[논문]발효 탐라오가피 추출물의 유전독성 연구

조명래; 김영현; 김재민; 이상종; 신현무; 이옥환

doi:10.13103/jfhs.2016.31.2.107

발효 탐라오가피 추출물의 유전독성 연구
Genotoxicity Study from the Extracts of Fermented Acanthopanax koreanum 원문보기

한국식품위생안전성학회지 = Journal of food hygiene and safety, v.31 no.2, 2016년, pp.107 - 112

조명래 (강원대학교 식품생명공학과) , 김영현 (강원대학교 식품생명공학과) , 김재민 (강원대학교 식품생명공학과) , 이상종 ((주)에스티알바이오텍) , 신현무 (메사추세츠주립대학교의과대학) , 이옥환 (강원대학교 식품생명공학과)

초록
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본 연구는 발효 탐라오가피(fermented A. koreanum) 추출물의 유전독성을 연구하기 위하여, 미생물복귀돌연변이 시험, 마우스 골수세포를 이용한 소핵시험, 염색체 이상시험을 연구하였다. 미생물복귀돌연변이 연구에서 발효 탐라오가피 추출물은 Salmonella typhimurium TA98, TA100, TA1535, TA1537와 Escherichia coli WP2uvrA에 대하여 대사활성계의 존재(+S-9 Mix) 및 부재(-S-9 Mix) 하에서 돌연변이 유도를 보이지 않았다. 또한, ICR 마우스를 이용한 소핵실험에서 발효 탐라오가피 추출물은 500, 1,000, 2,000 mg/kg 농도에서 MNPCE/2,000 PCE 와 PCE/200 RBC의 소핵형성을 유발하지 않았다. 한편, CHO-K1 세포를 이용한 염색체 이상실험에서 발효 탐라오가피 추출물은 대사활성계의 존재 6시간 처리군, 대사활성계 부재 6시간 처리군 및 대사활성계 부재 24시간 처리군에서 염색체 이상을 보이지 않았다. 따라서, 본 연구결과 발효 탐라 오가피 추출물은 유전독성을 나타내지 않음을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was to determine genotoxicity from the extracts of fermented Acanthopanax koreanum. The bacterial reverse mutation assay, the extracts of fermented A. koreanum did not induce mutagenicity in Salmonella typhimurium TA98, TA100, TA1535, TA1537 and Escherichia coli WP2uvrA with or without metabolic activation of S-9 mixture. In addition, the micronucleus formation in ICR mice, the extracts of fermented A. koreanum treated with dose of 500, 1,000 and 2,000 mg/kg did not affected micronucleated polychromatic erythrocytes (MNPCE/2,000 PCE) and polychromatic erythrocytes (PCE)/200 polychromatic erythrocyte+normochromatic erythrocyte (RBC). The cytotoxicity effects using CHO-K1 cells observed no significant changes compared with negative control group (p < 0.05). Moreover, the extracts of fermented A. koreanum did not cause a significant chromosome aberration on CHO-K1 cells in the chromosome aberration assay. Therefore, these results suggest that the extracts of fermented A. koreanum did not induce any harmful genotoxic effects.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, 본 연구는 발효 탐라오가피(fermented A. koreanum)의 수용성 추출물을 식품 산업에 활용하고자, 유전독성에 대한 평가를 실시하였으며, 발효 탐라오가피의 미생물복귀 돌연변이 시험, 골수세포를 이용한 소핵시험 및 염색체이상시험 등의 연구를 수행하였다.

제안 방법

발효 탐라오가피 추출물의 미생물복귀돌연변이 시험은 히스티딘 요구성 균주인 Salmonella typhimurium TA98, TA100, TA1535 및 TA1537과 트립토판 요구성 균주인 Escherichia coli WP2uvrA를 이용하였고, 복귀돌연변이활성은 대사활성계의 존재(+S-9 Mix)와 부재하(-S-9 Mix)에서 실험하였다. ;시험의 적용용량은 5,000 µg/plate를 최고 농도로 하여 0~2,500 µg/plate의 농도를 포함하여 5단계의 농도결정시험을 하였고, 실험결과는 Table 1에 나타내었다. 발효 탐라오가피 추출물의 미생물복귀돌연연이는 Table 1에서 보듯이, 5종의 모든 균주에서 대사활성계의 존재 및 부재하에서 음성대조군과 비교하였을 때 유의적인 생육저해는 없었다.
발효 탐라오가피 추출물의 발암성 유발 유·무 판단의 기초자료를 얻기 위하여 유전독성시험 중 마우스 골수세포를 이용한 소핵시험을 실시하였다. ;7주령의 수컷 ICR 마우스 25마리를 ㈜ 샘타코에서 구입 후, 1주일간 동물 사육실 환경에 적응시켜 시험에 사용하였다. 동물사육실은 온도 23 ± 3℃, 상대습도 50 ± 20%, 조명시간 12시간(오전8시~오후 8시), 조도 150~300 Lux로 유지하였다.
발효 탐라오가피 추출물의 염색체 이상시험은 대사활성계의 존재(+S-9 Mix) 및 부재(-S-9 Mix) 하에서 CHO-K1 세포를 이용하여 수행하였으며, 본 연구를 수행하기 전 CHO-K1 세포의 성장을 억제하는 농도를 최고농도로 설정하기 위하여 XTT assay를 수행하였다. ;그 결과, 발효 탐라오가피 추출물은 대사활성계의 존재 6시간 처리군 5 mg/mL 농도에서 56%, 대사활성계 부재 6시간 처리군은 4.16 mg/mL 농도에서 50%, 대사활성계 부재 24시간 처리군은 0.

대상 데이터

발효 탐라오가피 추출물의 발암성 유발 유·무 판단의 기초자료를 얻기 위하여 유전독성시험 중 마우스 골수세포를 이용한 소핵시험을 실시하였다. 7주령의 수컷 ICR 마우스 25마리를 ㈜ 샘타코에서 구입 후, 1주일간 동물 사육실 환경에 적응시켜 시험에 사용하였다. ;동물사육실은 온도 23 ± 3℃, 상대습도 50 ± 20%, 조명시간 12시간(오전8시~오후 8시), 조도 150~300 Lux로 유지하였다. 실험동물은 마우스용 와이어 케이지(260W × 420L × 150H mm)에 5마리씩 넣어 사육하였고, 사료와 음용 소독수(자외선 소독된 지하수)는 자유섭취 시켰다.
발효 탐라오가피 추출물의 미생물복귀돌연변이 실험은 히스티딘 요구성 균주인 Salmonella typhimurium TA98, TA100, TA1535 및 TA1537과 트립토판 요구성 균주인 Escherichia coli WP2uvrA를 이용하였다. ;미생물 대사활성 효소인 S-9 Mix는 기존에 발표된 방법으로 제조하여 사용하였으며¹⁴), 미생물 복귀돌연변이를 유도하는 양성대조물질인 sodium azide (NaN3), 9-Aminoacridine hydrochloridemonohydrate (9-AA), 2-Aminoanthracene (2-AA), 4-nitroquinoline 1-oxide (4-NQO)는 Sigma-Aldrich에서 구입하였다. 대사활성계 존재 유무와 관계없이 TA98, TA100, TA1535, TA1537 및 WP2uvrA는 5,000 µg/plate 농도부터 2배 희석법을 이용하여 희석하였으며, 음성 대조군은 시료 대신 증류수를 첨가하였다.
발효 탐라오가피 추출물의 염색체 이상시험을 평가하기 위하여 Chinese hamster 유래의 난소유아세포(CHO-K1 cell)를 한국세포주은행에서 구입하여 사용하였다. ;CHO-K1 세포는 10% fetal bovine serum을 포함한 Eagle's Minimum Essential Medium (EMEM, Cambrex Bio Science Walker sville, Inc., USA)을 사용하여 온도 37℃, 습도 95%, CO₂농도가 5%로 설정된 CO₂ 인큐베이터에서 배양하였다.
본 연구에서 사용한 오가피는 탐라오가피(A. koreanum)를 사용하였으며, 영지버섯(Ganoderma lucidum) 균사체를 이용하여 발효하였다. ;영지버섯 균사체는 potato dextrose broth (PDB) 100 mL을 이용하여 30℃에서 14일간 발효하였으며, 액체발효 후 최초 발효액의 10배(1,000 mL)에 해당하는 증류수를 첨가하여 발효 탐라오가피 수용성 추출물을 제조하였다. 발효 탐라오가피 추출물은 감압농축기를 이용하여 95℃에서 농축하였으며, 상등액은 filter paper(Advantec, Tokyo, Japan)를 이용하여 필터 후, 동결건조하였다.

데이터처리

0K 통계 프로그램을 이용하여 실시하였다. 염색체 이상시험의 경우 Chi-square test 및 Fisher's exact test를 실시하였으며, 유의성이 있는 경우 Cochran-Armitage trend test를 통해 염색체 이상의 발생 빈도에 대한 용량의존성을 확인하였다.
본 연구에서 통계적 유의성 검정은 5%의 유의수준(p < 0.05)에서 one-way ANOVA, multiple comparision 분석을 통해 SPSS 19.0K 통계 프로그램을 이용하여 실시하였다. ;염색체 이상시험의 경우 Chi-square test 및 Fisher's exact test를 실시하였으며, 유의성이 있는 경우 Cochran-Armitage trend test를 통해 염색체 이상의 발생 빈도에 대한 용량의존성을 확인하였다.

이론/모형

발효 탐라오가피 추출물의 미생물복귀돌연변이 실험은 히스티딘 요구성 균주인 Salmonella typhimurium TA98, TA100, TA1535 및 TA1537과 트립토판 요구성 균주인 Escherichia coli WP2uvrA를 이용하였다. 미생물 대사활성 효소인 S-9 Mix는 기존에 발표된 방법으로 제조하여 사용하였으며¹⁴), 미생물 복귀돌연변이를 유도하는 양성대조물질인 sodium azide (NaN3), 9-Aminoacridine hydrochloridemonohydrate (9-AA), 2-Aminoanthracene (2-AA), 4-nitroquinoline 1-oxide (4-NQO)는 Sigma-Aldrich에서 구입하였다. ;대사활성계 존재 유무와 관계없이 TA98, TA100, TA1535, TA1537 및 WP2uvrA는 5,000 µg/plate 농도부터 2배 희석법을 이용하여 희석하였으며, 음성 대조군은 시료 대신 증류수를 첨가하였다. Salmonella typhimurium 및 Escherichia coli 각 균주는 10 mL의 nutrient broth에 접종하여 37℃에서 약 10시간 동안 회전식 진탕배양기에서 배양하였다.

성능/효과

0%의 염색체이상 발생빈도를 보이며 발효 탐라오가피 추출물과는 유의적인 차이를 나타내었다(p <0.05) 따라서, CHO-K1 세포를 이용하여 염색체 이상 시험을 수행한 결과, 발효 탐라오가피 추출물은 염색체 이상을 유발하지 않았다.
05)를 보였다. 따라서, 발효 탐라오가피 추출물은 마우스 골수 세포에 대한 소핵 유발성이 없는 것으로 판단된다.
koreamun)의 뿌리 추출물에 대한 항돌연변이원 연구를 수행하였는데, 미생물복귀돌연변이시험에서 탐라오가피 뿌리 추출물은 대사활성계의 유무와 상관없이 음성으로 나타났다. 따라서 발효 탐라오가피 추출물은 Salmonella typhimurium 및 Escherichia coli에 대한 복귀돌연변이를 나타내지 않았다.
수컷 IRC mice를 이용한 발효 탐라오가피 추출물의 독성을 관찰한 결과 시험 물질 투여 후 사망동물은 나타나지 않았으며, 일반증상 관찰 결과 특이한 이상증상은 발견되지 않았다. ;투여에 의한 군간 체중변화 역시 유의한 차이가 없었다. 마우스 골수세포를 이용한 소핵시험의 결과는 Table 2에 나타내었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	오가피의 종은 어떻게 분류되는가?	)는 두릅나무과(Araliaceae)에 속하는 다년생 낙엽관목으로 우리나라, 중국, 일본, 러시아등지에서 널리 분포하고 있으며1), 오가피의 주요 생리활성으로는 항스트레스2), 항산화3), 항염증4), 항당뇨5) 등이 보고되어 있다. 오가피의 종은 가시오가피(A. senticosus), 지리오가피(A. chiisanensis), 탐라오가피(A. koreanum) 등으로 분류되는데6), 그 중 하나인 탐라오가피(A. koreanum)는한국의 제주도에 자생하는 종으로, 주요 지표성분으로는eleutheroside B와 E가 보고되었다7).
	오가피는 어디에 분포하는가?	오가피(Acanthopanax sp.)는 두릅나무과(Araliaceae)에 속하는 다년생 낙엽관목으로 우리나라, 중국, 일본, 러시아등지에서 널리 분포하고 있으며1), 오가피의 주요 생리활성으로는 항스트레스2), 항산화3), 항염증4), 항당뇨5) 등이 보고되어 있다. 오가피의 종은 가시오가피(A.
	오가피의 주요 지표성분 중에서 Eleutheroside B와 Eleutheroside E는 어떤 특징을 갖는가?	koreanum)는한국의 제주도에 자생하는 종으로, 주요 지표성분으로는eleutheroside B와 E가 보고되었다7). Eleutheroside B는 주로 항암, 항산화, 항피로 등의 생리활성을 나타내며,Eleutheroside E는 염증억제, 피로감소 및 체력 증진 등의효능을 보인다8,9).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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