은행속에 속하는 산청목은 중국과 한국 북동부지역에 널리 분포하는 자생 식물로 전통적으로 항염증제로 사용되었으며 현재까지 항우울에 대한 효능과 그에 대한 면역변화에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구실에서는 100, 200, 그리고 400 mg/kg 농도의 산청목추출물을 실험쥐에게 경구투여를 실행하였으며 강제수영실험을 통하여 항우울효과를 평가 그리고 혈 중 코티솔, ACTH, 그리고 사이토카인의 농도를 측정하였다. 실험 결과 실험쥐에 경구투여한 산청목 투입량이 증가함에 따라 강제수영실험에서의 행동불능시간이 감소하였으며 수중공포에 의해 분비유도된 사이토카인 농도 또한 감소함을 볼 수 있었다. 특히 코티솔, IL-6 과 $IL-1{\beta}$농도가 산청목 투입군에서 유의하게 감소함을 알 수 있었다. 산청목 경구투여군에서의 부동시간의 감소와 전염증성 사이토카인의 저하를 종합하여 볼 때 산청목의 항염증 효능으로 인한 작용에 의하여 강제수영 실험에서 항우울효과가 발현했다고 간주된다.
은행속에 속하는 산청목은 중국과 한국 북동부지역에 널리 분포하는 자생 식물로 전통적으로 항염증제로 사용되었으며 현재까지 항우울에 대한 효능과 그에 대한 면역변화에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구실에서는 100, 200, 그리고 400 mg/kg 농도의 산청목추출물을 실험쥐에게 경구투여를 실행하였으며 강제수영실험을 통하여 항우울효과를 평가 그리고 혈 중 코티솔, ACTH, 그리고 사이토카인의 농도를 측정하였다. 실험 결과 실험쥐에 경구투여한 산청목 투입량이 증가함에 따라 강제수영실험에서의 행동불능시간이 감소하였으며 수중공포에 의해 분비유도된 사이토카인 농도 또한 감소함을 볼 수 있었다. 특히 코티솔, IL-6 과 $IL-1{\beta}$농도가 산청목 투입군에서 유의하게 감소함을 알 수 있었다. 산청목 경구투여군에서의 부동시간의 감소와 전염증성 사이토카인의 저하를 종합하여 볼 때 산청목의 항염증 효능으로 인한 작용에 의하여 강제수영 실험에서 항우울효과가 발현했다고 간주된다.
Acer tegmentosum Maxim (AT) is a species of the maple genus, which is native to North-Eastern China and Korea. Traditionally, AT has been already used for pain relief in Korea. On the other hand, its antidepressant-like activity and related molecular mechanisms is not completely understood. Using th...
Acer tegmentosum Maxim (AT) is a species of the maple genus, which is native to North-Eastern China and Korea. Traditionally, AT has been already used for pain relief in Korea. On the other hand, its antidepressant-like activity and related molecular mechanisms is not completely understood. Using the Forced Swimming Test (FST), the effects of a subacute treatment with AT(100, 200, and 400 mg/kg, p.o.) on the immobility and FST-induced changes to the immune parameters, cortisol, ACTH, and cytokine, in rats were investigated. The tendency of immobility showed a dose-dependent decrease in FST. The levels of cortisol, IL-6 and $IL-1{\beta}$ in the peripheral blood were increased significantly after FST exposure. Overall, these results suggest that AT treatment can decrease the immobility time and the release of pro-inflammatory cytokines in the FST, suggesting that the anti-inflammatory effects of AT might be involved in the antidepressant-like effect.
Acer tegmentosum Maxim (AT) is a species of the maple genus, which is native to North-Eastern China and Korea. Traditionally, AT has been already used for pain relief in Korea. On the other hand, its antidepressant-like activity and related molecular mechanisms is not completely understood. Using the Forced Swimming Test (FST), the effects of a subacute treatment with AT(100, 200, and 400 mg/kg, p.o.) on the immobility and FST-induced changes to the immune parameters, cortisol, ACTH, and cytokine, in rats were investigated. The tendency of immobility showed a dose-dependent decrease in FST. The levels of cortisol, IL-6 and $IL-1{\beta}$ in the peripheral blood were increased significantly after FST exposure. Overall, these results suggest that AT treatment can decrease the immobility time and the release of pro-inflammatory cytokines in the FST, suggesting that the anti-inflammatory effects of AT might be involved in the antidepressant-like effect.
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문제 정의
그리고 본래 우울증세와 관련된 전염증성사이토카인이 증가하면 HPA-axis에서 코티솔이 과다 생성되고 과다생성된 코티솔은 사이토카인에 대한 음의 피드백 역할을 수행한다[17,18]. 그런데 본 실험에서 산청목투입 실험군의 사이토카인과 코티솔 함량이 둘 다 줄어드는 결과를 보인 것을 고려하여 볼 때 산청목추출물이 스트레스성 염증에 대한 저항력을 높여 HPA-axis의 항상성유지에 도움을 주었다고 생각하는 바이다.
따라서 본 연구는 짧은 시간 급격한 스트레스를 주는 강제수영실험을 통하여 급격히 allostatic load를 증가시켜 발생하는 생체내의 변화를 분석함으로서 산청목의 항우울효과 및 그에 따른 면역변화를 연구하고자 이 실험을 시행하였다.
산청목, 혹 벌나무(Acer tegmentosum Maxim)은 단풍나무과의 낙엽활엽교목으로 고지대에서 습생하는 식물로 우리나라에서는 전통적으로 산청목 껍질을 약재로 사용해 왔으며 간기능 회복, 지사제, 신경 안정의 효능과 독성이 없어 어떤 체질에도 부작용이 없다고 알려져 있다[4]. 본 연구도 신경 안정효과와 무독성이라는 경험적인 전통지식을 바탕으로 시작하였으며 위 사실을 실험에 의하여 규명하고자 하였다. 과거 몇 몇 연구에서 산청목의 항염증 효과, 간기능 보호, 항우울효과에 대한 실험이 행해졌지만[5-7] 산청목의 효능을 HPA axis를 중점으로 호르몬과 사이토카인의 관계를 규명한 연구는 미비한 실정이다.
가설 설정
본 연구는 산청목의 HPA axis의 allostasis 유지에 도움을 줄 것이라는 가설 하에 HPA axis에 영향을 줄 수 있는 외부적인 요인으로 존재하는 염증이나 감염을 확인하기 위하여 간기능검사와 hS-CRP를 검사하였으며 대조군과 실험군 사이에 유의한 차이가 없었다[table 2]. 호르몬의 분석결과 산청목을 투입하지 않은 실험군의 당질 코르티코이드의 한 종류인 코티솔(cortisol) 농도가 산청목을 투입하지 않은 다른 군에 비하여 현저하게 증가한 사실을 알 수 있으며 특히 중등도 농도의 group Ⅲ에서 가장 낮은 농도의 코티솔 농도가 나타남 또한 알 수 있었다[Table 3].
제안 방법
일주일간 사육실 환경 적응기를 가진 후 첫 번 강제수영실험(FST) 을 15 분 간 진행하였다. 24 시간 후 두 번째 FST 실험을 5분 간 진행하였으며 실험군은 실험 30분 전에 산청목 추출물을 정해진 용량에 따라 투입하였다. 5 일 동안 하루에 한번 산청목을 경구투입하였으며 마지막 FST 실험을 5분 간 실행한 후 바로 동물을 희생시켰다.
24 시간 후 두 번째 FST 실험을 5분 간 진행하였으며 실험군은 실험 30분 전에 산청목 추출물을 정해진 용량에 따라 투입하였다. 5 일 동안 하루에 한번 산청목을 경구투입하였으며 마지막 FST 실험을 5분 간 실행한 후 바로 동물을 희생시켰다.
EDTA-tube에 채취한 전혈은 LC-600 (HORIBA, Japan)을 사용하여 적혈구 및 백혈구 분포를 측정하였다.
복대정맥에서 수집한 혈액을 1 cc, 5 cc 용량을 각각 EDTA tube, SST tube에 저장하였다. EDTA tube의 혈액 검체는 1 시간 내에 분석하였으며 SST tube 혈액 검체는 3000 rpm, 15분 원심분리 후 혈청을 E-tube로 옮겨 담은 후 -70 ℃에 보관하여 분석하였다.
산청목 껍질을 부산시 소재 팜텍바이오에서에서 구입하였다. 산청목을 물로 깨끗이 씻은 후 그늘에서 일주일이상 말려 분쇄기를 이용하여 잘게 파쇄 후 동결건조 시켰다. 동결건조된 시료 2 g과 10 mL 70% ethanol을 15 mL tube에 넣어 혼합기에서 18시간 동안 녹인 후 3000 rpm으로 원심분리하여 상층액만 채취하였다.
일주일간 사육실 환경 적응기를 가진 후 첫 번 강제수영실험(FST) 을 15 분 간 진행하였다. 24 시간 후 두 번째 FST 실험을 5분 간 진행하였으며 실험군은 실험 30분 전에 산청목 추출물을 정해진 용량에 따라 투입하였다.
현재 allostasis의 중재자임과 동시에 우울증상에서의 염증반응의 표지자로 간주되는 케모카인(chemokine)이 우울증상의 주 위험인자로 각광받고 있는 생체표지자(biomarker)이지만[10,11] 직접적인 케모카인의 측정에는 어려움이 있으므로 조직과 백혈구에서 케모카인을 활성화하는 전염증성 사이토카인(proinflammatory cytokines)인 IL-1β, IL-6, TNF-α 을 측정하여 급격한 스트레스에 의한 염증발현가능성을 평가하였다[12][Fig.3].
대상 데이터
산청목 껍질을 부산시 소재 팜텍바이오에서에서 구입하였다. 산청목을 물로 깨끗이 씻은 후 그늘에서 일주일이상 말려 분쇄기를 이용하여 잘게 파쇄 후 동결건조 시켰다.
체중 150-170 g인 4 주령 Dawley 계 암컷 흰쥐(한국 중앙동물, 경기도, 한국)을 구입하였으며 일주일간 사육실 환경에 적응기를 가진 후 실험을 행하였다. 사육실 온도는 20±2 ℃, 습도는 55-60 %를 유지하였고 사육실 내에 환풍기를 통하여 항시 가동시켰다.
데이터처리
모든 자료는 평균±표준편차로 표시하였고, 실험군과 대조군 사이의 관계는 One way-ANOVA를 사용하여 유의성을 증명하였다.
이론/모형
경구투여량은 박[5]의 연구를 참조하였다.
산청목추출물의 간독성을 확인하기 위하여 혈장 내의 aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), alkaline phosphatase (ALP)를 Cobas 6000 analyzer series (Roche diagnostics, Switzerland) 장비를 이용하여 ECLIA (Chemiluminescence immunoassy) 원리로 측정하였다. 염증표지자인 고민감도 C-반응단백는 HITA CHI7600-210 (Hitachi, Japan) 장비를 이용하여 Chemiluminescence immunoassy (ECLIA) 원리로 측정하였다.
산청목추출물의 간독성을 확인하기 위하여 혈장 내의 aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), alkaline phosphatase (ALP)를 Cobas 6000 analyzer series (Roche diagnostics, Switzerland) 장비를 이용하여 ECLIA (Chemiluminescence immunoassy) 원리로 측정하였다. 염증표지자인 고민감도 C-반응단백는 HITA CHI7600-210 (Hitachi, Japan) 장비를 이용하여 Chemiluminescence immunoassy (ECLIA) 원리로 측정하였다.
IL-6, TNF-α, IL-1β는 ELISA kit (R&D systems, America)를 사용하여 측정하였다. 혈중 코티솔(cortisol)와 부신 피질 자극 호르몬(Adreno-corticotropic Hormone, ACTH)농도와는 Beck-man Coulter AU5800 Chemistry system(Bechman Coulter, America) 장비를 사용하여 ECLIA 원리로 측정하였다.
성능/효과
대조군의 부동시간은 100초 이상으로 모든 실험군은 대조군에 비하여 유의한 감소(p<0.05)가 있었으며 특히 두 번째 FST와 동물희생직전의 부동시간의 결과는 대조군은 각각 112±5.9 초, 105±8.6 초로 비슷하였으나 고농도(400 mg/kg) 산청목 경구 투입군은 각각 32±1.9 초, 67±7.0 초로 큰 차이를 보였다[Fig. 2].
채취된 상층액을 40 ℃에서 증발시킨 후 남은 시료를 농축하고 동결건조시켰다. 본 실험에 사용된 산청목시료는 산청목 원재료에서 10.1%의 수득률로 추출되었다.
본 연구에서의 각 사이토카인의 결과를 살펴보면(Fig. 3) IL-1β와 IL-6는 산청목투입군(group Ⅲ,,Ⅳ,,Ⅴ)과 비투입군(group Ⅱ)간에 현저하게 큰 차이(p<0.05)가 발생하였으며 TNF-α는 비투입군(group Ⅱ)과 비하여 group Ⅳ(200 mg/kg)에서만 유의한 차이가 발생하였다.
산청목을 투입하지 않는 Group Ⅱ가 투입한 군에 비하여 전반적으로 백혈구의 절대치가 높은 경향을 보였으나 유의한 차이는 없었다(p>0.05).
실험군(group Ⅲ, Ⅳ,Ⅴ:275.2±58.1, 288.5±14.3, 346.9±63.1) 과 vehicle(group Ⅱ)사이의 격차가 상당하였으며 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05).
05)가 발생하였으며 TNF-α는 비투입군(group Ⅱ)과 비하여 group Ⅳ(200 mg/kg)에서만 유의한 차이가 발생하였다. 이 결과는 산청목 경구투여가 급격한 우울증상 발생에 관련된 사이토카인의 농도를 저해하는 효과가 있다고 의심할 수 있는 증거가 되며 Fig. 2, 3에서 확인할 수 있는 group Ⅱ(산청목비투여군)의 상대적으로 높은 결과와 산청목의 효능이 group Ⅳ(200 mg/kg)에서 가장 잘 발현된 사실이 동일한 경향을 보이는 것을 고려하면 산청목의 항우울효과는 사이토카인의 농도저하와 밀접한 관계가 있다고 예상할 수 있다. 특이할 점은 단회 경구투여에서는 농도의존적 양상을 보였다면 중단기 경구투여인 Fig.
코르티솔(cortisol) group Ⅱ가 가장 높은 농도였으며 피질자극호르몬(adreno corticotrophic hormone, ACTH)의 결과 역시 group Ⅱ가 가장 높은 농도를 보였다.
혈액학적 검사 결과 모든 쥐동물군은 혈액 상 특별한 변화가 없었으며 모두 정상범위 내의 분포를 보였다. 산청목을 투입하지 않는 Group Ⅱ가 투입한 군에 비하여 전반적으로 백혈구의 절대치가 높은 경향을 보였으나 유의한 차이는 없었다(p>0.
본 연구는 산청목의 HPA axis의 allostasis 유지에 도움을 줄 것이라는 가설 하에 HPA axis에 영향을 줄 수 있는 외부적인 요인으로 존재하는 염증이나 감염을 확인하기 위하여 간기능검사와 hS-CRP를 검사하였으며 대조군과 실험군 사이에 유의한 차이가 없었다[table 2]. 호르몬의 분석결과 산청목을 투입하지 않은 실험군의 당질 코르티코이드의 한 종류인 코티솔(cortisol) 농도가 산청목을 투입하지 않은 다른 군에 비하여 현저하게 증가한 사실을 알 수 있으며 특히 중등도 농도의 group Ⅲ에서 가장 낮은 농도의 코티솔 농도가 나타남 또한 알 수 있었다[Table 3]. 본래 단기적인 코티솔의 증가는 면역계가 감염이나 상처에 반응하기 쉽게 하기 위하여 백혈구계 세포의 유주와 활성을 돕는 걸로 알려져 있으며 부신피질을 자극하는 부신피질자극호르몬(ACTH)의 생성을 억제하는 음의 피드백 역할을 수행함에 따라 적절한 allostasis를 유지하는데 견인차 역할을 하지만 최근 밝혀진 연구에 의하면 장기간의 스트레스, 혹은 염증반응에 의한 지속적인 비정상적인 활성상태 유지는 allostasis를 무너뜨려 우울증과 같은 연속적인 비정상적 활성상태를 계속 유지는 것으로 알려져 있다[2,3,8,10] 본 연구에서의 호르몬 결과를 보면 산청목 투입 실험군의 코티솔 농도 저하 뿐만 아니라 급격히 증가된 코티솔로 인하여 낮아져야 하는 ACTH농도가 높아진 group Ⅱ의 결과와는 다르게 산청목 투입군은 적절한 양상으로 ACTH 농도가 유지되고 있음을 알 수 있다[Table 3].
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
산청목의 효능은 무엇인가?
산청목, 혹 벌나무(Acer tegmentosum Maxim)은 단풍나무과의 낙엽활엽교목으로 고지대에서 습생하는 식물로 우리나라에서는 전통적으로 산청목 껍질을 약재로 사용해 왔으며 간기능 회복, 지사제, 신경 안정의 효능과 독성이 없어 어떤 체질에도 부작용이 없다고 알려져 있다[4]. 본 연구도 신경 안정효과와 무독성이라는 경험적인 전통지식을 바탕으로 시작하였으며 위 사실을 실험에 의하여 규명하고자 하였다.
산청목이란 무엇인가?
산청목, 혹 벌나무(Acer tegmentosum Maxim)은 단풍나무과의 낙엽활엽교목으로 고지대에서 습생하는 식물로 우리나라에서는 전통적으로 산청목 껍질을 약재로 사용해 왔으며 간기능 회복, 지사제, 신경 안정의 효능과 독성이 없어 어떤 체질에도 부작용이 없다고 알려져 있다[4]. 본 연구도 신경 안정효과와 무독성이라는 경험적인 전통지식을 바탕으로 시작하였으며 위 사실을 실험에 의하여 규명하고자 하였다.
항우울제의 주된 약물기전은 무엇인가?
현재 사용되는 항우울제는 세가지 범주로 나눌 수 있으며 삼환계, 모노아민 산화효소 억제제, 그리고 선택적 세로토닌 재흡수 억제제로 구분된다. 주된 약물기전은 신경전달물질(카테콜아민, 세로토닌 등)이 시냅스에 더 오래 남아있게 하여 시냅스 후 세포를 자극하는 원리를 사용하며 이는 1950년대에 밝혀진 도파민과 노로에피네프린 시냅스의 자극 결핍이 우울증과 관련이 깊을 것이라는 학설에 그 기반을 둔다. 그러나 2000년대 후반에 들어서 이러한 항우울에 대한 효능에 대한 의문이 계속 제기되고 있으며 심지어 기존의 항우울제가 위약처방 및 다른 항정신성 약품처방과 유사한 효능을 보이기도 한다는 연구가 발표되기까지 하였다[1].
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