도는 대조군에 비해 포르말린 주입군의 발현도는 각 1.12, 1.11로 약간 상승하는 경향을 보였고, 홍삼 복용군의 발현정도는 각 0.48, 0.92으로 감소하는 경향을 나타내었다[Fig. 5B,C].
이는 p38 MAPK가 염증조절과 더불어 통증조절에도 매우 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있다. 우리의 실험에서는 홍삼투여군의연수에서 상당히 통증발현물질인 p38 MAPK가 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 통증조절이 p38 MAPK 신호전달에 의해 조절됨을 시사한다.
이러한 p38 MAPK 신호전달과 밀접한 연관이 있는 iNOS, Nrf2를 연수와 뇌에서의 발현정도를 비교한 결과 두 조직모두에서 포르말린 주입군에 비해 홍삼 복용군의 p38 MAPK, iNOS, Nrf2의 발현정도가 유의하게 감소하는 것을 볼 수 있었다. 홍삼추출물은 항산화작용을 활성화하여 통증관련 물질분비를 조절하였을 것이다.
이상의 실험 결과를 종합해 볼 때 국소적 안면통증유발은 홍삼에 의해 통증의 크기조절의 가능성을 있음을 알 수 있었으며, 통증, 염증조절인자인 p38 MAPK, iNOS, Nrf2도 발현도 감소한 것으로 보아 홍삼을 이용한 국소적 안면부염증성 통증 환자를 위한 통증조절 대안물질로서의 가능성이 있을 것으로 사료된다.
이에 따라 포르말린에 의해 유발된 동물모델을 사용한 대조군, 포르말린 주입군, D.W. 복용군, 홍삼 복용군 간의 시간별 긁거나 문지르는 통증행위반응를 계수하여 비교한 결과에서 포르말린 주입군에서 통증행위반응이 대조군에 비하여 증가하였고, 15분부터 통증완화 효과가 시작되어 30분까지 지속되었다. 이는 홍삼이 급성의 안면통증크기조절의 가능성을 보여준다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
진세노사이드는 어떻게 분류되는가?
홍삼의 구성성분인 사포닌(saponin)의 종류인 진세노사이드 (ginsenoside)와 엘루테로사이 (eleutheroside)는 여러 약리작용 나타낸다. 진세노사이드는 protopanaxadiol-type와 protopanaxatriol-type으로 나뉘어진다. 홍삼은 Rg3, Rg5, Rg1,Rk1 진세노사이드를 함유하고 있으며 이는 비만, 당뇨, 알레르기 같은 생물학적 활성에 있어서 효과가 있다고 보고되었다[1].
홍삼이란 무엇인가?
홍삼은 우리나라에서 인지도가 높은 건강보조식품 중 하나로 두릅나무과에 속하는 다년생 초본식물이다. 홍삼의 구성성분인 사포닌(saponin)의 종류인 진세노사이드 (ginsenoside)와 엘루테로사이 (eleutheroside)는 여러 약리작용 나타낸다.
국소적 염증을 유도하는 물질은 무엇인가?
이러한 전신적 약리효과를 입증하는 선행조사는 많았으나 홍삼의 국소적 효능에 관한 연구는 부족한 실정이다. 국소의 염증유발물질로는 포르말린 (formalin), 캡사이신(capsaicin), 지질다당류(LPS)가 주로 사용되며, 그 외에도 대장염을 일으키는 dextran sodium sulfate (DSS), 2,4,6-trinitrobenzene sulfonic acid (TNBS), Helicobacter 등이 있다. 이러한 물질들은 염증을 유발시키고자 하는 부위에 주입하여 국소적 염증을 유도하게 된다[9].
참고문헌 (24)
S. Y. Yu, B . R. Yoon, Y. J. LEE, J. S. lee, H. D. Hong, Y. C. Lee, Y. C. Kim, C. W. Cho, K. T. Kim, O. H. Lee, "Inhibitory Effect of High Temperature- and High Pressure-Treated Red Ginseng on Exercise-Induced Oxidative Stress in ICR Mouse", Nutrients, 6(3), 1003-1015, 2014 DOI: http://dx.doi.org/10.5142/jgr.2011.35.1.104
J. Y. Kim, J. J. Kim, H. J. Kim, "Effect of Oral Administration of Korean Red Ginseng on Influenza A (H1N1) Virus Infection",J. GinsengRes, 35, 104-11, 2011 DOI: http://dx.doi.org/10.5142/jgr.2011.35.1.104
V. K. Wong, S. S. Cheung, T. Li, Z.H. Jiang, J. R. Wang, H. Dong, X. Q. Yi, H. Zhou, L. Liu, "Asian ginseng extract inhibits in vitro and in vivo growth of mouse Lewis lung carcinoma via modulation of ERK-p53 and NF-kappaB", signaling J Cell Biochem, 111, 899-910, 2010 DOI: http://dx.doi.org/10.1002/jcb.22778
B. J. Park, Y. S. Lim, H. J. Lee, W. S. Eum, J. Park, K. H. Han, S. Y. Choi, K .S. Lee, " Anti-oxidative effects of Phellinuslinteus and red ginseng extracts on oxidative stress-induced DNA damage", BMB Rep, 42, 500-505, 2009 DOI: http://dx.doi.org/10.5483/BMBRep.2009.42.8.500
J. Sung, K. H. Han, J. H. Zo, H. J. Park, C. H. Kim, B. H. Oh, "Effects of red ginseng upon vascular endothelial function in patients with essential hypertension", Am J Chin Med, 8, 205-216, 2000 DOI: http://dx.doi.org/10.1142/S0192415X00000258
Y. S. Kwak, J. S. Kyung, J. S. Kim, J. Y. Cho, M. H. Rhee, "Anti-hyperlipidemic effects of red ginseng acidicpolysaccharide from Korean red ginseng", Biol Pharm Bull, 33, 468-472, 2010 DOI: http://dx.doi.org/10.1248/bpb.33.468
Y. R. Jin, J. Y. Yu, J. J. Lee, S. H. You, J. H. Chung, J. Y. Noh, J. H. Im, X. H. Han, T. J. Kim, K. S. Shin, "Antithrombotic and antiplatelet activities of Korean red ginseng extract", Basic Clin Pharmacol Toxicol, 100, 170-175, 2007 DOI: http://dx.doi.org/10.1111/j.1742-7843.2006.00033.x
S. H. Abdel-Aziem, A. Mosaad, K. Gamil, A. A. El-Kady, A. A. El-Nekeety, K. W. Nam, "Therapeutic Effects of Korean Red Ginseng Extract in Egyptian Patients with Chronic Liver Diseases", J. Ginseng Res, 35, 69-79, 2011 DOI: http://dx.doi.org/10.5142/jgr.2011.35.1.069
J. R. Maxwell, W. A. Brown, C. L. Smith, F. R. Byrne, J. L. Viney, "Methods of inducing inflammatory bowel disease in mice", Curr Protoc Pharmacol, Chapter 5, Unit 5.58, 2009
M. Naseri, F. Mojab, M. Khodadoost, M. Kamalinejad, A. Davati, R. Choopani, A. Hasheminejad, Z. Bararpoor, S. Shariatpanahi, M. Emtiazy, "The Study of Anti-Inflammatory Activity of Oil-Based Dill (Anethumgraveolens L.) Extract Used Topically in Formalin-Induced Inflammation Male Rat Paw", Iran J Pharm Res, 11(4), 1169-1174, 2012
M.J. Bak , S. G Hong , J. W. Lee, W. S. Jeong, "Red Ginseng Marc Oil Inhibits iNOS and COX-2 via NF $\kappa$ B and p38 Pathways in LPS-Stimulated RAW 264.7 Macrophages", Molecules, 17(12), 13769-13786, 2012 DOI: http://dx.doi.org/10.3390/molecules171213769
J. U. Yun, "A Study of Anti-inflammatory effects from Natural product", Department of Life ScienceThe Graduate School, Gachon University, 2013
H. K. Cho, K. W. Kim, Y. M. Jeong, H. S. Lee, Y. J. Lee, S. H. Hwang, "Efficacy of Ketamine in Improving Pain after Tonsillectomy in Children: Meta-Analysis", PLoS One, 9(6), 101259, 2014, doi: 10.1371/journal.pone.0101259 DOI: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0101259
A. Krzyzanowska, C. Avendano, "Behavioral testing in rodent medels of orofacial neuropathic and inflammatory pain", Brain and Behavior, 2(5), 678-697, 2012 DOI: http://dx.doi.org/10.1002/brb3.85
H. S. Choi, J. S. Ju, H. J. Lee, B. C. Kim, J. S. Park, D. K. Ahn, "effects of intracisternal infection of interleukin-6 on nociceptive jaw opening reflex and orofacial formalin test in freely moving rats", Brain research Bulletin, 59(5), 365-370, 2003 DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0361-9230(02)00931-0
S. H Kim, Y. J. Chung, "Antidiabetic Effect of Korean Red Ginseng by Different Processing Method in Streptozotocin-Induced Diabetic Rats", Department of Food and Nutrition Graduate School Chungnam National University, 2008
S. J. Seo, J. Y. Cho, Y. H. Jeong, Y. S. Choi, "The anti-obesity effects of the dietary combination of fermented red ginseng with levan in high fat diet mouse model", Phytother Res, 28(4), 617-22, 2014 DOI: http://dx.doi.org/10.1002/ptr.5042
H. Nishijo, T. Uwano, Y. M. Zhong, T. Ono, "Proof of the mysterious efficacy of ginseng: basic and clinical trials: effects of red ginseng on learning and memory deficits in an animal model of amnesia", J Pharmacol Sci, 95(2), 145-52, 2004 DOI: http://dx.doi.org/10.1254/jphs.FMJ04001X3
Y. I. Kim, K. J. kim, "Effects of Korean Red Ginseng Extract on Neuropathic Pain Induced by Chronically Constrictive Ligatures of the Sciatic Nerve in the Rat", chungnam medical journal, 22, No.2, 1995
R. R. Ji, R. W. Gereau 4th, M. Malcangio, G. R. Strichartz, "MAP kinase and pain", Brain Res Rev, 60(1), 135-148, 2009 DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.brainresrev.2008.12.011
E. D. Crown, Y. S. Gwak, Z. Ye, K. M. Johnson, C. E. Hulsebosch, "Activation of p38 MAP kinase is involved in central neuropathic pain following spinal cord injury", Exp Neurol, 213(2), 257-67, 2008 DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.expneurol.2008.05.025
Y. K. Kim, K. Y. Hyun, M. H. Joo, B. M. Jin, M. K. lee, "Effect of Samultang in Formalin-induced Orofacial Pain", Journal of Korean Society of Oral Health Science, 1, 117-125, 2013 DOI: http://dx.doi.org/10.5668/JEHS.2013.39.2.117
T. Nguyen, P. Nioi, C. B. Pickett, "The Nrf2-Antioxidant ResponseElement Signaling Pathway andIts Activation by Oxidative Stress", J. Biol. Chem, 284, 13291-13295, 2009 DOI: http://dx.doi.org/10.1074/jbc.R900010200
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