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우산고로쇠의 항산화 및 신경세포에서의 산화적 스트레스 개선 효과

Protective effect of Acer okamotoanum from oxidative stress in C6 glial cells

Journal of applied biological chemistry, v.60 no.2, 2017년, pp.141 - 147  

최수연 (Department of Food Science and Nutrition & Kimchi Research Institute, Pusan National University) ,  김지현 (Department of Food Science and Nutrition & Kimchi Research Institute, Pusan National University) ,  이재민 (Department of Integrative Plant Science, Chung-Ang University) ,  이상현 (Department of Integrative Plant Science, Chung-Ang University) ,  조은주 (Department of Food Science and Nutrition & Kimchi Research Institute, Pusan National University)

초록
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본 연구에서는 우산고로쇠(Acer okamotoaum) methanol (MeOH) 추출물과 n-BuOH, ethyl acetate (EtOAc), methylene chloride 및 n-hexane의 4종 분획물을 이용하여 free radical 소거능총 페놀, 플라보노이드 함량을 통한 항산화 효과를 측정하였으며, 신경교세포인 C6 glial cell을 이용하여 amyloid $beta_{25-35}$ ($A{\beta}_{25-35}$)에 의해 유도된 산화적 스트레스에서 신경세포 보호 효과에 대해 알아보았다. 그 결과 우산고로쇠 MeOH 추출물과 4가지 유기용매 추출 분획물은 우수한 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical 소거능을 나타내었으며, 특히 EtOAc 분획물은 $4.47{\mu}g/mL$$EC_{50}$ 값을 나타내 가장 우수한 소거능을 가지고 있음을 확인할 수 있었다. Superoxide radical 소거능에서도 MeOH 추출물과 분획물은 높은 소거능을 보였으며, EtOAc 분획물은 $100{\mu}g/mL$ 농도에서 84.60%로 가장 높은 소거능을 나타내었다. 총 페놀과 플라보노이드 함량에서도 EtOAc 분획물은 다른 추출물과 분획물에 비해 월등히 높은 함량을 가지는 것으로 확인 되었다. 또한 $A{\beta}_{25-35}$에 의해 유발된 산화적 스트레스에서 우산고로쇠 MeOH 추출물과 4가지 유기용매 추출 분획물은 세포 생존율을 증가시켰으며, reactive oxygen species 생성을 감소 시키는 것으로 확인되었고 EtOAc 분획물이 가장 뛰어난 효과를 나타내었다. 본 연구 결과를 통해 우산고로쇠 MeOH 추출물과 4가지 유기용매 추출 분획물, 특히 EtOAc 분획물은 우수한 항산화 효과와 산화적 스트레스의 개선 효과를 가져 신경세포 보호에 효과가 있는 것으로 확인되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Radical scavenging effect and protective activity against oxidative stress of Acer okamotoanum were investigated. A. okamotoanum was extracted with methanol (MeOH) and then fractionated with n-BuOH, ethyl acetate (EtOAc), methylene chloride and n-hexane fractions. The MeOH extract and fractions show...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 실험에서는 우산고로쇠의 methanol (MeOH) 추출물과 4가지 유기용매 추출 분획물을 이용하여 항산화 효과를 in vitro 라디칼소거능과 총 페놀 및 플라보노이드 함량을 통해 알아보았으며, 신경세포인 C6 glial cell을 이용하여 amyloid beta25-35 (Aβ25-35)에 의해 유도된 산화적 스트레스에서 우산고로쇠의 신경세포 보호 효과를 연구함으로써 우산고로쇠의 우수성과 천연 기능성 물질로서의 가능성에 대해 검토해 보았다.
  • 본 연구에서는 신경교세포인 C6 glial cell에 Aβ25-35를 처리하여 유도된 산화적 스트레스에 대한 우산고로쇠의 신경세포 보호 효과를 알아보았다.

가설 설정

  • 5, 1 μg/mL가 되도록 처리하였고, BuOH, EtOAc, MC 분획물은 최종농도가 5, 25, 50, 100 μg/mL가 되도록 처리하여 2시간 배양하였다. 실험에 사용된 각 시료의 처리농도는 사전 연구를 통해 독성이 없는 농도 범위로 정하였다. Aβ25-35 (25 μM)를 처리하여 24시간 배양 후, 각 well에 5 mg/mL의 MTT 200 μL씩을 주입하여 37 oC에서 4시간 재배양하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
활성산소종의 종류에는 어떠한 것들이 있는가? 생명체는 체내 호흡과정을 통해 생명유지에 필요한 에너지를 얻으며 산소의 일부는 활성산소라는 유독 물질로 전환되어 체내 세포의 손상을 일으키는 것으로 알려져 있다(Balaban 등, 2005). 활성산소종(reactive oxygen species; ROS)의 종류로는 일중항산소(1O2), superoxide (O2−), hydroxyl radical (·OH)과 과산화수소(H2O2) 등이 있으며, 이들은 체내에서 물리적 또는 환경적 요소에 의해 끊임없이 생성되지만 대부분 체내 항산화 방어계에 의해 제거된다(Halliwell과 Gutteridge 1999; Valko 등, 2007). 하지만 ROS는 매우 불안정하고 반응성이 높아 과생성시 산화적 스트레스를 유발하여 체내 여러 물질과 반응하며 세포들을 공격하고 세포와 조직에 비가역적인 손상을 유도하거나 돌연변이, 세포 독성 및 발암 등을 초래하면서 당뇨병, 뇌 질환, 암, 심혈관계 질환 등의 원인 되는 것으로 알려져 있다(Fridovich 1989).
고로쇠나무란 무엇인가? 고로쇠나무(Acer mono)는 표고 100-1,800 m에 자생하는 단풍나무과에 속하는 낙엽교목으로 한국, 일본, 중국, 만주 등의 지역에 분포하고 있으며, 고로쇠나무 수액은 이뇨, 변비, 위장병, 통풍, 류마티스 관절염 등에 효험이 있다고 하여 오래 전부터 건강음료 및 민간약으로도 널리 사용되고 있다(Hashi와 Takeshita 1973). 고로쇠나무는 우리나라에서 총 9종의 품종과 변종이 생육하고 있으며, 그 중 우산고로쇠(Acer okamotoanum)는 울릉도에서만 자생하고 있는 고유수종으로 2002년 채취가 허용되면서 수액을 이용한 항산화, 항암, 면역 및 고혈압 개선 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다(Jeong 등, 2009; Yang 등, 2012; An 등, 2013).
활성산소종의 문제점은 무엇인가?  활성산소종(reactive oxygen species; ROS)의 종류로는 일중항산소(1O2), superoxide (O2−), hydroxyl radical (·OH)과 과산화수소(H2O2) 등이 있으며, 이들은 체내에서 물리적 또는 환경적 요소에 의해 끊임없이 생성되지만 대부분 체내 항산화 방어계에 의해 제거된다(Halliwell과 Gutteridge 1999; Valko 등, 2007). 하지만 ROS는 매우 불안정하고 반응성이 높아 과생성시 산화적 스트레스를 유발하여 체내 여러 물질과 반응하며 세포들을 공격하고 세포와 조직에 비가역적인 손상을 유도하거나 돌연변이, 세포 독성 및 발암 등을 초래하면서 당뇨병, 뇌 질환, 암, 심혈관계 질환 등의 원인 되는 것으로 알려져 있다(Fridovich 1989). 특히 뇌 신경세포는 다른 장기들에 비해 대사를 위한 산소 이용률이 높으나 활성산소에 대한 항산화 효소가 소량 존재하여 신경세포는 ROS에 의한 손상을 쉽게 받으면서 Alzheimer’s disease (AD)와 같은 신경퇴행성질환을 유발하는 것으로 알려져 있다(Reynolds 등, 2007; Knott 등, 2008). 따라서, 활성산소에 의한 산화적 스트레스가 위험인자로 작용하는 많은 만성퇴행성 질환의 예방 및 치료를 위해, 독성과 부작용이 적은 천연물에서 ROS 제거를 위한 항산화 물질을 찾고자 하는 연구가 많이 이루어지고 있다(Choi 등, 2003; Muthaiyah 등, 2011).
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