산사나무 목질부 및 수피부를 70% acetone 수용액으로 추출하고 목질부는 n-hexane, chloroform ($CHCl_3$), n-butanol (n-BuOH) 및 수용성 추출물로 분획하였으며, 수피부는 n-hexane, chloroform, ethylacetate (EtOAc) 및 수용성으로 분획한 후, 각 추출 분획에 대하여 항산화 및 항염활성 평가를 실시하였다. 항산화 활성은 목질부에서는 n-BuOH용성이, 수피부에서는 EtOAc용성이 가장 좋은 활성을 보였으며, 특히 수피부 EtOAc용성은 대조군으로 사용된 buthylated hydroxytoluene (BHT) 및 ${\alpha}$-tocopherol에 비하여 매우 우수한 항산화 활성을 나타냈다. 항염활성은 목질부 수용성을 제외한 모든 분획물들이 nitric oxide (NO) 생성을 억제하는 효과를 보이고 있었으며, 수피부 조추출물과 수용성 분획에서 가장 우수한 NO 생성 억제효과를 나타내었다. 이와 같은 결과를 토대로 볼 때, 산사나무 추출물은 항산화제 및 항염제로 이용될 수 있는 천연 바이오매스 자원으로써의 가능성을 나타내었다.
산사나무 목질부 및 수피부를 70% acetone 수용액으로 추출하고 목질부는 n-hexane, chloroform ($CHCl_3$), n-butanol (n-BuOH) 및 수용성 추출물로 분획하였으며, 수피부는 n-hexane, chloroform, ethylacetate (EtOAc) 및 수용성으로 분획한 후, 각 추출 분획에 대하여 항산화 및 항염활성 평가를 실시하였다. 항산화 활성은 목질부에서는 n-BuOH용성이, 수피부에서는 EtOAc용성이 가장 좋은 활성을 보였으며, 특히 수피부 EtOAc용성은 대조군으로 사용된 buthylated hydroxytoluene (BHT) 및 ${\alpha}$-tocopherol에 비하여 매우 우수한 항산화 활성을 나타냈다. 항염활성은 목질부 수용성을 제외한 모든 분획물들이 nitric oxide (NO) 생성을 억제하는 효과를 보이고 있었으며, 수피부 조추출물과 수용성 분획에서 가장 우수한 NO 생성 억제효과를 나타내었다. 이와 같은 결과를 토대로 볼 때, 산사나무 추출물은 항산화제 및 항염제로 이용될 수 있는 천연 바이오매스 자원으로써의 가능성을 나타내었다.
The wood and bark of Hawthorn tree (Crataegus pinnatifida Bunge) were immersed with 70% aqueous acetone for 3 days. After filtering, the wood extracts were fractionated with n-hexane, chloroform ($CHCl_3$), n-butanol (n-BuOH) and $H_2O$, and the bark extracts were fractionated ...
The wood and bark of Hawthorn tree (Crataegus pinnatifida Bunge) were immersed with 70% aqueous acetone for 3 days. After filtering, the wood extracts were fractionated with n-hexane, chloroform ($CHCl_3$), n-butanol (n-BuOH) and $H_2O$, and the bark extracts were fractionated with n-hexane, $CHCl_3$, ethylacetate (EtOAc) and $H_2O$. Then antioxidative and anti-inflammatory activities were evaluated on each fraction. Antioxidative activity indicated high activity in the n-butanol soluble fraction of wood and in the EtOAc soluble fraction of bark. Especially, the EtOAc soluble fraction of bark showed much higher antioxidative value compared to the controls, buthylated hydroxytoluene (BHT) and ${\alpha}$-tocopherol. In the anti-inflammatory activity, all of the tested fractions except the $H_2O$ soluble fraction of wood showed high inhibitory effect on nitric oxide (NO) production. Based on the above results, the extracts of hawthorn tree may be applied for one of the natural biomass sources that can be used as an antioxidant and an anti-inflammatory substance.
The wood and bark of Hawthorn tree (Crataegus pinnatifida Bunge) were immersed with 70% aqueous acetone for 3 days. After filtering, the wood extracts were fractionated with n-hexane, chloroform ($CHCl_3$), n-butanol (n-BuOH) and $H_2O$, and the bark extracts were fractionated with n-hexane, $CHCl_3$, ethylacetate (EtOAc) and $H_2O$. Then antioxidative and anti-inflammatory activities were evaluated on each fraction. Antioxidative activity indicated high activity in the n-butanol soluble fraction of wood and in the EtOAc soluble fraction of bark. Especially, the EtOAc soluble fraction of bark showed much higher antioxidative value compared to the controls, buthylated hydroxytoluene (BHT) and ${\alpha}$-tocopherol. In the anti-inflammatory activity, all of the tested fractions except the $H_2O$ soluble fraction of wood showed high inhibitory effect on nitric oxide (NO) production. Based on the above results, the extracts of hawthorn tree may be applied for one of the natural biomass sources that can be used as an antioxidant and an anti-inflammatory substance.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
따라서 본 실험에서는 산사나무의 잎과 열매에 비해 연구가 미미한 목질부 및 수피부 추출물에 대한 항산화 및 항염활성 등의 생리활성 평가를 통해 추출성분 이용을 위한 기초자료를 마련하고 이를 토대로 산사나무 추출성분의 기능적 응용을 위한 자료를 얻고자 하였다.
제안 방법
DPPH radical 소거효과는 Blois (1958)의 방법을 변형하여 측정하였다. 96 well microplate에 시료를 희석하여 100 µℓ씩 넣은 후 0.
RAW 264.7세포에 대한 산사나무 목질부 및 수피부 분획물의 세포독성을 측정하기 위하여 MTT assay를 적용하였으며, 화합물의 농도를 0, 50, 100, 200, 300 및 400 µg/mℓ로 조정하여 측정하였다.
1과 같이 분획깔때기 상에서 n-hexane, chloroform (CHCl3), n-butyl alcohol (BuOH) 및 수용성 순으로 극성에 따라 순차적으로 분획하였다. 각각의 분획물은 농축과 동결건조 하여 분말상태로 조제하였다(crude: 1.0295 g, n-hexane용성 분획물: 0.4196 g, CHCl3 용성 분획물: 0.9191 g, BuOH용성 분획물: 0.2023 g 및 Water 용성 분획물: 1.2803 g).
1과 같이 분획 깔때기 상에서 n-hexane, chloroform, ethylacetate (EtOAc) 및 수용성 순으로 극성에 따라 순차적으로 분획하였다. 각각의 분획물은 농축과 동결건조를 통하여 분말상태로 조제하였다(crude: 0.1620 g, n-hexane용성 분획물: 0.0416 g, CHCl3 용성 분획물: 0.1207 g, EtOAc용성 분획물: 0.4455 g 및 Water용성 분획물: 0.2810 g).
따라서 이후 실험은 RAW 264.7세포에 대하여 세포독성이 나타나지 않는 농도범위로써 조추출물, EtOAc용성 및 수용성은 400 µg/mℓ 농도 내에서 진행하였으며, n-hexane 용성은 100 µg/mℓ , CHCl3 용성은 50 µg/mℓ 농도 내에서 실험을 진행하였다.
따라서 이후 실험은 RAW 264.7세포에 대하여 세포독성이 나타나지 않는 농도범위로써 조추출물, n-BuOH용성 및 수용성은 400 µg/mℓ 농도 내에서 진행하였으며, n-hexane 용성은 200 µg/mℓ, CHCl3용성은 100 µg/mℓ 농도 내에서 실험을 진행하였다.
이를 극성에 따라 목질부는 n-hexane, chloroform, n-BuOH 및 수용성 순으로 분획하였으며, 수피부는 n-hexane, chloroform, EtOAc 및 수용성 순으로 분획하였다. 목질부와 수피부의 각 분획물들에 대한 항산화 및 항염활성 평가를 실시하였다.
2 mM DPPH 용액을 100 µℓ 넣고 실온에서 30분간 반응 시킨 후 microplate reader로 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 무첨가 대조군은 시료대신 에탄올을 가하여 같은 방법으로 측정하였으며 시료의 색을 보정하기 위하여 0.2 mM DPPH 용액 대신 에탄올을 넣어 실험하였으며 저해율은 아래와 같은 식을 이용하여 구하였다.
산사나무 목질부 및 수피부를 상온에서 3일 동안 70% acetone 수용액으로 침지하고 3회 반복하여 추출하였다. 이를 극성에 따라 목질부는 n-hexane, chloroform, n-BuOH 및 수용성 순으로 분획하였으며, 수피부는 n-hexane, chloroform, EtOAc 및 수용성 순으로 분획하였다.
산사나무 목질부 및 수피부의 각 분획물에 대하여 DPPH 라디칼 소거능으로 항산화 활성을 평가하였다.
산사나무 목질부 조추출물 일부를 Fig. 1과 같이 분획깔때기 상에서 n-hexane, chloroform (CHCl3), n-butyl alcohol (BuOH) 및 수용성 순으로 극성에 따라 순차적으로 분획하였다. 각각의 분획물은 농축과 동결건조 하여 분말상태로 조제하였다(crude: 1.
산사나무 목질부와 수피부를 70% acetone 수용액 추출하여 극성에 따라 분획한 후, 각 분획물들에 대한 항산화 및 항염 활성시험 평가를 실시하였다.
산사나무 수피부 조추출물을 Fig. 1과 같이 분획 깔때기 상에서 n-hexane, chloroform, ethylacetate (EtOAc) 및 수용성 순으로 극성에 따라 순차적으로 분획하였다. 각각의 분획물은 농축과 동결건조를 통하여 분말상태로 조제하였다(crude: 0.
7세포에 추출물을 전처리 하고 LPS를 처리하여 18시간 배양하였다. 세포 배양액을 취해 Griess reaction system (Promegam Madison, WI, USA)을 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하여 nitrite를 계산하였다.
산사나무 목질부 및 수피부를 상온에서 3일 동안 70% acetone 수용액으로 침지하고 3회 반복하여 추출하였다. 이를 극성에 따라 목질부는 n-hexane, chloroform, n-BuOH 및 수용성 순으로 분획하였으며, 수피부는 n-hexane, chloroform, EtOAc 및 수용성 순으로 분획하였다. 목질부와 수피부의 각 분획물들에 대한 항산화 및 항염활성 평가를 실시하였다.
대상 데이터
Murine macrophage RAW 264.7세포는 Amercan Type Culture Collection (Manassa, VA, USA)에서 분양받아 사용하였으며, 10% FBS와 항생제(100 µg/m Lstreptomycin과 100 U/mℓ penicillin)가 함유된 DMEM 배지를 이용하여 37℃, 5% CO2 조건에서 배양하였다.
본 실험에서 사용한 산사나무는 2015년 강원도 산림개발연구원으로부터 분양받아 수피 및 목질부로 분리하고 약 2주간 실험실에서 기건 시킨 후 분쇄하여 분말로 제조한 후 추출용 시료로 사용하였다. 산사나무 목질부 7.
아가위라고도 불리우며, 예로부터 소화기 질환, 고혈압 및 비만 등의 치료 및 완화에 효과가 있는 것으로 알려져 있으며(Hong 등, 2002), 한국산사는 중국산사보다 그 열매가 크고 개량종 산사열매는 가장 큰 열매를 맺는다. 본 실험에서는 개량종 산사나무를 사용하였다.
이론/모형
세포독성 측정은 MTT assay법을 이용하였으며, RAW 264.7세포에 대한 분획물의 농도를 달리하여 측정하였다. 목질부 분획물의 세포독성 결과 조추출물, n-BuOH용성 및 수용성은 400 µg/mℓ 농도에서, n-hexane용성과 chloroform용성은 각각 200과 100 µg/mℓ 농도에서 90% 이상의 세포생존율을 보였다.
성능/효과
Chloroform용성은 100µg/mℓ에서 90% 이상의 세포생존율을 나타냈지만, 그 이후 농도에서는 세포생존율이 떨어지는 것을 보였으며, n-BuOH용성 및 수용성은 400 µg/mℓ 농도까지 100%의 세포생존율을 보였다(Fig. 6, 7 및 8).
Chloroform은 30 µg/mℓ에서 유의적 차이를 보이며 NO 생성을 억제하는 것을 보였으며, EtOAc 용성에서는 200 µg/mℓ에서 NO 생성을 억제하는 것을 나타내었다(Fig. 21 및 22).
EtOAc용성에서는 200 µg/mℓ에서 NO 생성을 억제하였으며, 수용성은 농도가 높아짐에 따라 질산염이 감소함으로써, NO 생성을 가장 많이 억제하는 효과를 보였다.
EtOAc용성은 400 µg/mℓ까지 100%의 세포생존율을 보였으며, 수용성의 경우 200 µg/mℓ와 400 µg/mℓ 농도에서 각각 100%와 80% 이상의 세포생존율을 나타냈다(Fig. 12 및 13).
Fig. 3에서 나타나는 수피부 분획물의 항산화 활성 결과 분획물 모두 농도 의존적인 활성을 보이고 있으며, n-hexane과 CHCl3를 제외한 분획물들은 31ppm 농도에서 90%에 가까운 자유라디칼 소거능을 보인다. EtOAc용성은 16 ppm의 낮은 농도에서 90% 의 높은 활성을 나타낸다.
Nitric oxide 측정 결과 목질부의 경우 조추출물은 200 µg/mℓ 농도에서 유의적 차이를 보이며 질산염이 감소하였고, n-hexane용성은 100 µg/mℓ 농도에서 부터 NO 생성을 억제하였다.
n-BuOH용성에서는 200 µg/mℓ 농도에서부터 질산염이 감소하였으며, 수용성의 경우 농도 차에 따른 변화가 크지 않는 것으로 NO 생성을 조금 억제함을 알 수 있었다(Fig. 17 및 18).
n-hexane용성은 100 µg/mℓ 농도부터 NO 생성을 억제하였으며, chloroform용성은 25 µg/mℓ 농도에서 유의적 차이를 나타냈다(Fig. 15 및 16).
EtOAc용성에서는 200 µg/mℓ에서 NO 생성을 억제하였으며, 수용성은 농도가 높아짐에 따라 질산염이 감소함으로써, NO 생성을 가장 많이 억제하는 효과를 보였다. 따라서 목질부는 수용성을 제외한 모든 분획물들이 NO 생성을 억제하는 효과를 보이고 있으며, 수피부의 경우 조추출물과 수피부 수용성 분획물이 가장 많은 NO 생성을 억제하였다.
목질부 분획물에 대한 항산화 활성 결과는 Fig. 2에서 보는 바와 같이 분획물 모두 농도 의존적인 활성을 보이고 있었으며, 125 ppm에서는 n-hexane용성을 제외한 다른 분획물 모두 80% 이상의 자유 라디칼 소거능을 보였다. n-BuOH용성은 31 ppm까지 80%에 가까운 활성을 보였다.
목질부 분획물의 세포독성 결과 조추출물, n-BuOH용성 및 수용성은 400 µg/mℓ 농도에서, n-hexane용성과 chloroform용성은 각각 200과 100 µg/mℓ 농도에서 90% 이상의 세포생존율을 보였다.
목질부의 NO 측정 결과 조추출물은 200 µg/mℓ 농도에서 유의적 차이를 보이며 질산염이 감소하는 것을 나타냈다(Fig. 14).
분획물 중 가장 높은 활성을 나타내는 EtOAc용성 분획물은 기준물질인 BHT와 α-tocopherol과 비교하여 더 우수한 활성을 보였으며, 이는 박 등(2012)의 산사나무 열매 분획물에 대한 항산화 실험 결과와 유사하였다.
본 실험에서 사용한 산사나무는 2015년 강원도 산림개발연구원으로부터 분양받아 수피 및 목질부로 분리하고 약 2주간 실험실에서 기건 시킨 후 분쇄하여 분말로 제조한 후 추출용 시료로 사용하였다. 산사나무 목질부 7.13 kg 및 수피부 3.19 kg을 각각 상온에서 3일 동안 70% 아세톤 수용액에 침지하여 추출하는 작업을 3회 반복하였다. 이후 추출액은 40℃에서 감압농축기로 농축하여 조추출물을 얻었다.
21 및 22). 수용성은 농도가 높아짐에 따라 질산염이 감소함으로써, NO 생성을 억제하는 효과를 보였다(Fig. 23).
수피부 분획물에 대한 세포독성 결과 조추출물은 400 µg/mℓ 농도까지 100%의 세포생존율을 보였다 (Fig. 9).
수피부 분획물은 조추출물과 EtOAc용성은 400 µg/mℓ 농도에서 100%의 생존율을 나타냈으며, 수용성의 경우 400 µg/mℓ 농도에서 80% 이상의 생존율을 보였다.
수피부는 EtOAc용성 분획물이 IC50 값 5.17로 가장 우수한 활성을 보였으며, 이는 기준물질인 BHT와 α -tocopherol 보다 더 높은 활성을 나타내었다.
수피부의 NO 측정결과 조추출물은 50 µg/mℓ 농도에서 유의적 차이를 보였으며, 200 µg/mℓ 농도에 서는 질산염이 많이 감소되었다(Fig. 19).
수피부의 조추출물과 n-hexane용성은 각각 200 µg/mℓ과 50 µg/mℓ에서 질산염이 많이 감소되었으며, chloroform용성은 30 µg/mℓ에서 유의적 차이를 보이며 NO생성을 억제하는 것을 보였다.
위의 결과를 통하여 산사나무 목질부 및 수피부 추출물은 합성 항산화제 및 항염제를 대체할 수 있는 천연자원으로써의 가능성이 있음을 확인하였다.
조추출물은 200 µg/mℓ 농도에서 100%에 가까운 세포생존율을 보였으며, 400 µg/mℓ 에서 90%의 세포생존율을 나타냈다(Fig. 4).
항산화 활성시험 결과 각각의 분획물 모두 농도의존적인 활성을 보였다. 목질부의 경우 n-BuOH용성 분획물이 IC50 값 31.
후속연구
이상의 실험을 통하여 산사나무 수피부의 EtOAc 용성은 상업용 항산화제에 비해 매우 높은 활성을 지니고 있어 이를 천연 항산화제 개발의 기초자료로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
대식세포란 무엇인가?
인체 내에서 면역반응을 담당하는 면역세포 중 하나인 대식세포는 염증매개물질을 분비하여 면역반응을 조절하고, 생체 내 방어기능을 조절하지만 염증유발을 통해 각종 만성염증질환 발병에 기여하고 있다(Wei 등, 2004). 알레르기 및 염증성 피부질환은 피부장벽을 붕괴시키며, 반응산소 중간물질(reactive oxygen species, ROS)과 반응질소 중간물질(reactive nitrogen species, RNS)을 생산한다.
대식세포의 기능은?
인체 내에서 면역반응을 담당하는 면역세포 중 하나인 대식세포는 염증매개물질을 분비하여 면역반응을 조절하고, 생체 내 방어기능을 조절하지만 염증유발을 통해 각종 만성염증질환 발병에 기여하고 있다(Wei 등, 2004). 알레르기 및 염증성 피부질환은 피부장벽을 붕괴시키며, 반응산소 중간물질(reactive oxygen species, ROS)과 반응질소 중간물질(reactive nitrogen species, RNS)을 생산한다.
예로부터 알려진 산사나무의 효능은?
키는 5∼10 m, 잎은 어긋나며, 열매는 붉은 색에 흰색 반점이 있다. 아가위라고도 불리우며, 예로부터 소화기 질환, 고혈압 및 비만 등의 치료 및 완화에 효과가 있는 것으로 알려져 있으며(Hong 등, 2002), 한국산사는 중국산사보다 그 열매가 크고 개량종 산사열매는 가장 큰 열매를 맺는다. 본 실험에서는 개량종 산사나무를 사용하였다.
참고문헌 (16)
Aviram, M. 2000. Review of human studies on oxidative damage and antioxidant protection related to cardiovascular diseases. Free Radical Research 33(suppl.): 85-97.
Bickers, D.R., Athar, M. 2006. Oxidative stress in the pathogenesis of skin disease. Journal of Investigative Dermatolohy 126: 2565-2575.
Duan, Y., Kim, M.A., Seong, J.H., Lee, Y.G., Kim, D.S., Chung, H.S., Kim, H.S. 2014. Impacts of various solvent extracts from Wild Haw (Crataegus pinnatifida Bunge) pulpy on the antioxidative activites. Journal of the East Asian Society of Dietary Life 24(3): 392-399.
Hong, S.S., Hwang, J.S., Lee, S.A., Han, X.H., Hwang, J.S., Lee, K.S. 2002. Inhibitors of monoamine oxidase activity from the fruits of Crataegus pinnatifida Bunge. Korean Journal of Pharmacognosy 33(4): 285-290.
Jurikova, T., Sochor, J., Rop, O., Mlcek, J., Balla, S., Szekeres, L., Adam, V., Kizek, R. 2012. Polyphenolic profile and biological activity of chinese hawthorn(Crataegus pinnatifida Bunge) fruits. Molecules 17: 14490-14509.
Kang, I.H., Cha, J.H., Lee, S.W., Kim, H.J., Kwon, S.H., Ham, I.H., Hwang, B.S., Whang, W.K. 2005. Isolation of anti-oxidant from domestic Crataegus pinnatifida Bunge leaves. Korean Journal of Pharmacognosy 36(2): 121-128.
Kao, E.S., Wang, C.J., Lin, W.L., Yin, Y.F., Wang, C.P., Tseng, T.H. 2005. Anti-inflammatory potential of flavonoid contents from dried fruit of Crataegus pinnatifida in vitro and in vivo. Journal of Agricultural Food Chemistry 53(2): 430-436.
Kim, H.K., Kim, Y.E., Do, J.R., Lee, Y.C. and Lee, B.Y. 1995. Antioxidatives activity and physiological activity of some Korean Medicinal Plants, Korean Journal of Food Science and Technology 27(1): 213-217.
Kim, H.S., Duan, Y., Kim, M.A., Jang, S.H. 2014. Contents of antioxidative components from pulpy and seed in Wild Haw (Crataegus pinnatifida Bunge). Journal of Environmental Science International 23(11): 1791-1799.
Lim, D.K., Choi, U., Shin, D.H. 1996. Antioxidant activity of ethanol from Korean Medicinal Plants. Korean Journal of Food Science and Technology 28(1): 83-89.
Novo, E., Parola, M. 2008. Redox mechanisms in hepatic chronic wound healing and fibrogenesis. Fibrogenesis Tissue Repair 1: 1-58.
Park, S.J., Shin, E.H., Lee, J.H. 2012. Biological activities of solvent fractions from methanolic extract of Crataegi fructus. The Korean Journal of Food and Nutrition 25(4): 897-902.
Wei, W., Li, X.Y., Zhang, H.Q., Wu, S.G. 2004. Antiinflammatory and immunopharmacolohy. 1st ed. Beijing : Renminweishengchubanshe: 10-17.
Williams, G.M., Iatropoulos, M.J., Whysner, J. 1999. Safety assessment of butylated hydroxyanisole and butylated hydroxytoluene as antioxidant food additives. Food and chemical Toxicology 37: 1027-1038.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.