참당귀 추출분말이 Monosodium Iodoacetate로 유발된 흰쥐의 골관절염에 대한 효과 Effect of Angelica gigas extract powder on progress of osteoarthritis induced by monosodium iodoacetate in rats원문보기
참당귀 추출물의 골관절염에 대한 억제 또는 치료효과를 알고자 monosodium iodoacetate로 유발한 흰쥐의 골관절염 모델을 사용하여 30마리 6주령 SD흰쥐를 정상군(normal), 비처리군(untreated) 및 참당귀 처리군(treated)으로 각각 10마리씩 나누어 실험하였다. 실험기간 동안 실험 개시일부터 4일 간격으로 체중 변화를 측정하였다. 3주간 참당귀 추출물 처리 후 관절연골 내의 glycosaminoglycan (GAG)의 함량 및 proteoglycan (PG) 함량을 측정 비교하였다. 그 결과, 참당귀 추출물은 MIA로 증가한 GAG를 완화시켰으며, PG의 함량을 회복시켰다. 또한, 활액에서의 TNF-a함량은 미약하게 감소하였다. 한편, 경골 관절연골을 분리하여 Safranin-O 염색으로 관절연골 상태를 확인한 결과, MIA 처리로 유발된 관절연골 소실을 억제하였다. 이 참당귀 추출물을 HPLC로 분석한 결과, 주요 성분인 decursin 및 decursinol angelate의 총 함량은 $10.5{\pm}0.2%$이었다.
참당귀 추출물의 골관절염에 대한 억제 또는 치료효과를 알고자 monosodium iodoacetate로 유발한 흰쥐의 골관절염 모델을 사용하여 30마리 6주령 SD흰쥐를 정상군(normal), 비처리군(untreated) 및 참당귀 처리군(treated)으로 각각 10마리씩 나누어 실험하였다. 실험기간 동안 실험 개시일부터 4일 간격으로 체중 변화를 측정하였다. 3주간 참당귀 추출물 처리 후 관절연골 내의 glycosaminoglycan (GAG)의 함량 및 proteoglycan (PG) 함량을 측정 비교하였다. 그 결과, 참당귀 추출물은 MIA로 증가한 GAG를 완화시켰으며, PG의 함량을 회복시켰다. 또한, 활액에서의 TNF-a함량은 미약하게 감소하였다. 한편, 경골 관절연골을 분리하여 Safranin-O 염색으로 관절연골 상태를 확인한 결과, MIA 처리로 유발된 관절연골 소실을 억제하였다. 이 참당귀 추출물을 HPLC로 분석한 결과, 주요 성분인 decursin 및 decursinol angelate의 총 함량은 $10.5{\pm}0.2%$이었다.
To study the efficacy of extract powder of Angelica gigas in preventing and treating degeneration of the articular cartilage in rats with monosodium iodoacetate (MIA)-induced osteoarthritis, A total of 30 six-week-old Sprague-Dawley rats were randomly divided into normal control group, untreated gro...
To study the efficacy of extract powder of Angelica gigas in preventing and treating degeneration of the articular cartilage in rats with monosodium iodoacetate (MIA)-induced osteoarthritis, A total of 30 six-week-old Sprague-Dawley rats were randomly divided into normal control group, untreated group and Angelica gigas treated group, with 10 rats in each group. During the treatment period, body weight were measured in each four days interval from starting date. The rat were sacrificed at the end of 3rd week after daily administration of Angelica gigas and then rat tibia articular cartilage was removed. In articular cartilages, glycosaminoglycan (GAG) amount increased by MIA treatment were reduced while proteoglycan (PG) amount decreased by MIA treatment were fairly recovered by Angelica gigas treatment, respectively. The content of TNF-a was also slightly reduced sections of the cartilage were stained with safranin-0 were also partially recovered by Angelica gigas treatment. By HPLC analysis, the content of main compounds decursin and decursinol angelate was analyzed as $10.5{\pm}0.2%$ of total extracts.
To study the efficacy of extract powder of Angelica gigas in preventing and treating degeneration of the articular cartilage in rats with monosodium iodoacetate (MIA)-induced osteoarthritis, A total of 30 six-week-old Sprague-Dawley rats were randomly divided into normal control group, untreated group and Angelica gigas treated group, with 10 rats in each group. During the treatment period, body weight were measured in each four days interval from starting date. The rat were sacrificed at the end of 3rd week after daily administration of Angelica gigas and then rat tibia articular cartilage was removed. In articular cartilages, glycosaminoglycan (GAG) amount increased by MIA treatment were reduced while proteoglycan (PG) amount decreased by MIA treatment were fairly recovered by Angelica gigas treatment, respectively. The content of TNF-a was also slightly reduced sections of the cartilage were stained with safranin-0 were also partially recovered by Angelica gigas treatment. By HPLC analysis, the content of main compounds decursin and decursinol angelate was analyzed as $10.5{\pm}0.2%$ of total extracts.
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문제 정의
본 연구에서는 MIA로 골관절염이 유도된 흰쥐 모델에서 참당귀 추출 분말 투여에 따른 관절연골의 PG함유량 및 관절연골 활액내 GAG 함유량의 변화를 확인함으로써, 참당귀 추출분말이 골관절염에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
제안 방법
1 mL을 주사하고, 증류수 1 mL을 3 주간 1 일1 회씩 경구 투여하였다. 대조군은 양쪽 슬관절강 내에 MIA 용액 0.1 mL을 주사하여 골관절염을 유발시키면서 증류수 1 mL을 3 주간 1 일 1 회씩 경구 투여하였다. 처치군은 양쪽 슬관절강 내에 MIA 용액 0.
본 연구에서는 참당귀 추출분말이 골관절염에 미치는 영향을 알아보기 위해서 MIA로 골관절염을 유발한 흰쥐를 이용하여 참당귀 추출분말을 21 일간 투여한 후, 슬관절의 활액 내 GAG의 함량 및 관절연골의 PG의 함유량 변화를 측정하였다.
정상군은 양쪽 슬관절강 내에 각각 주사용 생리식염수 0.1 mL을 주사하고, 증류수 1 mL을 3 주간 1 일1 회씩 경구 투여하였다. 대조군은 양쪽 슬관절강 내에 MIA 용액 0.
대상 데이터
6주령의 수컷 Sprague-Dawley계 흰쥐(오리엔트바이오, 한국) 30마리를 구입하여 충북대학교 약학대학 동물사육실 내에서 온도 23±2 °C, 습도 55±5%, 12 시간 주기의 명암 조건에서 1 주간 적응시킨 후, 실험에 사용하였다. 실험기간 동안 실험동물용 멸균된 사료(삼양유지사료(주), 한국)와 멸균된 음용수를 제공하였으며, 이를 자유로이 먹도록 하였다.
분말은 증류수에 혼화, 희석한 후(10 mg/mL), 흰쥐에 1 mL씩 경구투여 하였다. 골관절염 유발에 사용된 monosodium iodoacetate (MIA)는 Sigma Chemical Co.(USA)에서, 동물마취제인 Zoletil과 Rompun은 바이엘 코리아(한국)에서 구입하였다. Glycosaminoglycan (GAG)함량 측정에 사용된 sulfated Glycosaminoglycan Assay kit는 Bilcolor Ltd.
시험물질로 사용된 참당귀 추출분말은 약전 당귀를 가지고 추출용매로서 5 배의 에탄올을 사용하여 40~50 °C에서 4시간 이상 추출한 다음, 1 µm 필터로 여과한 여액을 10%가 될 때까지 가온 농축한 다음, 결정 셀룰로오스를 서서히 가하면서 계속 농축하여 완전히 건조시킨 후 분말화한 것을 사용하였다. 분말은 증류수에 혼화, 희석한 후(10 mg/mL), 흰쥐에 1 mL씩 경구투여 하였다.
데이터처리
본 연구에서 얻은 정량적인 결과는 SPSS (SPSS 10.1)를 이용하여 student’s t-test를 실시하여 검증하였으며, 유의성은 p < 0.01 수준에서 판단하였고 그 값은 평균(mean)±표준편차(Standard deviation)로 표기하였다.
이론/모형
GAG 함량은 Sulfated Glycosaminoglycan Assay kit를 이용하여 DMMB (1,9-dimethylmethylene blue) assay로 측정하였다. 간단히 설명하면, 첨가하여 30 분간 반응시킨 후, 12,000 rpm에서 10 분간 원심분리하였다.
성능/효과
그 결과, 흰쥐 슬관절의 활액 내 GAG 함량은 처치군이 대조군에 비해서 유의성 있게 감소되었고, 관절연골의 PG 함유율은 처치군이 대조군에 비해서 유의성 있게 덜 감소되었다. 한편, MIA 자극으로 증가한 TNF-a는 미약하게 감소하였다.
이상의 결과를 종합해 볼 때, 참당귀 추출분말은 MIA로 골관절염이 유발된 흰쥐의 관절연골 내에서 TNF-a신호전달 경로를 억제하며, PG의 파괴를 저하시키고, GAG 소실을 감소시켜서 관절염의 진행과 그로 인한 손상을 완화하는데 효과가 있다고 판단된다.
후속연구
본 연구에 사용된 MIA로 유발된 골관절염은 그 과정이 수 주내로 매우 빠르게 진행되기 때문에,16 실제 임상에서 발생하는 골관절염과는 차이가 있을 수 있으므로, 작용기전 연구와 더불어 임상적인 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
골관절염(osteoarthritis)은 왜 발생하는가?
흔히 만성 퇴행성 관절염으로 불리는 골관절염(osteoarthritis)은 뼈의 관절면을 감싸고 있는 관절 연골을 구성하는 세포외기질(extracellular matrix)의 마모로 인하여 연골 밑의 뼈가 노출되고, 관절 주변의 활액막에 염증이 생겨서 통증과 변형이 발생되는 질환이다.4 골관절염은 60세 이상 노인에서 약 80%, 75세 이상의 노인에서는 약 95% 이상이 이환되어 있을 정도로 가장 흔한 골관절계 질환의 하나이다.
당귀는 무엇인가?
당귀는 산형과에 속하는 다년생 초본식물로서, 뿌리를 말린 것이 생약재로 사용되며, 주로 한국, 일본, 중국 등지에서 약용을 목적으로 재배되고 있다.1 당귀는 그 산지에 따라 한국에서 생산되는 참당귀(Angelica gigas Nakai), 일본에서 생산되는 일당귀(Angelica acutiloba Kitagaw), 그리고 중국에서 생산되는 중국당귀(Angelica sinensis Diels)로 구분되나, 그 성분과 약리적 효과는 상이한 것으로 알려져 있다.
PG 및 GAG는 골관절염 치료제 연구를 위한 중요한 바이오마커로 활용되고 있는데 그 이유는 무엇인가?
4 골관절염은 60세 이상 노인에서 약 80%, 75세 이상의 노인에서는 약 95% 이상이 이환되어 있을 정도로 가장 흔한 골관절계 질환의 하나이다. 골관절염이 진행되면 연골을 구성하는 proteoglycan (PG), chondroitin sulfate 및 glycosaminoglycan (GAG) 등의 함량이 감소되어 관절연골의 연화를 초래하여 관절의 퇴행성 변화를 야기한다.5,6 따라서 PG 및 GAG는 골관절염 치료제 연구를 위한 중요한 바이오마커로 활용되고 있다.
참고문헌 (16)
M. Konoshima, H. J. Chi and K. Hata, Chem. Pharm. Bull. (Tokyo), 16(6), 1139-1140 (1968).
A. Migliore and U. Massafra, Clin Cases Miner Bone Metab., 11(2), 114-116 (2014).
M. Luo, J. Chen, S. Li, H. Sun, Z. Zhang, Q. Fu, J. Li, J. Wang, C. E. Hughes, B. Caterson and J. Cao, Osteoarthritis Cartilage, 22(7), 986-995 (2014).
G. M. van Buul, M. Siebelt, M. J. Leijs, P. K. Bos, J. H. Waarsing, N. Kops, H. Weinans, J. A. Verhaar, M. R. Bernsen and G. J. van Osch, J. Orthop Res., 32(9), 1167-1174 (2014).
T. Thote, A. S. Lin, Y. Raji, S. Moran, H. Y. Stevens, M. Hart, R. V. Kamath, R. E. Guldberg and N. J. Willett, Osteoarthritis Cartilage, 21(8), 1132-1141 (2013).
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