전나무 정유의 항진균 효과와 유효성분의 시너지효과 평가 Evaluation on Anti-fungal Activity and Synergy Effects of Essential Oil and Their Constituents from Abies holophylla원문보기
본 연구는 전나무 정유의 Epidermophyton floccosum, Trichophyton mentagrophytes, Trichophyton rubrum과 같은 피부사상균에 대한 항진균 활성을 구명하고 피부염 치료제로서의 전나무 정유의 잠재력을 평가하고자 하였다. 전나무 정유와 분획물, 유효성분의 표준시약을 이용하여 한천희석법, paper disc 확산법, TEM을 이용한 세포 변화 관찰 등을 통해 항진균 활성을 평가하였고, 주성분은 GC-MS로 분석하였다. 유효성분들의 시너지효과는 체커보드법을 통해 평가하였다. 그 결과, 가장 높은 활성을 나타낸 물질은 ${\alpha}$-bisabolol을 함유하고 있는 분획 G4였으며 다른 분획 보다 뛰어나게 높은 활성을 나타냈다. 체커보드법을 통해 ${\alpha}$-bisabolol과 bornyl acetate를 병용시 뛰어난시너지 효과를 나타냈고 세포 변화 관찰을 통해 분획 G4에 노출된 E. floccosum과 T. rubrum 균사는 정상세포와 달리 세포막과 세포소기관이 파괴됨이 관찰되었다. 따라서 전나무 정유와 그 구성성분들은 높은 항진균 효과를 가지고 있기 때문에 피부염 치료제의 원료로 이용이 가능할 것이라 기대되며, 특히 ${\alpha}$-bisabolol의 우수한 항진균 활성에 주목할 필요가 있다고 사료된다.
본 연구는 전나무 정유의 Epidermophyton floccosum, Trichophyton mentagrophytes, Trichophyton rubrum과 같은 피부사상균에 대한 항진균 활성을 구명하고 피부염 치료제로서의 전나무 정유의 잠재력을 평가하고자 하였다. 전나무 정유와 분획물, 유효성분의 표준시약을 이용하여 한천희석법, paper disc 확산법, TEM을 이용한 세포 변화 관찰 등을 통해 항진균 활성을 평가하였고, 주성분은 GC-MS로 분석하였다. 유효성분들의 시너지효과는 체커보드법을 통해 평가하였다. 그 결과, 가장 높은 활성을 나타낸 물질은 ${\alpha}$-bisabolol을 함유하고 있는 분획 G4였으며 다른 분획 보다 뛰어나게 높은 활성을 나타냈다. 체커보드법을 통해 ${\alpha}$-bisabolol과 bornyl acetate를 병용시 뛰어난시너지 효과를 나타냈고 세포 변화 관찰을 통해 분획 G4에 노출된 E. floccosum과 T. rubrum 균사는 정상세포와 달리 세포막과 세포소기관이 파괴됨이 관찰되었다. 따라서 전나무 정유와 그 구성성분들은 높은 항진균 효과를 가지고 있기 때문에 피부염 치료제의 원료로 이용이 가능할 것이라 기대되며, 특히 ${\alpha}$-bisabolol의 우수한 항진균 활성에 주목할 필요가 있다고 사료된다.
This study was to investigate the antifungal activity of A. holophylla essential oil against dermatophytes, such as Epidermophyton floccosum, Trichophyton mentagrophytes and Trichophyton rubrum, and to determine the potential effective compound as dermatitis treatment. To evaluate the potential anti...
This study was to investigate the antifungal activity of A. holophylla essential oil against dermatophytes, such as Epidermophyton floccosum, Trichophyton mentagrophytes and Trichophyton rubrum, and to determine the potential effective compound as dermatitis treatment. To evaluate the potential antifungal activities of A. holophylla essential oil and its fractions, paper disc diffusion and agar dilution method tested with morphological observation. Also, their major constituents were analyzed by GC/MS. To determine synergic effects of active ingredient from A. holophylla essential oil were carried out by checkerboard microtiter plate testing. The morphological changes of the dermatophytes exposed to active fraction G4 were observed by electron microscopes. As the results, the highest activities were identified in the fraction containing ${\alpha}$-bisabolol. A mixture of ${\alpha}$-bisabolol and bornyl acetate showed the synergy effects, expressing high potential effects. Also, morphological observation using electron microscopes showed a dramatic changes of cell membrane of E. floccosum and T. rubrum exposed to fraction G4 containing ${\alpha}$-bisabolol. In conclusion, A. holophylla essential oil and its constituents were expected to be used as antifungal agent or raw material for dermatitis therapy.
This study was to investigate the antifungal activity of A. holophylla essential oil against dermatophytes, such as Epidermophyton floccosum, Trichophyton mentagrophytes and Trichophyton rubrum, and to determine the potential effective compound as dermatitis treatment. To evaluate the potential antifungal activities of A. holophylla essential oil and its fractions, paper disc diffusion and agar dilution method tested with morphological observation. Also, their major constituents were analyzed by GC/MS. To determine synergic effects of active ingredient from A. holophylla essential oil were carried out by checkerboard microtiter plate testing. The morphological changes of the dermatophytes exposed to active fraction G4 were observed by electron microscopes. As the results, the highest activities were identified in the fraction containing ${\alpha}$-bisabolol. A mixture of ${\alpha}$-bisabolol and bornyl acetate showed the synergy effects, expressing high potential effects. Also, morphological observation using electron microscopes showed a dramatic changes of cell membrane of E. floccosum and T. rubrum exposed to fraction G4 containing ${\alpha}$-bisabolol. In conclusion, A. holophylla essential oil and its constituents were expected to be used as antifungal agent or raw material for dermatitis therapy.
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문제 정의
진균 감염의 발생 빈도가 높아짐에 따라 다양한 항진균제 개발이 이루어지고 있지만 내성 균주의 출현으로 인해 효과가 뛰어나고 내성을 일으키지 않는 새로운 항진균 유효물질에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 피부사상균에 대한 전나무의 항진균 활성을 평가하고 유효성분을 구명한 후 그들의 시너지 효과를 평가하고자 하였다.
제안 방법
본 연구에서 실시된 전나무 정유와 분획물의 항진균 활성 평가 결과를 바탕으로 활성 분획의 주성분인 α-terpineol, α-bisabolol, (+)-borneol, (-)-borneol, bornyl acetate을 유효성분으로 선정하고 이 성분들의 표준시약으로 항진균 활성과 시너지 효과를 평가하였다. 유효성분의 항진균 활성은 한천희석법과 paper disc 확산법을 이용하여 평가하였고 물질들 간의 상호효과를 확인하기 위해 체커보드법(Checkerboard microtiter plate testing)을 이용하여 활성물질의 조합에 따른 분할 저해 농도(Fractional Inhibitory Concentration index, FIC index)를 측정하여 시너지 효과를 평가하였다.
대상 데이터
rubrum)과 표피균속 Epidermophyton floccosum 11667 (E. floccosum)으로 한국 미생물 보존센터(KCCM)에서 구입하였으며, 구입한 균은 28℃에서 Becton, Dickinson and Company의 Sabouraud Dextrose Agar (SDA) 배지에 14일간 배양하였다. 표준시약인 α-terpineol, α-bisabolol, (+)-borneol, (-)-borneol, bornyl acetate은 시그마알드리치코리아로부터 구입하여 사용하였다.
공시재료로 사용된 전나무 잎은 서울대학교 농업생명과학대학 칠보산 학술림에서 채취하였으며, 채취한 잎은 생재 상태로 1 cm 길이로 절삭하여 정유를 추출하였다. 공시균주로는 표재성 진균인 Trichophyton 속 2종(Trichophyton mentagrophytes (interdigitale) 11950 (T.
floccosum)으로 한국 미생물 보존센터(KCCM)에서 구입하였으며, 구입한 균은 28℃에서 Becton, Dickinson and Company의 Sabouraud Dextrose Agar (SDA) 배지에 14일간 배양하였다. 표준시약인 α-terpineol, α-bisabolol, (+)-borneol, (-)-borneol, bornyl acetate은 시그마알드리치코리아로부터 구입하여 사용하였다.
데이터처리
전나무 정유의 항진균 효과를 형태학적으로 검증하기 위해 TEM (Transmission Electron Microscope)분석을 실시하였다. 한천희석법을 통해 전나무 정유에 노출시킨 균사를 준비하였고 Karnovsky’s 고정액으로 4℃에서 2시간 동안 1차 고정한 후, 0.
이론/모형
성분 분석을 위하여 gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)를 실시하였다. GC (model-Agilent 6890) 분석을 위해 column은 DB5 (25 m × 0.
수증기 증류법을 통해 얻은 전나무 잎 정유의 유효성분을 탐색하고자 open column chromatography를 실시하였다. Silica gel 60 (40∼100 µm)을 고정상으로 하여 normal phase로 진행하였다.
본 연구에서 실시된 전나무 정유와 분획물의 항진균 활성 평가 결과를 바탕으로 활성 분획의 주성분인 α-terpineol, α-bisabolol, (+)-borneol, (-)-borneol, bornyl acetate을 유효성분으로 선정하고 이 성분들의 표준시약으로 항진균 활성과 시너지 효과를 평가하였다. 유효성분의 항진균 활성은 한천희석법과 paper disc 확산법을 이용하여 평가하였고 물질들 간의 상호효과를 확인하기 위해 체커보드법(Checkerboard microtiter plate testing)을 이용하여 활성물질의 조합에 따른 분할 저해 농도(Fractional Inhibitory Concentration index, FIC index)를 측정하여 시너지 효과를 평가하였다. 우선 표준시약의 균 생장을 저해시키는 최소 기질의 농도를 확인하기 위하여 최소생장억제농도(MIC)를 측정하였다.
한천희석법을 이용하여 in vitro 상에서의 균사 생장량을 측정하여 진균에 대한 전나무 정유의 항균활성 평가를 실시하였다. 멸균된 SDA 배지에 에탄올 40 µℓ에 녹인 2.
항진균 활성은 한천희석법과 paper disc 확산법으로 평가하였고 그 결과는 Figs. 2, 3과 같다.
성능/효과
mentagrophytes, T. rubrum에 대해 높은 항진균 활성을 가지며, 특히 전나무 정유 중 α-bisabolol을 주성분으로 함유하고 있는 분획물이 가장 항진균 활성이 뛰어났다. 또한 표준시약으로 실험한 결과, α-bisabolol이 다른 분획물의 주성분들에 비해 우수한 항진균 활성을 나타냈고, α-bisabolol과 bornyl acetate와의 조합은 상승효과를 보이며 높은 시너지 효과를 나타냈다.
단일 성분일 때보다 α-bisabolol과 bornyl acetate의 두 성분을 병용할 때 높은 항진균효과 얻을 수 있기 때문에 항진균제 개발 원료로 두 성분을 병용한다면 그 효과를 극대화할 수 있을 것이라 판단된다. 또한 TEM 결과를 통해 전나무 정유가 세포벽의 친유성의 원형질막으로 투과되어 세포막을 분해하고 세포 소기관을 파괴시킴으로서 항진균 활성을 나타내는 것이라 판단하였다. 본 연구를 통해 분획물과 표준시약의 항진균 활성을 평가하였고 전나무 정유 성분 중 α-bisabolol의 높은 항진균 효과를 구명하였으므로 α-bisabolol의 항진균제의 원료로 주목할 수 있을 것이라 사료된다.
rubrum에 대해 높은 항진균 활성을 가지며, 특히 전나무 정유 중 α-bisabolol을 주성분으로 함유하고 있는 분획물이 가장 항진균 활성이 뛰어났다. 또한 표준시약으로 실험한 결과, α-bisabolol이 다른 분획물의 주성분들에 비해 우수한 항진균 활성을 나타냈고, α-bisabolol과 bornyl acetate와의 조합은 상승효과를 보이며 높은 시너지 효과를 나타냈다. 단일 성분일 때보다 α-bisabolol과 bornyl acetate의 두 성분을 병용할 때 높은 항진균효과 얻을 수 있기 때문에 항진균제 개발 원료로 두 성분을 병용한다면 그 효과를 극대화할 수 있을 것이라 판단된다.
후속연구
또한 표준시약으로 실험한 결과, α-bisabolol이 다른 분획물의 주성분들에 비해 우수한 항진균 활성을 나타냈고, α-bisabolol과 bornyl acetate와의 조합은 상승효과를 보이며 높은 시너지 효과를 나타냈다. 단일 성분일 때보다 α-bisabolol과 bornyl acetate의 두 성분을 병용할 때 높은 항진균효과 얻을 수 있기 때문에 항진균제 개발 원료로 두 성분을 병용한다면 그 효과를 극대화할 수 있을 것이라 판단된다. 또한 TEM 결과를 통해 전나무 정유가 세포벽의 친유성의 원형질막으로 투과되어 세포막을 분해하고 세포 소기관을 파괴시킴으로서 항진균 활성을 나타내는 것이라 판단하였다.
또한 TEM 결과를 통해 전나무 정유가 세포벽의 친유성의 원형질막으로 투과되어 세포막을 분해하고 세포 소기관을 파괴시킴으로서 항진균 활성을 나타내는 것이라 판단하였다. 본 연구를 통해 분획물과 표준시약의 항진균 활성을 평가하였고 전나무 정유 성분 중 α-bisabolol의 높은 항진균 효과를 구명하였으므로 α-bisabolol의 항진균제의 원료로 주목할 수 있을 것이라 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
전나무란?
전나무(Abies holophylla MAX.)는 manchurian fir, needle fir라고도 불리는 상록침엽수종이며, 한국, 중국, 러시아 등에 서식하는 소나무과 전나무 속으로서 고산지대에 서식한다. 전나무 속은 다양한 이차대사 물질을 가지고 있어 약리학적으로 효과를 가지고 있다고 보고되고 있으며(Lee and Hong, 2009), 특히 전나무 속의 추출물은 감기, 복통, 소화불량, 류마티스질병, 혈관 및 폐 질환에 효과적으로 알려져 민간요법으로 이용되고 있다(Yeşilada et al.
전나무 속의 추출물은 민간요법에서 어떻게 사용되는가?
)는 manchurian fir, needle fir라고도 불리는 상록침엽수종이며, 한국, 중국, 러시아 등에 서식하는 소나무과 전나무 속으로서 고산지대에 서식한다. 전나무 속은 다양한 이차대사 물질을 가지고 있어 약리학적으로 효과를 가지고 있다고 보고되고 있으며(Lee and Hong, 2009), 특히 전나무 속의 추출물은 감기, 복통, 소화불량, 류마티스질병, 혈관 및 폐 질환에 효과적으로 알려져 민간요법으로 이용되고 있다(Yeşilada et al., 1995).
전나무의 약리효과는?
, 1995). 또한 항박테리아, 항진균, 항염, 항궤양에 효과가 있다고 보고되고 있다(Richardson et al., 1992; Singh et al.
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