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문제 정의
- 따라서 본 실험에서는 CPA를 투여한 마우스에 생강의 열수 추출물을 경구 투여하여 생체 내에서 면역 효과를 관찰하고자 실시하였다.
제안 방법
- 125, 250, 500 mg/kg의 생강 열수 추출물과 125 mg/kg의 β-glucan을 멸균 증류수에 녹여 실험동물 체중 kg 당 10 ml의 용량으로 CPA 투여 종료 1일 후부터 12 시간 간격으로 총 4회 경구 투여하였다.
- 최종 희생일에 비장을 적출하여 그 중량을 전자저울을 이용하여 g 단위로 각각 측정하였다. 각 개체의 체중에 따른 차이를 줄이기 위하여, 최종 희생의 체중에 대한 상대 중량(% of body weight)으로 나타내었다.
- 각 군은 10마리씩으로 구성되었으며, 정상대조군, CPA 대조군, β-glucan 투여군, 생강 125 mg/kg 투여군, 생강 250 mg/kg 투여군 및 생강 500 mg/kg 투여군으로 나누었다.
- 본 연구에서는, 화학요법제에 의한 면역억제 모델로 가장 널리 사용되고 있는 CPA유발 면역억제 마우스 모델을 이용하여 생강 추출물의 면역활성 효과를 βglucan과 비교함과 동시에 체중, 비장 중량, 혈액학적 변화 및 비장과 슬와 림프절의 조직병리학적 변화를 각각 비교 평가하였다.
- 생강과 β-glucan 투여시작 3일 및 1일 전 각각 150 mg/kg과 110 mg/kg의 CPA를 생리 식염수에 녹여 2회 복강 주사하여 면역억제를 유발시켰으며, 정상 대조군에서는 CPA대신 동량의 생리식염수를 동일한 방법으로 투여하였다.
- 최종 희생일에 비장 및 좌측 슬와 임파절을 적출하고, 10% 중성 포르말린에 고정시킨 후 탈수 및 파라핀 포매를 실시하였으며, 3~4 μm의 절편을 제작하여 Hematoxylin-eosin(H&E) 염색을 실시한 후 광학 현미경에서 관찰하였다. 세로로 절단한 비장 조직표본에서 정중부의 비장 전체 두께, 백색 수질의 수 및 백색 수질의 직경을 각각 측정하였으며, 세로로 절단한 슬와 임파절 조직에서 전체 두께 및 피질의 직경을 자동 영상분석장치를 이용하여 각각 평가하였다.
- 순화기간과 실험 전기간 동안 온도(20-25°C)와 습도(30-35%)가 조절된 사육실에서 polycarbonate 사육상자에서 5마리씩 나누어서 사육하였다.
- 체중 측정은 CPA 투여 시작 1일전, CPA 1회 및 2회 투여일, 약물 및 멸균 증류수 투여 1, 3회 및 최종 희생일에 각각 전자 저울을 이용하여 측정하였다.
- 최종 희생일에 복대정맥에서 약 1.0 ml의 혈액을 채혈하여 자동 혈액분석장치를 이용하여 검사하였다.
- 최종 희생일에 비장 및 좌측 슬와 임파절을 적출하고, 10% 중성 포르말린에 고정시킨 후 탈수 및 파라핀 포매를 실시하였으며, 3~4 μm의 절편을 제작하여 Hematoxylin-eosin(H&E) 염색을 실시한 후 광학 현미경에서 관찰하였다.
- 최종 희생일에 비장을 적출하여 그 중량을 전자저울을 이용하여 g 단위로 각각 측정하였다. 각 개체의 체중에 따른 차이를 줄이기 위하여, 최종 희생의 체중에 대한 상대 중량(% of body weight)으로 나타내었다.
대상 데이터
- 60마리의 수컷 ICR 마우스(7 wks old, 37.2 ± 2.86 g) 를 7일간의 순화과정을 거친 후 사용하였다.
- 명암주기는 12시간 주기로 조절하였으며, 사료와 음수는 자유롭게 공급하였다. CPA 투여 종료 1일 후, 체중이 유사한 50마리의 실험동물과 동일 연령의 건강한 10마리의 실험 동물을 선정하여 실험에 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 생강은 대구 약령시장에서 구입하였으며, 구입 후 1 mm 정도의 크기로 세절하였다. 세절된 생강은 3~4일 동안 자연건조 후 갈아서 사용하였다.
성능/효과
- CPA 대조군에 비해 β-glucan 투여군은 투여 1일 후 부터 유의한(p <0.01) 체중 증가가 인정되었으며, 모든 생강투여군에서는 투여 1일 후부터 유의한(p < 0.05) 체중 증가가 인정되었다(Fig 1).
- CPA 대조군의 비장의 절대 및 상대 중량은 정상 대조군에 비하여 유의한 감소(p < 0.01)가 인정되었으나, CPA 대조군에 비하여서는 β-glucan, 생강 250, 500 mg/kg 투여군에서 유의한 증가(p < 0.01)가 인정되었다.
- CPA 투여에 의하여 비장의 백색 수질 및 슬와 임파절의 피질 임파구 감소에 의한 현저한 위축 소견이 인정되었으며, 정상 대조군에 비하여 비장 전체 두께, 백색 수질 수 및 직경, 슬와 임파절 전체 및 피질 두께의 현저한(p < 0.01) 감소가 CPA 대조군에서 인정되었다.
- 그러나 모든 생강 투여군에서 비장 중량의 감소가 억제되었으며 특히 생강 250 mg/kg 투여군에서는 β-glucan 투여군과 유사한 비장 중량 감소 억제 효과가 인정되었다.
- 그러나 생강 투여에 의하여 체중 및 증체량의 감소가 현저히 억제되었으며, 생강 250 mg/kg 투여군에서는 βglucan 투여군과 유사한 CPA 투여에 의한 체중 및 증체량감소 억제 효과가 인정되었다.
- 림프구 비율도 정상 대조군에 비하여 CPA 대조군에서 유의한 감소(p < 0.05)가 인정되었으며, CPA 대조군에 비하여 β-glucan과 생강 125, 250, 500 mg/kg 투여군에서는 유의한 억제(p < 0.01, p < 0.05)가 인정되었다(Table 3, 4).
- 정 등은 총 백혈구와 적혈구의 감소뿐 아니라 호중구 감소에 따른 림프구 비율의 증가를 보고하였다. 본 실험에서도 CPA 대조군은 정상 대조군에 비해 혈중 총 백혈구 수, 적혈구 수, 혈소판 수의 현저한 감소와 함께 호중구 감소에 따른 림프구 비율의 증가가 관찰되었다. 박 등은 CPA투여후 HemoHIM 투여에서 백혈구 등의 감소가 억제되는 것을 보고하였는데 본 실험에서도 생강을 투여한 모든 군에서 이러한 혈액학적 변화가 억제되었으며, 생강 250 mg/kg 투여군에는 β-glucan 투여군과 유사한 혈액학적 변화 억제가 인정되었다(9).
- 본 실험의 결과, CPA 대조군에서는 정상 대조군에 비하여 현저한 체중 및 증체량, 비장 및 슬와 림프절 중량, 비장 및 슬와 림프절의 위축, 혈중 총 백혈구 수의 현저한 감소와 함께 호중구 감소에 따른 림프구 비율의 증가 즉, 조혈기계 및 면역억제가 각각 인정되었다. 이러한 CPA 투여로 유발된 면역억제 소견은 β-glucan 및 생강 투여에 의하여 현저히 억제되었으며, 특히 β-glucan 투여군과 생강 250 mg/kg 투여군은 비장 및 슬와 림프절의 조직병리학적 변화 및 중량 감소에 대해 유사한 억제 효과를 나타내었고, 혈액학적 변화도 유사한 억제가 인정되었다.
- 생강 125 mg/kg 투여군에서는 절대 중량이 CPA 대조군에 비하여 유의한 증가(p < 0.05)가 인정되었다(Table 2).
- 이러한 CPA 투여로 유발된 면역억제 소견은 β-glucan 및 생강 투여에 의하여 현저히 억제되었으며, 특히 β-glucan 투여군과 생강 250 mg/kg 투여군은 비장 및 슬와 림프절의 조직병리학적 변화 및 중량 감소에 대해 유사한 억제 효과를 나타내었고, 혈액학적 변화도 유사한 억제가 인정되었다.
- 증체량의 변화는 CPA 대조군에서 정상 대조군에 비하여 유의한(p < 0.01) 감소가 인정되었으나, β-glucan, 생강 125, 250 및 500 mg/kg 투여군에서는 CPA 대조군에 비하여 유의한(p < 0.05, p < 0.01) 증가가 인정되었다(Fig 2).
- 01) 감소가 CPA 대조군에서 인정되었다. 한편 이러한 CPA 투여에 의한 비장 및 슬와 임파절의 면역억제소견은 생강 추출물의 투여에 의하여 용량 의존적으로 억제되었다(Figs 3,4, Table 1).
- 혈액학적 검사 결과, 정상 대조군에 비하여 CPA 대조군 및 β-glucan과 생강 250, 500 mg/kg 투여군에서 총 백혈구, 적혈구, 혈색소농도, 혈소판 수의 유의적 감소(p < 0.01)가 인정되었다.
후속연구
- 생강 250 mg/kg은 화학요법제 CPA 투여에 의한 면역억제에서 이미 효과가 입증된 β-glucan 125 mg/kg과 유사한 면역활성 효과를 나타내었으므로 화학요법제의 부작용 등에 의한 면역억제 회복에 생강 열수 추출물이 매우 유용하게 사용될 수 있을 것으로 생각된다.
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