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문제 정의
- 그 다음은 엉겅퀴 부위별 추출물이 고지방 사료 투여에 의한 비만 모델 마우스에서 체중 및 복부지방 감량에 효과가 있는지 알아보았다. 본 연구는 고지방 사료를 8주간 투여한 후 비만을 유도한 후 엉겅퀴 부위별 추출물을 12주간 투여한 후 비만 개선에 대한 효과를 확인하였다.
- 그러므로 본 연구는 엉겅퀴 부위별 추출물의 총 폴리페놀 함량을 측정하고 부위별 추출물의 항산화효과를 검증한 후에 지방세포주인 3T3-L1 세포를 대상으로 지방 생성억제를 확인하고 고지방사료 투여에 의한 비만모델 마우스를 유도한 후 항비만 효과를 조사한 결과 흥미로운 결과를 얻었기에 보고하고자 한다.
- 그러므로 부작용이 없고 안전성이 확보된 비만 개선에 대한 천연물 소재를 대상으로 연구가 활발히 진행되고 있다3,5). 본 연구는 이러한 관점에서 전통적으로 한방에서 사용하고 있는 엉겅퀴 부위별 추출물을 대상으로 비만개선 효과가 있는 것으로 알려진 식물유래 apigenin과 항비만 효과를 조사하였다.
- 그러나 현재까지 부작용이 없고 안전성이 확보된 치료약은 없는 실정으로 비만을 개선시킬 수 있는 천연물을 대상으로 연구가 활발히 전개되고 있다. 엉겅퀴는 모든 부위를 식용과 약용으로 사용할 수 있는 한국식품의약안전처의 공시된 소재로 본 연구는 엉겅퀴 꽃, 잎과 뿌리를 대상으로 열수 추출하여 비만을 개선할 수 있는지 여부를 조사하였다. 그 결과 엉겅퀴 꽃과 잎 추출물은 항산화 효과는 물론 체지방 감소에 우수한 효과가 있는 소재임을 밝혔다.
제안 방법
- 다음은 본 연구결과에서는 보여주지 않았지만, 엉겅퀴 부위별 추출물의 농도를 50-500 μg/mL까지 24시간 처리한 결과 세포독성이 없음을 확인한 후 3T3세포의 지방 함량 농도를 정하여 실험하였다. 엉겅퀴 부위별 추출물이 마우스 비만세포주인 3T3-L1 세포에서 oil red O와 triglyceride 함량에 미치는 영향을 조사한 결과 꽃 추출물은 대조군에 비해서 각각 68%와 57%를 감소시키는 효과로 잎과 뿌리 추출물보다 우수한 지방생성 억제 효과를 보였다.
- , Ltd, Seoul, Korea)를 이용하여 측정하였다. 복강 내당능(intraperitoneal glucose tolerance test) 검사는 실험종료 1주전 12시간 금식 시킨 후 포도당(1 g/kg/body weight) 용액을 복강에 주사한 후 0, 15, 30, 60, 120분에 마우스 꼬리 혈액을 채취하여 측정하였다.
- 그 다음은 엉겅퀴 부위별 추출물이 고지방 사료 투여에 의한 비만 모델 마우스에서 체중 및 복부지방 감량에 효과가 있는지 알아보았다. 본 연구는 고지방 사료를 8주간 투여한 후 비만을 유도한 후 엉겅퀴 부위별 추출물을 12주간 투여한 후 비만 개선에 대한 효과를 확인하였다. 그 결과 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물은 체중 및 복부지방 감소에 유의한 효과가 있음을 알 수 있었다.
- 비만 C57BL/6 마우스를 각 실험군 당 6마리씩 나누고 표준식이군(normal control), 고지방식이군(HF control, 45% fat calories), 고지방식이와 엉겅퀴 뿌리, 잎, 꽃 추출물을 투여하는 군으로 각각 나누고 고지방식이와 apigenin 투여군으로 나누어 12주간 사육하였다. 엉겅퀴 부위별 추출물은 각각 200 mg/kg/body weight로 2.
- 엉겅퀴 부위별 추출물이 비만 유도 C57BL/6 마우스의 혈당감소에 미치는 효과를 알아보기 위하여 8주간은 모두 고지방사료를 투여하여 비만을 유도한 후 꼬리정맥으로부터 혈당을 측정하여 120~140 mg/dL 범위의 마우스를 선별하여 실험군당 6마리씩 배정하여 엉겅퀴 부위별 추출물을 12주간 투여하면서 2주 간격으로 꼬리정맥으로부터 혈당을 측정하였다. 그 결과 Fig.
- 환원력(reducing power)은 Oyaizu21)의 방법을 약간 변형하여 측정하였다. 엉겅퀴 부위별 추출물을 500 µg/mL으로 정량하여 증류수에 녹인 후 0.
대상 데이터
- 일반 고형사료(Purina Lab. Rodent Chow(#38057), carbohydrates: 63.07%, fat: 12.41%, protein: 24.52%)와 물을 자유롭게 섭취하도록 하였으며, 사육환경 온도 23±3°C, 밤낮주기(12시간)가 조절되는 환경에서 1 주일간 적응시킨 후 전주대학교 실험동물위원회의 실험 규정에 준하여 실행하였다(#JJU-IACUC-2014-04).
- 마우스 배아에서 유래한 3T3-L1 세포주는 American Type Culture Collection (ATCC, Rockville, MD, USA)사로부터 구입하여 사용하였다. 전지방세포시기의 3T3-L1의 배양은 10% FBS, 0.
- 비만 유도 실험동물은 무균환경에서 사육된 4주령 수컷 C57BL/6 마우스로 중앙실험동물사(서울, 대한민국)로부터 구입하였다. 일반 고형사료(Purina Lab.
- 실험에 사용한 엉겅퀴 부위 소재는 전라북도 임실생약영농조합법인으로부터 공급받았다. 건조된 엉겅퀴 뿌리, 잎, 꽃은 각각 400 g으로 정량하여 증류수 4000 mL을 주입하고 1시간 끓인 후 얻어진 추출물을 0.
- Louis, MO, USA)로부터 구입하였다. 지질분석과 관련 있는 AM 202-K, AM 203-KTC 및 AM 157S-K kit 등은 아산제약(서울, 대한민국)에서 구입하였다.
이론/모형
- ABTS 라디칼 소거능은 Re 등20)의 방법에 의하여 측정하였다. ABTS 7.
- DPPH 라디칼 소거 활성은 Blois19)의 방법으로 측정하였다. 엉겅퀴 부위별 추출물을 500 µg/mL으로 정량하여 증류수에 녹여 96 well plate 에 각 시료를 100 µL를 주입하고, 동시에 0.
- 혈청 지질 농도(lipid profile) 분석을 위해 측정용 kit (AM 202-K, AM 203-KTC, AM 157S-K)로 TC (total cholesterol), HDL (high density cholesterol), LDL (low density cholesterol) 및 TG (triglyceride)을 측정하였다. LDL 함량은 Friedewald 등23)의 공식에 의해 {총콜레스테롤 –HDL콜레스테롤-(TG/5)}으로 계산하였다. 임상진단에서 순환계와 관련한 진단 지수인 동맥경화지수(atherogenic index, AI)는 (total cholesterol－HDL cholesterol)/HDL cholesterol 식23)으로 계산하고, 심장위험지수(cardiac risk factor, CRF)는 total cholesterol/ HDL cholesterol 공식23)에 의하여 산출하였다.
- Oil red O 염색은 Ramírez-Zacarías 등22)의 방법에 따라 수행하였다. 분화된 3T3-L1 지방세포는 well 당 1✕104개를 24 well plate에 접종하고 24시간 후에 엉겅퀴 잎, 꽃과 뿌리 추출물을 각각 200 μg/mL를 처리하였으며, 참고약물 대조군은 apigenin (10 μg/mL)을 처리하고 72시간 동안 배양한 후 PBS로 세척하고 실온에서 20분간 10% 중성 포르말린용액(pH 7.
- LDL 함량은 Friedewald 등23)의 공식에 의해 {총콜레스테롤 –HDL콜레스테롤-(TG/5)}으로 계산하였다. 임상진단에서 순환계와 관련한 진단 지수인 동맥경화지수(atherogenic index, AI)는 (total cholesterol－HDL cholesterol)/HDL cholesterol 식23)으로 계산하고, 심장위험지수(cardiac risk factor, CRF)는 total cholesterol/ HDL cholesterol 공식23)에 의하여 산출하였다.
- 총 폴리페놀은 Mcdonal와 Prenzler의 방법에 따라서 정량하여 나타내었다18). 엉겅퀴 부위별 추출물 0.
성능/효과
- 본 연구는 고지방 사료를 8주간 투여한 후 비만을 유도한 후 엉겅퀴 부위별 추출물을 12주간 투여한 후 비만 개선에 대한 효과를 확인하였다. 그 결과 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물은 체중 및 복부지방 감소에 유의한 효과가 있음을 알 수 있었다. 12주간의 체중변화에서 0주에 군별 체중 차이를 보였는데 이는 8주간의 고지방식이 투여로 인하여 생긴 개체차이로 사료된다.
- 엉겅퀴는 모든 부위를 식용과 약용으로 사용할 수 있는 한국식품의약안전처의 공시된 소재로 본 연구는 엉겅퀴 꽃, 잎과 뿌리를 대상으로 열수 추출하여 비만을 개선할 수 있는지 여부를 조사하였다. 그 결과 엉겅퀴 꽃과 잎 추출물은 항산화 효과는 물론 체지방 감소에 우수한 효과가 있는 소재임을 밝혔다. 더욱이 엉겅퀴 꽃과 잎 추출물은 혈당을 강하시킬 수 있는 좋은 소재임을 검증하였다.
- 엉겅퀴 부위별 추출물은 대조군에 비해서 공복 혈당을 감소시키는 경향이 있었으나 유의한 차이가 없었다. 그러나 11주에 내당능을 검사한 결과 엉겅퀴 부위별 추출물은 혈당강하에 대한 유의한 효과가 있음을 검증하였다(Fig. 6).
- 본 연구는 엉겅퀴 부위별 열수 추출물을 대상으로 항산화 효과를 검증한 결과 엉겅퀴 꽃 추출물은 엉겅퀴 잎과 뿌리 추출물에 비해서 총 폴리페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거 활성 및 환원력이 가장 우수하였다. 그러나 ABTS 라다칼 소거 활성은 엉겅퀴 꽃 추출물에 비해서 엉겅퀴 잎 추출물이 높았다. 엉겅퀴 부위별 열수 추출물을 대상으로 3T3 지방세포에서 oil red O와 중성지방 생성능을 조사한 결과 엉겅퀴 꽃 추출물이 가장 우수한 억제 효과를 보였다.
- 32)에 비해서 5배 이상의 수치를 보였다. 그러나 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물을 투여한 실험군은 대조군에 비해서 유의하게 감소되는 효과를 보였다. 또한 심혈관위험 지수 역시 대조군에 비해 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물을 투여한 실험군은 현저히 억제되는 효과를 보였다.
- 더욱이 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물은 비만 모델동물에서 당부화에 의한 혈당을 효과적으로 억제하는 효과가 있었다. 그러므로 본 연구 결과는 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물이 고지방 사료로 유도된 비만 모델동물에서 비만과 혈당을 개선시킬 수 있음을 제시했다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물은 비만치료를 위한 기능성 소재로서 활용할 수 있을 것이라 사료된다.
- 이러한 연구 결과를 바탕으로 엉겅퀴 부위별 추출물이 고지방사료로 유도된 비만 모델동물에서 체지방 감소에 어떠한 영향을 미치는지 조사한 결과 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물은 체중과 복부지방 중량뿐만 아니라 중성지방, 총콜레스테롤 및 LDL를 현저히 억제시키는 효과가 있었다. 더불어 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물은 HDL 함량을 유의하게 증가시켜 동맥경화 지수와 심혈관위험 지수를 억제시키는 효과가 있었다. 더욱이 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물은 비만 모델동물에서 당부화에 의한 혈당을 효과적으로 억제하는 효과가 있었다.
- 더불어 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물은 HDL 함량을 유의하게 증가시켜 동맥경화 지수와 심혈관위험 지수를 억제시키는 효과가 있었다. 더욱이 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물은 비만 모델동물에서 당부화에 의한 혈당을 효과적으로 억제하는 효과가 있었다. 그러므로 본 연구 결과는 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물이 고지방 사료로 유도된 비만 모델동물에서 비만과 혈당을 개선시킬 수 있음을 제시했다.
- 그 결과 엉겅퀴 꽃과 잎 추출물은 항산화 효과는 물론 체지방 감소에 우수한 효과가 있는 소재임을 밝혔다. 더욱이 엉겅퀴 꽃과 잎 추출물은 혈당을 강하시킬 수 있는 좋은 소재임을 검증하였다. 그러므로 엉겅퀴 꽃과 잎 추출물은 비만을 개선하고 비만과 관련된 대사성 질환을 개선하는데 유용하게 사용할 수 있는 소재라 사료된다.
- 그러나 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물을 투여한 실험군은 대조군에 비해서 유의하게 감소되는 효과를 보였다. 또한 심혈관위험 지수 역시 대조군에 비해 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물을 투여한 실험군은 현저히 억제되는 효과를 보였다.
- 12주간의 체중변화에서 0주에 군별 체중 차이를 보였는데 이는 8주간의 고지방식이 투여로 인하여 생긴 개체차이로 사료된다. 또한 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물은 고지방사료에 의해 증가된 중성지방과 총 콜레스테롤 및 LDL의 함량을 유의하게 억제시키는 효과가 있었다. 동맥경화 지수는 임상에서 3.
- 54배로 가장 높았다(Table 1). 또한 엉겅퀴 추출물은 DPPH 라디칼 소거 활성과 환원력도 다른 부위보다 항산화 활성이 높았다. 그러나 ABTS 라디칼 소거 활성은 잎 추출물이 61.
- 먼저 본 연구는 엉겅퀴 부위별 추출물을 대상으로 총 폴리페놀 함량을 조사한 결과 엉겅퀴 꽃 추출물(6758±15 mg/100 g)은 잎과 뿌리 추출물에 비해서 각각 1.36배와 9.54배로 가장 높았다(Table 1). 또한 엉겅퀴 추출물은 DPPH 라디칼 소거 활성과 환원력도 다른 부위보다 항산화 활성이 높았다.
- 본 연구는 엉겅퀴 부위별 열수 추출물을 대상으로 항산화 효과를 검증한 결과 엉겅퀴 꽃 추출물은 엉겅퀴 잎과 뿌리 추출물에 비해서 총 폴리페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거 활성 및 환원력이 가장 우수하였다. 그러나 ABTS 라다칼 소거 활성은 엉겅퀴 꽃 추출물에 비해서 엉겅퀴 잎 추출물이 높았다.
- 0 이상의 값을 나타냈을 때 동맥경화의 위험신호로 사용되고 있다23). 본 연구에서 고지방 사료(45% fat 함유)를 투여한 결과 대조군의 동맥경화 지수가 3.0에는 미치지 못하였지만 1.62로 정상군(0.32)에 비해서 5배 이상의 수치를 보였다. 그러나 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물을 투여한 실험군은 대조군에 비해서 유의하게 감소되는 효과를 보였다.
- 그러나 ABTS 라다칼 소거 활성은 엉겅퀴 꽃 추출물에 비해서 엉겅퀴 잎 추출물이 높았다. 엉겅퀴 부위별 열수 추출물을 대상으로 3T3 지방세포에서 oil red O와 중성지방 생성능을 조사한 결과 엉겅퀴 꽃 추출물이 가장 우수한 억제 효과를 보였다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 엉겅퀴 부위별 추출물이 고지방사료로 유도된 비만 모델동물에서 체지방 감소에 어떠한 영향을 미치는지 조사한 결과 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물은 체중과 복부지방 중량뿐만 아니라 중성지방, 총콜레스테롤 및 LDL를 현저히 억제시키는 효과가 있었다.
- 마지막으로 비만은 제 2형 당뇨병을 유발할 수 있기 때문에 실험기간 동안 2주 간격으로 혈당을 조사하였다. 엉겅퀴 부위별 추출물은 대조군에 비해서 공복 혈당을 감소시키는 경향이 있었으나 유의한 차이가 없었다. 그러나 11주에 내당능을 검사한 결과 엉겅퀴 부위별 추출물은 혈당강하에 대한 유의한 효과가 있음을 검증하였다(Fig.
- 다음은 본 연구결과에서는 보여주지 않았지만, 엉겅퀴 부위별 추출물의 농도를 50-500 μg/mL까지 24시간 처리한 결과 세포독성이 없음을 확인한 후 3T3세포의 지방 함량 농도를 정하여 실험하였다. 엉겅퀴 부위별 추출물이 마우스 비만세포주인 3T3-L1 세포에서 oil red O와 triglyceride 함량에 미치는 영향을 조사한 결과 꽃 추출물은 대조군에 비해서 각각 68%와 57%를 감소시키는 효과로 잎과 뿌리 추출물보다 우수한 지방생성 억제 효과를 보였다. 특히 엉겅퀴 꽃 추출물은 참고약물로 사용한 apigenin 보다 oil red O와 triglyceride 함량이 각각 18%와 10% 높은 감소효과를 보여주었다.
- 엉겅퀴 부위별 열수 추출물을 대상으로 3T3 지방세포에서 oil red O와 중성지방 생성능을 조사한 결과 엉겅퀴 꽃 추출물이 가장 우수한 억제 효과를 보였다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 엉겅퀴 부위별 추출물이 고지방사료로 유도된 비만 모델동물에서 체지방 감소에 어떠한 영향을 미치는지 조사한 결과 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물은 체중과 복부지방 중량뿐만 아니라 중성지방, 총콜레스테롤 및 LDL를 현저히 억제시키는 효과가 있었다. 더불어 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물은 HDL 함량을 유의하게 증가시켜 동맥경화 지수와 심혈관위험 지수를 억제시키는 효과가 있었다.
- 6). 특히 엉겅퀴 꽃 추출물은 내당능 검사 전 시간에 걸쳐 혈당강하 효과가 참고약물인 apigenin과 유사하거나 높았다.
- 엉겅퀴 부위별 추출물이 마우스 비만세포주인 3T3-L1 세포에서 oil red O와 triglyceride 함량에 미치는 영향을 조사한 결과 꽃 추출물은 대조군에 비해서 각각 68%와 57%를 감소시키는 효과로 잎과 뿌리 추출물보다 우수한 지방생성 억제 효과를 보였다. 특히 엉겅퀴 꽃 추출물은 참고약물로 사용한 apigenin 보다 oil red O와 triglyceride 함량이 각각 18%와 10% 높은 감소효과를 보여주었다. Apigenin은 식품을 비롯한 한방에서 활용하고 있는 약용식물에 함유되어 있는 flavonoid계 천연물질로 항산화를 비롯한 항암, 항염증 및 항비만 작용이 있는 것으로 잘 알려졌다3,5).
후속연구
- 인체에서 비만으로 야기되는 당뇨병을 비롯한 심혈관계 질환은 염증을 동반하는데, 염증반응이 진행되면 필연적으로 ROS (reactive oxygen species)와 RNS (reactive nitrogen species)를 대량 생성됨으로써 정상조직을 손상시키는 것으로 알려져 있다27). 그러므로 본 연구 결과 엉겅퀴 꽃과 잎의 항산화 활성은 비만으로 야기될 수 있는 조직 손상을 개선시키는데 효과적으로 활용될 수 있을 것이라 사료된다.
- 더욱이 엉겅퀴 꽃과 잎 추출물은 혈당을 강하시킬 수 있는 좋은 소재임을 검증하였다. 그러므로 엉겅퀴 꽃과 잎 추출물은 비만을 개선하고 비만과 관련된 대사성 질환을 개선하는데 유용하게 사용할 수 있는 소재라 사료된다.
- 그러므로 본 연구 결과는 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물이 고지방 사료로 유도된 비만 모델동물에서 비만과 혈당을 개선시킬 수 있음을 제시했다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 엉겅퀴 꽃 추출물과 잎 추출물은 비만치료를 위한 기능성 소재로서 활용할 수 있을 것이라 사료된다.
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