본 연구는 꽈리허리노린재(Acanthocoris sordidus) 추출물이 산화적 스트레스에 의해 유발되는 세포와 DNA의 손상 억제력을 조사하였다. 꽈리허리노린재 추출물의 DPPH 유리 라디칼과 수산화 라디칼 제거능은 양성 대조군에 비해 각각 48.9%, 37.8%로 나타났으며, $Fe^{2+}$-chelating 효과는 80.0%로 조사되었다. 꽈리허리노린재 추출물이 활성산소에 의해 유도되는 세포손상에 미치는 억제 효과를 조사하기 위해 지질과산화의 상대적 수준과 p21 단백질의 발현율을 조사해보면 꽈리허리노린재 추출물은 라디칼 처리군에 비해 지질과산화를 거의 완벽하게 억제하고 있으며, p21 단백질의 발현은 대조군의 92.4%로 회복되는 것으로 조사되었다. 또한 꽈리허리노린재 추출물의 DNA 분절화 억제 활성은 대조군에 비해 53.3%로 나타나 산화적 스트레스에 의해 유발되는 DNA 분절화를 효율적으로 억제하고 있으며, H2AX 단백질의 인산화비는 라디칼 처리군의 39.0%에 해당하는 수준으로 조사되어 꽈리허리노린재 추출물은 히스톤 단백질의 인산화를 매우 효율적으로 억제하는 것으로 확인되었다. 이러한 결과로 보아 꽈리허리노린재 추출물은 활성산소에 대한 항산화 효과뿐만 아니라 세포와 DNA의 손상을 억제하는데 효과적인 것으로 사료된다.
본 연구는 꽈리허리노린재(Acanthocoris sordidus) 추출물이 산화적 스트레스에 의해 유발되는 세포와 DNA의 손상 억제력을 조사하였다. 꽈리허리노린재 추출물의 DPPH 유리 라디칼과 수산화 라디칼 제거능은 양성 대조군에 비해 각각 48.9%, 37.8%로 나타났으며, $Fe^{2+}$-chelating 효과는 80.0%로 조사되었다. 꽈리허리노린재 추출물이 활성산소에 의해 유도되는 세포손상에 미치는 억제 효과를 조사하기 위해 지질과산화의 상대적 수준과 p21 단백질의 발현율을 조사해보면 꽈리허리노린재 추출물은 라디칼 처리군에 비해 지질과산화를 거의 완벽하게 억제하고 있으며, p21 단백질의 발현은 대조군의 92.4%로 회복되는 것으로 조사되었다. 또한 꽈리허리노린재 추출물의 DNA 분절화 억제 활성은 대조군에 비해 53.3%로 나타나 산화적 스트레스에 의해 유발되는 DNA 분절화를 효율적으로 억제하고 있으며, H2AX 단백질의 인산화비는 라디칼 처리군의 39.0%에 해당하는 수준으로 조사되어 꽈리허리노린재 추출물은 히스톤 단백질의 인산화를 매우 효율적으로 억제하는 것으로 확인되었다. 이러한 결과로 보아 꽈리허리노린재 추출물은 활성산소에 대한 항산화 효과뿐만 아니라 세포와 DNA의 손상을 억제하는데 효과적인 것으로 사료된다.
Here, we showed that Acanthocoris sordidus extract inhibited both cell and DNA damage caused by oxidative stress. In a radical scavenging assay, the scavenging activity of the A. sordidus extract against 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) and hydroxyl radicals was 48.9% and 37.8%, respectively, th...
Here, we showed that Acanthocoris sordidus extract inhibited both cell and DNA damage caused by oxidative stress. In a radical scavenging assay, the scavenging activity of the A. sordidus extract against 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) and hydroxyl radicals was 48.9% and 37.8%, respectively, that of ascorbic acid, which was used as a positive control. The ferrous iron chelating activity of the A. sordidus extract was 80.0% compared to that when ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) was used a control. To verify the inhibitory effect of the extract on oxidative cell damage induced by reactive oxygen species (ROS), a lipid peroxidation assay was performed. The results showed that peroxidation was completely inhibited in an extract-treated group compared to a radical-treated group. The level of p21 protein expression was 68.1% that of a control sample. The DNA cleavage-inhibiting property of the A. sordidus extract-treated group was 53.3% that of a control group. Moreover, the phosphorylation of the H2AX protein was reduced to 39.0% of that treated with radical agents, indicating that the extract might inhibit the DNA damage that causes radical oxidation. Taken together, our findings suggest that the A. sordidus extract is effective not only in repressing oxidation by free oxygen radicals and hydroxyl radicals but also in decreasing cell and DNA damage caused by oxidative stress.
Here, we showed that Acanthocoris sordidus extract inhibited both cell and DNA damage caused by oxidative stress. In a radical scavenging assay, the scavenging activity of the A. sordidus extract against 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) and hydroxyl radicals was 48.9% and 37.8%, respectively, that of ascorbic acid, which was used as a positive control. The ferrous iron chelating activity of the A. sordidus extract was 80.0% compared to that when ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) was used a control. To verify the inhibitory effect of the extract on oxidative cell damage induced by reactive oxygen species (ROS), a lipid peroxidation assay was performed. The results showed that peroxidation was completely inhibited in an extract-treated group compared to a radical-treated group. The level of p21 protein expression was 68.1% that of a control sample. The DNA cleavage-inhibiting property of the A. sordidus extract-treated group was 53.3% that of a control group. Moreover, the phosphorylation of the H2AX protein was reduced to 39.0% of that treated with radical agents, indicating that the extract might inhibit the DNA damage that causes radical oxidation. Taken together, our findings suggest that the A. sordidus extract is effective not only in repressing oxidation by free oxygen radicals and hydroxyl radicals but also in decreasing cell and DNA damage caused by oxidative stress.
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문제 정의
최근 잡곡재배면적의 증가에 따라 노린재로 인한 건강기능성 물질의 수량과 품질이 크게 떨어져 그 피해는 점점 심각해지고 있어 노린재 방제에 대한 연구는 지속적으로 이루어지고 있으나, 이러한 해충류의 곤충 류로부터 유래되는 생리활성물질에 관한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구는 꽈리허리노린재 추출물의 항산화능을 조사하고 세포와 DNA의 산화적 손상에 미치는 영향을 분석하고자 하였다.
제안 방법
꽈리허리노린재 추출물이 ROS에 의해 유발되는 산화적 세포 손상에 미치는 억제 효과를 분석하기 위하여 MTT 분석, 지질과산화 분석 및 p21 단백질 발현 수준을 분석하였다. MTT 분석에서 세포 생존율은 Fe2+와 H2O2만 처리한 라디칼 처리군의 세포 생존율은 대조군에 비해 71.
꽈리허리노린재 추출물이 산화적 스트레스에 의한 DNA 손상에 미치는 영향은 ΨX-174 RF I plasmid DNA를 사용한 in vitro DNA cleavage 분석을 통해 평가하였다. ΨX-174 RF I plasmid DNA는 대조군에서 supercoiled (SC) DNA로 확인되고 있으나, Fe2+와 H2O2만 처리한 라디칼 처리군에서는 supercoiled plasmid DNA가 DNA의 분절로 인하여 open circular (OC) DNA로 전환되고 있다.
꽈리허리노린재 추출물이 유리 라디칼에 의한 유전정보의 손상을 유발하는 DNA 분절에 미치는 영향을 조사하기 위하여 먼저 ΨX-174 RF I plasmid DNA (New England BioLabs, County Road Ipswich, MA) 분석을 실시하였다. ΨX-174 RF I plasmid DNA 5 μl, 농도별 시료 10 μl, FeSO4 와 H2O2 5μl 를 혼합하여 37℃에서 반응시킨 후 50% glycerol (v/v), 40 mM EDTA, 0.
본 연구에서 꽈리허리노린재 추출물의 항산화활성을 분석하기 위하여 DPPH 유리 라디칼과 수산화 라디칼의 제거 활성 및 Fe2+-chelating 효과를 조사하였다. 꽈리허리노린재 추출물의 DPPH 유리 라디칼 제거능은 양성대조군인 ascorbic acid의 모든 농도별 활성에 비해서는 다소 낮게 나타났으나 시료의 농도가 높아짐에 따라 활성이 증가하여 0.
따라서 활성산소에 의한 산화적 스트레스를 감소시키는 항산화능은 호기성 생물에 있어 질병과 노화에 있어 매우 중요한 의미를 가진다. 본 연구에서는 꽈리허리노린재 추출물의 항산화능 및 산화적 스트레스에 의함 세포와 DNA 손상 억제력을 분석하였다. 최근 연구에 따르면 청동풍뎅이(Anomala alopilosa) 에탄올 추출물의 DPPH 유리 라디칼 소거능은 3 μg/ml의 농도에서 약 90%의 활성을 나타내어 우수한 항산화 효과를 가진다고 하였으며, 풀색꽃무지(Gametis jucunda)와 칠성무당벌레(Coccinella septempunctata)는 추출용매에 상관없이 높은 수산화 라디칼 소거 활성을 가져 혈중 지질과산화 수준을 저하시키는 데 효과적이라고 보고된 바 있다[23].
대상 데이터
본 연구에 사용된 꽈리허리노린재(Acanthocoris sordidus)는 경북 안동시 송천동 주변에서 채집하였으며 Won 등[21]과 Yoon [22]의 연구 자료를 참고하여 동정하였다. 꽈리허리노린재로부터 시료를 추출하기 위하여 공시충을 동결 건조 후 분쇄하여 분말화하였다.
본 연구에 사용한 NIH-3T3 마우스 섬유아 세포주는 한국세포주은행(KRIBB, Taejeon, Korea)에서 분양 받았으며 Dulbecco’s modified eagle medium (DMEM, Gibco Inc., USA)에 10% fetal bovine serum (FBS, Gibco Inc., USA)을 첨가한 배지를 이용하여 37℃, 5% CO2 배양기에서 배양하였다. 꽈리허리 노린재 추출물이 NIH-3T3 세포 생존에 미치는 영향은 MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)- 2,5-diphenyl-tetrazolium bromide) 분석을 통해 실시하였다.
데이터처리
모든 실험은 독립적으로 3회 이상 실시하였으며 각 실험에서 얻어진 결과는 평균±표준오차로 나타내었다. 통계처리는 SPSS version 12.
모든 실험은 독립적으로 3회 이상 실시하였으며 각 실험에서 얻어진 결과는 평균±표준오차로 나타내었다. 통계처리는 SPSS version 12.0로 분석한 후 t-검정을 실시하여 분산과 평균의 동일성 여부를 검정하였으며, 분석결과는 일원분산분석(one way ANOVA)에 의한 Duncan 검정을 실시하여 p값이 0.05 미만일 때 유의한 것으로 간주하였다.
이론/모형
, USA)을 첨가한 배지를 이용하여 37℃, 5% CO2 배양기에서 배양하였다. 꽈리허리 노린재 추출물이 NIH-3T3 세포 생존에 미치는 영향은 MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)- 2,5-diphenyl-tetrazolium bromide) 분석을 통해 실시하였다. NIH-3T3 세포(5×103 cells/well)를 96-well cell plate에 분주한 후 시료, FeSO4, H2O2를 각각 농도별로 처리하여 24시간 배양 후 MTT (Sigma-Aldrich, St.
3). 또한 꽈리허리노린재 추출물이 산화적 스트레스에 의한 p21 단백질의 발현에 미치는 영향을 조사하기 위하여 p21 단백질 발현율 수준을 Western blot에 의해 분석하였다. Fe2+와 H2O2만 처리한 라디칼 처리군의 p21 단백질의 발현 수준은 대조군에 비해 31.
성능/효과
-chelating 효과를 조사하였다. 꽈리허리노린재 추출물의 DPPH 유리 라디칼 제거능은 양성대조군인 ascorbic acid의 모든 농도별 활성에 비해서는 다소 낮게 나타났으나 시료의 농도가 높아짐에 따라 활성이 증가하여 0.1 mg/ml에서 5.3%, 0.5 mg/ml에서 7.0%, 2.5 mg/ml에서 25.2%, 12.5 mg/ml에서 48.9%의 제거 효과를 나타내었다. 또한 수산화 라디칼 제거능은 대조군에 대해 12.
4%의 지질과산화 억제효과를 보였다. 따라서 꽈리허리노린재 추출물은 세포에 대한 독성을 가지지 않으면서 활성산소에 의한 체내 과산화물의 생성을 감소시키는 데에 매우 효과적인 것으로 나타났다.
또한 2차 산화물의 생성을 억제하고 세포의 비정상적인 증식을 조절하는 것으로 알려진 p21 단백질의 발현 수준을 증가시켰으며 활성산소에 의한 DNA 분절화를 감소시키고 DNA의 손상을 억제시키는 것으로 조사되었다. 따라서 본 연구의 꽈리허리노린재 추출물은 산화적 스트레스로 인한 생체 독성으로부터 세포와 DNA를 보호하는 데 매우 효과적일 것으로 사료된다.
본 연구를 요약하자면 꽈리허리노린재 추출물은 유리 라디칼과 수산화 라디칼 제거능은 다소 낮았으나 Fenton 반응에 의한 라디칼 생성을 억제하는데 매우 효과적인 것으로 나타났다. 또한 2차 산화물의 생성을 억제하고 세포의 비정상적인 증식을 조절하는 것으로 알려진 p21 단백질의 발현 수준을 증가시켰으며 활성산소에 의한 DNA 분절화를 감소시키고 DNA의 손상을 억제시키는 것으로 조사되었다. 따라서 본 연구의 꽈리허리노린재 추출물은 산화적 스트레스로 인한 생체 독성으로부터 세포와 DNA를 보호하는 데 매우 효과적일 것으로 사료된다.
본 연구를 요약하자면 꽈리허리노린재 추출물은 유리 라디칼과 수산화 라디칼 제거능은 다소 낮았으나 Fenton 반응에 의한 라디칼 생성을 억제하는데 매우 효과적인 것으로 나타났다. 또한 2차 산화물의 생성을 억제하고 세포의 비정상적인 증식을 조절하는 것으로 알려진 p21 단백질의 발현 수준을 증가시켰으며 활성산소에 의한 DNA 분절화를 감소시키고 DNA의 손상을 억제시키는 것으로 조사되었다.
산화적 세포 손상에 대한 기존의 연구에서 Heo 등[5]은 칠성무당벌레(Coccinella septempunctata)와 무당벌레(Harmonia axyridis) 추출물의 경우 시간에 따른 산화 속도의 차이는 있으나 메탄올 추출물에서 가장 높은 활성을 보여 지질과산화 억제에 유효하다고 한 바 있다. 본 연구에서 꽈리허리노린재 추출물이 세포의 산화적 손상에 미치는 영향을 조사한 결과 라디칼 처리군의 세포는 70.7%의 생존율을 보여주고 있으나, 시료를 처리한 실험군에서는 96.9%의 세포 생존율을 보였으며, 12.5 mg/ml 농도에서 92.4%의 지질과산화 억제효과를 보였다. 따라서 꽈리허리노린재 추출물은 세포에 대한 독성을 가지지 않으면서 활성산소에 의한 체내 과산화물의 생성을 감소시키는 데에 매우 효과적인 것으로 나타났다.
또한 방아깨비(Acrida cinerea cinerea)와 호랑나비(Papilio xuthus)의 경우 물 추출물에서 가장 우수한 chelating 효과를 보여 활성산소에 의한 생체 손상을 감소시킨다고 알려져 있다[18]. 본 연구에서도 꽈리허리노린재 추출물의 DPPH 유리 라디칼과 수산화 라디칼 제거능은 다소 낮았으나 Fe2+-chelating 효과는 시료의 농도가 높아짐에 따라 증가되어 12.5 mg/ml에서 80% 이상의 활성을 보여주고 있어 꽈리허리리노린재 추출물이 Fenton 반응에 의한 활성산소의 생성을 억제하는 데 효과적인 것으로 확인되었다.
또한 Jeong 등[9]은 DNA 이중나선의 분절에 의한 히스톤 단백질의 변이 중 하나인 phospho-H2AX의 발현에 대하여 보리(Hordeum vulgare) 씨앗에서 정제된 3,4-dihydroxybenzal-dehyde는 200 μg/ml에서 80%의 H2AX 인산화비 억제율을 보여 DNA의 인산화를 감소시키는 데 매우 효과적이라 시사한 바 있다. 본 연구의 꽈리허리노린재 추출물도 NIH 3T3 세포 염색체에서 DNA 손상 빈도가 라디칼 처리군에 비해 약 60.9%의 억제 효과를 나타내고 있어 산화적 스트레스에 의한 DNA의 손상을 억제하는데 효과적일 것으로 생각된다.
2). 이러한 조건에서 꽈리허리노린재 추출물을 처리하였을 때 지질과산화 억제능은 0.1 mg/ml에서 75.4%, 0.5 mg/ml에서 80.3%, 2.5 mg/ml에서 89.8%, 12.5 mg/ml에서 92.4%로 농도가 높아짐에 따라 억제능이 증가하는 경향을 나타내었다(Fig. 3).
ΨX-174 RF I plasmid DNA는 대조군에서 supercoiled (SC) DNA로 확인되고 있으나, Fe2+와 H2O2만 처리한 라디칼 처리군에서는 supercoiled plasmid DNA가 DNA의 분절로 인하여 open circular (OC) DNA로 전환되고 있다. 이러한 조건에서 시료를 처리하였을 때 supercoiled plasmid DNA는 0.1 mg/ml에서 6.0%, 0.5 mg/ml에서 17.4%, 2.5 mg/ml에서 25.0%, 12.5 mg/ml에서 53.3% 수준으로 조사되어 시료의 농도가 높아질수록 supercoiled plasmid DNA로부터 open circular plasmid DNA로 전환되는 것을 억제시키는 것으로 나타났다(Fig. 5).
6). 즉, 이러한 결과는 꽈리허리노린재 추출물을 처리하였을 경우 NIH 3T3 세포 염색체에서 DNA 손상 빈도가 라디칼 처리군에 비해 약 60.9%의 억제 효과를 나타낼 것으로 분석되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
꽈리허리노린재에 대해서 현재 진행되지 않고 있는 연구 내용은 무엇인가?
본 연구의 소재인 꽈리허리노린재(Acanthocoris sordidus)는 허리노린재과의 곤충으로 줄기에 뾰족한 침을 박고 즙액을 빨아먹어 고추나 고구마 등의 생육을 저해하고 탄저병 포자를 타작물에 전염시키는 해충이다. 최근 잡곡재배면적의 증가에 따라 노린재로 인한 건강기능성 물질의 수량과 품질이 크게 떨어져 그 피해는 점점 심각해지고 있어 노린재 방제에 대한 연구는 지속적으로 이루어지고 있으나, 이러한 해충류의 곤충류로부터 유래되는 생리활성물질에 관한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구는 꽈리허리노린재 추출물의 항산화능을 조사하고 세포와 DNA의 산화적 손상에 미치는 영향을 분석하고자 하였다.
꽈리허리노린재는 무엇인가?
본 연구의 소재인 꽈리허리노린재(Acanthocoris sordidus)는 허리노린재과의 곤충으로 줄기에 뾰족한 침을 박고 즙액을 빨아먹어 고추나 고구마 등의 생육을 저해하고 탄저병 포자를 타작물에 전염시키는 해충이다. 최근 잡곡재배면적의 증가에 따라 노린재로 인한 건강기능성 물질의 수량과 품질이 크게 떨어져 그 피해는 점점 심각해지고 있어 노린재 방제에 대한 연구는 지속적으로 이루어지고 있으나, 이러한 해충류의 곤충류로부터 유래되는 생리활성물질에 관한 연구는 전무한 실정이다.
꽈리허리노린재 추출물의 항산화활성 분석을 위해 DPPH 유리 라디칼 제거능을 확인한 결과는 어떠했는가?
본 연구에서 꽈리허리노린재 추출물의 항산화활성을 분석하기 위하여 DPPH 유리 라디칼과 수산화 라디칼의 제거 활성 및 Fe2+-chelating 효과를 조사하였다. 꽈리허리노린재 추출물의 DPPH 유리 라디칼 제거능은 양성대조군인 ascorbic acid의 모든 농도별 활성에 비해서는 다소 낮게 나타났으나 시료의 농도가 높아짐에 따라 활성이 증가하여 0.1 mg/ml에서 5.3%, 0.5 mg/ml에서 7.0%, 2.5 mg/ml에서 25.2%, 12.5 mg/ml에서 48.9%의 제거 효과를 나타내었다. 또한 수산화 라디칼 제거능은 대조군에 대해 12.
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