혈관내피세포에서 TNF-α 자극에 의해 유도되는 혈관염증에 대한 전통식품 품질인증 된장의 효능 평가 Protective effects of quality certified traditional Doenjang in Korea on TNF-α-induced vascular inflammation in human umbilical vein endothelial cells원문보기
DJ#3과 DJ#13은 항염증질환 소재로서 가능성을 확인하고자 국내 전통식품 풀질인증 된장에서 장기간 숙성된장으로 선발된 시료이다. DJ#3과 DJ#13 추출물의 세포독성을 살펴보기 위하여 혈관내피세포를 이용하여 세포의 생존율을 살펴본 결과 DJ#3과 DJ#13 추출물 모두 $100{\mu}g/mL$의 농도까지 전혀 독성을 나타내지 않았다. 또한 DJ#3과 DJ#13 추출물의 항염증 효과를 TNF-${\alpha}$에 의해 활성화된 혈관내피세포에서의 NO 생성, 염증관련 단백질 발현과 mRNA 유전자 발현의 변화를 통하여 확인하였다. 혈관내피세포에 TNF-${\alpha}$를 처리한 결과 NO의 함량이 유의적으로 감소하였다가 DJ#3과 DJ#13 추출물(20, 50, $100{\mu}g/mL$)을 처리하였을 때 유의성은 없으나 증가하였다. 세포배양액내 VCAM-1, ICAM-1 발현을 확인한 결과 혈관내피세포에 TNF-${\alpha}$를 처리한 군에서 증가된 VCAM-1 발현이 DJ#3 추출물 20, $50{\mu}g/mL$에서 유의성 있는 감소를 보였다. 또한 DJ#3 추출물은 NO 생성과 연관 있는 eNOS mRNA의 발현을 농도 의존적으로 증가하였으며, iNOS mRNA의 발현은 농도 의존적으로 감소하였으며 이는 NO 생성 증가가 iNOS의 발현억제를 경유한 것으로 사료된다. 또한 다수의 항염증 약물들의 작용기전이 되는 COX-2의 생성억제를 살펴본 결과 DJ#3 추출물은 TNF-${\alpha}$에 의해 발현되는 COX-2 단백질의 발현을 억제하였음을 확인할 수 있었다. 또한, DJ#3 추출물은 CAMs 단백질 및 mRNA 발현율의 감소됨을 보였다, 이상의 결과로 보아, DJ#3 추출물은 혈관내피세포에서 TNF-${\alpha}$로 유도된 혈관염증을 감소하는 효과를 가지고 있으며, 항염증물질의 연구에 기초 자료로 활용이 가능할 것으로 기대된다. 또한 염증과 관련된 cytokine 및 단백질 발현 메커니즘에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
DJ#3과 DJ#13은 항염증질환 소재로서 가능성을 확인하고자 국내 전통식품 풀질인증 된장에서 장기간 숙성된장으로 선발된 시료이다. DJ#3과 DJ#13 추출물의 세포독성을 살펴보기 위하여 혈관내피세포를 이용하여 세포의 생존율을 살펴본 결과 DJ#3과 DJ#13 추출물 모두 $100{\mu}g/mL$의 농도까지 전혀 독성을 나타내지 않았다. 또한 DJ#3과 DJ#13 추출물의 항염증 효과를 TNF-${\alpha}$에 의해 활성화된 혈관내피세포에서의 NO 생성, 염증관련 단백질 발현과 mRNA 유전자 발현의 변화를 통하여 확인하였다. 혈관내피세포에 TNF-${\alpha}$를 처리한 결과 NO의 함량이 유의적으로 감소하였다가 DJ#3과 DJ#13 추출물(20, 50, $100{\mu}g/mL$)을 처리하였을 때 유의성은 없으나 증가하였다. 세포배양액내 VCAM-1, ICAM-1 발현을 확인한 결과 혈관내피세포에 TNF-${\alpha}$를 처리한 군에서 증가된 VCAM-1 발현이 DJ#3 추출물 20, $50{\mu}g/mL$에서 유의성 있는 감소를 보였다. 또한 DJ#3 추출물은 NO 생성과 연관 있는 eNOS mRNA의 발현을 농도 의존적으로 증가하였으며, iNOS mRNA의 발현은 농도 의존적으로 감소하였으며 이는 NO 생성 증가가 iNOS의 발현억제를 경유한 것으로 사료된다. 또한 다수의 항염증 약물들의 작용기전이 되는 COX-2의 생성억제를 살펴본 결과 DJ#3 추출물은 TNF-${\alpha}$에 의해 발현되는 COX-2 단백질의 발현을 억제하였음을 확인할 수 있었다. 또한, DJ#3 추출물은 CAMs 단백질 및 mRNA 발현율의 감소됨을 보였다, 이상의 결과로 보아, DJ#3 추출물은 혈관내피세포에서 TNF-${\alpha}$로 유도된 혈관염증을 감소하는 효과를 가지고 있으며, 항염증물질의 연구에 기초 자료로 활용이 가능할 것으로 기대된다. 또한 염증과 관련된 cytokine 및 단백질 발현 메커니즘에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
Anti-atherogenic effects in tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$)-stimulated human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) are involved in the suppression of oxidative stress, cell adhesion molecules, and pro-inflammatory factors. This study investigated the vascul...
Anti-atherogenic effects in tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$)-stimulated human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) are involved in the suppression of oxidative stress, cell adhesion molecules, and pro-inflammatory factors. This study investigated the vascular inflammation inhibitory activity of traditional Doenjang plays a key role in the pathogenesis and progression of atherosclerosis. The protective effects of Korean Deonjang was investigated on the expression of cell adhesion molecules (CAMs) in tumor necrosis factor (TNF)-${\alpha}$-induced human umbilical vascular endothelial cells (HUVECs). Deonjang extracts (20, 50, $100{\mu}g/mL$) decreased the expression of 20 ng/mL TNF-${\alpha}$-induced vascular cell adhesion molecule (VCAM)-1 intracellular adhesion molecule (ICAM)-1 proteins, and their corresponding mRNA levels. Nitric oxides (NO) produced by endothlial nitric oxides synthase (eNOS) dilated blood vessels, which had protective effects against platelet and leukocyte adhesion. While TNF-${\alpha}$-induced suppressed the production of nitric oxide in HUVECs, Doenjang restored NO production in HUVECs. In addition, Deonjang reduced the TNF-${\alpha}$-induced expression of inducible NO synthase (iNOS) and cyclooxygenase (COX)-2 mRNA levels. These results suggested that Doenjang can inhibited the production of cell adhesion molecules and inflammatory mediators, which could be a potential candidate for preventing atherosclerosis.
Anti-atherogenic effects in tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$)-stimulated human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) are involved in the suppression of oxidative stress, cell adhesion molecules, and pro-inflammatory factors. This study investigated the vascular inflammation inhibitory activity of traditional Doenjang plays a key role in the pathogenesis and progression of atherosclerosis. The protective effects of Korean Deonjang was investigated on the expression of cell adhesion molecules (CAMs) in tumor necrosis factor (TNF)-${\alpha}$-induced human umbilical vascular endothelial cells (HUVECs). Deonjang extracts (20, 50, $100{\mu}g/mL$) decreased the expression of 20 ng/mL TNF-${\alpha}$-induced vascular cell adhesion molecule (VCAM)-1 intracellular adhesion molecule (ICAM)-1 proteins, and their corresponding mRNA levels. Nitric oxides (NO) produced by endothlial nitric oxides synthase (eNOS) dilated blood vessels, which had protective effects against platelet and leukocyte adhesion. While TNF-${\alpha}$-induced suppressed the production of nitric oxide in HUVECs, Doenjang restored NO production in HUVECs. In addition, Deonjang reduced the TNF-${\alpha}$-induced expression of inducible NO synthase (iNOS) and cyclooxygenase (COX)-2 mRNA levels. These results suggested that Doenjang can inhibited the production of cell adhesion molecules and inflammatory mediators, which could be a potential candidate for preventing atherosclerosis.
전통식품의 발전과 세계화를 위해서는 우수한 전통식품의 품질을 보증하고, 음식의 맛과 질을 표준화하는 기본 장치인 국가 인증제도가 필요함에 따라(26), 2012년 기준 된장품목에서는 51개 제품이 전통식품 품질인증을 받아 생산 및 판매되고 있다(27). 이에 본 연구에서는 국내산 농수산물을 주재료로 하여 제조, 가공, 조리되어 우리 고유의 맛, 향, 색을 내는 우수한 전통식품에 대하여 정부가 품질을 보증하는 ‘전통식품 품질인증’을 받은 24개 장류 업체 및 시판 생산되는 장류제품을 대상으로 진행한 전통식품 품질인증 된장의 품질특성 선행연구(28)를 통해 품질우수성과 안전성이 확보된 전통된장 중 전통기법을 사용하고, 1년 이상 장기간 숙성된장 2종을 선발하여 혈관염증질환 소재로서의 가능성을 확인하고자 하였다.
제안 방법
1). 본 실험에서는 DJ#3과 DJ#13 추출물의 농도가 세포독성에 영향을 미치지 않는다고 사료되어, DJ#3과 DJ#13 추출물 20, 50, 100 μg/mL의 농도로 추출물을 실험에 이용하였다.
대상 데이터
인간 혈관내피세포(Human umbilical vascular vein endothelial cells, HUVECs)는 American Type Culture Collection(ATCC, Manassas, VA, USA)에서 분양하여 사용하였다. 혈관내피세포는 10% fetal bovine serum(FBS), 1% antibiotic-antimycotic(GIBCO, Invitrogen, Carlsbad, CA, USA), 0.
전통식품 품질인증 된장시료 중 1년 이상 장기간 숙성 Deonjang(DJ#3, DJ#13) 시료 10 g에 증류수 100 mL을 가하여 80℃에서 24시간 동안 150 rpm으로 교반시켜 3회 추출하였으며 4℃에서 800 rpm으로 5분간 원심분리하였다. 분리 된 상등액을 Whatman No.
데이터처리
본 실험의 결과는 3회 반복 실험을 실시한 뒤 mean±SEM으로 나타내었으며, 각 군간의 유의성의 검증은 SPSS 17.0 version(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 Student t-test 및 ANOVA 법으로 검증하여 p값이 0.05 미만을 유의한 것으로 간주하였다.
이론/모형
세포의 생존율은 3-(4,5-dimethylthiazole-2-yl)-2,5-diphenyldiphenyl- tetrazolium bromide(MTT) 환원 방법을 이용하여 측정하였다(29). 혈관내피세포를 1×106 cells/well 로 96-well plates에 분주한 후 48시간 배양한 다음, DJ#3과 DJ#13 추출물을 10, 20, 50, 100 μg/mL을 처리한 후 24시간 동안 5% CO2배양기 내에서 배양하여 MTT를 환원시켜 생성된 formazan crystal이 배지에 떨어져나 가지 않도록 배지를 조심스럽게 제거하였다.
성능/효과
2). 내피세포에서 소량 생성된 NO는 혈관확장과 혈소판의 응집을 방해하여 혈류의 흐름을 원활하게 하는데, 된장추출물을 처리했을 때 증가한 NO도 인체를 순환기 질환으로부터 보호해 줄 것으로 기대된다.
증가된 eNOS에 의해 생성된 NO는 관상동맥을 포함하는 모든 종류의 혈관을 확장시키며 혈소판의 응고나 백혈구의 부착, 평활근의 증식, 동맥경화를 막는 효과를 가진다(33). 위 결과로 DJ#3 추출물에 의한 eNOS 생성은 혈관확장에 기여하며 혈압을 낮추는 효과가 있음을 보여주는 것으로 사료된다.
동맥경화증에서 VCAM-1 및 ICAM-1의 발현 증가와 이에 따른 세포 간 접착의 유발로 혈관협착 및 혈전형성이 가속화된다는 사실이 국내외 많은 연구에서 입증되었고(38-40), 또한 콩의 성분인 genistein은 VCAM-1, ICAM-1의 분비를 저해함으로써 단핵구가 동맥벽으로 침투를 저해하는 잠재성을 가진다고 보고하고 있다(41). 위의 결과로 보아 DJ#3 추출물이 세포부착분자의 발현을 억제하는 것으로 보아 동맥경화 초기 발생과정을 효과적으로 억제할 수 있을 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
된장이란?
우리나라의 대표적인 전통 발효 식품중의 하나인 된장은 대두를 찐 다음 으깨어 만든 메주에서 발효균이 콩의 고분자 영양소를 발효 분해하여 맛과 소화력 및 저장성을 증진 시킨 식품이다(1). 된장은 아미노산 조성이 우수한 단백질과 불포화지방산 형태로 구성된 지방, 탄수화물과 같은 주요 영양분뿐만 아니라 무기물을 함유하며 또한 된장이 되기까지 대두는 장기간 숙성 과정을 거치므로 대두가 가지고 있는 여러 활성 물질들 이외에도 발효과정 동안 원재료인 대두에서는 존재하지 않거나 함량이 적은 활성성분들이 생성되거나 증가되는 것으로 알려져 있다(2).
genistein, daidzein의 효능은?
하지만 된장에서 콩의 발효가 진행됨에 따라 이들은 각각 aglycon 형태인 genistein, daidzein, glycitein으로 전환된다(4). 이러한 aglycon된 형태의 genistein, daidzein은 항염증(5), 항산화(6), 항암효과(7)를 가진 것으로 알려져 있으며 된장이 발효되면서 이러한 성분이 많이 생성된다(4). 최근 전통된장에 관한 연구로는 항돌연변이(8), 항암(8-10) 및 면역증진(11) 이나 혈압강하(12,13), 고지혈증과 당뇨개선(14), 항산화능(15-17)등의 생체조절 기능 식품성분들이 일부 밝혀지고 있다.
NO synthase의 3가지 형태는?
염증반응의 지표물질인 NO는 L-arginine에서 NO synthase(NOS)에 의해 합성된다. NOS에는 endothelial NOS(eNOS), neuronal NOS(nNOS), inducible NOS(iNOS)의 세 가지 형태가 있으며, 이들 중 iNOS는 외부자극이나 pro-inflammatory cytokine 등에 의해 자극받게 되면 hepatocytes, smooth muscle cells, bone marrow cells, monocytes, macrophages 등 다양한 세포에서 발현되어 다량의 NO를 생산한다고 보고되고 있다(20,21). 혈관내의 염증은 활성화된 백혈구가 ROS를 생성하여 염증반응 전사인자인 nuclear factor(NF)-κB를 활성화시키고, 그 결과 intercellular adhesion molecule(ICAM)-1, vascular cell adhesion molecule(VCAM)-1과 monocyte chemoattractant protein-1(MCP-1)등 세포부착인자들을 발현함으로서 혈관 내벽으로 monocyte 유입을 유도하여 동맥경화를 진행시킨다(22,23).
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