본 연구에서는 오디추출복합물(mulberry extract complex, MEC)의 퇴행성관절염 증상 완화 및 개선 효과 가능성을 탐색하기 위하여 monosodium iodoacetate(MIA)로 유도한 퇴행성관절염 in vivo 실험모델을 이용하였다. 연골의 주요 구성성분인 glycosaminoglycan(GAG) 및 collagen의 농도를 실험동물의 연골에서 측정한 결과 MIA로 인해 감소하였던 GAG 및 collagen의 농도가 MEC를 경구 투여한 실험군에서 농도 의존적으로 증가하였다. 또한 교원질 합성을 억제하고 분해를 촉진하는 matrix metalloproteinase-2, 9, 13의 농도를 측정한 결과는 MEC의 농도에 따라 감소하는 결과를 보여주었다. 연골 손상 지표인 cartilage oligomeric matrix protein과 C-terminal telopeptide 2의 측정결과에서는 대조군보다 유의성 있는 감소를 나타내어 MEC가 퇴행성관절염의 진행 억제에 도움을 줄 수 있을 것으로 생각된다. 관절염 지수 평가에서도 MEC는 모든 농도에서 대조군보다 유의성 있게 개선되는 결과를 나타내었다. 이상의 실험 결과를 통하여 MEC가 퇴행성관절염에서 나타나는 연골 구성성분의 분해를 억제하고, 여러 중요한 퇴행성관절염 진행 인자를 효과적으로 억제하여 결국 연골파괴 감소와 더불어 통증을 줄여줌으로써 퇴행성관절염에 대한 증상 완화 및 개선 효과가 있을 수 있는 건강기능식품의 원료로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
본 연구에서는 오디추출복합물(mulberry extract complex, MEC)의 퇴행성관절염 증상 완화 및 개선 효과 가능성을 탐색하기 위하여 monosodium iodoacetate(MIA)로 유도한 퇴행성관절염 in vivo 실험모델을 이용하였다. 연골의 주요 구성성분인 glycosaminoglycan(GAG) 및 collagen의 농도를 실험동물의 연골에서 측정한 결과 MIA로 인해 감소하였던 GAG 및 collagen의 농도가 MEC를 경구 투여한 실험군에서 농도 의존적으로 증가하였다. 또한 교원질 합성을 억제하고 분해를 촉진하는 matrix metalloproteinase-2, 9, 13의 농도를 측정한 결과는 MEC의 농도에 따라 감소하는 결과를 보여주었다. 연골 손상 지표인 cartilage oligomeric matrix protein과 C-terminal telopeptide 2의 측정결과에서는 대조군보다 유의성 있는 감소를 나타내어 MEC가 퇴행성관절염의 진행 억제에 도움을 줄 수 있을 것으로 생각된다. 관절염 지수 평가에서도 MEC는 모든 농도에서 대조군보다 유의성 있게 개선되는 결과를 나타내었다. 이상의 실험 결과를 통하여 MEC가 퇴행성관절염에서 나타나는 연골 구성성분의 분해를 억제하고, 여러 중요한 퇴행성관절염 진행 인자를 효과적으로 억제하여 결국 연골파괴 감소와 더불어 통증을 줄여줌으로써 퇴행성관절염에 대한 증상 완화 및 개선 효과가 있을 수 있는 건강기능식품의 원료로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
The objective of this research was to investigate the in vivo effects of treatment with mulberry extract complex (MEC) on cartilage degeneration and pain severity in an experimental model of rat degenerative arthritis. Monosodium iodoacetate ($2mg/50{\mu}L$) was injected into right knee j...
The objective of this research was to investigate the in vivo effects of treatment with mulberry extract complex (MEC) on cartilage degeneration and pain severity in an experimental model of rat degenerative arthritis. Monosodium iodoacetate ($2mg/50{\mu}L$) was injected into right knee joints of rats, followed by administration of MEC for 8 weeks at 400 mg/kg or 800 mg/kg of body weight. The experimental data show that treatment with MEC inhibited degradation of glycosaminoglycan and collagen in cartilage. On the other hand, concentrations of cartilage oligomeric matrix protein, C-terminal telopeptide-2, matrix metalloproteinase (MMP)-2, MMP-9, and MMP-13 in serum decreased in comparison with the control. The MEC at all dose levels could inhibit formation of xylene-induced ear edema. In this study, MEC demonstrated significant anti-arthritis activity, which is required for improvement of degenerative arthritis. Based on these results, MEC may be employed for the development of new health foods to ease symptoms of degenerative arthritis.
The objective of this research was to investigate the in vivo effects of treatment with mulberry extract complex (MEC) on cartilage degeneration and pain severity in an experimental model of rat degenerative arthritis. Monosodium iodoacetate ($2mg/50{\mu}L$) was injected into right knee joints of rats, followed by administration of MEC for 8 weeks at 400 mg/kg or 800 mg/kg of body weight. The experimental data show that treatment with MEC inhibited degradation of glycosaminoglycan and collagen in cartilage. On the other hand, concentrations of cartilage oligomeric matrix protein, C-terminal telopeptide-2, matrix metalloproteinase (MMP)-2, MMP-9, and MMP-13 in serum decreased in comparison with the control. The MEC at all dose levels could inhibit formation of xylene-induced ear edema. In this study, MEC demonstrated significant anti-arthritis activity, which is required for improvement of degenerative arthritis. Based on these results, MEC may be employed for the development of new health foods to ease symptoms of degenerative arthritis.
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문제 정의
선행연구를 통해 식용 가능한 천연물 중에서 항산화 및 항염증 효과가 뛰어난 32종의 천연물을 탐색하였고, 그중 퇴행성관절염 개선 효과가 탁월한 오디, 상엽, 서리태로 오디추출복합물을 제조하여 실험에 사용하였다. 오디추출복합물이 퇴행성관절염에 대한 개선 효과를 동물모델과 임상 시험을 통해 선행연구로 보고하였으며(21-23), 본 연구에서는 이전의 동물모델에서 염증 지표들을 살펴본 것 외에 오디추출복합물이 monosodium iodoacetate(MIA)로 유도된 퇴행성관절염 동물모델의 연골 분해 정도와 통증, 그리고 급성 염증에 미치는 영향을 조사하였다.
이러한 결과로 보아 MEC가 연골을 구성하는 GAG와 collagen이 관절염으로 인해 파괴되는 것을 억제하고 회복시키는 효과가 있을 것으로 생각되며, GAG와 collagen을 분해하는 MMPs가 MEC에 의해 영향을 받는지를 확인하기 위해 다음 실험을 하였다.
제안 방법
85% 생리식염수에 녹여 50 μL(40 mg/mL)씩 주입하여 퇴행성관절염을 유도하였고 정상(Sham)군에는 MIA 대신 동량의 생리식염수를 주입하였다. 24시간 후부터 Table 1에 나타낸 바와 같이 8주간 매일 일정한 시간에 동량의 정제수, 정제수에 녹인 MEC 혹은 ibuprofen을 경구 투여하였다. 항관절염 효과가 있는 약물인 ibuprofen을 양성대조군으로 사용하였다.
Xylene으로 귀 부종을 유도하는 방법은 Atta와 Alkofahi 의 방법(27)을 수정하여 실행하였다. 4주령 수컷 생쥐(ICR mice)를 일주일간 안정화한 후 대조군(DW), 양성대조군 (ibuprofen 20 mg/kg), MEC군(200 mg/kg, 400 mg/kg, 800 mg/kg) 등 5그룹(n=8)으로 나누어 xylene을 도포하기 1시간 전에 경구 투여하였다. Xylene 30 μL를 오른쪽 귀의 뒷면에 도포하여 급성염증을 유발하였고 왼쪽 귀에는 도포 하지 않았다.
50 μL의 stop solution을 가하여 반응을 종료시켰으며 microplate spectrophotometer(Epoch, Biotek)를 사용하여 450 nm에서 흡광도를 측정하였다
본 연구의 동물실험은 수원대학교 동물실험윤리위원회의 승인(USW-IACUC-EDU-2015-07-01)을 받고 시작되었다. 7주령의 흰쥐[Sprague Dawley(SD) rat, 샘타코(주), Seoul, Korea] 40마리를 군당 8마리씩 5그룹으로 나누어 cage에 각각 넣고 일주일 동안 안정화했다. 사육실 온도는 22.
8주간의 식이가 끝난 후 흰쥐를 12시간 절식시키고 에테르로 마취시킨 다음 희생시켜 오른쪽 무릎 연골을 적출하였다. 연골 무게 10배량의 PBS(phosphate buffered saline; NaCl 137 mmol/L, KCl 2.
90 μL의 TMB substrate를 첨가하여 빛을 차단한 상태로 37°C에서 15분간 반응시키고 50 μL의 stop solution을 가하여 반응을 종료시켰다.
CTX-2를 측정하기 위해서 혈청(혹은 표준물질) 100 μL를 각 well에 분주하고 37°C에서 2시간 반응시킨 후 100 μL의 biotin-antibody를 가하여 37°C에서 1시간 반응시켰다.
MIA로 퇴행성관절염이 유도된 흰쥐의 혈청을 분리하여 C-reactive protein(CRP)을 Biovision사의 ELISA kit을 사용하여 측정하였다. 즉, 혈청(혹은 표준물질) 100 μL를 각 well에 넣고 상온에서 2.
90 μL의 TMB substrate를 첨가하여 빛을 차단한 상태로 37°C에서 15분간 반응시키고 50 μL의 stop solution을 가하여 반응을 종료시켰다. Microplate spectrophotometer(Epoch, Bio-종료시켰다. Microplate spectrophotometer(Epoch, Biotek)를 이용하여 450 nm에서 흡광도를 측정하였다.
5번 세척 후, 90 μL의 TMB(tetramethylbenzidine) substrate를 첨가하여 빛을 차단한 상태로 37°C에서 15분간 반응시킨 다음 50 μL의 stop solution (1 N sulfuric acid)으로 반응을 종료시켰다. Microplate spectrophotometer(Epoch, Biotek)를 이용하여 450 nm에서 흡광도를 측정하였다.
Xylene 30 μL를 오른쪽 귀의 뒷면에 도포하여 급성염증을 유발하였고 왼쪽 귀에는 도포 하지 않았다.
Xylene으로 귀 부종을 유도하는 방법은 Atta와 Alkofahi 의 방법(27)을 수정하여 실행하였다. 4주령 수컷 생쥐(ICR mice)를 일주일간 안정화한 후 대조군(DW), 양성대조군 (ibuprofen 20 mg/kg), MEC군(200 mg/kg, 400 mg/kg, 800 mg/kg) 등 5그룹(n=8)으로 나누어 xylene을 도포하기 1시간 전에 경구 투여하였다.
Xylene 30 μL를 오른쪽 귀의 뒷면에 도포하여 급성염증을 유발하였고 왼쪽 귀에는 도포 하지 않았다. Xylene을 처리하고 2시간 후 실험동물을 모두 희생시켰으며 펀치로 양쪽 귀에서 지름 6 mm 원을 잘라 중량을 측정하였다. 오른쪽 귀와 왼쪽 귀의 중량 차이를 비교하여 부종 정도를 정의하였다.
관절염 동물모델의 혈청을 이용하여 혈중 cartilage oligomeric matrix protein(COMP)과 C-terminal telopeptide 2(CTX-2)를 측정하였다. COMP와 CTX-2는 Mybiosource사의 ELISA kit을 사용하였다.
급성염증에 대한 억제 효과를 평가하기 위하여 xylene에 의한 귀 부종 유도 실험을 진행하였다. Ibuprofen은 비스테로이드성 항염증 약물(NSAIDs)로, 본 실험에서 양성대조군 으로 사용되었다.
반응액을 모두 제거하고 100 μL의 streptavidin을 가하여 상온에서 45분간 반응시킨 후 100 μL의 TMB substrate를 가하여 빛을 차단한 상태로 상온에서 30분간 반응시켜 발색 반응을 유도하였다.
특히 MMPs의 증가는 연골을 구성하는 collagen matrix를 손상해 퇴행성관절염을 악화시키는 것으로 많이 알려졌다(30). 본 실험에서는 MIA 유도 후 연골 조직 내의 collagen 농도의 변화를 측정하였다. 그 결과 collagen 농도는 정상군 (Sham)에서 5.
실제로 MMP-2, MMP-9는 퇴행성관절염에서 농도가 증가하는 주요한 인자로 알려졌으며, MMP-13의 경우 Type 2 collagen의 분해효소로 관절연골의 콜라겐 생성 및 재생에 중요한 인자로 알려졌다 (30). 본 실험에서는 MIA로 퇴행성관절염을 유도한 동물모델에 MEC를 8주간 경구 투여한 후 혈중 MMP-2, MMP-9, MMP-13의 농도를 측정하였다.
사육실 온도는 22.1±1°C, 상대습도는 55±5%로 유지하고 명암은 12시간 주기(07:00~19:00)를 유지하면서 사료와 식수를 자유 급여하는 방식으로 사육하였다.
오디, 상엽, 서리태의 항염증 효과를 나타내는 물질들의 농도를 고려하여 오디추출물(anthocyanin ca. 1%) : 상엽추출물(rutin ca. 1%) : 서리태추출물(isoflavone ca. 0.2%)= 70:14:16의 중량비로 혼합하여 MEC를 제조하였다(22).
Xylene을 처리하고 2시간 후 실험동물을 모두 희생시켰으며 펀치로 양쪽 귀에서 지름 6 mm 원을 잘라 중량을 측정하였다. 오른쪽 귀와 왼쪽 귀의 중량 차이를 비교하여 부종 정도를 정의하였다. 부종 억제 효과는 대조군과 비교하여 다음 식을 이용하여 계산하였다.
관절염 동물모델에서 채취한 혈액을 상온에서 30분 이상 방치한 후, 3,000 rpm에서 20분간 원심분리(MX-300, Tomy) 하여 혈청을 분리하였다. 이렇게 얻어진 혈청 시료 로 ELISA kit(Cusabio, Hubei, China)을 이용하여 연골 염증성 인자인 matrix metalloproteinase(MMP)-2, 9, 13의 농도를 측정하였다. 먼저 혈청(혹은 표준물질) 100 μL를 각 well에 분주한 후 37°C에서 2시간 반응시켰다.
즉, COMP를 측정하기 위해서 혈청(혹은 표준물질) 50 μL를 각 well에 분주하고 100 μL의 HRP-conjugated reagent를 가하여 37°C에서 60분간 반응시켰다.
즉, 흰쥐의 오른쪽 무릎 관절 주변을 깨끗이 제모한 후 관절강 내에 MIA(Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)를 0.85% 생리식염수에 녹여 50 μL(40 mg/mL)씩 주입하여 퇴행성관절염을 유도하였고 정상(Sham)군에는 MIA 대신 동량의 생리식염수를 주입하였다.
퇴행성관절염 유발 동물모델에서 나타나는 퇴행성관절염 에 대한 MEC의 효과를 확인하기 위해 관절염 정도를 평가 하였다. 그 결과 MIA 유도를 하지 않은 정상군(Sham)에서 는 관절의 특이한 증상이 관찰되지 않았으며, MIA 유도를 한 대조군(DW)에서는 퇴행성관절염을 유도한 오른쪽 다리에서 홍반과 부종을 동반한 증상이 관찰되어 높은 점수인 4.
이러한 분자들의 연골 내 농도는 나이, 손상의 정도 및 질병의 상태에 따라서 다양하다(28). 퇴행성관절염이 진행될수록 GAG가 분해되어 그 농도가 감소하는데, 실험을 통해 MEC가 MIA로 유도된 퇴행성관절염 동물모델의 연골에서 GAG 분해에 대한 억제 여부를 확인하였다. 그 결과 정상군(Sham)에서 27.
대상 데이터
)는 경상남도 함양농협에서 1 kg을 구입하여 세척 후 4배(w/v)의 30% 에탄올을 가하여 60°C에서 4시간 추출하였다.
관절염 지수를 평가하기 위하여 퇴행성관절염 동물모델을 희생하기 전 육안으로 3명의 실험자가 각각 평가하였다. 평가는 Kim 등(26)의 방법을 변형하여 3명의 실험자가 3회 독립 관찰하여 각각 1점에서 5점으로 점수를 배점하여 평균값으로 표시하였다(Table 2).
상엽은 전라북도 부안군 농업기술센터에서 1 kg 구입하여 세척한 다음 50°C에서 24시간 동안 건조하여 분쇄기에 분쇄한 후 4배(w/v)의 50% 에탄올을 가하여 60°C에서 4시 간 추출하였다.
선행연구를 통해 식용 가능한 천연물 중에서 항산화 및 항염증 효과가 뛰어난 32종의 천연물을 탐색하였고, 그중 퇴행성관절염 개선 효과가 탁월한 오디, 상엽, 서리태로 오디추출복합물을 제조하여 실험에 사용하였다. 오디추출복합물이 퇴행성관절염에 대한 개선 효과를 동물모델과 임상 시험을 통해 선행연구로 보고하였으며(21-23), 본 연구에서는 이전의 동물모델에서 염증 지표들을 살펴본 것 외에 오디추출복합물이 monosodium iodoacetate(MIA)로 유도된 퇴행성관절염 동물모델의 연골 분해 정도와 통증, 그리고 급성 염증에 미치는 영향을 조사하였다.
즉, 오디는 전라북도 부안군 농업기술센터에서 1 kg 구입하여 생과를 분쇄기에 분쇄한 후 3배(w/v)의 40% 에탄올을 가하여 50°C에서 4시간 추출하였다.
24시간 후부터 Table 1에 나타낸 바와 같이 8주간 매일 일정한 시간에 동량의 정제수, 정제수에 녹인 MEC 혹은 ibuprofen을 경구 투여하였다. 항관절염 효과가 있는 약물인 ibuprofen을 양성대조군으로 사용하였다.
데이터처리
실험 결과는 3회 반복하여 평균±표준편차(mean±SD)로 나타냈으며, SPSS(IBM SPSS Statistics 21, Armonk, NY, USA)를 사용하여 ANOVA(Scheffe test)로 통계적 유의성이 있는지 판단하였다(P<0.05).
관절염 지수를 평가하기 위하여 퇴행성관절염 동물모델을 희생하기 전 육안으로 3명의 실험자가 각각 평가하였다. 평가는 Kim 등(26)의 방법을 변형하여 3명의 실험자가 3회 독립 관찰하여 각각 1점에서 5점으로 점수를 배점하여 평균값으로 표시하였다(Table 2).
이론/모형
본 연구에서는 오디추출복합물(mulberry extract complex, MEC)의 퇴행성관절염 증상 완화 및 개선 효과 가능성을 탐색하기 위하여 monosodium iodoacetate(MIA)로 유 도한 퇴행성관절염 in vivo 실험모델을 이용하였다. 연골의 주요 구성성분인 glycosaminoglycan(GAG) 및 collagen의 농도를 실험동물의 연골에서 측정한 결과 MIA로 인해 감소하였던 GAG 및 collagen의 농도가 MEC를 경구 투여한 실험군에서 농도 의존적으로 증가하였다.
안정화 기간이 끝난 뒤 Janusz 등의 방법(24)과 Na 등의 방법(25)을 참고하여 실험을 진행하였다. 즉, 흰쥐의 오른쪽 무릎 관절 주변을 깨끗이 제모한 후 관절강 내에 MIA(Sigma-Aldrich Co.
오디추출복합물(mulberry extract complex, MEC)의 제조는 선행연구 방법(21-23)에 따라 수득하였다. 즉, 오디는 전라북도 부안군 농업기술센터에서 1 kg 구입하여 생과를 분쇄기에 분쇄한 후 3배(w/v)의 40% 에탄올을 가하여 50°C에서 4시간 추출하였다.
성능/효과
COMP 의 농도를 측정한 결과, 정상군(Sham)은 51.25±4.98 ng/ mL로 나타났고 대조군(DW)은 85.89±13.06 ng/mL로 나타나 대조군이 정상군보다 유의적으로 높았다.
Ibuprofen, MEC 400 mg/kg, 800 mg/kg군에서는 각각 29.13 ±4.35 ng/mg total protein, 28.64±3.47 ng/mg total protein, 그리고 31.56±3.80 ng/mg total protein으로 대조군 (DW)에 비해 GAG 농도가 유의적으로 증가하는 것을 확인 할 수 있었다.
MEC 400 mg/kg 투여군은 혈중 MMP-13의 농도가 0.37±0.01 ng/mL로 나타났고, MEC 800 mg/kg 투여군도 동일하게 0.37±0.01 ng/mL로 나타나 두 군 모두 대조군에 비해 다소 낮은 경향을 보였지만 농도 간의 차이는 없었다.
92 μg/mg total protein으로 각각 측정되었다. MEC 400 mg/kg, 800 mg/kg 군에서 collagen 농도가 대조군보다 증가하였으며 특히 MEC 800 mg/kg 군에서는 정상군의 수준으로 회복되었고, 유의적인 차이는 없지만 Ibuprofen 군보다 높은 효과를 나타내었다.
Sim 등(33)은 MIA로 유도한 흰쥐에게 난각막 효소 분해물인 난각막추출물(NEM)을 투여한 후 MMP-2, MMP-9의 생성량을 측정한 결과 농도 의존적으로 유의적인 감소를 했다고 하였고, An과 Heo(34)의 계지인삼탕, Lee와 Oh(35)의 건보단, Lee와 Oh(36)의 마황부자세신탕은 모두 MMP9의 생성을 유의적으로 감소시켰다고 보고하였다. MEC 역시 대조군보다 MMP-2, 9, 13의 농도가 감소하는 결과로 이들의 생성을 억제함으로써 연골세포조직의 파괴를 감소하는 효과가 있을 것으로 사료된다.
04 ng/mL로 통계적으로 유의한 감소가 나타났다. MEC 투여군의 경우 정상군과 유의적인 차이가 없는 것으로 나타나 Ibuprofen 군에 비해 MMP-9를 효과적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
MEC(400 mg/kg, 800 mg/kg) 투여군의 혈중 CTX-2 농도는 각각 934.41±154.36 pg/mL, 867.37±160.82 pg/ mL로 대조군보다 유의적으로 낮은 결과를 보였다
MMP-2의 농도를 측정한 결과, MIA로 유도한 대조군 (DW)이 정상군(Sham)에 비해 MMP-2의 농도가 0.65± 0.11 ng/mL에서 0.88±0.10 ng/mL로 증가하였고, MEC를 투여한 결과 MEC 400 mg/kg에서 0.84±0.13 ng/mL, MEC 800 mg/kg에서 0.72±0.10 ng/mL로 농도 의존적으로 다시 감소하였다(Fig. 2).
Ibuprofen은 비스테로이드성 항염증 약물(NSAIDs)로, 본 실험에서 양성대조군 으로 사용되었다. Xylene 도포 후 대조군의 오른쪽 귀는 도포하지 않은 좌측에 비해 현저한 부종이 관찰되었으며 희생 후 측정한 중량에서도 현저한 차이를 나타내었다(Table 6). 양성대조군인 Ibuprofen 군은 20 mg/kg으로 투여하였을 때 xylene에 의한 부종을 51.
그 결과 MIA 유도를 하지 않은 정상군(Sham)에서 는 관절의 특이한 증상이 관찰되지 않았으며, MIA 유도를 한 대조군(DW)에서는 퇴행성관절염을 유도한 오른쪽 다리에서 홍반과 부종을 동반한 증상이 관찰되어 높은 점수인 4.38±0.45점으로 측정되었다(Fig. 3).
그 결과 collagen 농도는 정상군 (Sham)에서 5.97±1.03 μg/mg total protein, 대조군(DW) 에서 4.55±0.95 μg/mg total protein으로 대조군(DW)의 collagen 농도가 정상군(Sham)보다 감소하여 관절염이 유발된 것을 확인할 수 있었다(Table 3).
그 결과 정상군(Sham)에서 27.51±4.69 ng/mg total protein으로 측정되었고, 대조군(DW)에서는 21.47 ±2.54 ng/mg total protein으로 연골의 GAG 농도가 MIA 로 퇴행성관절염을 유도한 군에서 감소하였다(Fig. 1).
연골의 주요 구성성분인 glycosaminoglycan(GAG) 및 collagen의 농도를 실험동물의 연골에서 측정한 결과 MIA로 인해 감소하였던 GAG 및 collagen의 농도가 MEC를 경구 투여한 실험군에서 농도 의존적으로 증가하였다. 또한 교원질 합성을 억제하고 분해를 촉진하는 matrix metalloproteinase-2, 9, 13의 농도를 측정한 결과는 MEC의 농도에 따라 감소하는 결과를 보여주었다. 연골 손상 지표인 cartilage oligomeric matrix protein과 C-terminal telopeptide 2의 측정 결과에서는 대조군보다 유의성 있는 감소를 나타내어 MEC 가 퇴행성관절염의 진행 억제에 도움을 줄 수 있을 것으로 생각된다.
Xylene 도포 후 대조군의 오른쪽 귀는 도포하지 않은 좌측에 비해 현저한 부종이 관찰되었으며 희생 후 측정한 중량에서도 현저한 차이를 나타내었다(Table 6). 양성대조군인 Ibuprofen 군은 20 mg/kg으로 투여하였을 때 xylene에 의한 부종을 51.04% 억제하였고, MEC는 200 mg/kg, 400 mg/kg, 800 mg/kg의 농도로 경구 투여하였을 때 농도 의존적으로 xylene에 의해 유도된 귀 부종을 억제 하였다.
또한 교원질 합성을 억제하고 분해를 촉진하는 matrix metalloproteinase-2, 9, 13의 농도를 측정한 결과는 MEC의 농도에 따라 감소하는 결과를 보여주었다. 연골 손상 지표인 cartilage oligomeric matrix protein과 C-terminal telopeptide 2의 측정 결과에서는 대조군보다 유의성 있는 감소를 나타내어 MEC 가 퇴행성관절염의 진행 억제에 도움을 줄 수 있을 것으로 생각된다. 관절염 지수 평가에서도 MEC는 모든 농도에서 대조군보다 유의성 있게 개선되는 결과를 나타내었다.
본 연구에서는 오디추출복합물(mulberry extract complex, MEC)의 퇴행성관절염 증상 완화 및 개선 효과 가능성을 탐색하기 위하여 monosodium iodoacetate(MIA)로 유 도한 퇴행성관절염 in vivo 실험모델을 이용하였다. 연골의 주요 구성성분인 glycosaminoglycan(GAG) 및 collagen의 농도를 실험동물의 연골에서 측정한 결과 MIA로 인해 감소하였던 GAG 및 collagen의 농도가 MEC를 경구 투여한 실험군에서 농도 의존적으로 증가하였다. 또한 교원질 합성을 억제하고 분해를 촉진하는 matrix metalloproteinase-2, 9, 13의 농도를 측정한 결과는 MEC의 농도에 따라 감소하는 결과를 보여주었다.
정상군(Sham)의 CRP 농도는 1,510.59±130.94 μg/mL, 대조군(DW)은 1,637.20 ±119.50 μg/mL로 정상군보다 다소 높게 나타났으며, 양성 대조군(Ibuprofen)의 경우 1,670.00±199.94 μg/mL로 나타났다.
혈중 CTX-2의 생성량을 측정한 결과, 대조군(DW)은 1,372.73±181.09 pg/mL로 정상군(233.29±76.63 pg/mL) 보다 유의적으로 높게 나타났는데, 이는 MIA 투여로 인해 연골이 분해되어 CTX-2의 생성량이 증가한 것으로 생각된다.
후속연구
36으로 대조군보다 유의적으로 감소하였다. Ibuprofen보다 MEC를 투여한 그룹에서 관절염 지수가 유의적으로 낮아 MEC가 관절염 개선에 더 도움을 줄 수 있을 것으로 생각된다. Kim 등(26) 은 collagen으로 관절염을 유도하여 28일 후 관절염 지수를 측정한 결과 가시오가피와 양파혼합물 600 mg/d를 투여한 군이 대조군보다 관절염 지수가 감소하는 경향을 보였다고 보고하였다.
관절염 지수 평가에서도 MEC는 모든 농도에서 대조군보다 유의성 있게 개선되는 결과를 나타내었다. 이상 의 실험 결과를 통하여 MEC가 퇴행성관절염에서 나타나는 연골 구성성분의 분해를 억제하고, 여러 중요한 퇴행성관절염 진행 인자를 효과적으로 억제하여 결국 연골파괴 감소와 더불어 통증을 줄여줌으로써 퇴행성관절염에 대한 증상 완화 및 개선 효과가 있을 수 있는 건강기능식품의 원료로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
비스테로이드 항염제의 부작용은?
관절염에 공통으로 쓰이는 약물은 비스테로이드 항염제(non-steroidal anti-inflammatory drugs, NSAIDs)로 우리나라에서 100여 종 이상의 다양한 상품명으로 판매되고 있는데, 이는 cyclooxygenase-2 (COX-2)의 활성을 억제하여 prostaglandin E2의 합성을 감소시킴으로써 통증과 염증을 억제하는 작용을 한다. 이는 해열, 진통, 항염의 효과가 있으나 위장관, 신장, 심장, 간장 및 혈액학적 부작용을 동반할 수 있으며(6), 근본적인 치료가 불가능하므로 다른 치료제의 개발이 절실하다.
퇴행성관절염이란?
퇴행성관절염(degenerative arthritis)은 골관절염(osteoarthritis)이라고도 하며 가장 흔한 관절염의 유형으로 주로 관절을 보호하는 연골의 퇴행성 손상으로 인해 염증과 통증이 유발되는 질병이다. 일반적으로 노화가 주요 발병 원인이지만 성별, 유전적 요소, 비만, 생활습관 등 다른 요인으로 발병하는 경우도 있다(2-4).
뽕나무의 잎에 함유된 페놀화합물은?
현재까지 알려진 오디의 생리활성 기능들에는 항당뇨, 항산화, 항암 효과 등이 있다(7-13). 상엽(mulberry leaf)은 뽕나무의 잎으로 rutin, chlorogenic acid, quercetin 3-(6-malonylglucoside), kaempferol 3-(6-malonylglucoside) 등 다양한 페놀화합물들이 다량 함유되어 있어 항암 활성 및 간 보호 등의 생리활성들을 나타낸다고 보고되어 있다(14-19). 서리태(black bean)는 흑두 또는 검정콩으로 불리며 속이 파랗다고 하여 속청이라고도 부른다.
참고문헌 (39)
MOHW. 2014. Senior survey 2014. Ministry of Health and Welfare, Sejong, Korea. p 311.
Chang MC, Hung SC, Chen WY, Chen TL, Lee CF, Lee HC, Wang KL, Chiou CC, Wei YH. 2005. Accumulation of mitochondrial DNA with 4977-bp deletion in knee cartilage - an association with idiopathic osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage 13: 1004-1011.
van der Kraan PM, van den Berg WB. 2008. Osteoarthritis in the context of ageing and evolution: loss of chondrocyte differentiation block during ageing. Ageing Res Rev 7: 106-113.
Yeom HE. 2013. Symptoms, aging-stereotyped beliefs, and health-promoting behaviors of older women with and without osteoarthritis. Geriatr Nurs 34: 307-313.
Park SW, Jung YS, Ko KC. 1997. Quantitative analysis of anthocyanins among mulberry cultivars and their pharmacological screening. J Korean Soc Hortic Sci 38: 722-724.
Kim HB, Kim SL. 2003. Identification of C3G (cyanidin-3-glucoside) from mulberry fruits and quantification with different varieties. Korean J Seric Sci 45: 90-95.
Kim EO, Lee YJ, Leem HH, Seo IH, Yu MH, Kang DH, Choi SW. 2010. Comparison of nutritional and functional constituents, and physicochemical characteristics of mulberrys from seven different Morus alba L. cultivars. J Korean Soc Food Sci Nutr 39: 1467-1475.
Kim HB, Kim AJ, Kim SY. 2003. The analysis of functional materials in mulberry fruit and food product development trends. Food Science and Industry 36(3): 49-60.
Kim MH, Ko KC, Lim SH, Yu YS. 1980. Study on the usability of mulberry fruit. Fruit characteristics of mulberry. Coll Agric Bull SNU 5: 221-223.
Kim TW, Kwon YB, Lee JH, Yang IS, Youm JK, Lee HS, Moon JY. 1996. A study of the antidiabetic effect of mulberry fruits. Korean J Seric Sci 38: 100-107.
Lee SH, Kim GH. 2008. Inhibitory effect of mulberry extracts on angiogenesis in porcine pulmonary artery endothelial cells. J Life Sci 18: 653-659.
Pirvulescu MM, Gan AM, Stan D, Simion V, Calin M, Butoi E, Tirgoviste CI, Manduteanu I. 2011. Curcumin and a Morus alba extract reduce pro-inflammatory effects of resistin in human endothelial cells. Phytother Res 25: 1737-1742.
Park JS, Park CH, Jun CY, Choi YK, Hwang GS, Kim DW. 2007. The anti-diabetes and vasoelasticity effects Mori Folium and Aurantii Fructus in streptozotocin induced type II diabetes mellitus model. Korean J Orient Int Med 28: 544-559.
Kim OG, Jeong JC. 2006. Effects of Mori folium extract in streptozotocin-induced diabetic rats. Korean J Orient Int Med 27: 811-821.
Bae MJ, Ye EJ. 2010. Antioxidant activity and in vitro for anticancer effects of manufactured fermented mulberry leaf tea. J Korean Soc Food Sci Nutr 39: 796-804.
Kim HJ, Kim JK, Whang WK, Ham IH, Kwon SH, Bo SH, Kim HJ. 2003. Effects of Mori folium and Crataegus pinnatifida leave extracts on $CCl_4$ -induced hepatotoxicity in rats. Yakhak Hoeji 47: 206-211.
Oh HS, Park YH, Kim JH. 2002. Isoflavone contents, antioxidative and fibrinolytic activities of some commercial cooking-with-rice soybeans. Korean J Food Sci Technol 34: 498-504.
Seo HH, Jeong JM. 2013. Beneficial effects of phyto-extract complex (CME) on degenerative arthritis. Kor J Herbology 28: 87-93.
Seo HH, Jeong JM. 2014. Inhibitory effects of complex of mulberry extract on degenerative arthritis. Korean J Med Crop Sci 22: 262-269.
Kim JK, Ha JK, Li H, Jeong JM. 2015. Animal and clinical study of the efficacy of mulberry extract complex on degenerative arthritis. Kor J Herbol 30: 25-34.
Janusz MJ, Hookfin EB, Heitmeyer SA, Woessner JF, Freemont AJ, Hoyland JA, Brown KK, Hsieh LC, Almstead NG, De B, Natchus MG, Pikul S, Taiwo YO. 2001. Moderation of iodoacetate-induced experimental osteoarthritis in rats by matrix metalloproteinase inhibitors. Osteoarthritis Cartilage 9: 751-760.
Na JY, Song KB, Kim SH, Kwon YB, Kim DG, Lee JK, Jo HK, Kwon JK. 2014. Effects of HPL-04 on degenerative osteoarthritis. J Korean Soc Food Sci Nutr 43: 30-39.
Kim KY, Sim KC, Kim GY, Choi CH, Jung JG, Chung JS, Jeong HW. 2011. Effects of Acanthopanax senticosus and onion mixture extract on the collagen-induced arthritis in rat model. Korean J Orient Physiol Pathol 25: 1000-1007.
Atta AH, Alkofahi A. 1998. Anti-nociceptive and anti-inflammatory effects of some Jordanian medicinal plant extracts. J Ethnopharmacol 60: 117-124.
Kim JH, Ahn CS. 2009. Basic science of the articular cartilage. J Korean Arthrosc Soc 13: 189-192.
Kim MH. 2008. Effect of Platycodon grandiflorum A. extract in bone metabolism in ovariectomized rats. Korean J Orient Physiol Pathol 22: 183-188.
Nam DE, Kim OK, Shim TJ, Kim JH, Lee JM. 2014. Effect of Boswellia serrata extracts on degenerative osteoarthritis in vitro and in vivo models. J Korean Soc Food Sci Nutr 43: 631-640.
Lee MC, Ji JH, Kim WY, Do JH, Kim YM. 2006. The effects of dehydroepiandrosterone-pyruvate on human osteoarthritic chondrocytes. J Korean Orthop Res Soc 9: 153-164.
Lee HJ, Park JO, Oh MS. 2015. Anti-inflammation and antioxidation effects of gamikyejakjimo-tang herbal acupuncture on pathologic factor and MIA-induced osteoarthritis rat. J Korean Med Rehab 25: 1-20.
Sim BY, Bak JW, Lee HJ, Jun JA, Choi HJ, Kwon CJ, Kim HY, Ruff KJ, Brandt K, Kim DH. 2015. Effects of natural eggshell membrane (NEM) on monosodium iodoacetate-induced arthritis in rats. J Nutr Health 48: 310-318.
Mohan G, Perilli E, Kuliwaba JS, Humphries JM, Parkinson IH, Fazzalari NL. 2011. Application of in vivo micro-computed tomography in the temporal characterisation of subchondral bone architecture in a rat model of low-dose monosodium iodoacetate-induced osteoarthritis. Arthritis Res Ther 13: R210.
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