본 연구는 제주도에서 재배된 레드 비트(B. vulagaris) 뿌리의 항산화 및 항염 효과를 알아보기 위하여 70% EtOH 추출물과 순차적 용매 분획물들을 확보하여 총폴리페놀 함량 및 ABTS 라디칼 소거 활성 측정을 통한 항산화 효능평가와 대식세포인 RAW264.7 세포에 LPS를 자극한 후 iNOS/NO, $COX-2/PGE_2$ 및 전염증성 cytokine을 유도하여 염증 억제 효과를 알아보았다. 그 결과, 총 폴리페놀이 37.02 mg GAE/g로 가장 높게 나온 EtOAc 분획물이 라디칼 소거활성도 가장 우수하게 나타났으며($IC_{50}$$42.9{\mu}g/mL$), 대조군으로 사용한 BHT($IC_{50}$$57.4{\mu}g/mL$)보다 좋은 활성을 보였다. 항염 활성 분석을 위하여 NO/iNOS, $PGE_2/COX-2$, 및 염증성 cytokine($TNF-{\alpha}$, IL-6, $IL-1{\beta}$)의 생성 억제 효능을 분석한 결과, 총 폴리페놀 함량 결과와는 유의적이지 않게 hexane 분획물이 처리 농도 범위(50, 100, 200, $300{\mu}g/mL$)에서 NO/iNOS, $PGE_2/COX-2$, 및 염증성 cytokine 생성을 유의적으로 억제하였다. iNOS와 COX-2 단백질 발현 억제 효과를 통해 NO와 $PGE_2$ 생성 억제에 영향을 끼치고 있음을 확인하였고, 염증성 cytokine 중에는 IL-6의 생성을 가장 강하게 억제함으로써 전체적으로 항염 활성에 영향을 미치고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들로부터 레드비트 뿌리의 EtOAc 분획물에서의 항산화 효능 확인과 hexane 분획물의 세포내 항염 효과를 알 수 있었으며, 향후 유효 물질 동정을 통한 기전 연구를 하는 데 대한 기초자료로 활용할 수 있을 것이라 사료된다.
본 연구는 제주도에서 재배된 레드 비트(B. vulagaris) 뿌리의 항산화 및 항염 효과를 알아보기 위하여 70% EtOH 추출물과 순차적 용매 분획물들을 확보하여 총폴리페놀 함량 및 ABTS 라디칼 소거 활성 측정을 통한 항산화 효능평가와 대식세포인 RAW264.7 세포에 LPS를 자극한 후 iNOS/NO, $COX-2/PGE_2$ 및 전염증성 cytokine을 유도하여 염증 억제 효과를 알아보았다. 그 결과, 총 폴리페놀이 37.02 mg GAE/g로 가장 높게 나온 EtOAc 분획물이 라디칼 소거활성도 가장 우수하게 나타났으며($IC_{50}$$42.9{\mu}g/mL$), 대조군으로 사용한 BHT($IC_{50}$$57.4{\mu}g/mL$)보다 좋은 활성을 보였다. 항염 활성 분석을 위하여 NO/iNOS, $PGE_2/COX-2$, 및 염증성 cytokine($TNF-{\alpha}$, IL-6, $IL-1{\beta}$)의 생성 억제 효능을 분석한 결과, 총 폴리페놀 함량 결과와는 유의적이지 않게 hexane 분획물이 처리 농도 범위(50, 100, 200, $300{\mu}g/mL$)에서 NO/iNOS, $PGE_2/COX-2$, 및 염증성 cytokine 생성을 유의적으로 억제하였다. iNOS와 COX-2 단백질 발현 억제 효과를 통해 NO와 $PGE_2$ 생성 억제에 영향을 끼치고 있음을 확인하였고, 염증성 cytokine 중에는 IL-6의 생성을 가장 강하게 억제함으로써 전체적으로 항염 활성에 영향을 미치고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들로부터 레드비트 뿌리의 EtOAc 분획물에서의 항산화 효능 확인과 hexane 분획물의 세포내 항염 효과를 알 수 있었으며, 향후 유효 물질 동정을 통한 기전 연구를 하는 데 대한 기초자료로 활용할 수 있을 것이라 사료된다.
This study was designed to examine the in vitro antioxidant and anti-inflammatory effects of red beet (Beta vulagaris) root. Red beet root was extracted using 70% ethanol and then fractionated sequentially with n-hexane, ethyl acetate and butanol. Antioxidative ability was evaluated by bioassays usi...
This study was designed to examine the in vitro antioxidant and anti-inflammatory effects of red beet (Beta vulagaris) root. Red beet root was extracted using 70% ethanol and then fractionated sequentially with n-hexane, ethyl acetate and butanol. Antioxidative ability was evaluated by bioassays using total polyphenol contents and ABTS (2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid diammonium salt) radical scavenging activity. Ethyl acetate fraction of red beet root was best on total polyphenol contents ($37.02{\pm}0.37mg\;GAE/g$) and ABTS radical scavenging effects ($IC_{50}$$42.9{\pm}9.5{\mu}g/mL$). For the anti-inflammatory activity in RAW264.7 cells, the hexane fraction showed the highest inflammatory effect. Dose response studies were performed to determine the inhibitory effect of hexane fraction of red beet root on pro-inflammatory mediators in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated RAW264.7 cells. The hexane fraction of red beet root inhibited the NO and $PGE_2$ production and the protein level of iNOS and COX-2, and protein expression of pro-inflammatory cytokines ($TNF-{\alpha}$, IL-6 and $IL-1{\beta}$), in a dose-dependent manner. These results suggest that red beet root has considerable potential as a functional food ingredient with antioxidative and anti-inflammatory effects.
This study was designed to examine the in vitro antioxidant and anti-inflammatory effects of red beet (Beta vulagaris) root. Red beet root was extracted using 70% ethanol and then fractionated sequentially with n-hexane, ethyl acetate and butanol. Antioxidative ability was evaluated by bioassays using total polyphenol contents and ABTS (2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid diammonium salt) radical scavenging activity. Ethyl acetate fraction of red beet root was best on total polyphenol contents ($37.02{\pm}0.37mg\;GAE/g$) and ABTS radical scavenging effects ($IC_{50}$$42.9{\pm}9.5{\mu}g/mL$). For the anti-inflammatory activity in RAW264.7 cells, the hexane fraction showed the highest inflammatory effect. Dose response studies were performed to determine the inhibitory effect of hexane fraction of red beet root on pro-inflammatory mediators in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated RAW264.7 cells. The hexane fraction of red beet root inhibited the NO and $PGE_2$ production and the protein level of iNOS and COX-2, and protein expression of pro-inflammatory cytokines ($TNF-{\alpha}$, IL-6 and $IL-1{\beta}$), in a dose-dependent manner. These results suggest that red beet root has considerable potential as a functional food ingredient with antioxidative and anti-inflammatory effects.
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문제 정의
본 연구는 제주도에서 재배된 레드 비트(B. vulagaris) 뿌리의 항산화 및 항염 효과를 알아보기 위하여 70% EtOH 추출물과 순차적 용매 분획물들을 확보하여 총 폴리페놀 함량 및 ABTS 라디칼 소거 활성 측정을 통한 항산화 효능평가와 대식세포인 RAW264.7 세포에 LPS를 자극한 후 iNOS/NO, COX-2/PGE2 및 전염증성 cytokine을 유도하여 염증 억제 효과를 알아보았다.
본 연구에서는 제주산 레드 비트 추출물을 대상으로 항산화 및 항염증 활성을 갖는 기능성 식품 소재 자원으로 활용 가치가 있는지 극성에 따라 순차적으로 용매 분획을 하여 시험에 사용하였다. 제작된 70% ethanol(EtOH) 추출물과 용매 분획물들의 총 폴리페놀 함량 및 ABTS 라디칼소거 활성 평가를 통하여 항산화 효능을 갖는 분획물을확인하였고, 염증성 매개인자인 NO, PGE2의 생성 억제 및이를 합성하는 iNOS와 COX-2 단백질 발현 억제와 염증성 cytokine 억제 효과를 측정하여 유의한 결과를 얻었기에 보고하는 바이다.
가설 설정
1) Values are expressed as mean±SD of triplicate measurements.
제안 방법
이 후 얻어진 조추출물을 증류수로 현탁시킨 후에 n-hexane 1 L씩 3회, EtOAc 1 L씩 3회, 그리고 butanol(BuOH) 1 L씩 3회로 순차적으로 분획 및 농축하여 각각의 분획물을 확보한 후 동결 건조하고 -20℃에서 냉동 보관하면서 실험에 사용하였다(Fig. 1).
)는 잘 알려진 염증유발 인자로서통증 및 혈관의 확장과 대식세포 등 면역세포를 염증 부위 로의 이동에 관여하는 것으로 알려져 있다. NO 억제 활성에서 가장 좋은 효능을 보였던 hexane 분획물에서 LPS에 의해 유도 증가된 PGE2생성에 대한 억제효능을 확인하였다. 실험결과, LPS 단독처리군에 비해 실험군 300 μg/mL의 농도에서 85%의 억제 효과를 보였고, NO 억제 결과와 유사하게 농도 의존적으로 염증성 PGE2의 생성을 효과적으로 억제하는 것을 확인할 수 있었다(Fig.
RAW264.7 cell을 2.5×105 cells/mL되도록 24-well plate에분주하고 37℃, 5% CO2incubator에 전 배양한 다음 sample 과 LPS 1 μg/mL와 함께 처리한 후 24시간 동안 배양 후원심분리하여 상층액을 얻어 실험을 진행하였다.
RAW264.7 cell을 2.5×105 cells/mL이 되도록 24-well plate에 18시간 동안 37℃, 5% CO2incubator에 배양한 다음준비된 각각 농도의 sample과 LPS 1 μg/mL와 함께 처리한후 24시간 동안 배양 후 얻어진 상층액의 pro-inflammatory cytokines 생성 함량을 측정하였다.
02)이 되도록희석하여 제조하였다. 그 다음 시료의 여러 농도에 희석한 ABTS + 용액을 동량 가하여 6분 후에 흡광도 값을 측정하였다. 대조군(2.
단백질이 전이된 membrane에 1차 항체인 iNOS antibody, COX-2 antibody, β-acitin antibody clone AC-74를 이용하여 반응시킨 후, 2차 항체와 반응시켰다. 단백질은 WEST-ZOL(western blot detection system, iNtRON, Seongnam, Korea) 용액을 이용해 ECL 기질과 반응시킨 후, Chemidoc(Fusion solo, VILBER LOURMAT, Germany)을 이용하여 각각의 단백질 발현정도를 확인하였다.
현재 임상적으로 상용되고 있는 NSAID(non-steroidal inflammatory drug) 항염증 치료제들은 COX-2 발현 억제를 통해 항염증 효과를 발휘하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서도 레드 비트 뿌리의 hexane 분획물에서 LPS에 의해 유도 증가된 NO 및 PGE2생성에 대한 억제효과가 iNOS 및 COX-2 효소의 발현 조절에 의한 것인지 확인하기위하여 단백질 수준에서의 발현을 western blot analysis로 확인하였다. 실험 결과, iNOS와 COX-2 단백질 발현 억제 활성을 모두 농도 의존적으로 보이고 있음을 알 수 있으며, 특히 iNOS인 경우 200 μg/mL에서 경우 세포 독성이 없이 96.
라디칼 소거활성 측정을 위해 2,2‘-azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid, ABTS)는 Re 등의 방법을 변형하여 측정하였다(18).
본 연구에서는 제주산 레드 비트 추출물을 대상으로 항산화 및 항염증 활성을 갖는 기능성 식품 소재 자원으로 활용 가치가 있는지 극성에 따라 순차적으로 용매 분획을 하여 시험에 사용하였다. 제작된 70% ethanol(EtOH) 추출물과 용매 분획물들의 총 폴리페놀 함량 및 ABTS 라디칼소거 활성 평가를 통하여 항산화 효능을 갖는 분획물을확인하였고, 염증성 매개인자인 NO, PGE2의 생성 억제 및이를 합성하는 iNOS와 COX-2 단백질 발현 억제와 염증성 cytokine 억제 효과를 측정하여 유의한 결과를 얻었기에 보고하는 바이다.
세포독성 평가는 MTT[3-(4,5- dimethyl-thiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide] 법으로 세포 생존율을 3회반복 측정하였으며, 시료의 농도에 대한 흡광도를 570 nm 에서 측정한 후 대조군의 흡광도와 비교하여 RAW264.7 세포에 대한 독성 정도를 나타내었다.
세포독성 확인을 위한 MTT 실험법은 같은 처리 조건에서 동시에 측정하였고, 가장 높은 농도인 300 μg/mL의 농도에서도 92.4% 세포 생존율로 세포독성이 거의 나타나지않으면서 94.7%의 강한 NO 생성 억제 효과를 나타내어 (Fig. 2B) 동일 농도 조건에서 hexane 분획물의 PGE2, cytokines, iNOS 및 COX-2 발현 억제 실험을 진행하였다.
세포배양 상등액 100 μL과 Griess 시약 (1%(w/v) sulfanilamide, 0.1% N-(1-naphyl) ethylenediamine (Sigma) in 2.5(v/v) phosphoric acid) 100 μL을 혼합하여 96 well plate에서 10분 동안 반응시킨 후 530 nm에서 흡광도를측정하였으며, 생성된 NO의 양은 sodium nitrite(NaNO2)의검량선과 비교하여 환산하였다(19).
시험 용액의 제조는 증류수에 7 mM ABTS와 2.45 mM potassium persulfate를 첨가하고,상온에서 16시간 배양하여 ABTS 양이온(ABTS + )을 생성시켰다.
이후 sample과 LPS 1 μg/mL와 함께 처리한 후 24시간 동안 배양 후 배지를 제거하고 PBS로 세척한 후, lysis buffer로세포를 용해하여 원심분리(22,072 ×g, 20 min, 4℃)하고 상 층액을 얻은 다음 단백질 농도를 측정하였다.
자외선, 스트레스, 공해 등과 같은 환경요인에 의해 과다 생성되어 염증 유발에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있는 NO 억제 효능을 측정하기 위하여 LPS를 RAW264.7 세포에 처리하여 과다 유도 발생시켜 비트 분획물들을 처리하였다.
대상 데이터
7 세포는 한국세 포주은행(Korean Cell Line Bank)으로부터 구입하였으며 10% fetal bovine serum(FBS)과 100 uint/mL penicillinstretomycin(GIBCO Inc, New York, NY, USA)이 포함된 Dulbecco's Modified Eagle Medium(DMEM, GIBCO Inc, NY, USA) 배지를 사용하여 37℃, 5% CO2항온기에서 배양 하였다. LPS(E. coli serotype 0111:B4)는 Sigma로부터 구입 하여 사용하였다.
Murine macrophage cell line 인 RAW264.7 세포는 한국세 포주은행(Korean Cell Line Bank)으로부터 구입하였으며 10% fetal bovine serum(FBS)과 100 uint/mL penicillinstretomycin(GIBCO Inc, New York, NY, USA)이 포함된 Dulbecco's Modified Eagle Medium(DMEM, GIBCO Inc, NY, USA) 배지를 사용하여 37℃, 5% CO2항온기에서 배양 하였다.
그 다음 시료의 여러 농도에 희석한 ABTS + 용액을 동량 가하여 6분 후에 흡광도 값을 측정하였다. 대조군(2.45 mM potassium persulfate buffer)의 흡광도와 비교하여 흡광도를 감소시키는 정도를 %로 나타내었으며, 양성대조군으로는 ascorbic acid(Vit. C)와 BHT (dibutyl hydroxy toluene)를 사용하였다.
레드 비트 뿌리는 2015년 2월에 유기농으로 재배되어 수확된 것을 제주도 친환경 농산물 유통 업체인 생드르영농조합법인에서 같은 해 3월에 구입한 것을 사용하였다. 구입한 시료를 40℃에서 3일간 열풍 건조하여 얻어진 시료 250 g 분말을 20배의 70% EtOH을 가하여 총 3회 추출하였 으며, 감압 농축하여 70% EtOH 조추출물 150 g을 얻었다.
데이터처리
2) Values with different letters (a-e) in the column are significantly different at p<0.05 according to Duncan's multiple range test.
2) Values with different letters (a-f) in the column are significantly different at p<0.05 according to Duncan's multiple range test.
모든 데이터는 평균±표준편차로 표기하였고, 각 군의차이는 분산분석, 사후검정은 다중범위 검정(Duncan's multiple range test)으로 실시하였고, 모든 통계자료는 SPSS 12 program(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 분석하였다.
이론/모형
The production of NO was assayed in the culture medium of cells stimulated with LPS (1 μg/mL) for 24 h in the presence of the samples. Cell viability was determined using the MTT method.
PGE2,의 측정은 mouse enzyme-linked immnunosorbent assay (ELISA) kit(R&D system, Minneapolis, MN, USA)를 이용하여 정량하였으며, standard에 대한 표준곡선의 r2 값은 0.99 이상이었다.
Pro-inflammatory cytokines 정량은 mouse enzyme-linked immnunosorbent assay(ELISA) kit(R&D system)를 이용하여 정량하였으며, standard에 대한 표준곡선의 r²값은 0.99 이상이었다.
총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis 방법으로 측정하였다 (17). 실험 시료는 70% EtOH에 100 mg/mL의 농도로 제조하여 시료 용액 200 μL와 증류수 1,800 μL을 혼합하고, Folin-Ciocalteau's phenol reagent 200 μL을 가하여 잘 섞은후 5분간 상온에서 반응시켰다.
성능/효과
실험결과, LPS 단독처리군에 비해 실험군 300 μg/mL의 농도에서 85%의 억제 효과를 보였고, NO 억제 결과와 유사하게 농도 의존적으로 염증성 PGE2의 생성을 효과적으로 억제하는 것을 확인할 수 있었다(Fig. 3).
TNF-α, IL-6 및 IL-1β는 대표적인 pro-inflammatory cytokine로 LPS로 자극된 RAW264.7 세포는 비처리군에 비하여 염증성 cytokine의분비를 증가시켰으며, 비트 hexane 분획물의 처리로 증가된 TNF-α, IL-6 및 IL-1β의 생성이 모두 농도 의존적으로 억제됨을 확인할 수 있었다(Fig. 5).
항염 활성 분석을 위하여 NO/iNOS, PGE2/COX-2, 및 염증성 cytokine(TNF-α, IL-6, IL-1β)의 생성 억제 효능을분석한 결과, 총 폴리페놀 함량 결과와는 유의적이지 않게 hexane 분획물이 처리 농도 범위(50, 100, 200, 300 μg/mL)에서 NO/iNOS, PGE2/COX-2, 및 염증성 cytokine 생성을 유의 적으로 억제하였다. iNOS와 COX-2 단백질 발현 억제 효과를 통해 NO와 PGE2생성 억제에 영향을 끼치고 있음을확인하였고, 염증성 cytokine 중에는 IL-6의 생성을 가장 강하게 억제함으로써 전체적으로 항염 활성에 영향을 미치고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들로부터 레드 비트 뿌리의 EtOAc 분획물에서의 항산화 효능 확인과 hexane 분획물의 세포내 항염 효과를 알 수 있었으며, 향후 유효 물질 동정을 통한 기전 연구를 하는 데 대한 기초자료로 활용할 수 있을 것이라 사료된다.
가장 높은 농도인 300 μg/mL 의 농도에서는 각각 57, 87, 51%로 모두 50% 이상의 저해활성을 나타내었다.
가장 좋은 NO 억제 효과를 보인 hexane 분획물을 50, 100, 200, 300 μg/mL의 농도로 처리하여 NO 억제 활성을 확인한 결과 농도 의존적으로 NO 생성을 억제되는 것을 확인할 수 있었다.
그 결과, 총 폴리페놀이 37.02 mg GAE/g로 가장 높게 나온 EtOAc 분획물이 라디칼 소거 활성도 가장 우수하게 나타났으며(IC50 ; 42.9 μg/mL), 대조군으로 사용한 BHT(IC50 ; 57.4 μg/mL)보다 좋은 활성을 보였다.
2A). 그러나 총 폴리페놀 함량과 라디칼 소거 활성이 가장 좋았던 EtOAc 분획물은 93%의 세포 생존율과 36.3%의 NO 억제효과를 나타내 총폴리페놀 함량 및 항산화 효과와 NO 억제효과는 유의적인 상관관계가 없음을 확인하였다. 가장 좋은 NO 억제 효과를 보인 hexane 분획물을 50, 100, 200, 300 μg/mL의 농도로 처리하여 NO 억제 활성을 확인한 결과 농도 의존적으로 NO 생성을 억제되는 것을 확인할 수 있었다.
따라서 레드 비트 뿌리 70% EtOH 추출물을 용매 분획하여 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과 Table 1에서와 같이 EtOAc 분획물과 BuOH 분획물이 다른 추출물에 비해 각각 37.02 mg GAE/g, 23.51±0.22 mg GAE/g으로 높게확인되었다.
라디칼 소거 활성과 총 폴리페놀 화합물의 함량사이에는 밀접한 상관관계가 있다는 연구 결과들에 근거하여 비트각 분획물의 ABTS 라디칼 소거활성을 측정한 결과, 총폴리 페놀 함량의 결과와 같은 경향인 EtOAc > BuOH > 70% EtOH > Hexane > H2O 순으로 라디칼 소거 활성을 나타냄 (Table 2)을 확인함으로써 총 폴리페놀 함량이 높을수록 항산화 활성이 증가하는 비례적 상관관계를 확인 할 수있었다.
7 세포에 처리하여 과다 유도 발생시켜 비트 분획물들을 처리하였다. 실험 결과, hexane 분획물에서 69.5%로 세포 독성이 없이 NO 생성 억제 활성이 가장 높았다(Fig. 2A). 그러나 총 폴리페놀 함량과 라디칼 소거 활성이 가장 좋았던 EtOAc 분획물은 93%의 세포 생존율과 36.
실험 결과, iNOS와 COX-2 단백질 발현 억제 활성을 모두 농도 의존적으로 보이고 있음을 알 수 있으며, 특히 iNOS인 경우 200 μg/mL에서 경우 세포 독성이 없이 96.8%의 억제 효과를, 같은 농도에서 COX-2는 37.5%의 억제효과를 보였다(Fig. 4).
이러한 결과는 최근 Lee 등(26)의 식용식품의 항산화, 항염 효과에 대한 연구 결과에 의하면 세포 생존률이 95% 이상인 1,000 μg/mL의 농도에서 가장 좋은 효능을 보인 배암차즈기(Salvia plebeia R. Br.) 상층부의 NO 억제 효과(67.4%)와 같은 뿌리 채소인 무(Raphanus sativus)의 NO억제 효과(36.6%)보다도 훨씬 낮은 농도에서 좋은 효과로 식용작물로써 레드 비트 뿌리가 항염 소재로서의 활용 가능성이 높음을 확인하였다.
이러한 결과들로부터 레드 비트 뿌리 hexane 분획물이 TNF-α 및 IL-1β에 비해 IL-6의 억제를 통한 항염 효능이 클 것으로 예측할 수 있었다(Fig. 5B).
4). 이러한 결과들로부터 비트 헥산 추출물의 NO 및 PGE2생성 억제는 iNOS와 COX-2 단백질발현을 억제시킴으로써 나타나는 결과임을 알 수 있었고, COX-2에 의한 PGE2합성 억제 보다는 iNOS 발현 억제를통한 NO 생성 억제 효과가 더 큼을 확인할 수 있었다. 또한 비트 뿌리의 항염 효능은 식용 가능한 과채류로서 최근 Kim 등(29)의 과일류인 병귤의 항염증 효과 연구에서 가장 활성이 좋은 9월에 수확된 병귤 과피의 iNOS 발현 억제효과(80%)보다도 좋은 것으로 비트 뿌리가 항염 효능을 갖는 식품 소재로서 충분히 이용가능성이 있을 것으로 사료 된다.
이러한 결과들은 레드 비트 뿌리 hexane 추출물이 NO와 PGE2의 생성 조절을 해 항염증 효과를 나타낼 수 있다는 것을 보여준다.
항염 활성 분석을 위하여 NO/iNOS, PGE2/COX-2, 및 염증성 cytokine(TNF-α, IL-6, IL-1β)의 생성 억제 효능을분석한 결과, 총 폴리페놀 함량 결과와는 유의적이지 않게 hexane 분획물이 처리 농도 범위(50, 100, 200, 300 μg/mL)에서 NO/iNOS, PGE2/COX-2, 및 염증성 cytokine 생성을 유의 적으로 억제하였다.
후속연구
이러한 결과들로부터 비트 헥산 추출물의 NO 및 PGE2생성 억제는 iNOS와 COX-2 단백질발현을 억제시킴으로써 나타나는 결과임을 알 수 있었고, COX-2에 의한 PGE2합성 억제 보다는 iNOS 발현 억제를통한 NO 생성 억제 효과가 더 큼을 확인할 수 있었다. 또한 비트 뿌리의 항염 효능은 식용 가능한 과채류로서 최근 Kim 등(29)의 과일류인 병귤의 항염증 효과 연구에서 가장 활성이 좋은 9월에 수확된 병귤 과피의 iNOS 발현 억제효과(80%)보다도 좋은 것으로 비트 뿌리가 항염 효능을 갖는 식품 소재로서 충분히 이용가능성이 있을 것으로 사료 된다.
종합적으로 레드 비트 뿌리의 항산화 효능은 일반적으로 폴리페놀 계열의 화합물이 많이 추출되는 EtOAc 용매 분획 물에서 우수하게 확인되었으나, 항염 효능은 EtOAc 분획물 보다 hexane 분획물이 더 좋은 항염 효능을 나타내어 추후 유효성분에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다. 비트 뿌리가 식용으로 다양하게 사용되고 있는 채소류라는 점을 고려할 때, 안전성이 있으면서 항산화 및 항염증 효과를 가지고 있어 항산화 및 항염 효능을 가지는 건강식품 소재로서 활용 가능할 것으로 여겨진다.
iNOS와 COX-2 단백질 발현 억제 효과를 통해 NO와 PGE2생성 억제에 영향을 끼치고 있음을확인하였고, 염증성 cytokine 중에는 IL-6의 생성을 가장 강하게 억제함으로써 전체적으로 항염 활성에 영향을 미치고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들로부터 레드 비트 뿌리의 EtOAc 분획물에서의 항산화 효능 확인과 hexane 분획물의 세포내 항염 효과를 알 수 있었으며, 향후 유효 물질 동정을 통한 기전 연구를 하는 데 대한 기초자료로 활용할 수 있을 것이라 사료된다.
이러한 결과들로부터 레드 비트 뿌리의 EtOAc 분획물은 천연 항산화제로써 활용가치가 있을 것으로 여겨지며, 현재까지 비트 뿌리에 대한 항산화 활성을 가지는 물질의 동정은 색소성분인 betanin 등 일부만 되어 있어 향후 EtOAc 및 BuOH 층에서 ABTS 라디칼 소거 활성을 가지는 물질의 동정이 필요할 것으로 사료된다.
종합적으로 레드 비트 뿌리의 항산화 효능은 일반적으로 폴리페놀 계열의 화합물이 많이 추출되는 EtOAc 용매 분획 물에서 우수하게 확인되었으나, 항염 효능은 EtOAc 분획물 보다 hexane 분획물이 더 좋은 항염 효능을 나타내어 추후 유효성분에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
레드 비트의 생리활성은 무엇인가?
음식으로는 샐러드나 장아찌, 물김치, 피클 등으로 많이 활용되고 있고, 미국과 유럽 등지에서는 주스나 정제로 만들어 건강기능성 식품으로 판매하기도 한다. 레드 비트의 생리활성으로는 심혈관계, 면역계, 대사성 질환 및 빈혈과 변비 등에도 좋다고 알려져 있으며, 레드 비트에 들어있는 안토시아닌(anthocyanin)과 베타닌(betanin) 등의 색소 성분 에는 항산화 및 항암 효과가 보고되어 있다(11-16).
과도하게 생성된 ROS는 지질 과산화, 단백질 산화, 단백질 분해효소의 활성화, DNA 산화와 같은 손상을 일으키는데 이러한 손상의 결과로 어떤 질환이 발생하게 되는가?
자외선, 질병상태, 공해물질, 화학약품, 신체적 정신적인 스트레스 증가 등의 각종 물리적 화학적, 환경적 요인 등에 의해 과도하게 생성된 ROS는 지질 과산화, 단백질 산화, 단백질 분해효소의 활성화, DNA 산화와 같은 손상을 야기한다. 이러한 손상의 결과로 고혈압, 협심증, 당뇨병, 암, 동명경화, 파킨슨병, 뇌졸중 등과 같은 성인병 및 아토피성 피부염과 같은 염증성 질환이 발생하게 된다(2-4). 따라서 활성산소 소거활성을 갖는 항산화 소재는 매우 중요하고 다양하게 연구되어지고 있다.
염증반응은 무엇인가?
활성산소의 하나이면서 독성을 가진 매우 불안한 기체이며 고농도에는 세포의 기질적 손상을 초래하는 nitricoxide(NO)는 염증 반응 시에 inducible NO synthase(iNOS)에 의해 과도하게 생성되어 혈관투과성, 부종 등의 염증반 응을 촉진시켜 염증을 심화시키게 된다(5). 염증반응은 인체에 외부 병원체 등의 각종 외부 물질의 침입을 식별하고 이를 제거하여 항상성을 유지하는 자기방어체계인 1차적 면역반응이다(6). 대식 세포는 염증 반응에서 방어적인 역할을 수행하는 혈액 단핵세포로부터 분화한 조직 세포 로서, 그람 음성세균의 세포외막에 존재하는 내독소 lipopolysaccharide(LPS)에 의해 tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-6(IL-6), 및 interleukin-1β(IL-1β) 등과 같은 염증성 cytokine의 분비를 증가시킨다(7).
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