상황버섯균사체 쌀의 뇌세포 보호 효과를 분석하여 상황버섯균사체 쌀에 대한 기초자료를 제공하고, 이를 이용하여 뇌 질환의 예방과 관련된 기능성 식품으로의 개발가능성을 찾고자 하였다. 상황버섯균사체 쌀 추출물을 처리하여 마우스 해마세포주 HT22의 세포보호 효과를 알아보기 위해 MTS assay를 이용한 세포생존율과 western blot을 이용한 세포사멸 단백질의 발현을 관찰하였다. 상황버섯균사체 쌀 추출물의 단일 독성을 측정한 결과 상황버섯균사체 쌀 추출물 처리군은 102.68% 이상의 생존율을 보여 신경세포의 사멸에 영향을 주지 않았다. 또한, 상황버섯균사체 쌀 추출물과 $H_2O_2$를 함께 처리하였을 때 $H_2O_2$로 자극된 세포는 63.80%의 세포생존율을 나타내었고, 상황버섯균사체 쌀 추출물과 $H_2O_2$가 함께 처리된 세포는 76.85%, 92.46%, 95.57%로 농도 의존적으로 세포생존율이 증가하였다. HT22 cell에 $H_2O_2$와 상황버섯균사체 쌀 추출물을 처리하여 apoptosis 유도 단백질을 측정한 결과, pro-apoptotic protein인 Bax는 발현이 억제되었고, anti-apoptotic protein인 Bcl-2는 발현이 증가함을 확인하였다. 또한, caspase-3와 PARP의 발현을 억제하여 상황버섯균사체 쌀 추출물이 $H_2O_2$로 유도되는 apoptosis를 억제하는 것을 확인할 수 있었다.
상황버섯균사체 쌀의 뇌세포 보호 효과를 분석하여 상황버섯균사체 쌀에 대한 기초자료를 제공하고, 이를 이용하여 뇌 질환의 예방과 관련된 기능성 식품으로의 개발가능성을 찾고자 하였다. 상황버섯균사체 쌀 추출물을 처리하여 마우스 해마세포주 HT22의 세포보호 효과를 알아보기 위해 MTS assay를 이용한 세포생존율과 western blot을 이용한 세포사멸 단백질의 발현을 관찰하였다. 상황버섯균사체 쌀 추출물의 단일 독성을 측정한 결과 상황버섯균사체 쌀 추출물 처리군은 102.68% 이상의 생존율을 보여 신경세포의 사멸에 영향을 주지 않았다. 또한, 상황버섯균사체 쌀 추출물과 $H_2O_2$를 함께 처리하였을 때 $H_2O_2$로 자극된 세포는 63.80%의 세포생존율을 나타내었고, 상황버섯균사체 쌀 추출물과 $H_2O_2$가 함께 처리된 세포는 76.85%, 92.46%, 95.57%로 농도 의존적으로 세포생존율이 증가하였다. HT22 cell에 $H_2O_2$와 상황버섯균사체 쌀 추출물을 처리하여 apoptosis 유도 단백질을 측정한 결과, pro-apoptotic protein인 Bax는 발현이 억제되었고, anti-apoptotic protein인 Bcl-2는 발현이 증가함을 확인하였다. 또한, caspase-3와 PARP의 발현을 억제하여 상황버섯균사체 쌀 추출물이 $H_2O_2$로 유도되는 apoptosis를 억제하는 것을 확인할 수 있었다.
In this study, the protective effect of rice with Phellinus linteus mycelium (PLMR) against hydrogen peroxide-induced oxidative stress was assessed in a mouse hippocampal neuronal HT22 cell line through (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium) salt (...
In this study, the protective effect of rice with Phellinus linteus mycelium (PLMR) against hydrogen peroxide-induced oxidative stress was assessed in a mouse hippocampal neuronal HT22 cell line through (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium) salt (MTS) assay and western blot. MTS assay using HT22 cells showed that PLMR extract did not affect viability at a concentration range from 1 mg/mL to 5 mg/mL. However, at concentrations over 10 mg/mL, PLMR extract resulted in increased cell death. Cell viability of HT22 was significantly reduced by $H_2O_2$ treatment, and reduction of cell viability was efficiently restored by treatment with PLMR extract in a dose-dependent manner from 0.1 to 1 mg/mL. Cells treated with $H_2O_2$ showed increased expression of Bax, a pro-apoptotic protein, which was down-regulated by treatment with PLMR extract. On the other hand, cells treated with $H_2O_2$ resulted in reduced expression of Bcl-2, an anti-apoptotic protein, which was restored by treatment with PLMR extract. In addition, treatment with PLMR extract reduced expression of cleaved caspase 3 and PARP, which were up-regulated by $H_2O_2$ treatment. The results may suggest that treatment with PLMR extract would suppress $H_2O_2$-induced apoptosis of HT22 cells.
In this study, the protective effect of rice with Phellinus linteus mycelium (PLMR) against hydrogen peroxide-induced oxidative stress was assessed in a mouse hippocampal neuronal HT22 cell line through (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium) salt (MTS) assay and western blot. MTS assay using HT22 cells showed that PLMR extract did not affect viability at a concentration range from 1 mg/mL to 5 mg/mL. However, at concentrations over 10 mg/mL, PLMR extract resulted in increased cell death. Cell viability of HT22 was significantly reduced by $H_2O_2$ treatment, and reduction of cell viability was efficiently restored by treatment with PLMR extract in a dose-dependent manner from 0.1 to 1 mg/mL. Cells treated with $H_2O_2$ showed increased expression of Bax, a pro-apoptotic protein, which was down-regulated by treatment with PLMR extract. On the other hand, cells treated with $H_2O_2$ resulted in reduced expression of Bcl-2, an anti-apoptotic protein, which was restored by treatment with PLMR extract. In addition, treatment with PLMR extract reduced expression of cleaved caspase 3 and PARP, which were up-regulated by $H_2O_2$ treatment. The results may suggest that treatment with PLMR extract would suppress $H_2O_2$-induced apoptosis of HT22 cells.
버섯의 산화적 스트레스로 인한 신경보호 효과에 대한 연구로는 상황버섯(18), 능이버섯 효소 추출물(19), 운지버섯균사체 배양 추출물(20), 팽이버섯 효소 가수분해물(21) 등으로 진행된 연구들이 있으나, 버섯균사체로 가공된 쌀이나 버섯균사체에 대한 신경보호 효과 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 상황버섯균사체 쌀(rice with Phellinus linteus mycelium, PLMR)이 H2O2에 의해 유도된 HT22 신경세포 사멸에 미치는 영향과 apoptosis를통한 세포사멸 억제 효과를 관찰하여, 상황버섯균사체 쌀이 뇌 질환의 예방과 관련된 기능성 식품으로서의 개발 가능성을 찾고자 한다.
제안 방법
96-well plate에 5×103 cells/100 µL의 밀도로 24시간 배양한 후 FBS가 없는 배지로 100 µL씩 교체하였다. 1시간 안정 후 배지에 상황버섯균사체 쌀 추출 시료를 0, 0.1, 0.5, 1, 2, 5, 10, 15, 20 mg/mL 농도로 처리하였다. 시료 처리 30분 뒤 H2O2를 500 µM 농도로 처리 후 24시간 뒤에 MTS 시약을 배지 100 µL에 20 µL씩 처리하고 CO2 incubator에서 2~4시간 정도 배양 후 microplate reader(infinite M200; Tecan, Durham, NC, USA)로 490 nm에서 흡광도를 측정하여 세포생존율을 확인하였다.
대상 데이터
상황버섯균사체 쌀(청담동 며느리 상황 600)은 (주)해뜰날(전남 장흥)에서 제공받았으며, 상황버섯균사체 쌀 추출물은 쌀 250 g에 물 2 L를 넣고 3시간 가열하여 추출한 후 추출액을 원심분리(4,000 rpm, 10 min, 25°C; Combi-514, Hanil, Gimpo, Korea) 하여 상층액을 동결 건조해서 얻은 분말을 시료로 사용하였다. 실험에 사용된 시약으로 Dulbecco’s modified Eagle’s medium(DMEM)은 HyClone(Longan, UT, USA)에서, fetal bovine serum(FBS), phosphate buffered saline(PBS), trypsin, antibiotics는 Gibco/BRL (Eggenstein, Germany)에서, 과산화수소수는 Sigma-AldrichCo.
본 실험에 쓰인 세포는 clonal mouse hippocampal cell line인 HT22를 사용하였다. 10% FBS, 100 U/mL penicillin,100 µg/mL streptomycin이 포함된 Dulbecco’s Modified Essential Medium(DMEM)을 사용하여 37°C, 5% CO2 incubator에서 배양하였다.
데이터처리
본 실험에서 얻은 결과는 평균치±표준편차(mean±SD)로 나타내었으며, SPSS 프로그램(SPSS 12.0 for windows,SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 활용하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였다. 유의적인 차이는 Student’s two tailed t-test로 P<0.
이론/모형
ROS의 과도한 발현 및 축적은 산화적 스트레스의 유발로 세포 손상을 유발하여 세포자살을 일으키고, 이에 대한 결과로 파킨슨 증후군이나 알츠하이머와 같은 퇴행성 뇌 질환을 발병시키는 한 가지의 중요한 원인이 된다(27). 따라서 본 실험에서는 clonal mouse hippocampal cell line인 HT22 세포에 H2O2와 상황버섯균사체 쌀 추출물을 처리하였을 때 세포사멸을 조절하는 Bax와 Bcl-2 단백질 발현의 차이를 확인하고자 western blot을 수행하였다.
성능/효과
2에 나타내었다. H2O2로 자극된 세포는 63.80%의 세포생존율을 보인 반면, H2O2 처리 시료에 상황버섯균사체 쌀 추출물을 함께 처리한 결과 0.1 mg/mL 처리군은 76.85%, 0.5 mg/mL 처리군은 92.46%, 1 mg/mL 처리군은 95.57%로 농도 의존적으로 생존율을 나타내었다. 이러한 결과 상황버섯균사체 쌀 추출물은 신경세포에서 일어나는 H2O2의 자극을 억제할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
Bcl-2는 H2O2 처리군보다 상황버섯균사체 쌀 처리군에서 발현이 증가하였지만 유의적인 차이는 없었다. 이에 따라 상황버섯균사체 쌀 추출물이 H2O2자극 시 apoptosis를 억제하는 것을 확인하였다.
PARP 또한 효소가 발현되어 116 kDa이 89 kDa으로 떨어지면서 활성화되는 양상을 보였지만 상황버섯균사체 쌀 처리군이 H2O2 처리군보다 발현이 감소한 양상을 보였으며, 두 처리군 모두 대조군과 유의적인 차이를 나타내었다. 따라서 상황버섯균사체 쌀 추출물이 뇌세포에서의 caspase-3 활성을 억제하여 apoptosis 형태의 세포사멸을 억제하는 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
상황버섯이 포함된 목, 과, 속은?
버섯은 진균류에 속하는 담자균 중 자실체를 형성하는 고등균류로 항암작용, 생체기능 조절 및 뇌졸중, 심장병과 같은 성인병에 대한 효능이 보고되면서 소비자들의 관심이 높아지게 되었으며 그중 상황버섯(Phellinus linteus)은 분류학적으로 민주름버섯목(Aphyllophorales), 소나무 비늘버섯과(Hymenochaetaceae)의 진흙버섯속(Phellinus)에 속하고 뽕나무 줄기에 자생하며 삿갓표면을 제외하고는 모두 황색이므로 상황(桑黃)이라 불렸고 식용 및 약용으로 사용되고 있다(4). 최근까지 알려진 약리 작용으로는 항산화, 식후 혈당 상승 억제 효과(5), 항염증 및 항알레르기(6), 면역조절(7), 항혈전(8), 신경세포 보호 효과(9) 등이 있다.
상황버섯 자실체의 효능은?
버섯은 진균류에 속하는 담자균 중 자실체를 형성하는 고등균류로 항암작용, 생체기능 조절 및 뇌졸중, 심장병과 같은 성인병에 대한 효능이 보고되면서 소비자들의 관심이 높아지게 되었으며 그중 상황버섯(Phellinus linteus)은 분류학적으로 민주름버섯목(Aphyllophorales), 소나무 비늘버섯과(Hymenochaetaceae)의 진흙버섯속(Phellinus)에 속하고 뽕나무 줄기에 자생하며 삿갓표면을 제외하고는 모두 황색이므로 상황(桑黃)이라 불렸고 식용 및 약용으로 사용되고 있다(4). 최근까지 알려진 약리 작용으로는 항산화, 식후 혈당 상승 억제 효과(5), 항염증 및 항알레르기(6), 면역조절(7), 항혈전(8), 신경세포 보호 효과(9) 등이 있다. 또한, 최근에는 상황버섯의 자실체 이외의 균사체에서도 항염증 작용(10), 항산화(11), 치매 관련 β-secretase 저해 활성(12) 등의 효능이 보고되어, 경제적이고 배양이 쉬운 상황버섯 균사체 이용에 관한 연구가 집중되고 있다.
버섯이란?
버섯은 진균류에 속하는 담자균 중 자실체를 형성하는 고등균류로 항암작용, 생체기능 조절 및 뇌졸중, 심장병과 같은 성인병에 대한 효능이 보고되면서 소비자들의 관심이 높아지게 되었으며 그중 상황버섯(Phellinus linteus)은 분류학적으로 민주름버섯목(Aphyllophorales), 소나무 비늘버섯과(Hymenochaetaceae)의 진흙버섯속(Phellinus)에 속하고 뽕나무 줄기에 자생하며 삿갓표면을 제외하고는 모두 황색이므로 상황(桑黃)이라 불렸고 식용 및 약용으로 사용되고 있다(4). 최근까지 알려진 약리 작용으로는 항산화, 식후 혈당 상승 억제 효과(5), 항염증 및 항알레르기(6), 면역조절(7), 항혈전(8), 신경세포 보호 효과(9) 등이 있다.
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