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LPS 자극 RAW 264.7 대식세포에 있어서 아로니아 열매 열수 추출물의 항염증 효과

Anti-Inflammatory Effect of Hot Water Extract of Aronia Fruits in LPS-Stimulated RAW 264.7 Macrophages

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.44 no.1, 2015년, pp.7 - 13  

양혜 (건양대학교 의과대학 미생물학교실) ,  오광훈 (공주대학교 사범대학 체육교육과) ,  유영춘 (건양대학교 의과대학 미생물학교실)

초록
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본 연구에서는 아로니아 열매 추출물(AF-H)의 항염증 활성을 조사하기 위하여 LPS 자극에 의해 유도된 RAW 264.7 macrophage의 염증반응에서 AF-H의 염증매개인자 및 염증성 사이토카인 분비 억제활성과 이에 관련된 세포 내 작용기전 해석을 수행하였다. LPS($1{\mu}g/mL$)로 RAW 264.7 세포를 24시간 자극하는 염증모델에서 세포독성을 나타내지 않는 안전한 농도의 AF-H($0{\sim}500{\mu}g/mL$)를 LPS 처리 12시간 전에 처리하여 NO 및 PGE2의 분비 억제활성을 측정하였다. 그 결과 AF-H 처리에 의해 NO와 PGE2의 생성이 처리 농도에 의존하여 유의하게 억제되었으며, 이들 염증매개인자의 생합성 효소인 iNOS 및 COX-2의 세포 내 발현도 현저하게 억제되는 것으로 관찰되었다. 또한 AF-H의 처리에 의해 염증성 사이토카인인 $TNF-{\alpha}$와 IL-6의 분비도 유의하게 억제되는 것으로 확인하였다. 이러한 AF-H에 의한 항염증 활성의 세포 내 기전을 해석하기 위하여 LPS 자극에 의해 유도되는 MAPK와 $NF-{\kappa}B$ 전사인자의 활성화에 대한 억제 효과를 조사하였다. 그 결과 AF-H는 MAPK의 인산화에는 별다른 영향을 미치지 않고 $NF-{\kappa}B$의 활성화($I{\kappa}B$ 인산화)를 효과적으로 억제하는 것으로 확인되었다. 한편 LPS에 의한 in vivo 패혈증 모델에서 AF-H에 의한 패혈증 억제활성을 측정한 결과 비록 통계학적으로 유의하지는 않으나 AF-H 투여에 의해 생존율과 50% 사망률의 연장 효과가 관찰되었다. 이들 결과를 종합해 보면 아로니아 열매 열수추출물은 $NF-{\kappa}B$의 활성화 억제를 통해 NO, PGE2, $TNF-{\alpha}$ 및 IL-6 등의 염증매개인자와 사이토카인의 생성을 억제하는 항염증 활성을 지니는 것으로 확인되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, anti-inflammatory activity of hot water extract of Aronia fruits (AF-H) was examined. Pre-treatment with AF-H significantly inhibited production of nitric oxide (NO) and prostaglandin E-2 in a dose-dependent manner in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated RAW 264.7 macrophages. The inhi...

주제어

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문제 정의

  • 또한 AF-H는 비록 통계학적으로 유효하지는 않으나 in vivo 실험계에서 LPS에 의한 치명적 패혈증을 부분적으로 억제하는 활성을 가지는 것으로 나타났다. 본 연구에 사용한 아로니아 추출물이 열수에 의한 추출임을 감안할 때 이러한 항염증 활성은 단백질 성분이 아닌 비단백 성분에 의한 가능성이 높으며, 현재 유기용매를 이용한 추출과 추출물의 분획화를 통해 활성분자를 동정하기 위한 연구를 진행 중이다.
  • 이들 분자에 의한 신호전달은 LPS나 TNF-α와 같은 면역 염증자극에 반응하여 세포 내에서 활성화되어 세포의 형태 변화와 사이토카인 전사 등을 초래한다 (23). 본 연구에서는 AF-H에 의한 항염증 활성이 MAPK 조절과 관련 있는가를 조사하였다. 그 결과 LPS 자극에 의한 p38, ERK 및 JNK 등 MAPK의 활성화에 대해 AF-H는 유의한 억제 효과를 보이지는 않았다(Fig.
  • 본 연구에서는 아로니아 열매 추출물(AF-H)의 항염증 활성을 조사하기 위하여 LPS 자극에 의해 유도된 RAW 264.7macrophage의 염증반응에서 AF-H의 염증매개인자 및 염증성 사이토카인 분비 억제활성과 이에 관련된 세포 내 작용 기전 해석을 수행하였다. LPS(1 μg/mL)로 RAW 264.
  • 본 연구에서는 아로니아의 항염증 활성을 조사하기 위하여 열수에 의해 추출한 아로니아 열매 추출물(AF-H)을 이용하여 마우스 대식세포인 RAW 264.7 세포에 LPS를 처리하여 유도한 염증반응에 대해 AF-H가 미치는 억제 효과를 측정하였다.
  • 대식세포가 LPS 자극에 의해 염증을 유발할 때에 TNF-α 및 IL-6와 같은 염증성 사이토카인을 분비하며, 이들 사이 토카인은 염증반응을 촉진하는 것으로 알려져 있다(16). 본연구에서는 AF-H 처리가 이들 염증성 사이토카인의 분비를 억제하는지를 조사하였다. 그 결과 AF-H는 적어도 4 μg/mL의 농도로부터 처리 농도에 의존하여 이들 사이토카인의 생성을 유의하게 억제하는 것으로 관찰되어(Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
대식세포가 생성하는 전염증성 cytokine은? 염증은 외부 병원체나 항원 혹은 생체 내 자극물질에 대한 생체 방어반응으로 cytokines, prostaglandin E2(PGE2), lysosomal enzymes, free radical 등 다양한 매개물질들이 관여한다(8,9). 염증반응에 관여하는 면역세포 중 하나인 대식세포는 외부자극에 반응하여 염증반응을 일으키는데 tumor necrosis factor-α(TNF-α), interleukin(IL)-6, IL-1 β와 같은 전염증성 cytokine을 생성한다. 또한 inducible nitric oxide synthase(iNOS)에 의해 생성되는 nitric oxide (NO)와 cyclooxygenase(COX-2)에 의해 생성되는 PGE2 등의 염증유발인자들도 생성된다(9-13).
black chokeberry 열매에 다량 함유된 성분은? 아로니아(Aronia melanocarpa)는 black chokeberry로도 불리는 장미과의 낙엽 관목으로 주로 북아메리카에서 자생하며, 최근 국내에서도 재배농가가 증가하고 있다. 아로니아 열매는 폴리페놀류, 안토시아닌, 플라보노이드 및 탄닌과 같은 성분들을 다량 함유하고 있으며, 특히 안토시아닌 함량은 다른 식물들에 비해 훨씬 높은 것으로 알려져 있다(1,2).아로니아 열매에 함유된 이러한 성분들은 대체로 항산화 효과를 지니고 있으며, 이러한 이유로 아로니아 열매는 천연 항산화제 성분이 많은 기능성 식품으로 인식되고 있다.
염증이란? 염증은 외부 병원체나 항원 혹은 생체 내 자극물질에 대한 생체 방어반응으로 cytokines, prostaglandin E2(PGE2), lysosomal enzymes, free radical 등 다양한 매개물질들이 관여한다(8,9). 염증반응에 관여하는 면역세포 중 하나인 대식세포는 외부자극에 반응하여 염증반응을 일으키는데 tumor necrosis factor-α(TNF-α), interleukin(IL)-6, IL-1 β와 같은 전염증성 cytokine을 생성한다.
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참고문헌 (24)

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  23. Waetzig V, Czeloth K, Hidding U, Mielke K, Kanzow M, Brecht S, Goetz M, Lucius R, Herdegen T, Hanisch UK. 2005. c-Jun N-terminal kinases (JNKs) mediate pro-inflammatory actions of microglia. Glia 50: 235-246. 

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