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문제 정의
- 본 연구에서는 골담초가 중추성 통증 및 말초성 통증에 미치는 영향을 다양한 중추성 및 말초성 통증모델을 사용 하여 검정하였다. 먼저 중추성 통증에 대한 골담초의 진통 효능을 알아보기 위해서 tail immersion test와 hot-plate test같은 열자극으로 유도된 통증에 대한 반응시간을 관찰하였다.
- 본 연구에서는 골담초의 통증 억제 효과가 opioid 수용체를 매개로 나타나는지 알아보기 위하여 opioid 수용체의 비선택적 길항제인 naloxone을 전 처리한 다음 formalin test를 수행하여 실험동물의 행동양상을 관찰하였다. Partial opioid receptor agonist로 알려진 tramadol의 경우 naloxone 의 전 처리 후 그 정도는 감소하였으나 여전히 진통 효과가 유지됨을 확인할 수 있었다.
- 한방에서 골담초는 우슬과 더불어 관절의 통증 완화를 위한 처방에 사용되어 왔으며, 이에 대한 과학적인 근거는 아직까지 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 마우스를 이용한 다양한 진통실험을 통해서 골담초가 중추성 및 말초성 통증에 미치는 영향을 조사하였다. 먼저 중추성 통증에 대한 골담초의 진통 효능을 알아보기 위하여 tail-immersion test와 hot-plate test를, 말초성 통증에 대한 골담초의 진통 효능을 확인하기 위해서 acetic acid-induced writhing test를 수행하였다.
가설 설정
- 이는 tramadol이 부분적으로 opioid 수용체에 영향을 미치며 동시에 다른 기전으로도 진통 효능을 나타낸다는 점에서 기인한 결과이다.21) 그러나 NSAID계 약물인 indomethacin은 naloxone의 전처리가 late phase의 진통 활성에 영향을 미치지 않았다. 한편, 골담초 역시 naloxone에 의해 유의적인 진통 효능의 변화가 관찰되지 않았으며, 이러한 결과는 골담초의 진통 활성이 opioid 수용체에 비의존적임을 나타낸다.
제안 방법
- 13) ICR mouse를 각 군으로 구획한 후, 55±1℃를 유지시킨 상태의 hot-plate 위에 실험 동물을 올려놓은 뒤 통증 반응(앞발 물기, 뒤로 가기, 제자리 뛰기)을 보일 때까지의 시간을 측정하였다.
- 8%)를 주사한 후 나타나는 writhing motion의 횟수를 투여 후 5분 뒤부터 20분간 측정하였다. Acetic acid를 복강 주사 60분 전에 골담초(250, 500 mg/kg)는 증류수를 용매로 하여 구강을 통해 투여되었고 음성대조군에서는 같은 양의 증류수를 투여하였다. 또한 양성대조군으로 indomethacin(5 mg/kg)을 사용하였다.
- Hot-plate test는 Franzotti 둥의 방법을 약간 수정하여 수행하였다.13) ICR mouse를 각 군으로 구획한 후, 55±1℃를 유지시킨 상태의 hot-plate 위에 실험 동물을 올려놓은 뒤 통증 반응(앞발 물기, 뒤로 가기, 제자리 뛰기)을 보일 때까지의 시간을 측정하였다.
- ICR mouse의 복강에 생리 식염수를 용매로 acetic acid(0.8%)를 주사한 후 나타나는 writhing motion의 횟수를 투여 후 5분 뒤부터 20분간 측정하였다. Acetic acid를 복강 주사 60분 전에 골담초(250, 500 mg/kg)는 증류수를 용매로 하여 구강을 통해 투여되었고 음성대조군에서는 같은 양의 증류수를 투여하였다.
- Tail immersion test는 각 군으로 구획된 ICR mouse의 꼬리 절반을 50±0.2℃의 온도가 유지 되는 water bath 안에 담근 후 꼬리를 다시 들어 올리는 시간을 측정하였다.
- 12) 실험동물은 10마리에서 12마리가 무작위로 선택되어 구획되었다. 각각의 실험에서 골담초는 증류수를 용매로 하여 구강을 통해 투여되었고 음성대조군에서는 같은 양의 증류수를 투여하였다. 양성대조군으로 사용된 약물 중 tramadol(15 mg/kg)은 복강 주사하였고, indomethacin(5 mg/kg)은 경구를 통해 투여하였다.
- 이러한 통증 반응을 formalin 주사 직후 5분간(early phase) 또한 주사 후 25-40분간(late phase) 각각 측정하였다. 골담초(250, 500 mg/kg) 는 증류수를 용매로 하여 1.5% formalin 투여 60분 전에 구강을 통해 투여되었고 음성대조군은 같은 양의 증류수를 투여하였다. 양성대조군으로 사용된 약물 중 tramadol(15 mg/ kg)은 formalin 투여 30분 전에 복강주사 하였고, indomethacin(5 mg/kg)은 formalin 투여 60분 전 구강투여 하였다.
- 다음으로 말초성 통증에 있어서 골담초의 진통 효능을 알아보기 위하여 acetic acid-induced writhing test를 수행하였다. 이 실험법은 acetic acid를 쥐의 복강에 투여하였을 때 복막 내에 생성되는 prostaglandins(PGs), 특히 PGE2와 밀접한 관련이 있으며 염증성 통증과 관련되어 있다고 알려져 있다.
- 먼저 중추성 통증에 대한 골담초의 진통 효능을 알아보기 위하여 tail-immersion test와 hot-plate test를, 말초성 통증에 대한 골담초의 진통 효능을 확인하기 위해서 acetic acid-induced writhing test를 수행하였다. 더불어, formalin test를 수행함으로서 골담초의 중추성 통증과 말초성 통증에 대한 진통효능을 다시 한 번 검정하였으며 동시에 oipoid 수용체 비선택적 길항제인 naloxone을 전 처리하여 골담초의 진통 효능과 opioid 수용체와의 연관성을 알아보았다.
- 양성대조군으로 사용된 약물 중 tramadol(15 mg/ kg)은 formalin 투여 30분 전에 복강주사 하였고, indomethacin(5 mg/kg)은 formalin 투여 60분 전 구강투여 하였다. 또한 opioid 수용체와의 연관성을 알아보기 위해 병용 투여한 naloxone(5 mg/kg)은 약물 처리 15분 전에 복강주사로 투여되었다.
- Acetic acid를 복강 주사 60분 전에 골담초(250, 500 mg/kg)는 증류수를 용매로 하여 구강을 통해 투여되었고 음성대조군에서는 같은 양의 증류수를 투여하였다. 또한 양성대조군으로 indomethacin(5 mg/kg)을 사용하였다.
- 본 연구에서는 마우스를 이용한 다양한 진통실험을 통해서 골담초가 중추성 및 말초성 통증에 미치는 영향을 조사하였다. 먼저 중추성 통증에 대한 골담초의 진통 효능을 알아보기 위하여 tail-immersion test와 hot-plate test를, 말초성 통증에 대한 골담초의 진통 효능을 확인하기 위해서 acetic acid-induced writhing test를 수행하였다. 더불어, formalin test를 수행함으로서 골담초의 중추성 통증과 말초성 통증에 대한 진통효능을 다시 한 번 검정하였으며 동시에 oipoid 수용체 비선택적 길항제인 naloxone을 전 처리하여 골담초의 진통 효능과 opioid 수용체와의 연관성을 알아보았다.
- 본 연구에서는 골담초가 중추성 통증 및 말초성 통증에 미치는 영향을 다양한 중추성 및 말초성 통증모델을 사용 하여 검정하였다. 먼저 중추성 통증에 대한 골담초의 진통 효능을 알아보기 위해서 tail immersion test와 hot-plate test같은 열자극으로 유도된 통증에 대한 반응시간을 관찰하였다. Tail immersion test 수행 결과, 골담초 투여군은 대조군에 비하여 열자극에 의한 반응이 나타나는 시간이 저농도군(250 mg/kg)은 43.
- 모든 실험동물은 22±1℃의 온도와 12시간 주기의 광주기와 암주기를 유지하였으며 일정한 양의 사료와 식수를 주기적으로 공급하였다.
- 2℃의 온도가 유지 되는 water bath 안에 담근 후 꼬리를 다시 들어 올리는 시간을 측정하였다. 시간 측정은 골담초(250, 500 mg/kg)와 tramadol(15 mg/kg) 투여 후 0, 30, 60, 90, 120 분이 지난 뒤에 시행되었다. 또한 조직 손상을 피하기 위해 측정시간은 20초를 최대로 하였다.
- 5% formalin 투여 60분 전에 구강을 통해 투여되었고 음성대조군은 같은 양의 증류수를 투여하였다. 양성대조군으로 사용된 약물 중 tramadol(15 mg/ kg)은 formalin 투여 30분 전에 복강주사 하였고, indomethacin(5 mg/kg)은 formalin 투여 60분 전 구강투여 하였다. 또한 opioid 수용체와의 연관성을 알아보기 위해 병용 투여한 naloxone(5 mg/kg)은 약물 처리 15분 전에 복강주사로 투여되었다.
- 각각의 실험에서 골담초는 증류수를 용매로 하여 구강을 통해 투여되었고 음성대조군에서는 같은 양의 증류수를 투여하였다. 양성대조군으로 사용된 약물 중 tramadol(15 mg/kg)은 복강 주사하였고, indomethacin(5 mg/kg)은 경구를 통해 투여하였다.
- 5%, 20 µL)을 ICR mouse의 족부에 피하주사 하였을 때 실험동물은 주사부위를 핥는 행동을 보인다. 이러한 통증 반응을 formalin 주사 직후 5분간(early phase) 또한 주사 후 25-40분간(late phase) 각각 측정하였다. 골담초(250, 500 mg/kg) 는 증류수를 용매로 하여 1.
대상 데이터
- 본 연구에서 수행된 진통 실험은 International Association for the study of pain 및 우석대학교에서 규정하는 동물실험 윤리규정을 준수하였다.12) 실험동물은 10마리에서 12마리가 무작위로 선택되어 구획되었다. 각각의 실험에서 골담초는 증류수를 용매로 하여 구강을 통해 투여되었고 음성대조군에서는 같은 양의 증류수를 투여하였다.
- Indomethacin, acetic acid 및 naloxone은 Sigma-Aldrich(CA, USA)에서 구입하였다. Formalin은 Samchun Chemical(Korea)에서 구입하였다. Hot-plate apparatus(JD-A-10A, Jungdo BNP, Korea)와 water bath(LWB106D, LabTech, Korea)는 열성 자극에 의한 통증 억제 실험을 위해 사용되었다.
- Formalin은 Samchun Chemical(Korea)에서 구입하였다. Hot-plate apparatus(JD-A-10A, Jungdo BNP, Korea)와 water bath(LWB106D, LabTech, Korea)는 열성 자극에 의한 통증 억제 실험을 위해 사용되었다.
- ICR mice(5주령, 수컷)는 다물사이언스(Daejeon, Korea)에서 구입하였다. 모든 실험동물은 22±1℃의 온도와 12시간 주기의 광주기와 암주기를 유지하였으며 일정한 양의 사료와 식수를 주기적으로 공급하였다.
- Indomethacin, acetic acid 및 naloxone은 Sigma-Aldrich(CA, USA)에서 구입하였다. Formalin은 Samchun Chemical(Korea)에서 구입하였다.
- 실험에 사용된 골담초는 2014년 4월 강원 원주 소재의 강원약초에서 구입하였고 우석대학교 약학대학 김대근 교수의 감정을 거친 후 실험을 진행하였다. 확증표본(WH064)은 우석대학교 약학대학 한약학과에 보관하였다.
데이터처리
- and units are in seconds (n=10-12). Differences between groups were statistically analysed by Student-t test. *p<0.
- ) treatment was performed 15 min prior to drug administration. Differences between groups were statistically analysed by Students t-test. *p<0.
- 마지막으로 앞서 확인한 중추성 통증 및 말초성 통증에 대한 골담초의 진통활성을 다시 한 번 검정하기 위하여 formalin test를 수행하였다. 말초성 유해 자극원인 formalin을 피하주사하게 되면 두 가지 통증 매커니즘을 통해 통증 반응이 발생한다.
- 모든 자료는 평균값±표준오차(mean±S.E.M.)로 표시하였고 두 군 간의 비교는 Student's t-test를 이용하여 p-values 값을 구하였다.
이론/모형
- 모든 실험동물은 22±1℃의 온도와 12시간 주기의 광주기와 암주기를 유지하였으며 일정한 양의 사료와 식수를 주기적으로 공급하였다. 본 연구에서 수행된 진통 실험은 International Association for the study of pain 및 우석대학교에서 규정하는 동물실험 윤리규정을 준수하였다.12) 실험동물은 10마리에서 12마리가 무작위로 선택되어 구획되었다.
성능/효과
- 그 중 oligostilbene계 성분에 속하는 caragasinin A, caraphenol B, caragasinin B는 라디칼 소거능이 뛰어나며 지질과산화를 효과적으로 억제한다고 보고되었다.1,2) 또한 kobophenol A는 c-Jun N-terminal kinase(JNK)의 억제와 mitogen-activated protein(MAP) kinase의 활성화 및 cell death에 관여하는 인자인 Bcl-2, Mcl-1의 발현 억제를 통해 심장 및 심혈관 보호작용이 있는 것으로 알려졌다.3) 그러나 골담초에 대한 약리연구는 현재까지 거의 보고되고 있지 않다.
- 먼저 중추성 통증에 대한 골담초의 진통 효능을 알아보기 위해서 tail immersion test와 hot-plate test같은 열자극으로 유도된 통증에 대한 반응시간을 관찰하였다. Tail immersion test 수행 결과, 골담초 투여군은 대조군에 비하여 열자극에 의한 반응이 나타나는 시간이 저농도군(250 mg/kg)은 43.74%, 고농도군(500 mg/kg)은 54.04% 증가하였다. 또한 양성대조군으로 사용된 opioid계 진통제인 tramadol 역시 유의적인 진통효능을 나타내었다(Fig.
- 2). 두 실험 모두에서 골담초는 투여 후 60분이 지났을 때 가장 좋은 진통효과가 나타났고 시간이 지남에 따라서 그 효과가 서서히 감소한 반면에, 양성대조군으로 사용된 tramadol은 투여 후 30분에 가장 강력한 진통효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 골담초(p.
- 1). 또 다른 중추성 통증모델인 hot-plate test 수행 결과, tail immersion test의 결과와 마찬가지로 골담초는 저농도군 (250 mg/kg)과 고농도군(500 mg/kg)에서 농도 의존적인 통증 억제 효과(각각 40.17%, 77.71%)를 보였다(Fig. 2). 두 실험 모두에서 골담초는 투여 후 60분이 지났을 때 가장 좋은 진통효과가 나타났고 시간이 지남에 따라서 그 효과가 서서히 감소한 반면에, 양성대조군으로 사용된 tramadol은 투여 후 30분에 가장 강력한 진통효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
- 온도자극을 매개로 한 중추성 통증모델에서 골담초는 유의적인 중추성 통증 억제능을 나타내었다. 또한 acetic acid로 유도한 화학적 자극에 대해서도 골담초의 말초성 통증 억제 효과를 확인할 수 있었다. 마지막으로 formalin test를 통하여 골담초의 중추성 및 말초성 통증 억제능을 재확인 하였으며, naloxone을 이용한 연구를 통해서 골담초의 진통효과는 opioid 수용체와 관련이 없다는 것을 알 수 있었다.
- 또한 acetic acid로 유도한 화학적 자극에 대해서도 골담초의 말초성 통증 억제 효과를 확인할 수 있었다. 마지막으로 formalin test를 통하여 골담초의 중추성 및 말초성 통증 억제능을 재확인 하였으며, naloxone을 이용한 연구를 통해서 골담초의 진통효과는 opioid 수용체와 관련이 없다는 것을 알 수 있었다.
- 15,16) 따라서 NSAID계 약물은 COX의 활성을 저해하여 PG의 합성을 억제하므로 말초성 통증에 효과적으로 사용될 수 있다. 실험 결과, 골담초 투여군은 대조군에 비해 writhing motion 횟수를 저농도군(250 mg/kg)은 23.07%, 고농도군(500 mg/kg)은 48.42% 감소시키는 것을 확인할 수 있었으며, 양성대조군으로 사용된 NSAID계 약물인 indomethacin 역시 writhing motion에 유의적인 영향(56.53%)을 주는 것을 관찰할 수 있었다(Fig. 3). 이러한 결과는 골담초의 함유 성분인 stilbene oligomer 구조를 가진 (+)-alphaviniferin의 항염증 효과에서 기인한 것으로 생각된다.
- 23%)하였으며, 이는 골담초가 중추성 통증과 말초성 통증 모두를 억제 한다는 것을 의미한다. 이러한 결과를 통해 앞서 시행한 실험에서 나타난 중추성 및 말초성 통증에 대한 골담초의 진통 효능을 재확인 할 수 있었다(Table 1).
- 이상의 결과로 골담초가 opioid 수용체에 비의존적으로 중추성 통증과 말초성 통증 모두를 억제하는데 우수한 효과가 있다는 것을 확인할 수 있었다. 더불어 앞으로의 연구를 통해 골담초의 정확한 진통 기전을 밝히는 노력이 필요할 것으로 사료된다.
- 21) 그러나 NSAID계 약물인 indomethacin은 naloxone의 전처리가 late phase의 진통 활성에 영향을 미치지 않았다. 한편, 골담초 역시 naloxone에 의해 유의적인 진통 효능의 변화가 관찰되지 않았으며, 이러한 결과는 골담초의 진통 활성이 opioid 수용체에 비의존적임을 나타낸다. 따라서 골담초에는 opioid 계 진통제에서 나타나는 부작용이나 중독성이 없을 것으로 추측된다.
후속연구
- 이상의 결과로 골담초가 opioid 수용체에 비의존적으로 중추성 통증과 말초성 통증 모두를 억제하는데 우수한 효과가 있다는 것을 확인할 수 있었다. 더불어 앞으로의 연구를 통해 골담초의 정확한 진통 기전을 밝히는 노력이 필요할 것으로 사료된다.
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