Traditionally, 5 kinds of fruits with "ja(子)" in their name, including Rubus coreanus, Schisandra chinensis, Lycinum chineuse, Torilidis fructus, and Cuscuta seed, collectively called Oja(五子), are long known to enhance stamina. In the present study, we replaced tosaja with gyeolmyeongja(Cassiae seme...
Traditionally, 5 kinds of fruits with "ja(子)" in their name, including Rubus coreanus, Schisandra chinensis, Lycinum chineuse, Torilidis fructus, and Cuscuta seed, collectively called Oja(五子), are long known to enhance stamina. In the present study, we replaced tosaja with gyeolmyeongja(Cassiae semen ) and examined the effects of extracts from these fruits on andropause. This study investigated the antioxidant effect and testosterone synthesis of Oja water extract on Leydig TM3 cells. To investigate whether hydrogen peroxide induces oxidative stress in Leydig cells, 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide(MTT) assay, nitric oxide assay, and testosterone assay were performed on mouse Leydig TM3 cells. The results were obtained as follows: Leydig TM3 cells viability was assessed by a modified MTT assay, and the protection effect of Oja water extract against hydrogen peroxide-induced cell oxidative stress were examined by mitochondrial activity. Oja water extract could efficiently protect cytotoxicity induced by H2O2. Oja water extract promoted testosterone synthesis. These results suggest that Oja water extract has protective roles and promotes steroidogenesis in Leydig cells through its anti-oxidant action.
Traditionally, 5 kinds of fruits with "ja(子)" in their name, including Rubus coreanus, Schisandra chinensis, Lycinum chineuse, Torilidis fructus, and Cuscuta seed, collectively called Oja(五子), are long known to enhance stamina. In the present study, we replaced tosaja with gyeolmyeongja(Cassiae semen ) and examined the effects of extracts from these fruits on andropause. This study investigated the antioxidant effect and testosterone synthesis of Oja water extract on Leydig TM3 cells. To investigate whether hydrogen peroxide induces oxidative stress in Leydig cells, 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide(MTT) assay, nitric oxide assay, and testosterone assay were performed on mouse Leydig TM3 cells. The results were obtained as follows: Leydig TM3 cells viability was assessed by a modified MTT assay, and the protection effect of Oja water extract against hydrogen peroxide-induced cell oxidative stress were examined by mitochondrial activity. Oja water extract could efficiently protect cytotoxicity induced by H2O2. Oja water extract promoted testosterone synthesis. These results suggest that Oja water extract has protective roles and promotes steroidogenesis in Leydig cells through its anti-oxidant action.
갱년기 증상으로 인한 성기능 장애는 정신적 스트레스와도 밀접한 연관성이 있어, 한의학의 경우 신체적 요인과 정신적 요인까지 고려하는 특징으로 한의학적인 치료가 기존 양방의학에 비해 비수술적 방법으로 환자에게 접근하기가 더욱 용이할 것으로 사료되며27), 이에 성기능장에 대한 한의학적 체계적 연구가 적극적으로 이루어질 필요가 있다. 따라서 본 연구는 오자(五子)가 라이디히 세포 내 산화적스트레스에서 NO 제거와 testosterone 합성에 어떠한 영향이 있는지 검토하고자 하였다.
이전의 연구보고에 의하면 五子衍宗丸을 투여 시 흰쥐에서 성호르몬을 증가및 항피로 효과를 나타내었다고 보고되었다24). 이에 오자(五子)가 남성호르몬 합성 및 성기능 저하에도 효능이 있을 것으로 기대하고 그 효과를 규명하기 위하여 오자 혼합추출물을 세포에 처리하여, 세포생존율, nitrite, c-GMP와 testosterone 함량의 활성에 미치는 영향을 관찰하여 오자(五子)의 효능에 대해 알아보고자 하였다.
제안 방법
예로부터 오자(五子)는 복분자, 오미자, 구기자, 사상자, 토사자등 자(子)가 들어가는 5가지 약재를 말하며, 이러한 약재 모두 정력을 증강하는데 도움을 준다고 한다. 본 연구는 오자(五子) 중에 토사자 대신 결명자를 이용하여 연구에 사용하였다. 오자의 효능에 대해 丹溪心法에 “治男人精虛無子陽事不擧”라고 수록되었으며22), 이러한 5가지 열매는 腎陰과 腎陽의 부족으로 인한 음손양허(陰損陽虛), 양위조설(陽痿早泄), 남자무사(男子無嗣) 등의 치료에 활용되어 왔다23).
대상 데이터
본 연구에 사용된 오자(五子)는 국내산(화순전남생약농업협동조합)으로 복분자, 오미자, 구기자, 사상자, 결명자의 배합비를 2: 2.5 : 2 : 0.5 : 3으로 선정하였다. 전체 1 ㎏을 증류수 5,000 ㎖을 가하여 넣고 환류 냉각기를 장치한 후 95∼100℃ 수욕조에서 12시간 동안 온탕 추출하여 얻은 액을 흡입 여과하여 이를 감압 증류장치로 농축하고, 이를 다시 동결 건조기를 이용하여 완전 건조하여 오자(五子) 열수추출물 36.
실험에 사용된 세포주는 TM3(Leydig‘s cell, mouse)로서 America Type Culture Collection(ATCC, USA)에서 구입하였다. 이 세포주는 고환 내 간질조직(interstitial tissue)에 있는 Leydig cell에 속한다.
이론/모형
오자(五子)가 Leydig cell의 증식에 미치는 효과를 알아보기 위하여 Mosmann25) 등의 방법을 응용하였다. MTT(3-(4,5-dimethylthiazol-2yl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide) assay를 이용하여 다음과 같이 실험하였다. 96 well plate에 1 × 105 cells/㎖의 cell을 100 ㎕씩 넣고 37°C, 5% CO2 incubator에서 24시간 동안 배양한 후 PBS 용액으로 처리하였다.
오자(五子)가 Leydig cell의 증식에 미치는 효과를 알아보기 위하여 Mosmann25) 등의 방법을 응용하였다. MTT(3-(4,5-dimethylthiazol-2yl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide) assay를 이용하여 다음과 같이 실험하였다.
성능/효과
남성갱년기 개선 관련하여 임상에서 치료적으로 조절할 수 있는 약재를 많이 탐색 하고 있으며, 본 연구 결과로 볼 때 라이디히 세포의 산화적 손상에 대해 오자(五子) 추출물이 고환 내 세포의 산화적 손상에서 NO 생성 조절을 통해 테스토스테론 합성을 증가시키는 것으로 생각되어진다. 따라서, 오자(五子) 추출물이 남성 고환내 정자 형성 및 호르몬 대사 기전에 어떤 영향을 주는지는 알아봄으로서 남성 갱년기 개선 관련 소재 개발에 도움이 될 것으로 사료된다.
오자환은 peroxynitrite(ONOO-) 및 그 전구체인 superoxideanion radical(․O2-)와 NO를 소거시켜 세포를 보호하는 효과를 나타내었으며38), 복분자추출물이 항산화 효과와 관련하여, 간 손상에 있어서도 간보호 효과를 나타낸다고 보고된 바 있다39). 본 연구에서 산화적 스트레스로 유도된 NO의 생성량이 오자(五子) 추출물 처리 시 유의하게 감소하였으며, 이러한 결과는 오자(五子) 추출물이 고환 내 레이디히 세포의 산화적스트레스를 억제 하는 것으로 보여지며, 이러한 산화적 스트레스 억제로 인해, 세포내 호르몬 합성량이 증가됨을 관찰할 수 있었다. 오자(五子) 관련 연구에서, 오자지황음자를 노화 쥐에게 투여한 결과 인체 내 활성산소 생성과 SOD와 catalase를 억제하여, 항산화 효과가 있다고 보고하였다40).
정자 형성장애 및 남성호르몬 합성 저하에 대해 고농도의 산화적 스트레스와 관련이 있고, 특히 반응성 산소종의 경우 정자의 질이나 생존에도 영향을 미쳐 남성불임의 원인이 될 수 있으며, 산화적 스트레스로 인해 seminal plasma의 염증반응에도 정자형성에 장애를 가져온다36). 본 연구에서도 산화적 스트레스를 유도 시 남성호르몬의 합성이 감소 되는 것을 확인할 수 있었다. 비정상적인 정자의 기능에 대한 증거로, 고환 내 superoxide(O2-), hydroxyl radical(·OH), peroxyl radical(RO-2), hydrogen peroxide(H2O2)의 농도가 높을수록 세포에 손상을 주며, 이러한 물질들이 많을수록 고환 내 세포 노화를 촉진한다37).
본 연구는 오자(五子) 추출물을 대상으로 in vitro에서의 남성호르몬 합성 효과를 다음과 같이 확인하였다. 오자는 TM3 세포의 세포 생존율에는 영향을 미치지 않았으나, 산화적 스트레스 시에 생존율의 유의한 감소를 나타내었다. 이러한 산화적 스트레스에서 오자는 세포 보호 효과를 나타내었으며, 또한 오자(五子) 추출물은 라이디히 세포의 산화적 손상으로 인한 NO 생성을 유의하게 억제하며, 남성호르몬의 합성을 증가시키는 효과를 나타내었다.
오자는 TM3 세포의 세포 생존율에는 영향을 미치지 않았으나, 산화적 스트레스 시에 생존율의 유의한 감소를 나타내었다. 이러한 산화적 스트레스에서 오자는 세포 보호 효과를 나타내었으며, 또한 오자(五子) 추출물은 라이디히 세포의 산화적 손상으로 인한 NO 생성을 유의하게 억제하며, 남성호르몬의 합성을 증가시키는 효과를 나타내었다. 이상의 결과들은 오자(五子)의 효능 평가를 위한 기초자료로 사용할 수 있을 것으로 사료된다.
후속연구
일반적으로 전통의학에 기반하여 성기능 장애 치료에 대한 약물이나 건강기능식품 개발에 주력하고 있는 실정이다. 갱년기 증상으로 인한 성기능 장애는 정신적 스트레스와도 밀접한 연관성이 있어, 한의학의 경우 신체적 요인과 정신적 요인까지 고려하는 특징으로 한의학적인 치료가 기존 양방의학에 비해 비수술적 방법으로 환자에게 접근하기가 더욱 용이할 것으로 사료되며27), 이에 성기능장에 대한 한의학적 체계적 연구가 적극적으로 이루어질 필요가 있다. 따라서 본 연구는 오자(五子)가 라이디히 세포 내 산화적스트레스에서 NO 제거와 testosterone 합성에 어떠한 영향이 있는지 검토하고자 하였다.
남성갱년기 개선 관련하여 임상에서 치료적으로 조절할 수 있는 약재를 많이 탐색 하고 있으며, 본 연구 결과로 볼 때 라이디히 세포의 산화적 손상에 대해 오자(五子) 추출물이 고환 내 세포의 산화적 손상에서 NO 생성 조절을 통해 테스토스테론 합성을 증가시키는 것으로 생각되어진다. 따라서, 오자(五子) 추출물이 남성 고환내 정자 형성 및 호르몬 대사 기전에 어떤 영향을 주는지는 알아봄으로서 남성 갱년기 개선 관련 소재 개발에 도움이 될 것으로 사료된다.
이러한 산화적 스트레스에서 오자는 세포 보호 효과를 나타내었으며, 또한 오자(五子) 추출물은 라이디히 세포의 산화적 손상으로 인한 NO 생성을 유의하게 억제하며, 남성호르몬의 합성을 증가시키는 효과를 나타내었다. 이상의 결과들은 오자(五子)의 효능 평가를 위한 기초자료로 사용할 수 있을 것으로 사료된다. 이와 같은 결과는 향후 오자(五子) 추출물을 이용한 남성 갱년기 개선을 위한 연구의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
이상의 결과들은 오자(五子)의 효능 평가를 위한 기초자료로 사용할 수 있을 것으로 사료된다. 이와 같은 결과는 향후 오자(五子) 추출물을 이용한 남성 갱년기 개선을 위한 연구의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
참고문헌 (40)
Singh, P. Andropause: Current concepts. Indian Journal of Endocrinology and Metabolism 17(3):621-629, 2013.
Krysiak, R., Okopień, B. Pol Merkur Lekarski. Pathogenesis and clinical presentation of andropause. 32(187):70-73, 2012.
Payne, A.H., Hales, D.B. Overview of steroidogenic enzymes in the pathway from cholesterol to active steroid hormones. Endocrine Reviews 25(6):947-970, 2004.
Corrigan, F.E. 3rd, Al Mheid, I., Eapen, D.J., Hayek, S.S., Sher, S., Martin, G.S., Quyyumi, A.A. Low testosterone in men predicts impaired arterial elasticity and microvascular function. International Journal of Cardiology 194: 94-99, 2015.
Magnusdottir, E.V., Thorsteinsson, T., Thorsteinsdottir, S., Heimisdottir, M., Olafsdottir, K. Persistent organochlorines, sedentary occupation, obesity and human male subfertility. Human reproduction 20(1):208-215, 2005.
Sheynkin, Y., Jung, M., Yoo, P., Schulsinger, D., Komaroff, E. Increase in scrotal temperature in laptop computer users. Human reproduction 20(2):452-455, 2005.
Alvarenga, T.A., Hirotsu, C., Mazaro-Costa, R., Tufik, S., Andersen, M.L. Impairment of male reproductive function after sleep deprivation. Fertility and sterility 103(5):1355-1362, 2015.
Menezo, Y., Evenson, D., Cohen, M., Dale, B. Effect of antioxidants on sperm genetic damage. Advances in experimental medicine and biology 791: 173-789, 2014.
Guerriero, G., Trocchia, S., Abdel-Gawad, F.K., Ciarcia, G. Roles of reactive oxygen species in the spermatogenesis regulation. Front Endocrinol(Lausanne). 22;5:56, 2014.
Agarwal, A., Saleh, R.A. Role of oxidants in male infertility：rationale, significance, and treatment. The Urologic clinics of North America 29(4):817-827, 2002.
Agarwal, A., Saleh, R.A., Bedaiwy, M.A. Role of reactive oxygen species in the pathophysiology of human reproduction. Fertility and sterility 79(4):829-843, 2003.
Morgunov, LIu., Vertkin, A.L., Pushkar', DIu. Safety of long-term replacement hormonal therapy in patients with erectile dysfunction and androgen deficiency. Urologiia 5: 49-51, 2007.
Crimmel, A.S., Conner, C.S., Monga, M. Withered Yang: a review of traditional Chinese medical treatment of male infertility and erectile dysfunction. Journal of andrology 22(2):173-182, 2001.
Agarwal, A., Hamada, A., Esteves, S.C. Insight into oxidative stress in varicocele-associated male infertility: part 1. Nature reviews Urology 9(12):678-690, 2012.
Jung, S.W., Kim, H.J., Lee, B.H., Choi, S.H., Kim, H.S., Choi, Y.K., Kim, J.Y., Kim, E.S., Hwang, S.H., Lim, K.Y., Kim, H.C., Jang, M., Park, S.K., Cho, I.H., Nah, S.Y. Effects of Korean Red Ginseng extract on busulfan-induced dysfunction of the male reproductive system. Journal of ginseng research 39(3):243-249, 2015.
Peiris LD, Dhanushka MA, Jayathilake TA. Evaluation of Aqueous Leaf Extract of Cardiospermum halicacabum(L.) on Fertility of Male Rats. BioMed research international 2015:175726.
No, S.J. IkSuYeonNyeon. Beijing, Chinese Medicine Publishers; p 168, 1991.
Jung, I.M., Kang, S.B. The Effects of "Ojayeonjonghwan" on the Secretion of Sex hormones and the Antifatigue in Rats. Jae-Han Oriental Medical Academy 3(1):216-231, 1998.
Mosmann, T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival, application to proliferation and cytotoxicity assays. Journal of immunological methods 65(1-2):55-63, 1983.
Song, B.K.. Study on the Treatment of Erectile Dysfunction in Oriental Medicine. Journal of Korean Medicine 17(2):74, 1996.
JiaoShu-De, Ten lectures on the use of medicinals from the personal experience of JiaoShu-De. Brookline. MA: Paradigm Publications. MA 2003.
Jeong, M.Y., Kim, H.L., Park, J., An, H.J., Kim, S.H., Kim, S.J., So, H.S., Park, R., Um, J.Y., Hong, S.H. Rubi Fructus(Rubus coreanus) Inhibits differentiation to adipocytes in 3T3-L1 Cells. Evidence-based complemen- tary and alternative medicine 2013:475386.
Bae, H., Kim, R., Kim, Y., Lee, E., Jin Kim, H., Pyo Jang, Y., Jung, S.K., Kim, J. Effects of Schisandra chinensis Baillon(Schizandraceae) on lipopolysaccharide induced lung inflammation in mice. Journal of ethnopharmacology 142(1):41-47, 2012.
Mocan, A., Vlase, L., Vodnar, D.C., Bischin, C., Hanganu, D., Gheldiu, A.M., Oprean, R., Silaghi-Dumitrescu, R., Crișan, G.. Polyphenolic content, antioxidant and antimicrobial activities of Lycium barbarum L. and Lycium chinense Mill. leaves. Molecules. 19(7):10056-10073, 2014.
Park, W.S., Son, E.D., Nam, G.W., Kim, S.H., Noh, M.S., Lee, B.G., Jang, I.S., Kim, S.E., Lee, J.J., Lee, C.H. Torilin from Torilis japonica, as a new inhibitor of testosterone 5 alpha-reductase. Planta Medica. 69(5):459-461, 2003.
Park, K.H., Kim, S.J., Hyun, K.H. Brassinosteroid in immature Cassia tora seeds. Journal of Agricultural Chemistry and Biotechnology 36(2):99-104, 1993.
Jang, D.J., Joo, H.K. and Cho, Y.J. The protective effect of the seeds of Cassia tora L. against carbon tetrachlorideinduced hepatic injury on rats. Analytical Science & Technology 2: 331-335, 1989.
Turner, T.T., Lysiak, J.J. Oxidative stress: a common factor in testicular dysfunction. Journal of Andrology 29(5):488-498, 2008.
Conrad, M., Ingold, I., Buday, K., Kobayashi, S., Angeli, J.P. ROS, thiols and thiol-regulating systems in male gametogenesis. Biochimica et Biophysica Acta 1850(8):1566-1574, 2015.
Warren, J.S., Johnson, K.J., Ward, P.A. Oxygen radicals in cell injury and cell death. Pathology and Immunopathology Research. 6(5-6):301-315, 1987.
Kim, H.J., Jeong, J.C. Peroxynitrite scavenging mechanism of Ojawhan. Journal of korean oriental internal medicine 26(1):107-118, 2005.
Chae, H.J., Yim, J.E., Kim, K.A, Chyun, J.H. Hepatoprotective effects of Rubus coreanus miquel concentrates on liver injuries induced by carbon tetrachloride in rats. Nutr Res Pract. 8(1):40-45, 2014.
Sea, K.S., Lee, S.Y. The antioxidant effects of Ojajiwhangeumja on the serum & brain tissues of rats-including the effects of Ojajiwhangeumja on the variation of the blood of rat. The Korean Society of Oriental Neuropsychiatry. 10(1):79-93, 1999.
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