[논문]곤드레 (Cirsium setidens) 에탄올 추출물의 알코올성 지방간 손상 억제 효과

김은혜; 정자용

doi:10.4163/jnh.2016.49.6.420

곤드레 (Cirsium setidens) 에탄올 추출물의 알코올성 지방간 손상 억제 효과
Protective effects of Cirsium setidens ethanolic extracts against alcoholic fatty liver injury in rats 원문보기

Journal of nutrition and health, v.49 no.6, 2016년, pp.420 - 428

김은혜 (경희대학교 생활과학대학 식품영양학과) , 정자용 (경희대학교 생활과학대학 식품영양학과)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 Sprague-Dawley 종 흰 쥐 수컷을 정상 대조군 (C), 알코올 군 (E), 알코올 + 100 mg/kgBW 곤드레 에탄올 추출물군 (E+LCS), 알코올 + 500 mg/kgBW 곤드레 에탄올 추출물군 (E+HCS)으로 나누어 Lieber-DeCarli control diet 혹은 Lieber-DeCarli ethanol diet를 8주간 공급하였으며, 이때 곤드레 에탄올 추출물은 액상 사료에 직접 섞어 공급하였다. 알코올과 곤드레 에탄올 추출물의 식이 공급 종료 후 간 조직의 지방구 축적 정도를 살펴본 결과, E+LCS군과 E+HSC군은 E군에 비해 지방간 발생이 유의적으로 억제되었으며, 정상 대조군인 C군과 유의적인 차이가 없었다. 이와 비슷하게, 곤드레 에탄올 추출물의 공급은 알코올에 의해 증가된 간 조직과 혈청의 중성지방 농도를 유의적으로 낮추었으며, 혈청 AST와 혈청 ALT 활성도 정상 대조군 수준으로 회복시키는 것으로 나타났다. 한편, 곤드레 에탄올 추출물의 공급은 p-AMPK과 p-ACC 단백질 수준을 농도 의존적으로 증가시켰으며, 두 단백질 모두 E군에 비해 E+HSC군에서 유의적으로 높게 나타났다. 또한 FAS mRNA와 SCD1 mRNA 수준은 E군에 비해 E+HSC군에서 유의적으로 낮게 나타났다. 곤드레 에탄올 추출물은 간 조직에서 알코올 공급에 의해 증가된 $NF{\kappa}B$의 활성을 유의적으로 낮추었으며, $NF{\kappa}B$의 표적 단백질인 $TNF{\alpha}$ 단백질 수준을 농도의존적으로 낮추었다. 본 연구 결과를 통해 곤드레는 알코올에 의한 지방간 발생 및 관련된 간 손상을 유의적으로 억제할 수 있음을 확인하였으며 이 과정에서 AMPK 활성 증가와 $NF{\kappa}B$ 활성 억제가 관여함을 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: In this study, we investigated the effects of Cirsium setidens ethanolic extract (CS) on the development of alcoholic fatty liver and associated injury. Methods: Sprague-Dawley male rats were fed either Lieber-DeCarli control (C) or ethanol (35.5% of total calories) liquid diet with 0 (E), 100 mg/kgBW CS (E+LCS), or 500 mg/kgBW CS (E+HCS) for 8 weeks. Serum alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST) activities as well as TG and cholesterol concentrations in the serum and liver tissues were measured by colorimetric assays. Liver histopathology was examined by Hematoxylin-eosin staining of the fixed liver tissues. Protein levels of phosphorylated-AMP activated protein kinase (p-AMPK), phosphorylated-acetyl CoA carboxylase (p-ACC), phosphorylated-nuclear factor kappa B (p-$NF{\kappa}B$), and $TNF{\alpha}$ were measured by Western blot analyses. Results: Both doses of CS markedly suppressed alcohol-induced lipid droplets accumulation in the liver tissues and significantly inhibited alcohol-induced increases in activities of serum ALT and serum AST. Similarly, CS significantly reduced hepatic and serum TG concentrations. Compared to groups fed alcohol only, CS supplementation strongly increased hepatic levels of p-AMPK and p-ACC. Further, CS significantly inhibited alcohol-induced phosphorylation of $NF{\kappa}B$, which was associated with reduced hepatic protein levels of $TNF{\alpha}$. Conclusion: Our data demonstrated that CS has a protective effect against alcoholic liver injury, which was associated with activation of AMPK and inhibition of $NF{\kappa}B$.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

뿐만 아니라, in vitro 연구를 통해 간 세포에 에탄올을 처리했을 때 AMPK 활성이 억제되고,¹⁷ 알코올에 만성적으로 노출된 쥐의 간 조직의 경우 정상 대조군에 비해 AMPK 활성이 유의적으로 감소됨이 보고된 바 있어,¹⁸ 알코올성 지방간 발생에 있어 AMPK의 역할이 주요하게 작용할 수 있음을 제시한다. 이에 본 연구에서는 만성적인 알코올 섭취 시 곤드레 에탄올 추출물이 간 조직의 AMPK 활성 및 알코올성 지방간과 간 손상에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.

제안 방법

, Bethlehem, PA, USA)를 공급하였다. 실험 동물은 군당 7마리씩 총 네 군 [정상 대조군 (C), 알코올 군 (E), 알코올 + 100 mg/kgBW 곤드레 에탄올 추출물군 (E+LCS), 알코올 + 500 mg/kgBW 곤드레 에탄올 추출물군 (E+HCS)]으로 나누었다. 알코올 식이는 알코올이 전체 열량의 35.

대상 데이터

4주령 수컷 흰쥐 (Sprague-Dawley rat; Nara Biotech., Seoul, Korea) 28마리를 온도 20 ± 2^oC, 습도 50 ± 10%, 12시간/12시간 명암 주기의 조건 아래 일주일 간 일반 사료로 적응시킨 후, 액상 사료인 Lieber-DeCarli diet (DYET# 710260, Dyets Inc., Bethlehem, PA, USA)를 공급하였다. 실험 동물은 군당 7마리씩 총 네 군 [정상 대조군 (C), 알코올 군 (E), 알코올 + 100 mg/kgBW 곤드레 에탄올 추출물군 (E+LCS), 알코올 + 500 mg/kgBW 곤드레 에탄올 추출물군 (E+HCS)]으로 나누었다.

데이터처리

모든 값은 평균과 표준오차로 표시하였고, 각 군 간 평균값의 차이는 One-way analysis of variance (ANOVA)로 분석 후 Duncan’s multiple range test로 사후검정을 실시하 였다. p < 0.05 수준에서 유의성을 검증하였으며, 모든 통계분석은 Statistical Analysis Systems (SAS) ver.9.3 (SAS Institute, Cary, NC, USA)을 사용하였다.
모든 값은 평균과 표준오차로 표시하였고, 각 군 간 평균값의 차이는 One-way analysis of variance (ANOVA)로 분석 후 Duncan’s multiple range test로 사후검정을 실시하 였다. p < 0.

이론/모형

알코올 식이와 곤드레 에탄올 추출물의 투여가 AMPK 의 활성 및 관련 signaling에 미치는 영향을 살펴보기 위하여, 간 조직의 phosphorylated-AMPK와 phosphorylatedACC의 수준을 western blot analysis로 측정하였다. 그 결과, E+HCS군은 E군에 비해 p-AMPK의 수준이 유의적으로 높았고, E+LSC군과 E+HCS군 모두 E군에 비해 p-ACC 수준이 높게 나타났다 (Fig.

성능/효과

알코올성 지방간과 동반되는 간 손상의 지표로는 혈청 AST 및 혈청 ALT의 활성 증가와 간 조직에서의 TNFα의발현 증가가 대표적이다. 본 연구에서 곤드레 에탄올 추출물의 섭취는 알코올에 의한 혈청 AST와 혈청 ALT 농도 증가를 유의적으로 억제하여 정상 대조군의 수준으로 낮추었으며, 간 조직에서의 TNFα 단백질 수준을 농도 의존적으로 감소시켰다. 만성적인 알코올 섭취는 간 대식 세포의 NFκB를 활성 증가를 통해 TNFα의 발현 및 분비를 촉진하고, 알코올성 간 손상을 가속화하는 것으로 알려져 있다.
본 연구의 결과, 흰 쥐 동물 모델에서 곤드레 에탄올 추출물 100 mg/kg 투여는 알코올에 의한 지방간 발생 및 이로 인한 간 손상을 유의적으로 억제하는 것으로 나타났다.미국 FDA의 가이드라인에 따르면^31,32동물 실험에서 사용된 용량을 인체에 올바르게 적용하기 위해서는 해당 실험 동물의 체표면적을 고려한 계산법을 사용할 것을 권장하고 있다 [인체 해당 용량 (human equivalent dose) (mg/ kg) = 실험동물 용량 (animal dose) (mg/kg) * 실험동물의 Km factor/인체의 Km factor]. 이때 Km factor는 체중 (kg) 을 체표면적 (m²)으로 나눈 값으로, 사람과 랫트의 Km factor는 각각 37과 6이다.
만성적인 알코올 섭취는 간 대식 세포의 NFκB를 활성 증가를 통해 TNFα의 발현 및 분비를 촉진하고, 알코올성 간 손상을 가속화하는 것으로 알려져 있다.^28,29 흥미롭게도 본 연구에서 곤드레 에탄올 추출물을 공급한 경우 간 조직의 활성형 NFκB (phosphorylatedNFκB)의 수준을 알코올만 단독으로 공급한 경우에 비해거의 절반 수준으로 감소시키는 것으로 나타났다. NFκB가 염증성 반응을 조절하는 과정의 중추적인 전사 인자임을 고려할 때 곤드레 추출물의 NFκB 활성 억제는 알코올성 간 손상을 억제하는 관련 경로를 제시한다.

후속연구

Noh 등²⁴의 연구에 따르면, 고지방식이를 공급한 마우스 모델에서 곤드레 에탄올 추출물의 식이 보충이 간 조직에서의 AMPK의 인산화를 증가시키고 고지 방식이에 의한 비알코올성 지방간의 발생이 억제됨이 보고된 바 있어 본 연구 결과를 뒷받침한다. 또한, 3T3-L1 세포를 이용한 in vitro 연구에서 곤드레 추출물의 처리는 지방 세포의 분화와 지방구 축적을 억제하는 것으로 나타나,²⁵ 곤드레 추출물의 지방 축적 억제 효과는 특정 조직에 국한되지 않는 것으로 생각되며, 곤드레 추출물 중 어떤 특정 성분이 지질 대사를 조절하는 역할을 하는지에 대한 추후 연구가 필요할 것으로 보인다.
곤드레에는 pectolinarin, luteolin, hispidulin, apigenin 등의 여러 플라보노이드가 함유되어 있으며, 다른 엉겅퀴류(Cirsium 속 식물)에 비해 특히 pectolinarin의 함유량이 높다.⁸ 추후 pectolinarin의항염증 활성에 대한 in vitro 및 in vivo 연구가 요구되며, 염증성 반응을 동반하는 비만, 당뇨 등의 질병에서의 곤드레 추출물 또는 pectolinarin의 질병 발생 억제 또는 증상 완화를 살펴보는 것도 의의가 있을 것으로 생각된다.
한 예로, 알코올은 NAD + -의존 탈아세틸화 효소인 sirtuin 1 (SIRT1)의 활성 억제를 통해 지방간 발생을 촉진함이 보고된 바 있다.²⁷ 추후 곤드레 에탄올 추출물의 SIRT1의 활성 및 관련 유전자 발현 조절에 미치는 영향에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	곤드레란 무엇인가?	곤드레 (Cirsium setidens)는 국화과의 다년생 초본으로 주로 해발 700 m 이상의 고지에서 자생하며, 맛이 담백하고 부드러워 나물 등의 요리에 흔히 사용되는 식재료이다. 또한, 고려엉겅퀴라고도 불리며 한방에서 염증, 부종, 고혈압 등의 여러 증상에 사용되어 왔다.
	알코올성 간 손상의 지표로 활용되는 것은?	알코올성 지방간과 동반되는 간 손상의 지표로는 혈청 AST 및 혈청 ALT의 활성 증가와 간 조직에서의 TNFα의발현 증가가 대표적이다. 본 연구에서 곤드레 에탄올 추출물의 섭취는 알코올에 의한 혈청 AST와 혈청 ALT 농도 증가를 유의적으로 억제하여 정상 대조군의 수준으로 낮추었으며, 간 조직에서의 TNFα 단백질 수준을 농도 의존적으로 감소시켰다.
	곤드레의 잎에 함유된 플라보노이드에는 무엇이 있는가?	6 곤드레의 잎 부분에는 탄수화물의 함량이 높고 리놀렌산, 리놀레산 등의 필수 지방산이 함유되어 있으며, 칼륨 등 총 7가지 무기성분이 함유되어 있는 등 다양한 영양성분을 함유하고 있다.7 뿐만 아니라, pectolinarin을 비롯하여 luteolin, hispidulin, apigenin 등 여러 종류의 플라보노이드를 함유하고 있는 것으로 알려져 있으며,8,9 이에 따라 곤드레의 생리 활성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.10-12 특히, CCl4 로 유도된 간 손상 모델에서 곤드레 추출물 (500 mg/kgBW)의 투여시 간 손상이 유의적으로 억제되었으며,13 이와 비슷하게 D-galactosamine으로 유도된 간 손상 모델에서 곤드레 추출물 혹은 곤드레에서 추출한 pectolinarin의 투여 농도에 비례하여 간 손상 지표인 혈청 AST와 ALT 농도가 유의 적으로 감소함이 보고된 바 있다.

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