[논문]원지(遠志)물추출물이 Apoptosis에 미치는 효과

이상철; 김연섭

doi:10.6116/kjh.2015.30.1.59.

원지(遠志)물추출물이 Apoptosis에 미치는 효과
Effects of Polygalae Radix on Apotosis in PC-12 Cell 원문보기

大韓本草學會誌 = The Korea journal of herbology, v.30 no.1, 2015년, pp.59 - 65

이상철 (가천대학교 한의과대학 해부경혈학교실) , 김연섭 (가천대학교 한의과대학 해부경혈학교실)

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives : The purpose of this study was to observe the effects of Polygalae Radix(PR) on 4-HNE-induced apoptosis in PC-12 cell. Methods : A MTT assay was conducted to observe the cytotoxicity of Polygalae Radix on the cell viability and the cytoprotective effect of Polygalae Radix against 4-HNE that causes oxidative stress-induced cytotoxicity, and then a western blot was conducted to observe the expression of $TNF-{\alpha}$, caspase-3, Bax and Bcl-2 protein that are important factors involved with apoptosis signaling pathway. Results : The Polygalae Radix water extract $25{\mu}g$, $50{\mu}g$, $100{\mu}g$ and $200{\mu}g/mL$ had no cytotoxicity on the PC-12 cell. The Polygalae Radix water extract $25{\mu}g$, $50{\mu}g$ and $100{\mu}g/mL$ had the cytoprotective effect against 4-HNE that causes cytotoxicity on the PC-12 cell. The Polygalae Radix water extract $50{\mu}g/mL$ significantly suppressed the increase in $TNF-{\alpha}$ protein expression in PC-12 cell. The Polygalae Radix water extract $25{\mu}g$ and $50{\mu}g/mL$ significantly suppressed the increase in caspase-3 protein expression in PC-12 cell. The Polygalae Radix water extract $25{\mu}g$, $50{\mu}g$ and $100{\mu}g/mL$ suppressed the increase in Bax protein expression in PC-12 cell but had no significance. The Polygalae Radix water extract $25{\mu}g$ and $100{\mu}g/mL$ significantly prevented the decrease in Bcl-2 protein expression in PC-12 cell, Conclusions : These results suggest that the Polygalae Radix water extract is effective in inhibiting apoptosis.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

이에 저자는 遠志가 PC-12 cell의 apoptosis에 미치는 효과를 연구하였다. 먼저 遠志물추출물의 세포독성을 검사하기 위해서 세포 생존율 측정을 위한 MTT assay를 하였다.

제안 방법

이에 저자는 遠志물추출물이 신경세포손상에 의한 apoptosis 에 어떤 영향을 미치는 가를 연구하기 위해 먼저 PC-12 cell 에 대한 遠志물추출물의 세포독성 검사와 산화 스트레스를 일으키는 4-HNE에 대한 세포보호 효과를 관찰하고자 MTT assay를 하였다. 또한 apoptosis에 관여하는 TNF-α, caspase-3, Bax 및 Bcl-2 단백질의 발현량을 관찰하고자 western blot을 실시하였다.
이에 저자는 遠志물추출물이 신경세포손상에 의한 apoptosis 에 어떤 영향을 미치는 가를 연구하기 위해 먼저 PC-12 cell 에 대한 遠志물추출물의 세포독성 검사와 산화 스트레스를 일으키는 4-HNE에 대한 세포보호 효과를 관찰하고자 MTT assay를 하였다. 또한 apoptosis에 관여하는 TNF-α, caspase-3, Bax 및 Bcl-2 단백질의 발현량을 관찰하고자 western blot을 실시하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용한 PC-12 세포(rat adrenal pheochromocytoma cell)는 신경세포의 특성을 나타내며 한국세포주은행(KCLB, Korea)에서 구입하였다. 세포의 배양을 위해 10% horse serum과 5% fetal bovine serum, 1% penicillin/streptomycin, 2% NaHCO₃가 포함된 RPMI 1640 배지를 사용하였으며 37℃의 온도와 5% CO₂가 포함된 공기가 공급되는 CO₂ incubator에서 세포를 배양하였다.
본 실험에 사용한 遠志(Polygalae Radix, PR)는 (주)옴니허브에서 구입하였다. 遠志 50g에 삼차증류수 500㎖를 가하여 환류추출기에서 2시간 동안 100℃로 전탕하고, 여과(Advantec No 2 5㎛, Japan)한 액을 rotary evaporator로 감압 농축한 이후 동결건조 처리하였다.

데이터처리

실험결과에 대한 분석은 Graphpad Prism(USA)으로 Student's t-test를 사용하였다. 모든 통계적 유의성 검정은 P< 0.

성능/효과

遠志물추출물이 anti-apoptosis 인자인 Bcl-2 단백질 발현에 미치는 효과를 관찰한 결과, 遠志물추출물 25 ㎍, 50㎍ 및 100 ㎍/mL 실험군 모두 대조군에 비해 증가를 나타내 었으나 25 ㎍과 100 ㎍/mL에서만 유의성이 있었다.
遠志물추출물이 pro-apoptosis 인자인 Bax 단백질 발현에 미치는 효과를 관찰한 결과, 遠志물추출물 25 ㎍, 50 ㎍ 및 100 ㎍/mL 실험군 모두 대조군에 비해 감소를 나타내었으나 유의성은 없었다.
이상의 결과, 遠志물추출물은 pro-apoptosis 인자인 TNF-α, Caspase-3 및 Bax 단백질량의 증가를 억제하고 anti-apoptosis 인자인 Bcl-2 단백질량의 감소를 방지함으로써 apoptosis를 억제하는 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	세포사멸이란 무엇인가?	세포사멸(apoptosis)이란 세포가 특정 상황에서 스스로 죽기로 결정하고 ATP를 소모하면서 죽음에 이르는 과정을 말한다. 이러한 apoptosis는 세포가 압축되고, 원형질막의 거품이 형성되고, 핵과 세포는 조각나고 염색체는 응축되면서 죽은 세포는 막으로 둘러싸인 조각으로 부서지고 주변세포에 포획되어 흡수되는 것으로 끝난다1,2).
	远志는 어떤 효과가 있는 것으로 보고되는가?	远志(Polygala tenuifolia Willdenow)는 원지과에 속한 다년생 초본인 원지의 뿌리를 건조한 것으로 주로 정신 신경계 질환에 다용하였다7). 신경세포의 손상을 억제하는 효능에 대한 연구가 활발하게 진행되면서 신경세포사(cell death)에 대한 보호 효과8), 항염증 효과9), 퇴행성 뇌질환 보호 효과10), 인지 기능 개선 효과11) 등이 있는 것으로 보고되었다. 遠志의 이러한 효능은 세포손상에 의해 촉진되는 apoptosis를 억제하는 작용과 관련이 있는 것으로 생각된다.
	Apoptosis는 어떤 경로를 갖는 가?	Apoptosis는 크게 두 가지 경로로 일어나는데 외부적 경로(extrinsic pathway)인 죽음수용체 경로(death receptor pathway)와 내재적 경로(intrinsic pathway)인 미토콘드리아 경로(mitochondrial pathway)가 있다3,4). Death receptor pathway는 세포외부의 죽음신호를 감지하고 세포 내부로 세포사멸 신호를 전달하는 경로로 Tumor necrosis factor(TNF)-α와 같은 특수한 ligand와 죽음수용체(death receptor)와의 결합으로 caspase-3를 활성화시켜서 apoptosis가 시작되고 mitochondrial pathway는 세포 내부에서 만들어진 신호에 의해서 apoptosis를 진행하는 경로로 Bcl-2의 활동이 줄어들고 Bax의 활동이 증가하면서 cytochrome C 등을 방출하면서 apoptosis를 진행한다5,6).

참고문헌 (33)

Lee CH, Chung MC, Lee HJ, Kho YH. An apoptosis regulator isolated from Petasites japonicum. Kor J Food Sci Technol. 2000 ; 32(2) : 448-53.
Susan E. Apoptosis: a review of programmed cell death. Toxicologic Pathol. 2007 ; 35(4) : 495-516.
Wang C, Youle RJ. The role of mitochondria in apoptosis. Annu Rev Genet. 2009 ; 43 : 95-118.

상세보기
Sayers TJ. Targeting the extrinsic apoptosis signaling pathway for cancer therapy. Cancer Immunol Immunother. 2011 ; 60(8) : 1173–80.

상세보기
Gross A, McDonnell JM, Korsmeyer SJ. Bcl-2 family members and the mitochondria in apoptosis. Genes Dev. 1999 ; 13(15) : 1899-911.

상세보기
Degenhardt K, Mathew R, Beaudoin B, Bray K, Anderson D, Chen G, Mukherjee C, Shi Y, Géliinas C, Fan Y, Nelson DA, Jin S, White E. Autophagy promotes tumor cell survival and restricts necrosis, inflammation and tumorigenesis. Cancer Cell. 2006 ; 10(1) : 51-64.

상세보기
Lee DS, Choi HG, Li B, Kim KS, Kim SA, Chon SK, Rho JM, Kim KM, Han JH, Jeong GS, Kim YC. Neuroprotective effect of the acid hydrolysis fraction of the roots of Polygala tenuifolia. Korean J Orient Physiol Pathol 2011 ; 25(4) : 628-34.
Lee SB, Seong NS, Lee YJ. A study on the Protective Effects of Polygalae Radix on Neurotoxicity Induced by N-methyl-D-aspartic acid. Kor J Herbology. 2005 ; 20(2) : 115-25.
Cheong MH, Lee SR, Yoo HS, Jeong JW, Kim GY, Kim WJ, Jung IC, Choi YH. Anti-inflammatory effects of Polygala tenuifolia root through inhibition of NF-κB activation in lipopolysaccharide-induced BV2 microglial cells. J Ethnopharmacol. 2011 ; 137(3) : 1402-8.

상세보기
Naito R, Tohda C. Characterization of antineurodegenerative effects of Polygala tenuifolia in Abeta(25-35)-treated cortical neurons. Biol Pharm Bull. 2006 ; 29(9) : 1892-6.

상세보기
Xu SP, Yang YY, Xue D, Liu JX, Liu XM, Fan TP, Pan RL, Li PT. Cognitive-enhancing effects of polygala saponin hydrolysate in αβ(25-35)-induced amnesic mice. Evid Based Complement Alternat Med. 2011 ; 10 : 1-12.
Kim HC. Herbal Pharmacology. Seoul : Jipmoondang. 2001 : 379-81.
Liu P, Hu Y, Guo DH, Wang DX, Tu HH, Ma L, Xie TT, Kong LY. Potential antidepressant properties of Radix Polygalae(Yuan Zhi). Phytomedicine. 2010 ; 17(10) : 794–9.

상세보기
Ban JY, Lee HJ, Lee SB, Lee YJ, Seong NS, Song KS, Bae KW, Seong YH. Methanol extract of Polygalae radix protects excitotoxicity in cultured neuronal cells. Korean J Medicinal Crop Sci. 2003 ; 11(4) : 298-305.

원문보기 상세보기
Jürgens G, Chen Q, Esterbauer H, Mair S, Ledinski G, Dinges HP. Immunostaining of human autopsy aortas with antibodies apolipoprotein B an apoprotein (a). Arterioscler Thromb. 1993 ; 13(11) : 1689-99.

상세보기
Kim JH, Yu YS, Cho CS, KIM KW. Blockade of angiotensin Ⅱ attenuates VEGF-mediated blood-retinal barrier breakdown in diabetic retinopathy. J Cereb Blood Flow Metab. 2009 ; 29(3) : 621-8.

상세보기
Fulda S, Debatin KM. Extrinsic versus intrinsic apoptosis pathways in anticancer chemotherapy. Oncogene. 2006 ; 25(34) : 4798-811.

상세보기
Stankiewicz W1, Dabrowski MP, Chcialowski A, Plusa T. Cellular and cytokine immunoregulation in patients with chronic obstructive pulmonary disease and bronchial asthma. Mediators Inflamm. 2002 ; 11(5) : 307-12.

상세보기
Rupinder SK, Gurpreet AK, Manjeet S. Cell suicide and caspases. Vascul Pharmacol. 2007 ; 46(6) : 383-93.

상세보기
Widmann C, Gibson S, Johnson GL. Caspase-dependent Cleavage of signaling proteins during apoptosis. J Biol Chem. 1998 ; 273(12) : 7141-7.

상세보기
Vegran F, Boidot R, Oudin C, Riedinger JM, Lizard-Nacol S. Implication of alternative splice transcripts of caspase-3 and survivin in chemoresistance. Bull Cancer. 2005 ; 92(3) : 219-26.
An B, Dou QP. Cleavage of retinoblastoma protein during apoptosis: an interleukin 1 beta-converting enzyme-like protease as candidate. Cancer Res. 1996 ; 56(3) : 438-42.

상세보기
Oh SH, Lim SC. A rapid and transient ROS generation by cadmium triggers apoptosis via caspase-dependent pathway in HepG2 cells and this is inhibited through N-acetylcysteine-mediated catalase upregulation. Toxicol Appl Pharmacol. 2006 ; 212(3) : 212-23.

상세보기
Lazebnik YA, Kaufmann SH, Desnoyers S, Poirier GG, Earnshaw WC. Cleavage of poly polymerase by a proteinase with properties like ICE. Nature. 1994 ; 371(6495) : 346-7.

상세보기
Yoshihide T, Shigeomi S. Bcl-2 family: Life-or-death switch. febs letters. 2000 ; 466(1) : 6-10.

상세보기
Youle RJ, Strasser A. The BCL-2 protein family: opposing activities that mediate cell death. Nat Rev Mol Cell Biol. 2008 ; 9(1) : 47-59.

상세보기
Jacotot E, Costantini P, Laboureau E, Zamzami N, Susin SA, Kroemer G. Mitochondrial membrane permeabilization during the apoptotic process. Ann N Y Acad Sci. 1999 ; 887 : 18-30.

상세보기
Li Z, Xu X, Huang Y, Ding L, Wang Z, Yu G, Xu D, Li W, Tong D. Swainsonine activates mitochondria-mediated apoptotic pathway in human lung cancer A549 cells and retards the growth of lung cancer xenografts. Int J Biol Sci. 2012 : 8(3) : 394-405.

상세보기
Schmitt CA, Lowe SW. Apoptosis and therapy. J Pathol. 1999 ; 187(1) : 127-37.

상세보기
Stephen WF. Insights into programmed cell through structural biology. Cell. 2000 ; 103(2) : 273-82.

상세보기
Michels J, Kepp O, Senovilla L, Lissa D, Castedo M, Kroemer G, Galluzzi L. Functions of BCL-X L at the Interface between Cell Death and Metabolism. Int J Cell Biol. 2013 ; 2013 : 705294.

상세보기
Deveraux QL, Schendel SL, Reed JC. Antiapoptotic proteins. The bcl-2 and inhibitor of apoptosis protein families. Cardiol Clin. 2001 ; 19(1) : 57-74.

상세보기
Burlacu A. Regulation of apoptosis by Bcl-2 family proteins. J Cell Mol Med. 2003 ; 7(3) : 249-57.

상세보기

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증