[국내논문]고포도당으로 유도된 산화 스트레스에 대한 로젤 아세트산에틸 분획물의 신경세포 보호효과 Protective Effect of Ethyl Acetate Fraction from Hibiscus Sabdariffa L. Extract against High Glucose-induced Oxidative Stress원문보기
본 연구에서는 고포도당 조건에서 로젤의 산화방지 효과와 산화 손상에 대한 신경세포 보호효과를 검증하였다. 총 페놀 함량은 아세트산에틸 분획물(71.41 mg GAE/g)이 다른 분획물보다 높았으며, 이에 따라 아세트산에틸 분획물로 in vitro 산화방지 실험을 진행한 결과 상대적으로 우수한 ABTS 라디칼 소거활성과 지방질과산화물 생성 억제효과를 나타내었다. 신경세포에 고포도당으로 유발시킨 산화 스트레스에 대한 로젤 아세트산에틸 분획물은 산화 스트레스의 생성을 억제하고 신경세포 생존율을 향상 시켰다. 더불어 신경전달물질인 아세틸콜린 분해하는 아세틸콜린 에스터레이스의 억제효과를 보였으며, 마지막으로 HPLC 분석 결과 로젤 아세트산에틸 분획물에 존재하는 주요 페놀화합물은 클로로겐산인 것으로 판단되었다. 결국 클로로겐산을 함유하는 로젤 아세트산에틸 분획물은 우수한 산화방지 효과와 신경세포 보호효과 그리고 아세틸콜린 에스터레이스 억제 효과를 유도한 것으로 추정되며, 이를 통해 고포도당 상태에서 발생하는 당뇨성 퇴행성 신경질환과 같은 질병을 예방할 수 있는 고부가가치 소재로서의 활용가치가 있다고 판단된다.
본 연구에서는 고포도당 조건에서 로젤의 산화방지 효과와 산화 손상에 대한 신경세포 보호효과를 검증하였다. 총 페놀 함량은 아세트산에틸 분획물(71.41 mg GAE/g)이 다른 분획물보다 높았으며, 이에 따라 아세트산에틸 분획물로 in vitro 산화방지 실험을 진행한 결과 상대적으로 우수한 ABTS 라디칼 소거활성과 지방질과산화물 생성 억제효과를 나타내었다. 신경세포에 고포도당으로 유발시킨 산화 스트레스에 대한 로젤 아세트산에틸 분획물은 산화 스트레스의 생성을 억제하고 신경세포 생존율을 향상 시켰다. 더불어 신경전달물질인 아세틸콜린 분해하는 아세틸콜린 에스터레이스의 억제효과를 보였으며, 마지막으로 HPLC 분석 결과 로젤 아세트산에틸 분획물에 존재하는 주요 페놀화합물은 클로로겐산인 것으로 판단되었다. 결국 클로로겐산을 함유하는 로젤 아세트산에틸 분획물은 우수한 산화방지 효과와 신경세포 보호효과 그리고 아세틸콜린 에스터레이스 억제 효과를 유도한 것으로 추정되며, 이를 통해 고포도당 상태에서 발생하는 당뇨성 퇴행성 신경질환과 같은 질병을 예방할 수 있는 고부가가치 소재로서의 활용가치가 있다고 판단된다.
To investigate the physiological effect of Hibiscus sabdariffa, in vitro antioxidant activities and neuroprotective effects against high glucose-induced oxidative stress were examined. The ethyl acetate fraction (EtOAc-Fr) from H. sabdariffa contained high total phenolic contents compared with other...
To investigate the physiological effect of Hibiscus sabdariffa, in vitro antioxidant activities and neuroprotective effects against high glucose-induced oxidative stress were examined. The ethyl acetate fraction (EtOAc-Fr) from H. sabdariffa contained high total phenolic contents compared with other fractions but total anthocyanin contents were lower than 80% Ethanol extract showed the highest 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt radical scavenging activity and malondialdehyde inhibitory effect. Furthermore, the EtOAc-Fr decreased the intracellular reactive oxygen species level, and protected the neuron-like PC12 cells from high glucose-induced cytotoxicity. The EtOAc-Fr also presented inhibitory effects against acetylcholinesterase as an acetylcholine hydrolase enzyme. Finally, chlorogenic acids as main phenolics by high performance liquid chromatography analysis.
To investigate the physiological effect of Hibiscus sabdariffa, in vitro antioxidant activities and neuroprotective effects against high glucose-induced oxidative stress were examined. The ethyl acetate fraction (EtOAc-Fr) from H. sabdariffa contained high total phenolic contents compared with other fractions but total anthocyanin contents were lower than 80% Ethanol extract showed the highest 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt radical scavenging activity and malondialdehyde inhibitory effect. Furthermore, the EtOAc-Fr decreased the intracellular reactive oxygen species level, and protected the neuron-like PC12 cells from high glucose-induced cytotoxicity. The EtOAc-Fr also presented inhibitory effects against acetylcholinesterase as an acetylcholine hydrolase enzyme. Finally, chlorogenic acids as main phenolics by high performance liquid chromatography analysis.
반면 혈당 상승으로 인한 신경세포 사멸에 대한 로젤의 효과 연구는 상대적으로 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 고포도당으로 유도된 산화 스트레스에 대한 산화방지 효과와 이에 대한 신경 세포 보호효과를 확인하고, 로젤에 존재하는 주요 폴리페놀성 생리활성 물질 구성 등을 분석하였다.
제안 방법
02가 나오도록 흡광도를 조정해주고, 734 nm에서 흡광도를 측정하였다(7). 마우스 뇌 조직을 이용한 지방질과산화 억제활성 측정은 Cheng 등(9)의 방법을 변형하여 사용하였고, 532 nm에서 흡광도를 측정하였다.
로젤 아세트산에틸 분획물의 폴리페놀성 생리활성물질을 동정하기 위해 HPLC (Ultra mate 3000 series, Dionex, CA, USA)분석을 실시하였다. 분석조건 중 컬럼(column)은 C18 column (250×4.
대상 데이터
본 실험에 사용된 로젤(H. sabdariffa L.)은 2014년 9월 분말제품을(Epanie, Berlin, German) 구매한 뒤 냉장보관(4oC)하여 사용하였다. 실험에 사용된 추출물은 로젤 분말 60 g을 80% 에탄올 3 L에 첨가 한 뒤 60oC에서 2시간 동안 환류냉각 추출하였으며, 이 추출물을 NO.
데이터처리
모든 실험은 3회 반복 실시하여 mean ± SD로 나타내었으며, 각 평균값에 대한 검정은 SAS software (version 9.1, SAS institute, Cary, NC, USA)를 이용하여 분산분석(analysis of variance, ANOVA)를 실시하였으며, Duncan의 다중범위검정법(Duncan’ multiple range test)으로 각 시료간의 유의차를 5% 수준에서 검증하였다
이론/모형
조건에서 배양하였다. 고포도당으로 유도 된 PC12 세포 내 산화 스트레스 생성량의 측정은 DCF-DA 측정방법으로 수행하였다(10).
고포도당으로 유도된 PC12 세포에 대한 세포 생존율은 MTT 환원 측정법으로 수행하였다. 양성 대조군으로 사용된 비타민 C와 시료 용액을 농도별로 PC12 세포에 처리하고 30분 후, 50mM 글루코스를 대조군을 제외한 샘플 처리군에 24시간 동안 반응시켰다(10).
아세트산에틸에 대한 아세틸콜린에스터레이스 억제 효과는 Ellman’s 비색법을 이용하여 측정하였다(11). PC12 신경세포로부터 추출된 아세틸콜린에스터레이스 억제 활성 측정은 아이오딘화 아세틸콜린(acethylcholine iodide)을 기질로 사용하여 측정하였다.
성능/효과
만약 뇌가 활성산소종 등의 산화 스트레스에 의해 손상되면 지방질과산화물이 생성되는데 그 중 말론다이알데하이드는 산화 스트레스의 지표로 제시된다(15).실험 결과, 아세트산에틸 분획물은 균질화한 마우스 뇌에서 아주 뛰어난 지방질과산화물 생성 억제 능력을 보여주었다(Fig. 1(B)).아세트산에틸 분획물의 1,000 µg/mL (76.
18%의 억제 효과가 있었다. 따라서 본 실험의 결과는 아세트산에틸 분획물에 대한 억제 효과를 나타냄에 따라, 고포도당으로 유도된 산화 손상으로부터 신경세포를 보호하고 더불어 신경전달물질 분해 효소 역시 유의적으로 억제하여 당뇨로 유발되는 인지기능 등을 개선시킬 수 있을 것으로 추정된다.
후속연구
이러한 보고들에 의하여 판단해 보았을 때, 기존의 로젤의 주요 생리활성 물질로 알려져 있는 사이아니딘-3-삼부바이오사이드(cyanidin 3-sambubioside),사이아니딘-3-글루코사이드(cyanindin-3-glucoside) 등의 안토사이아닌류가 아닌 로젤 아세트산에틸 분획물에서 확인된 클로로겐산이 고포도당으로 유도된 산화 손상에 대한 in vitro 산화방지활성과 이로 인한 신경세포 보호 효과를 나타낸 것으로 추정된다. 결국, 로젤 아세트산에틸 분획물에서 확인된 클로로겐산에 대한 구체적인 분석과 동물실험 등을 통해 당뇨성 인지기능저하에 대한 로젤 개선 효과 연구가 더욱 필요할 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
로젤의 원산지로 추정되는 곳은?
로젤(Hibiscus sabdariffa)은 서아프리카가 원산지로 추정되는 전세계적으로 활용되는 식용 식물로서 다년생 식물이다. 허브 차, 잼, 와인, 주스와 건강보조식품 소재로써 사용되며, 국내 식품공전에도 등록되어 있다(5).
로젤에 함유된 안토사이아닌을 포함한 풀리페놀성 화합물은 무엇인가?
식물계 2차 대사산물의 하나인 페놀류는 다양한 구조를 가지며, 이러한 페놀류는 분자 내 수산기를 2개 이상 지니고 있어 단백질과 기타 거대 분자들과 결합하는 성질이 강해 산화방지 활성 및 항노화와 같은 생리적 효과를 나타낸다(6). 특히, 로젤은 이전 연구에서 사이아니딘-3-삼부바이오사이드(cyanidin-3-sambubioside), cyanindin-3-glucoside, 델피니딘-3-글루코사이드(delphinidin-3-glucoside) 등의 안토사이아닌을 포함한 폴리페놀성 화합물의 존재가 보고되었으며, 최근 노화 방지, 항알레르기, 항염증, 항암, 항당뇨병과 산화방지 효과와 같은 다양한 생리활성을 통해 고혈압, 간질환, 심혈관 질환 등과 같은 특정 질환의 개선에도 도움이 될 것이라고 보고되고 있다(5,7,8). 반면 혈당 상승으로 인한 신경세포 사멸에 대한 로젤의 효과 연구는 상대적으로 미비한 실정이다.
고포도당으로 유도된 산화 스트레스에 대한 산화 방지 효과와 이에 대한 신경 세포 보호 효과를 확인하고, 로젤에 존재하는 주요 폴리페놀성 생리활성 물질 구성 등을 분석하기 위한 연구에서 총 페놀과 총 안토사이아닌 함량 분석 결과, 로젤에 함유된 폴리페놀 물질의 최적 추출이 가능한 에탄올 농도는?
91 mg GAE/g)(data not shown). 총 페놀 함량을 측정해 본 결과 다른 농도의 에탄올 추출물보다 80% 에탄올 추출물(49.50mg GAE/g)에서 가장 높은 총 페놀 화합물의 함량을 나타내었다.이는 Peng 등(12)이 보고한 로젤 분말을 60oC에서 30분 동안 가열·교반 추출한 후, 노말헥세인(n-hexane), 아세트산에틸(ethylacetate)용매로 분획하여 총 페놀 함량을 측정한 아세트산에틸 분획물(58.
참고문헌 (16)
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