LPS로 유발한 대식세포의 염증반응과 마우스 귀 부종에 대한 구멍갈파래 에탄올 추출물의 항염증 효과 Anti-Inflammatory Effects of Ethanol Extracts from Ulva pertusa Kjellman on LPS-induced RAW 264.7 Cells and Mouse Model원문보기
대식세포에 대하여 구멍갈파래 에탄올 추출물의 독성결과를 확인해본 결과 독성은 나타나지 않았으며, LPS에 의하여 유도되는 NO와 염증성 cytokine의 분비량은 구멍갈파래 에탄올 추출물의 농도 의존적으로 감소함을 확인하였다. 또한 구멍갈파래 에탄올 추출물로 인해 $NF-{\kappa}B$ 및 MAPKs의 신호전달을 억제함으로써 염증매개성 물질의 발현 억제에 효과가 있는지 알아본 결과, 구멍갈파래 에탄올 추출물은 각각 iNOS, COX-2, $NF-{\kappa}B$ 및 MAPKs의 활성을 효과적으로 억제하였고 그에 따른 염증 매개인자들의 생성도 효과적으로 억제되는 것을 확인하였다. 마지막으로 추출물이 마우스 귀부종에 미치는 영향을 살펴본 결과, 대조군의 경피와 진피의 두께에 비해 추출물 처리군의 조직 두께가 상대적으로 현저히 줄어들었으며 귀 조직에 침윤된 mast cell의 감소에도 추출물이 그 효과를 현저하게 나타냄을 확인하였다. 본 연구결과들을 종합해 보았을 때, 구멍갈파래의 에탄올 추출물은 항염증 활성을 가지는 새로운 천연물질로 이용 가능하여 고부가 가치 제품 개발이 가능한 천연 소재로 판단된다.
대식세포에 대하여 구멍갈파래 에탄올 추출물의 독성결과를 확인해본 결과 독성은 나타나지 않았으며, LPS에 의하여 유도되는 NO와 염증성 cytokine의 분비량은 구멍갈파래 에탄올 추출물의 농도 의존적으로 감소함을 확인하였다. 또한 구멍갈파래 에탄올 추출물로 인해 $NF-{\kappa}B$ 및 MAPKs의 신호전달을 억제함으로써 염증매개성 물질의 발현 억제에 효과가 있는지 알아본 결과, 구멍갈파래 에탄올 추출물은 각각 iNOS, COX-2, $NF-{\kappa}B$ 및 MAPKs의 활성을 효과적으로 억제하였고 그에 따른 염증 매개인자들의 생성도 효과적으로 억제되는 것을 확인하였다. 마지막으로 추출물이 마우스 귀부종에 미치는 영향을 살펴본 결과, 대조군의 경피와 진피의 두께에 비해 추출물 처리군의 조직 두께가 상대적으로 현저히 줄어들었으며 귀 조직에 침윤된 mast cell의 감소에도 추출물이 그 효과를 현저하게 나타냄을 확인하였다. 본 연구결과들을 종합해 보았을 때, 구멍갈파래의 에탄올 추출물은 항염증 활성을 가지는 새로운 천연물질로 이용 가능하여 고부가 가치 제품 개발이 가능한 천연 소재로 판단된다.
Recently, various marine algae have been considered as a natural resource for anti-inflammation. In this research, we investigated the anti-inflammatory activity of Ulva pertusa Kjellman ethanol extract (UPKEE). This study showed that UPKEE inhibited the secretion of cytokines including IL-6, $...
Recently, various marine algae have been considered as a natural resource for anti-inflammation. In this research, we investigated the anti-inflammatory activity of Ulva pertusa Kjellman ethanol extract (UPKEE). This study showed that UPKEE inhibited the secretion of cytokines including IL-6, $TNF-{\alpha}$, and $IL-1{\beta}$, and reduced the expression of $NF-{\kappa}B$ and mitogen-activated protein kinases (MAPKs) as well as iNOS and COX-2. In the formation of mouse ear edema test, three doses (10, 50, 250 mg/kg body weight) of UPKEE showed inhibitory activity after inducing inflammation using croton oil. In conclusion, we found that UPKEE showed an inhibitory effect on $NF-{\kappa}B$ and MAPKs, and reduced the secretion of inflammatory cytokines. This result suggests that UPKEE can be used as a natural anti-inflammatory resource in food industry.
Recently, various marine algae have been considered as a natural resource for anti-inflammation. In this research, we investigated the anti-inflammatory activity of Ulva pertusa Kjellman ethanol extract (UPKEE). This study showed that UPKEE inhibited the secretion of cytokines including IL-6, $TNF-{\alpha}$, and $IL-1{\beta}$, and reduced the expression of $NF-{\kappa}B$ and mitogen-activated protein kinases (MAPKs) as well as iNOS and COX-2. In the formation of mouse ear edema test, three doses (10, 50, 250 mg/kg body weight) of UPKEE showed inhibitory activity after inducing inflammation using croton oil. In conclusion, we found that UPKEE showed an inhibitory effect on $NF-{\kappa}B$ and MAPKs, and reduced the secretion of inflammatory cytokines. This result suggests that UPKEE can be used as a natural anti-inflammatory resource in food industry.
구멍갈파래는 특히 황산기를 함유한 다당을 다량 함유하고 있어 이로 인한 항 종양성[23], 항 바이러스성[2], 면역 증진의 효과[20], 혈액의 항 응고작용[17] 등의 효과가 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 구멍갈파래 에탄올 추출물을 이용하여 항염증 활성을 확인하고 식품, 의약품 분야에서의 천연소재로써 활용가능성을 밝히고자 한다.
제안 방법
RAW 264.7세포를 배양하여 구멍갈파래 에탄올 추출물이 세포질 내에 생성되는 iNOS, COX-2 및 NF-κB의 발현량에 미치는 영향을 알아보았다. RAW 264.
귀 부종 및 조직에 관한 실험을 하기 위해 사용된 생후 8주령의 수컷 ICR 마우스에 Kim [10] 등의 방법에 따라 10, 50, 250 mg/kg· body weight의 농도별 구멍갈파래 에탄올 추출물을 200 μl씩 경구 투여하였다. 1시간 후, 2.
또한, IL-6는 T 세포를 활성화 하고 염증매개물질을 발현시켜 후천성 면역을 개시하는 물질로 알려져 있다[11]. 염증성 cytokine의 생성량에 대한 구멍갈파래 에탄올 추출물의 효과를 알아보기 위하여 RAW 264.7 cell에 LPS 처리한 이후, 구멍갈파래 에탄올 추출물을 농도별로 처리하여 ELISA 방법으로 측정하였다. 그 결과, IL-6, TNF-α 및 IL-1β의 농도가 모두 농도 의존적으로 감소하는 것을 확인하였다(Fig.
외부의 자극이나 균의 침입이 발생되면 이를 제거하고 인체를 보호하기 위한 NO의 분비량은 증가하게 되나, 분비량의 정도가 정상 범위 이상으로 나타나게 되면 조직의 손상이나 염증질환을 유발하게 되는 것으로 알려져 있다[19]. 이에 따라 구멍갈파래 에탄올 추출물이 NO 생성 정도에 미치는 영향을 측정하기 위하여 RAW 264.7 cell 을 LPS로 활성화 시킨 후에 구멍갈파래 에탄올 추출물을 농도별(0.1, 1, 10, 50, 100 μg/ml)로 처리하여 NO 생성량 측정을 실시하였다. 그 결과, 구멍갈파래 에탄올 추출물을 처리한 경우 NO의 생성량은 LPS를 처리했을 때와 비교하여 농도 의존적으로 감소함을 확인할 수 있었다(Fig.
대상 데이터
본 실험에서 사용한 구멍갈파래는 2015년도 연화리에서 채집해온 것으로 자연건조 이후 동결건조를 2일 이상 실시하였다. 동결건조가 완료된 구멍갈파래 시료는 분말화한 후 진공 포장하여 -20℃에서 보관하였다.
수컷의 생후 8주령 ICR 마우스를 귀 부종 및 귀 조직 실험에 사용하였다. 마우스는 오리엔트바이오(Orient Co.
한국세포주은행(KCLB 40071)에서 분양받은 대식세포 RAW 264.7을 사용하여 세포배양을 실시하였다. RAW 264.
데이터처리
위의 실험에 대한 결과의 유의차 검정은 SAS software (SAS Institute, Inc., Cary, USA)에서 평균값을 분산 분석하고 Duncan's multiple range test 법에 따라 p < 0.05 수준에서 검정하도록 하였다.
성능/효과
1, 1, 10, 50, 100 μg/ml)로 처리하여 NO 생성량 측정을 실시하였다. 그 결과, 구멍갈파래 에탄올 추출물을 처리한 경우 NO의 생성량은 LPS를 처리했을 때와 비교하여 농도 의존적으로 감소함을 확인할 수 있었다(Fig. 2). 특히, 50 μg/ml의 농도 이후부터는 LPS 단독처리구와 비교 시 34% 이상의 NO의 생성량 감소를 확인할 수 있었다.
이러한 결과는 잘피 에탄올 추출물을 처리했을 경우와 유사한 결과를 보였으며[10], 이 외에도 참도박 에탄올 추출물이 iNOS와 COX-2를 저해하는 항염증 효과[3]에서 유사한 결과를 나타내었다. 이상의 결과를 바탕으로 구멍갈파래 에탄올 추출물 처리 농도에 따른 효과적인 NF-κB의 발현량 억제에 의해 염증성 cytokine 생성량이 감소한 것으로 사료된다. 또한 NO의 생성량과 관련 있는 iNOS의 농도의존적 발현량의 감소는 NO 분비량 감소 결과와도 관계가 있음을 나타내었다.
6). 특히, 250mg/kg· body weight의 구멍갈파래 에탄올 추출물 처리 시 prednisolone을 50 mg/kg· body weight 농도로 경구 투여했을 때와 유사한 정도의 귀 부종 완화 효과를 확인하였다. 마우스 귀 조직관찰의 결과, croton oil만 처리한 경우와 비교 하였을 때 구멍갈파래 에탄올 추출물을 처리한 경우 경피와진피의 두께가 얇아진 것을 확인하였다(Fig.
후속연구
그러나 합성 스테로이드제인 prednisolone은 항염제로서 많이 사용되지만 위장장애를 비롯한 다양한 부작용이 보고 되고 있다[19]. 따라서 UPKEE가 보이는 항염증 효과는 해조류 에탄올 추출물에 polyphenol 계열의 화합물들이 다량 함유되어 있기 때문이라고 생각되며, 이는 prednisolone과같은 합성제제들을 대체할 수 있는 천연 항염증제로서의 적용 가능성이 크다고 사료된다.
참고문헌 (25)
Ayako Y, Koichi Y, Keiichi O. 1999. Iodine distribution in blades of several laminarias grown in the same sea area. Bull. Jpn. Soc. Sci. Fish. 58: 1373-1379.
Azuine MA, Goswami UC, Katal JJ. 1992. Antimutagenic and anticarcinogenic effect of carotenoids and dietary palm oil. Nutr. Cancer. 17: 287-295.
Bae NY, Kim MJ, Kim KBWR, Ahn NK, Choi YU, Park JH, et al. 2015. Anti-inflammatory effect of ethanol extract from Grateloupia elliptica Holmes on lipopolysaccharide-induced inflammatory responses in RAW 264.7 cells and mice ears. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 44: 1128-1136.
Cho BO, Yin HH, Fang CZ, Ha HO, Kim SJ, Jeong Sl, et al. 2015. Synergistic anti-inflammatory effect of rosmarinic acid and luteolin in lipopolysaccharide-stimulated RAW264.7 macrophage cells. Korean J. Food Sci. Technol. 47: 119-125.
Qin D, Zhou YI, Zhang SZ, Cao JM, Xu LY, Fang GD, et al. 2015. Anti-inflammation of Tripterygium wilfordii polycoride on macrophages and its regulation to inflammation via TLR4/ $NF-{\kappa}B$ . CHM 7: 155-161.
Eum WS, Lee KJ, Kim DW, Lim SS, Kang IJ, Park J, et al. 2013. Anti-inflammatory effects of extracts from Caesalpinia sappan L. on skin inflammation. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 42: 1513-1517.
Jeong DH, Kim KBWR, Kim MJ, Kang BK, Ahn DH. 2014. Antiinflammatory activity of methanol extract and nhexane fraction mojabanchromanol b from Myagropsis myagroides. Life Sci. 114: 12-19.
Ji JD. 2005. Cytokines in rheumatoid arthritis. Hanyang Med. Rev. 25: 43-52.
Kang BK, Kim KBWR, Kim MJ, Bark SW, Pak WM, Kim BR, et al. 2014. Anti-inflammatory activity of an ethanol extract of Laminaria japonica root on lipopolysaccharide-induced inflammatory responses in RAW 264.7 cells. Korean J. Food Sci. Technol. 46: 729-733.
Kim MJ, Bae NY, Kim KBWR, Park JH, Park SH, Cho YJ, et al. 2015. Anti-inflammatory effect of Zostera marina ethanolic extract on LPS induced RAW264.7 cells and mouse model. KSBB J. 30: 182-190.
Kim MJ, Bae NY, Kim KBWR, Park JH, Park SH, Choi JS, et al. 2016. Anti-inflammatory effect of Grateloupia imbricata holmes ethanol extract on LPS-Induced RAW 264.7 cells. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 5: 181-187.
Kim MJ, Bea NY, Kim KBWR, Park JH, Park SH, Cho YJ, et al. 2015. Anti-inflammatory effect of water extract from tuna heart on lipopolysaccharide-induced inflammatory responses in RAW 264.7 cells. Korean Soc. Biotechnol. Bioeng. J. 30: 326-331.
Kim MJ, Kim KBWR, Jeong DH, Ahn DH. 2013. Anti-inflammatory activity of ethanolic extract of Sargassum sagamianum in RAW 264.7 cells. Food Sci. Biotechnol. 22: 1113-1120.
Kim MJ, Bae NY, Kim KBWR, Park JH, Park SH, Jang MR, et al. 2016. Anti-inflammatory effect of Chondrus nipponicus Yendo ethanol extract on lipopolysaccharide-induced inflammatory responses in RAW 264.7 cells. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 45: 194-201.
Lee HN, Lim DY, Lim SS, Kim JD, Park JHY. 2011. Anti-inflammatory effect of ethanol extract from Eupatorium japonicum. Korean J. Food Sci. Technol. 43: 65-71.
Lee ST, Jeong YR, Ha MH, Kim SH, Byun MW, Jo SK. 2000. Induction of nitric oxide and $TNF-{\alpha}$ by herbal plant extracts in mouse macrophages. J. Korean Soc. Food Sci Nutr. 29: 342-348.
Margret RJ, Kumaresan S, Ravikumar S. 2009. A preliminary study on the anti-inflammatory activity of methanol extract of Ulva lactuca in rat. J. Environ. Biol. 30: 899-902.
Marks-Konczalk J, Chu SC, Moss J. 1998. Cytokine-mediated transcriptional induction of the human inducible nitiric oxide synthase gene requires both activator protein and nuclear factor kapaB-binding sites. J. Biol. Chem. 273: 22201-22208.
Park JH, Kwon DY, Lee SK. 2014. Effects of Hoesaeng-san ethanol extract on the human mast cell-mediated inflammatory responses. Korean J. Oriental Physiol. Pathol. 28: 45-52.
Ray B, Lahye M. 1995. Cell-wall polysaccharides from the marine green alga Ulva rigida (Ulvaes, chlorphyta), extraction and chemical composition. Carbohydr. Res. 274: 251-261.
Shon DH, Choi DW, Kim MH. 2012. Improvement of anti-inflammation activity of Gardeniae fructus extract by the treatment of $\beta$ -glucosidase. Korean J. Food Sci. Technol. 44: 331-336.
Tete S, Tripodi D, Rosati M, Conti F, Maccauro G, Saggini A, et al. 2008. The role of mast cells in innate and adaptive immunity. Life Sci. J. 18: 891-896.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.