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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 대표적인 떫은 감 품종인 대봉감과 반시의 항산화, 항염증 및 면역증강 효과를 탐색, 비교하고자 하였다.
- 따라서 본 연구에서는 대표적인 떫은 감 품종인 대봉감과 반시의 항산화, 항염증 및 면역증강 효과를 탐색, 비교하고자 하였다.
제안 방법
- 다음과 같다. 6주령의 C57BL/6J 수컷 쥐에게 분말 형태의 표준식이(D12450B, Research Diets, New Brunswick, NJ, USA)를 1주 동안 제공하여 실험환경에 적응시켰다. 실험식이는 동결 건조된 감 분말(3% wt/wt)을 열량 대비 45% 고지방 분말식이(D12451, Research Diets)에 혼합하여 4 주 동안 공급하였다(Table 1).
- 간 조직의 지질과산화물 수준은 thiobarbituric acid (TBA)와 반응하는 malondialdehyde(MDA)의 농도를 측정하여 확인하였다. 간 조직의 10배에 해당하는 생리식염수를 더한 후 균질화하여 실험에 사용하였다. 간 균질액 0.
- 측정된 카탈레이즈 1 unit은 25°C에서 1분당 1 nmole의 포름알데히드를 형성하는 효소의 양으로 정의하였다. 간 조직의 지질과산화물 수준은 thiobarbituric acid (TBA)와 반응하는 malondialdehyde(MDA)의 농도를 측정하여 확인하였다. 간 조직의 10배에 해당하는 생리식염수를 더한 후 균질화하여 실험에 사용하였다.
- 감 시료는 깨끗이 세척한 뒤 식용 가능한 과육과 과피를 제외한 감꼭지, 감잎, 감씨, 감 중심의 흰색 심지를 모두 제거하였다. 대봉감 및 반시의 과육과 과피는 동결 건조시킨 후(Industrial Vacuum Freeze Dryer, SFDTS 10K, Samwon Freezing Engineering Co., Busan, Korea) 분말화하였다. 분말화한 시료는 실험에 사용할 때까지 -20 °C 냉동고에 저장 보관하였다.
- 표준식이를 제공하는 대조군(control, CON), 고지방식이를 제공하는 고지방식이 대조군(high-fat diet control, HF), 각 3%의 A, B, C 지역 대봉감 및 D, E 지역 반시 분말과 고지방식이를 혼합한 A 대봉감 군(A-DP), B대봉감군(B-DP), C대봉감군(C-DP), D 반시군(D-BS), E반시군(E-BS)으로 나누었다. 실험동물 사육조건은 온도와 습도를 20±5°C, 55±5%로 조절하였으며, 명암주기는 12시간 간격으로 설정하였다. 물과 식이는 자유롭게 섭취하도록 하였다.
- 6주령의 C57BL/6J 수컷 쥐에게 분말 형태의 표준식이(D12450B, Research Diets, New Brunswick, NJ, USA)를 1주 동안 제공하여 실험환경에 적응시켰다. 실험식이는 동결 건조된 감 분말(3% wt/wt)을 열량 대비 45% 고지방 분말식이(D12451, Research Diets)에 혼합하여 4 주 동안 공급하였다(Table 1). 실험동물은 각 군당 10마리로 총 7개 군으로 나누어 진행하였다.
- 실험동물은 각 군당 10마리로 총 7개 군으로 나누어 진행하였다. 표준식이를 제공하는 대조군(control, CON), 고지방식이를 제공하는 고지방식이 대조군(high-fat diet control, HF), 각 3%의 A, B, C 지역 대봉감 및 D, E 지역 반시 분말과 고지방식이를 혼합한 A 대봉감 군(A-DP), B대봉감군(B-DP), C대봉감군(C-DP), D 반시군(D-BS), E반시군(E-BS)으로 나누었다. 실험동물 사육조건은 온도와 습도를 20±5°C, 55±5%로 조절하였으며, 명암주기는 12시간 간격으로 설정하였다.
- 항산화 효소인 카탈레이즈(catalase)는 상업용 분석 키트 (Cayman Chemical, Ann Arbor, MI, USA)를 이용하여 분석하였다. 측정된 카탈레이즈 1 unit은 25°C에서 1분당 1 nmole의 포름알데히드를 형성하는 효소의 양으로 정의하였다.
- 마취 후 흉곽 절개하여 심장에서 혈액을 채취하였다. 혈액 및 조직을 즉시 적출하여 생리식염수로 세척하였으며, 조직 표면의 수분을 제거한 후 무게를 측정하였다. 혈액은 2시간 동안 방치한 후 2, 500Xg, 4°C에서 20분간 원심 분리하여 혈청을 분리하였다.
대상 데이터
- 실험식이는 동결 건조된 감 분말(3% wt/wt)을 열량 대비 45% 고지방 분말식이(D12451, Research Diets)에 혼합하여 4 주 동안 공급하였다(Table 1). 실험동물은 각 군당 10마리로 총 7개 군으로 나누어 진행하였다. 표준식이를 제공하는 대조군(control, CON), 고지방식이를 제공하는 고지방식이 대조군(high-fat diet control, HF), 각 3%의 A, B, C 지역 대봉감 및 D, E 지역 반시 분말과 고지방식이를 혼합한 A 대봉감 군(A-DP), B대봉감군(B-DP), C대봉감군(C-DP), D 반시군(D-BS), E반시군(E-BS)으로 나누었다.
- 실험동물은 졸레틸(Zoletil, 10 mg/kg)과 럼푼(Rompun, 5 mg/kg)을 2:1 비율로 혼합하여 생리식염수(phosphate buffered saline)에 1/10로 희석시킨 마취제 0.2 mL를 복강 내 주사하여 마취하였다. 마취 후 흉곽 절개하여 심장에서 혈액을 채취하였다.
- 실험에 사용된 감 시료는 A, B, C 지역에서 재배된 대봉감을 구입하였고 D, E 지역에서는 반시를 구입하여 실험에 사용하였다. 감 시료는 깨끗이 세척한 뒤 식용 가능한 과육과 과피를 제외한 감꼭지, 감잎, 감씨, 감 중심의 흰색 심지를 모두 제거하였다.
- 2, 000xg에서 10분간 원심 분리하고 상층 액을 취하여 490 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준시약으로 1, 1, 3, 3-tetraethoxypropane을 사용하였고, 간 조직의 지질과산화물 함량은 nmol MDA/mg protein으로 나타냈다. 시료의 단백질 함량은 Bradford 방법을 이용하였으며, 표준물질로는 bovine serum albumin을 사용하였다.
데이터처리
- 모든 실험 결과는 평균 土 표준오차(mean土SEM)로 제시하였다. 대조군과 실험군 간의 평균 차이는 One-way ANOVA 분석 후 Turkey 사후검정을 통해 분석하였으며, 통계적인 유의성 검정은 유의수준 0.05를 기준으로 하였다.
- , Chicago, IL, USA)을 사용하였다. 모든 실험 결과는 평균 土 표준오차(mean土SEM)로 제시하였다. 대조군과 실험군 간의 평균 차이는 One-way ANOVA 분석 후 Turkey 사후검정을 통해 분석하였으며, 통계적인 유의성 검정은 유의수준 0.
이론/모형
- IL-1 beta, IL-6 및 TNF-alpha는 효소면역분석법 (enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA; R&D Systems, Minneapolis, MN, USA)을 이용하여 측정하였다. 미리 희석한 혈청을 항체가 코팅된 96 well plate에 넣어주고 상온에서 2시간 동안 방치하였다.
- 면역증강 효과를 측정하기 위해 IgG와 IGF-I을 상업용 ELISA 분석 키트(R&D Systems)를 이 용하여 측정하였다.
- 표준시약으로 1, 1, 3, 3-tetraethoxypropane을 사용하였고, 간 조직의 지질과산화물 함량은 nmol MDA/mg protein으로 나타냈다. 시료의 단백질 함량은 Bradford 방법을 이용하였으며, 표준물질로는 bovine serum albumin을 사용하였다.
성능/효과
- 1과 같다. 3개 지역의 대봉감 섭취는 고지방 식이대조군과 비교하여 혈중 카탈레이즈 활성 수준을 증가시 키 는 경 향을 보여 주었으며 , B지 역 의대 봉 감을 섭취한 군의 경우 유의적으로 카탈레이즈 활성 수준이 증가하였다. 간 조직의 지질과산화물인 말론디알데하이드 수준은 고지방 식이대조군 대비 A지역 대봉감을 섭취한 군에서 유의적으로 감소하였다.
- 면역 능과 밀접한 관련이 있는 영양소인 아연, 철분, 베타카로틴이 풍부하게 함유된 대봉감의 섭취는 IgG 수준을 높여, 4주간의 고지방식이로 저하된 면역능력을 향상시킨 것으로 보인다. 4주간의 A, B, C 지역 대봉감의 섭취는 IGF-1의 수준을 고지방식이 대조군에 대비하여 유의적으로 증가시켰다. IGF-1은 인슐린과 유사한 구조를 가졌으며, 세포의 분화와 증식에 관여하는 내분비 조절자로 태아와 소아성장에 필수적이다(27).
- 3과 같다. 4주간의 A지역 대봉감 섭취는 IgG의 수준을 고지방식이 대비 유의적으로 증가시켰다. 면역체계는 노화 또는 운동, 흡연, 음주와 같은 생활습관, 스트레스, 영양상태 등에 따라 변화하며, 면역기능에 영향을 주는 식이요인으로는 총에너지 섭취량, 단백질, 무기질과 비타민 섭취상태 등이 있다(21-25).
- 2와 같다. 4주간의 A지역 대봉감 섭취는 염증인자인 IL-1 beta의 수준을 고지방식이군 대비 유의적으로 감소시켰다. IL-1은 세포에서 분비되는 사이토카인 중 하나로 활성화된 백혈구에서 생산된다.
- 미친 영향은 Table 2와 같다. 4주간의 감 시료의 섭취는 대조군과 비교 시 식이섭취량에 유의적인 영향을 주지 않았다. 또한 4주간의 대봉감 및 반시의 공급은 대조군과 비교했을 때 체중에 유의적인 영향을 주지 않았다.
- 특히 IgG는 외부에서 체내로 침입하는 바이러스나 균 등을 통한 감염에 대한 방어에 관여한다. A지역 대봉감을 4주간 섭취한 군에서 유일하게 IgG의 유의적인 증가가 나타났으며, 이를 통해 A지역 대봉감의 우수한 면역증강 효과를 확인할 수 있었다. 과다한 지방섭취는 면역능력의 저하를 초래한다(26).
- 쥐 모델을 대상으로 4주간 대봉감과 반시의 섭취는 식이섭취량과 체중 변화에 영향을 미치지 않았다. B지역의 대봉감 섭취는 고지방식이 대조군 대비 유의적으로 카탈레이즈 활성 수준을 증가시켰으며 , 간 조직 의 지 질 과산화물인 말론디 알데하이 드수준은 고지방식이 대조군 대비 A지역 대봉감을 섭취한 군에서 유의적으로 감소하였다. 또한 A지역 대봉감의 섭취는 염증 인자인 IL-1 beta의 수준을 고지방식이군 대비 유의적으로 감소시켰다.
- 또 다른 대표적인 염증인자인 IL-6는 고지방식이 대조군과 비교하여 A지역과 B지역의 대봉감을 섭취한 군에서 유의적으로 감소시켰다. TNF-alpha 수준은 A 지역의 대봉감을 섭취한 군에서 고지방식이대조군 대비 유의적으로 감소되었다. A지역 대봉감 섭취는 IgG의 수준을 고지방식이 대조군 대비 유의적으로 증가시켰다.
- IL-6이 과도하게 증가하게 되면 염증반응의 증가로 인한 전염증상태가 될 수 있다(17). TNF-alpha 수준은 A지역과 B지역의 대봉감을 섭취한 군에서 고지방식이 대조군 대비 유의적으로 감소되었다. 감소 수준은 A지역 대봉감군에서 가장 크게 나타났다.
- 3개 지역의 대봉감 섭취는 고지방 식이대조군과 비교하여 혈중 카탈레이즈 활성 수준을 증가시 키 는 경 향을 보여 주었으며 , B지 역 의대 봉 감을 섭취한 군의 경우 유의적으로 카탈레이즈 활성 수준이 증가하였다. 간 조직의 지질과산화물인 말론디알데하이드 수준은 고지방 식이대조군 대비 A지역 대봉감을 섭취한 군에서 유의적으로 감소하였다. 말론디알데하이드는 산화적 스트레스에 의해 세포막에 지질이 분해될 때 생성되는 산물 중 하나이고 산화 손상의 지표물질이다.
- 이러한 기능 이외에도 IGF-1은 면역과 염증을 조절하는 중요한 역할을 하는데, 하나의 예로 면역기능을 담당하는 T-림프구, B-림프구, NK 세포 등이 IGF-1의 수준에 민감하게 반응한다(28-30). 대봉감의 섭취는 면역체계에서 중요한 역할을 담당하는 IGF-1의 수준을 고지방식이를 섭취한 군에 비해 유의적으로 높여 면역체계를 강화하는 효과를 보였다.
- IL-1은 염증반응에서 중요한 매개자 역할을 하고 다양한 세포 활성에도 관여한다(16). 따라서 본 실험 결과에서 IL-1 beta의 수준이 A지역의 대봉감을 섭취한 군에서 가장 낮게 측정되어, A지역 대봉감이 효과적으로 염증반응을 감소시킴을 알 수 있었다. 또 다른 대표적인 염증인자인 IL-6의 수준은 고지방식이 대조군과 비교하여 A지역, B지역 대봉감을 섭취한 그룹에서 유의적으로 감소하였다.
- 4주간의 감 시료의 섭취는 대조군과 비교 시 식이섭취량에 유의적인 영향을 주지 않았다. 또한 4주간의 대봉감 및 반시의 공급은 대조군과 비교했을 때 체중에 유의적인 영향을 주지 않았다.
- B지역의 대봉감 섭취는 고지방식이 대조군 대비 유의적으로 카탈레이즈 활성 수준을 증가시켰으며 , 간 조직 의 지 질 과산화물인 말론디 알데하이 드수준은 고지방식이 대조군 대비 A지역 대봉감을 섭취한 군에서 유의적으로 감소하였다. 또한 A지역 대봉감의 섭취는 염증 인자인 IL-1 beta의 수준을 고지방식이군 대비 유의적으로 감소시켰다. 또 다른 대표적인 염증인자인 IL-6는 고지방식이 대조군과 비교하여 A지역과 B지역의 대봉감을 섭취한 군에서 유의적으로 감소시켰다.
- 폴리페놀은 면역조절과 항염증반응과도 관련되어 있으며, 따라서 감에 들어 있는 페놀성 화합물에 의해서 항염증 효과가 나타난 것으로 보인다(20). 본 연구진에 의한 분석 결과 A지역 대봉감 시료가 타 지역 시료에 비해 총 페놀화합물 함량이 높고 항산화 활성이 높은 것으로 분석되어, 이들 성분과 활성이 A지역 대봉감 시료의 항염증 효과에 기여한 것으로 판단된다.
- 특히 A지역의 대봉감 섭취는 지질과산화물의 수준을 유의적으로 감소시켰으며, 이러한 효과는 대봉감이 함유하고 있는 폴리페놀 성분들이 지질과산화물을 생성하는 과산화수소의 생성을 억제한 것으로 사료된다(15). 본 연구진의 분석 결과 A지역 대봉감 시료의 베타카로틴과 총 페놀화합물 함량이 다른 지역 시료에 비해 유의적으로 높은 것으로 분석되어 이들 성분이 대봉감의 항산화 효과에 기여했을 것으로 보인다.
- 감소 수준은 A지역 대봉감군에서 가장 크게 나타났다. 이를 통해 타 지역 대봉감 및 반시와 비교하여 A지역 대봉감군의 강력한 항염증 효과를 확인할 수 있었다. TNF-alpha는 면역반응의 초기에 분비되는 전염증성 사이토카인으로 염증의 활성화, 호중구 활성화, 세포괴사 등에 관여하여 장기 부전을 유발하는 것으로 알려져 있으며, 인체에서 높은 수준의 TNF- alpha는 천식이나 류마티스성 관절염 등과 같은 질환의 염증반응 조절에 관여한다(18).
- IGF-1의 수준은 고지방식이 대조군과 비교하여 A, B, C 지역 대봉감 섭취 군에서 증가하였다. 이상의 결과로부터 대봉감의 섭취는 우수한 항염증 효과와 면역증강 효과가 있을 것으로 사료된다.
- 항염증 및 면역증강 효과를 탐색, 비교하였다. 쥐 모델을 대상으로 4주간 대봉감과 반시의 섭취는 식이섭취량과 체중 변화에 영향을 미치지 않았다. B지역의 대봉감 섭취는 고지방식이 대조군 대비 유의적으로 카탈레이즈 활성 수준을 증가시켰으며 , 간 조직 의 지 질 과산화물인 말론디 알데하이 드수준은 고지방식이 대조군 대비 A지역 대봉감을 섭취한 군에서 유의적으로 감소하였다.
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