전립선 비대유도 쥐의 전립선 조직에서 울금 급여에 따른 염증인자의 변화 Effect of Hot Water Extract from Curcuma longa L. on Inflammatory Mediators in Prostate Tissue of BPH-Induced Rats원문보기
본 연구에서는 테스토스테론으로 전립선 비대를 유도한 래트에 울금(Curcuma longa L.)의 열수추출물을 다양한 농도로 급여하여 그에 따른 염증인자의 변화를 검토하였다. 조직학적 분석에서 울금 열수추출물(CL) 급여에 따라 전립선비대가 완화되는 것을 검토할 수 있었으며, 염증성 사이토카인인 TNF-${\alpha}$, IL-6 및 IL-$1{\beta}$이 전립선 비대 유도군에서 그 발현이 현저히 증가하였으나, 각 농도의 CL 군에서는 농도의존적으로 감소하였다. 또한, CL 급여에 따라 finasteride enzyme인 COX-2와 염증 전사인자인 NF-${\kappa}b$의 활성화의 감소를 확인하였다. 이와 같은 결과는 전립선 비대에서 울금 열수추출물이 항염증 효과로써 전립선 비대의 유발 및 발전을 억제시킬 수 있다는 것을 부분적으로나마 설명할 수 있는 기초 자료가 될 수 있다고 사료된다.
본 연구에서는 테스토스테론으로 전립선 비대를 유도한 래트에 울금(Curcuma longa L.)의 열수추출물을 다양한 농도로 급여하여 그에 따른 염증인자의 변화를 검토하였다. 조직학적 분석에서 울금 열수추출물(CL) 급여에 따라 전립선비대가 완화되는 것을 검토할 수 있었으며, 염증성 사이토카인인 TNF-${\alpha}$, IL-6 및 IL-$1{\beta}$이 전립선 비대 유도군에서 그 발현이 현저히 증가하였으나, 각 농도의 CL 군에서는 농도의존적으로 감소하였다. 또한, CL 급여에 따라 finasteride enzyme인 COX-2와 염증 전사인자인 NF-${\kappa}b$의 활성화의 감소를 확인하였다. 이와 같은 결과는 전립선 비대에서 울금 열수추출물이 항염증 효과로써 전립선 비대의 유발 및 발전을 억제시킬 수 있다는 것을 부분적으로나마 설명할 수 있는 기초 자료가 될 수 있다고 사료된다.
Prostatic inflammation plays a crucial role on benign prostate hyperplasia (BPH) pathogenesis and progression. In this study, BPH was induced by testosterone propinate in castrated rats for 8 weeks. Hot water extract from Curcuma longa L. (CL) was administered orally for 4 weeks along with positive ...
Prostatic inflammation plays a crucial role on benign prostate hyperplasia (BPH) pathogenesis and progression. In this study, BPH was induced by testosterone propinate in castrated rats for 8 weeks. Hot water extract from Curcuma longa L. (CL) was administered orally for 4 weeks along with positive controls, saw Palmetto and finasteride. CL supplementation induced histological changes, reduced expression of TNF-${\alpha}$, IL-6, IL-$1{\beta}$, COX-2, and phospo-p65 in prostate tissue compared with the BPH group. These findings suggest that suppression of pro-inflammatory cytokines could be attributed, at least partly, to the anti-inflammatory action of C. longa, and this action may be helpful to understand the inhibitory effect of Curcuma longa L. in BPH.
Prostatic inflammation plays a crucial role on benign prostate hyperplasia (BPH) pathogenesis and progression. In this study, BPH was induced by testosterone propinate in castrated rats for 8 weeks. Hot water extract from Curcuma longa L. (CL) was administered orally for 4 weeks along with positive controls, saw Palmetto and finasteride. CL supplementation induced histological changes, reduced expression of TNF-${\alpha}$, IL-6, IL-$1{\beta}$, COX-2, and phospo-p65 in prostate tissue compared with the BPH group. These findings suggest that suppression of pro-inflammatory cytokines could be attributed, at least partly, to the anti-inflammatory action of C. longa, and this action may be helpful to understand the inhibitory effect of Curcuma longa L. in BPH.
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문제 정의
울금의 항염 효과는 Kim J 등(2015)의 연구에서, LPS 로 유도한 급성 폐 손상에 효과가 있으며, 울금의 다당류 분획에서 항염증 효과(Illuri R et al 2015), 염증성 장질환에 대한 울금추출물의 효과(McCann MJ et al 2014) 등을 통하여 다양하게 연구되었다. 본 실험에서는 테스토스테론으로 전립선 비대를 유도한 래트의 모델에서 울금 열수추출물의 급여에 따른 전립선의 조직학적 변화와 염증관련인자의 변화를 추적함으로써, 전립선 비대 유발에 있어 염증관련인자의 감소가 전립선 비대 유발을 감소시킬 수 있는가 그 영향과 상관관계를 검토하고자 한다.
본 연구에서는 세포질과 핵으로 나누지 않고, 전립선 조직 균질액에서 NF-κ B의 활성화를 확인하기 위하여 phospho-p65의 증감을 검토 하였다.
본 연구에서는 테스토스테론으로 전립선 비대를 유도한 래트에 울금(Curcuma longa L.)의 열수추출물을 다양한 농도로 급여하여 그에 따른 염증인자의 변화를 검토하였다. 조직학적 분석에서 울금 열수추출물(CL) 급여에 따라 전립선비대가 완화되는 것을 검토할 수 있었으며, 염증성 사이토카인인 TNF-α, IL-6 및 IL-1β이 전립선 비대 유도군에서 그 발현이 현저히 증가하였으나, 각 농도의 CL 군에서는 농도의존적으로 감소하였다.
제안 방법
After a week of adatation period, SD rats were castrated and had a week of recovery period. For BPH induction, subcutaneous injection was done to rats with testosterone propionate (3 mg/kg of BW/day) daily for 8 weeks.
실험동물은 사육상자 당 2마리 이하로 수용되었으며, 다른 군끼리 한 사육상자에 있지 않도록 배려하여 배치하였다. Vehicle인 control group으로 사용될 6마리를 제외하고, 나머지 실험동물은 전립선 비대 유도를 위하여 TP를 3 mg/kg BW/day로 피하주사(subcutaneous injection)를 시행하였으며, 연구종료시점까지 몸무게 변화에 따라 투여하였다. 물과 사료는 자유섭취토록 하였으며, TP 투여 4주 후 세 가지 농도의 울금 열수추출물(CL) 혹은 쏘팔메토 오일(JinYong, Suwon, Korea) 혹은 finasteride를 4주 동안 TP 투여와 함께 경구 투여(per oral)를 시행하였다(Fig.
각 군간 50 μg protein을 기준으로 8, 10, 15% SDS gel에 전기영동하고, Western blot을 시행 하였다.
개시 시점의 래트의 몸무게는 250∼300 g 범위에 있었으며, 6마리를 한 군으로 하여 총 7그룹으로, 전립선 비대 유도 이후의 시료 경구 투여에 맞도록 군을 나누었다(Table 1).
실험동물을 마취시킨 후배면이 수술자를 향하게 눕혀 고정하고, 음낭 끝 부위의 피부를 절개하여 좌우 고환 및 부고환을 잘라낸 후 절개면을 봉합하여 수술을 실시하였다. 거세를 시행하고 10일 동안 안정화를 시켜 수술부위의 상처를 아물게 하였다. 이후 거세된 래트(castrated rat)에 testosterone propionate(TP)를 투여하여 실험을 개시하였다.
Vehicle인 control group으로 사용될 6마리를 제외하고, 나머지 실험동물은 전립선 비대 유도를 위하여 TP를 3 mg/kg BW/day로 피하주사(subcutaneous injection)를 시행하였으며, 연구종료시점까지 몸무게 변화에 따라 투여하였다. 물과 사료는 자유섭취토록 하였으며, TP 투여 4주 후 세 가지 농도의 울금 열수추출물(CL) 혹은 쏘팔메토 오일(JinYong, Suwon, Korea) 혹은 finasteride를 4주 동안 TP 투여와 함께 경구 투여(per oral)를 시행하였다(Fig. 1). 본 실험에서 쏘팔메토 오일과 finasteride는 positive control로 사용하였다.
1). 본 실험에서 쏘팔메토 오일과 finasteride는 positive control로 사용하였다. 본 동물실험은 수원대학교 동물실험윤리위원회의 규정을 준수하여 시행하였다.
실험 개시 8주가 경과한 후, 실험동물을 마취하고 희생시킨후, 전립선을 적출하였다. 적출한 전립선은 PBS에 1회 세척한 후 물기를 가볍게 제거하여 10배의 pH 7.
내재성 테스 토스테론(Intrinsic testosterone)의 영향을 배제하기 위하여 거세(castration)를 시행하였으며, 전립선 비대 동물모델은 Shin IS 등(2012)의 연구를 참고하였다. 실험동물을 마취시킨 후배면이 수술자를 향하게 눕혀 고정하고, 음낭 끝 부위의 피부를 절개하여 좌우 고환 및 부고환을 잘라낸 후 절개면을 봉합하여 수술을 실시하였다. 거세를 시행하고 10일 동안 안정화를 시켜 수술부위의 상처를 아물게 하였다.
거세를 시행하고 10일 동안 안정화를 시켜 수술부위의 상처를 아물게 하였다. 이후 거세된 래트(castrated rat)에 testosterone propionate(TP)를 투여하여 실험을 개시하였다. 개시 시점의 래트의 몸무게는 250∼300 g 범위에 있었으며, 6마리를 한 군으로 하여 총 7그룹으로, 전립선 비대 유도 이후의 시료 경구 투여에 맞도록 군을 나누었다(Table 1).
전립선 비대 유발 및 울금 급여군에서 염증변화를 검토한후, 전립선 비대의 완화 효과를 확인하기 위하여 hematoxylineosin staining을 실시하고, 그 조직학적 변화를 관찰하였다. Fig.
전립선 조직의 비대 유도에 따른 변화의 조직학적 분석을 위하여 실험동물을 희생하여, 전립선을 적출하고, 4% para formaldehyde(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)로 처리하여 파라핀블록을 만들며, 슬라이스하여 hematoxylin-eosin 염색을 실시하고, 현미경(BX-51, Olympus, Tokyo, Japan)으로 관찰하고 촬영하였다.
본 연구에서 사용한 울금 열수추출물(Curcuma longa Hot water extract; CL)은 전라남도 진도군에서 재배 수확된 울금을 세척․멸균한 후, 건조하여 추출기에서 10배의 물을 넣고 100℃에서 5시간 동안 추출하고, 여과․농축하여 동결건조(PVTFD10R, 일신랩, Dongduchun, Korea)한 것으로 (주)한국인스팜(Hwasun, Korea)으로부터 공급받아 사용하였다.
개시 시점의 래트의 몸무게는 250∼300 g 범위에 있었으며, 6마리를 한 군으로 하여 총 7그룹으로, 전립선 비대 유도 이후의 시료 경구 투여에 맞도록 군을 나누었다(Table 1). 실험동물은 사육상자 당 2마리 이하로 수용되었으며, 다른 군끼리 한 사육상자에 있지 않도록 배려하여 배치하였다. Vehicle인 control group으로 사용될 6마리를 제외하고, 나머지 실험동물은 전립선 비대 유도를 위하여 TP를 3 mg/kg BW/day로 피하주사(subcutaneous injection)를 시행하였으며, 연구종료시점까지 몸무게 변화에 따라 투여하였다.
실험에 사용된 래트는 대한바이오링크(Eumseong, Korea)에서 7주령(200∼250 g)에 공급받아 사용하였다.
이론/모형
실험에 사용된 래트는 대한바이오링크(Eumseong, Korea)에서 7주령(200∼250 g)에 공급받아 사용하였다. 내재성 테스 토스테론(Intrinsic testosterone)의 영향을 배제하기 위하여 거세(castration)를 시행하였으며, 전립선 비대 동물모델은 Shin IS 등(2012)의 연구를 참고하였다. 실험동물을 마취시킨 후배면이 수술자를 향하게 눕혀 고정하고, 음낭 끝 부위의 피부를 절개하여 좌우 고환 및 부고환을 잘라낸 후 절개면을 봉합하여 수술을 실시하였다.
4 PBS(w/v)를 첨가하여 균질화하고 실험에 사용하였다. 전립선 균질액을 3,000 rpm에서 5분간 원심분리하여 상등액을 수거하고, Bradford법으로 단백질을 정량하였다. 각 군간 50 μg protein을 기준으로 8, 10, 15% SDS gel에 전기영동하고, Western blot을 시행 하였다.
성능/효과
BPH 군에서 TNF-α의 발현이 증가하였으며, IL-6 및 IL-1β가 증가한 것을 볼 수 있었다.
조직학적 분석에서 울금 열수추출물(CL) 급여에 따라 전립선비대가 완화되는 것을 검토할 수 있었으며, 염증성 사이토카인인 TNF-α, IL-6 및 IL-1β이 전립선 비대 유도군에서 그 발현이 현저히 증가하였으나, 각 농도의 CL 군에서는 농도의존적으로 감소하였다. 또한, CL 급여에 따라 finasteride enzyme 인 COX-2와 염증 전사인자인 NF-κb의 활성화의 감소를 확인하였다. 이와 같은 결과는 전립선 비대에서 울금 열수추출물이 항염증 효과로써 전립선 비대의 유발 및 발전을 억제시킬 수 있다는 것을 부분적으로나마 설명할 수 있는 기초 자료가 될 수 있다고 사료된다.
전립선 비대와 COX-2의 증가간의 유의적인 관계는 아직 정립되지 않았으나, 전립선 비대에서 증가한다고 알려진 염증성 사이토카인이 상피세포에서 COX-2를 유도하여 전립선 세포의 proliferation을 상승시킨다고 생각되고 있다 (Bostanci Y et al 2013; Kramer G & Marberger M 2006). 본 연구에서, Control 군에 비하여 BPH 군에서와 저농도군인 BPHCL-25에서 COX-2의 증가를 볼 수 있으나, CL의 농도가 증가할수록 positive control 군과 같이 COX-2의 감소를 관찰할수 있었다.
BPH 군에서 TNF-α의 발현이 증가하였으며, IL-6 및 IL-1β가 증가한 것을 볼 수 있었다. 상대적으로, 양성대조군인 BPH-SP, BPH-FN 군의 발현은 감소하였으며, 울금 급여군인 BPH-CL 군의 각 농도에서 농도의존적으로 현저한 감소가 관찰되었다.
5에서와 같이 Control 군의 조직(A)에 비하여 BPH 군(B)의 전립선 조직의 상피세포는 비후되고, 내강이 좁아져 있음을 관찰할 수 있었다. 양성대조군인 BPH-SP 군(F)과 BPH-FN 군(G), 즉 쏘팔메토 급여군 및 finasteride 급여군에서는 BPH 군과 비교하여 상피세포 비후가 감소하고, 내강도 Control 군 (A)과 유사하게 회복된 것을 확인할 수 있었다. 울금 열수추출물군에서는 농도별로 저농도인 BPH-CL25 군(C)부터 고농도인 BPH-CL100 군(E)까지 상피세포의 비후 정도가 감소되고 있음을 볼 수 있고, 내강이 Control 군(A)와 유사한 모양으로 유지됨으로써 BPH 군에 비해 전립선 조직의 변화가 감소되는 것을 확인할 수 있었다.
양성대조군인 BPH-SP 군(F)과 BPH-FN 군(G), 즉 쏘팔메토 급여군 및 finasteride 급여군에서는 BPH 군과 비교하여 상피세포 비후가 감소하고, 내강도 Control 군 (A)과 유사하게 회복된 것을 확인할 수 있었다. 울금 열수추출물군에서는 농도별로 저농도인 BPH-CL25 군(C)부터 고농도인 BPH-CL100 군(E)까지 상피세포의 비후 정도가 감소되고 있음을 볼 수 있고, 내강이 Control 군(A)와 유사한 모양으로 유지됨으로써 BPH 군에 비해 전립선 조직의 변화가 감소되는 것을 확인할 수 있었다. Shin IS 등(2012)의 연구에서도 전립선 비대가 일어난 군의 상피세포가 비후되는 변화를보였으며, finasteride 등의 양성대조군의 변화가 본 연구와 흡사하게 나타났다.
조직학적 분석에서 울금 열수추출물(CL) 급여에 따라 전립선비대가 완화되는 것을 검토할 수 있었으며, 염증성 사이토카인인 TNF-α, IL-6 및 IL-1β이 전립선 비대 유도군에서 그 발현이 현저히 증가하였으나, 각 농도의 CL 군에서는 농도의존적으로 감소하였다.
후속연구
또한, CL 급여에 따라 finasteride enzyme 인 COX-2와 염증 전사인자인 NF-κb의 활성화의 감소를 확인하였다. 이와 같은 결과는 전립선 비대에서 울금 열수추출물이 항염증 효과로써 전립선 비대의 유발 및 발전을 억제시킬 수 있다는 것을 부분적으로나마 설명할 수 있는 기초 자료가 될 수 있다고 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
양성 전립선 비대란?
양성 전립선 비대(benign prostate hyperplasia, BPH)는 50대 이후의 남성에서 가장 일반적으로 진단되는 비뇨기질환으로 (Berry SJ et al 1984), 그 원인은 정확히 밝혀져 있지는 않지만 노화와 그에 따른 남성호르몬의 변화로 전립선 조직이 과다증식하여 크기가 커짐에 따라 요도를 압박하고(Timms BG & Hofkamp LE 2011), 임상적 증상은 방광 출구 폐색과 하부 요로 증상 등으로 나타나는 복합적 비뇨기계 질환이다(Roehrborn CG 2008). 최근 전립선의 염증(prostatic inflammation) 이 BPH 유발에서 주요한 역할을 한다고 보고되고 있으며 (Gandaglia G et al 2013).
양성 전립선 비대 유발에 주요한 역할을 하는 요인은?
양성 전립선 비대(benign prostate hyperplasia, BPH)는 50대 이후의 남성에서 가장 일반적으로 진단되는 비뇨기질환으로 (Berry SJ et al 1984), 그 원인은 정확히 밝혀져 있지는 않지만 노화와 그에 따른 남성호르몬의 변화로 전립선 조직이 과다증식하여 크기가 커짐에 따라 요도를 압박하고(Timms BG & Hofkamp LE 2011), 임상적 증상은 방광 출구 폐색과 하부 요로 증상 등으로 나타나는 복합적 비뇨기계 질환이다(Roehrborn CG 2008). 최근 전립선의 염증(prostatic inflammation) 이 BPH 유발에서 주요한 역할을 한다고 보고되고 있으며 (Gandaglia G et al 2013). 또한, 임상적이나 조직학적 소견에서 염증이 있다면, 이것은 BPH의 치료나 관리에서 고려될 중요한 요소로 생각되고 있다(Bostanci Y et al 2013).
Saw palmetto 열매 추출물은 어디에 효과가 있는가?
실제로, 전립선 비대 치료제로 사용되는 finasteride(Park DS & Shim JY 2008)에서 신생혈관 생성 억제효과가 보고되고 있으며 전립선건강 건강기능식품 소재인 saw palmetto 열매(Minutoli L et al 2013)에서 항염 효과가 보고되고 있다. Saw palmetto 열매 추출물의 항염증 효과는 전립선 비대와 연관된 하부 요로 증상(Lower urinary tract symptoms) 등의 부작용의 감소에 효과가 있다고 보고되었으며(Latil A et al 2015), 전립선 비대 동물모델에서 조직무게의 감소를 보였다고 보고되었다(Bernichtein S et al 2015).
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