[논문]대식세포의 혈청으로 식균된 자이모잔의 탐식능에 대한 삼잎국화 추출물의 효과

김준섭

doi:10.9799/ksfan.2016.29.3.341

Abstract ▼ AI-Helper

Phagocytosis is a primary and an essential step of host defense, and is triggered by the interaction of particles with specific receptor of macrophages. In this study, we investigated the effect of extracts of Rudbeckia laciniata (RLE) on the phagocytic activity of macrophage, by monitoring the phag...

Phagocytosis is a primary and an essential step of host defense, and is triggered by the interaction of particles with specific receptor of macrophages. In this study, we investigated the effect of extracts of Rudbeckia laciniata (RLE) on the phagocytic activity of macrophage, by monitoring the phagocytosis-associated signal transduction. RLE markedly increased phagocytosis of serum-opsonized zymosan particles (SOZ), while phagocytosis of IgG-opsonized zymosan particles (IOZ) or none-opsonized zymosan particles (NOZ) remained unaffected. However, RLE did not affect the binding of opsonized zymosan particles (OZ) with the cell surface of macrophage. This suggests that RLE may regulate SOZ-induced intracellular signaling during phagocytosis of macrophage. To confirm this hypothesis, we investigated whether RLE was involved in the RhoA-mediated signal transduction during phagocytosis of SOZ. Inhibitors of the RhoA-mediated signaling pathway, such as Y-27632 (for ROCK), ML-7 (for MLCK), and Tat-C3 (for RhoA), totally blocked phagocytosis of SOZ enhanced by RLE, as well as phagocytosis of SOZ. Additionally, RhoA activity was markedly increased when cells were treated with RLE, suggesting that RLE could increase the phagocytic activity of macrophage via RhoA-ROCK/MLCK signal pathway. Thus, RLE may be used to develop functional foods for immunity.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 삼잎국화 추출물이 대식세포의 탐식작용에 미치는 효과에 대해 조사하여 면역기능 활성화를 위한 기능성 식품의 원재료로 사용될 수 있는지 살펴보고자 하였다.

제안 방법

세포 내 RhoA의 활성변화를 조사하기 위하여, 삼잎국화 추출물을 대식세포에 24시간 동안 전처리한 후, 대식세포의 SOZ 탐식작용 동안 RhoA의 세포내 위치 변화를 western blotting 방법을 이용하여 조사하였고, RhoA 단백질의 활성은 GST-pull down assay를 이용하여 살펴보았다.

대상 데이터

실험에 사용된 삼잎국화는 농업회사 법인 번영 유한회사(홍천, 강원도, 대한민국)로 부터 공급받았고, 사용된 삼잎국화는 4~5월의 어린순이 달려있는 식용이 가능한 잎과 줄기만을 열수추출하여 사용하였다.
쥐의 대식세포주인 RAW264.7 세포는 5% FBS와 1% penicillin/ streptomycine을 첨가한 DMEM 배지를 사용하여 5% CO₂, 37℃에서 배양하면서 실험에 사용하였다. 삼잎국화 추출물을 세포에 처리하기 전 세포들을 serum-free DMEM 배지에서 16시간 동안 배양하였다.

데이터처리

모든 실험은 3회 이상 반복 실시하여 평균과 표준편차(mean±S.D.)로 나타내었으며, 각 평균값에 대한 검증은 SAS^®version 9.11(SAS institute, Cary, NC, USA)을 이용하여 Duncan's multiple range test로 검증하였다. 유의수준은 p<0.

성능/효과

본 연구는 삼잎국화의 면역학적 효과에 있어서 대식세포의 탐식작용을 이끄는 세포내 신호전달기전에 대하여 확인하고자 하였다. 결국, 이러한 결과들을 통하여, 대식세포의 명확한 보체 또는 IgG를 통한 두 가지 방식의 탐식작용에서 삼잎국화 추출물은 보체를 통한 대식세포의 탐식작용을 증가시키고, 이는 삼잎국화 추출물이 세포내 RhoA-ROCK/MLCK 신호전달 기전 활성을 통한 효과임을 확인할 수 있었다.

후속연구

실제로 RhoA의 상위신호인자 들인 여러 가지 GEF가 탐식능에 참여하여 RhoA 및 관련 신호기전을 조절하는 것은 확실하지만, 어떠한 GEF가 관여하는지는 아직 조사가 되어있지 않다. 그럼에도 불구하고, 삼잎 국화 추출물이 세포 내 신호전달기전을 조절한다는 사실은 매우 흥미로우며, 삼잎국화 추출물이 포함하고 있는 플라보노이드 및 폴리페놀 등의 명확한 구조분석 연구를 통해 실제 작용물질을 찾아낸다면 기초 연구뿐만 아니라, 기능성 식품 개발 등의 산업적 이용으로도 많은 가치를 창출할 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구는 RhoA의 상위신호인자에 대한 조사는 이루어지지 못한 한계를 가지고 있다. 실제로 RhoA의 상위신호인자 들인 여러 가지 GEF가 탐식능에 참여하여 RhoA 및 관련 신호기전을 조절하는 것은 확실하지만, 어떠한 GEF가 관여하는지는 아직 조사가 되어있지 않다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	Rho family GTPase의 활성, 비활성을 조절하는 것은 무엇인가?	Rho family GTPase는 GTP와 결합되었을 때 활성화되고, GDP와 결합되면 불활성화되는 사이클을 가지고 있다. 이러한 활성․비활성의 조절은 구아닌 뉴클레오타이드 교환인자 (guanine nucleotide exchange factors, GEFs), 구아닌 뉴클레오타이드 해리 억제인자(guanine nucleotide dissociation inhibitors, GDIs), 그리고 GTPase 활성화 단백질(GTPase activating proteins, GAPs)에 의해 이루어진다(Etienne-Manneville & Hall 2002). 대식세포의 탐식작용과 세포이동 동안, GTP와 결합된 RhoA 는 활성화되어 하위신호전달인자인 Rho-Kinase(ROCK)를 통해서는 actin의 중합을 촉진하고, Myosin light chain kinase(MLCK) 를 통해서 myosine의 중합을 일으킨다(Castellano 등 2001).
	삼잎국화의 원산지는 무엇인가?	삼잎국화(Rudbeckia laciniata)는 국화과의 다년생 초본으로서, 북아메리카가 원산지이고 주로 범람원이나 습지에서 발견된다. 또한, 한국, 일본, 중국의 산간지역에서는 약재로 사용되고 있고, 초봄에 나는 어린 순은 식용으로 이용되고 있다(Lee CB 1998).
	Rho family GTPase 중 RhoA의 기능은 무엇인가?	Rho족 guanosine-5'-triphosphate 분해효소(Rho family GTPase)들은 유전자의 전사, 세포이동, 세포성장, 세포 골격단백질의 조절 및 단백질 분비 등 매우 많은 세포 생리 기능을 조절하기 때문에 대사, 면역 및 암 등의 질환연구에도 매우 중요한 조절인자로서 연구되고 있다(Etienne-Manneville & Hall 2002), 특히, Rho family GTPase 중 Cdc42/Rac는 FcγR에 의한 탐식 작용을 조절하고, RhoA는 CR에 의한 탐식작용을 조절하는 것으로 알려져 있다(Caron & Hall 1998).

참고문헌 (11)

Aderem A, Underhill DM. 1999. Mechanisms of phagocytosis in macrophages. Annu Rev Immunol 17:593-623

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An IJ, Kwon JK, Lee JS, Park HS, Kim DC, Choi BJ, Lee KM, Park YJ, Jung JY. 2012. Induction of apoptosis in human cancer cells with compositae extracts. J Korean Soc Food Sci Nutr 41:584-590

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Caron E, Hall A. 1998. Identification of two distinct mechanisms of phagocytosis controlled by different Rho GTPases. Science 282:1717-1721

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Castellano F, Chavrier P, Caron E. 2001. Actin dynamics during phagocytosis. Semin Immunol 13:347-355

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Chimini G1, Chavrier P. 2000. Function of Rho family proteins in actin dynamics during phagocytosis and engulfment. Nat Cell Biol 2:191-196

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Etienne-Manneville S, Hall A. 2002. Rho GTPases in cell biology. Nature 420:629-635

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Kim JS, Diebold BA, Kim JI, Kim J, Lee JY, Park JB. 2004. Rho is involved in superoxide formation during phagocytosis of opsonized zymosans. J Biol Chem 279:21589-21597

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Kim JS, Kim JG, Moon MY, Jeon CY, Won HY, Kim HJ, Jeon YJ, Seo JY, Kim JI, Kim J, Lee JY, Kim PH, Park JB. 2006. Transforming growth factor-beta1 regulates macrophage migration via RhoA. Blood 108:1821-1829

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Lee CB. 1998. Coloured Flora of Korean Medicinal Herbs. Kyo-Hak Publishing Co. Korea
Nagata-Ohashi K, Ohta Y, Goto K, Chiba S, Mori R, Nishita M, Ohashi K, Kousaka K, Iwamatsu A, Niwa R, Uemura T, Mizuno K. 2004. A pathway of neuregulin-induced activation of cofilin-phosphatase Slingshot and cofilin in lamellipodia. J Cell Biol 165:465-471

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Park J, Kim JS, Jung KC, Lee HJ, Kim JI, Kim J, Lee JY, Park JB, Choi SY. 2003. Exoenzyme Tat-C3 inhibits association of zymosan particles, phagocytosis, adhesion, and complement binding in macrophage cells. Mol Cells 16:216-223

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