본 연구에서는 아이스플랜트의 기능성 식품소재로의 우수성을 알아보기 위하여 유리아미노산을 분석하고 추출용매에 따른 ACE 저해 활성과 3T3-L1 전지방세포에 대한 분화 억제 활성을 검증하였다. 아이스플랜트의 유리아미노산 총 함량은 32.57 mg/g이었으며, L-alanine 4.64 mg/g으로 가장 많이 함유되어 있었고 혈압저하 및 이뇨효과를 가지는 ${\gamma}$-aminobutyric acid는 2.60 mg/g을 함유한 것으로 나타났다. 아이스플랜트 용매분획별 ACE 저해 활성은 ethyl acetate 분획과 chloroform 분획에서 각각 $33.17{\pm}3.20{\sim}88.19{\pm}3.20%$, $23.72{\pm}2.89{\sim}86.78{\pm}2.24%$로 높은 활성을 나타내었고 butanol, water 및 hexane 분획에서는 각각 $8.86{\pm}1.20{\sim}41.21{\pm}2.49%$, $3.24{\pm}1.50{\sim}36.01{\pm}1.38%$, $-2.46{\pm}0.37~31.28{\pm}2.86%$로 나타났다. Ethyl acetate 분획과 chloroform 분획은 양성대조군인 Captopril(R)($19.51{\pm}3.44{\sim}84.72{\pm}1.06%$) 및 Enalapril(R)($24.93{\pm}1.12{\sim}91.32{\pm}3.62%$)과 유사한 저해 활성을 나타내었다. 3T3-L1 지방전구세포의 지방구 생성억제 정도를 측정한 결과 ethyl acetate 분획과 butanol 분획에서 대조군에 비하여 $53.00{\pm}0.45{\sim}65.75{\pm}0.31%$와 $44.16{\pm}0.29{\sim}63.32{\pm}0.36%$로 가장 많이 감소하였고 chloroform 분획과 hexane 분획은 $38.33{\pm}0.09{\sim}56.55{\pm}0.50%$, $31.17{\pm}0.50{\sim}55.10{\pm}1.93%$, water 분획은 $26.32{\pm}2.27{\sim}49.48{\pm}0.05%$로 모든 분획에서 농도 의존적으로 3T3-L1 지방전구세포의 지방 축적을 억제하는 것으로 확인하였다. 이상의 결과로부터 아이스플랜트는 다양한 생리활성 물질을 함유하고 있으며, 항고혈압과 항비만의 생리활성 효과를 가지는 것을 확인하여 기능성 식품 소재로서의 가치가 뛰어나다고 판단된다.
본 연구에서는 아이스플랜트의 기능성 식품소재로의 우수성을 알아보기 위하여 유리아미노산을 분석하고 추출용매에 따른 ACE 저해 활성과 3T3-L1 전지방세포에 대한 분화 억제 활성을 검증하였다. 아이스플랜트의 유리아미노산 총 함량은 32.57 mg/g이었으며, L-alanine 4.64 mg/g으로 가장 많이 함유되어 있었고 혈압저하 및 이뇨효과를 가지는 ${\gamma}$-aminobutyric acid는 2.60 mg/g을 함유한 것으로 나타났다. 아이스플랜트 용매분획별 ACE 저해 활성은 ethyl acetate 분획과 chloroform 분획에서 각각 $33.17{\pm}3.20{\sim}88.19{\pm}3.20%$, $23.72{\pm}2.89{\sim}86.78{\pm}2.24%$로 높은 활성을 나타내었고 butanol, water 및 hexane 분획에서는 각각 $8.86{\pm}1.20{\sim}41.21{\pm}2.49%$, $3.24{\pm}1.50{\sim}36.01{\pm}1.38%$, $-2.46{\pm}0.37~31.28{\pm}2.86%$로 나타났다. Ethyl acetate 분획과 chloroform 분획은 양성대조군인 Captopril(R)($19.51{\pm}3.44{\sim}84.72{\pm}1.06%$) 및 Enalapril(R)($24.93{\pm}1.12{\sim}91.32{\pm}3.62%$)과 유사한 저해 활성을 나타내었다. 3T3-L1 지방전구세포의 지방구 생성억제 정도를 측정한 결과 ethyl acetate 분획과 butanol 분획에서 대조군에 비하여 $53.00{\pm}0.45{\sim}65.75{\pm}0.31%$와 $44.16{\pm}0.29{\sim}63.32{\pm}0.36%$로 가장 많이 감소하였고 chloroform 분획과 hexane 분획은 $38.33{\pm}0.09{\sim}56.55{\pm}0.50%$, $31.17{\pm}0.50{\sim}55.10{\pm}1.93%$, water 분획은 $26.32{\pm}2.27{\sim}49.48{\pm}0.05%$로 모든 분획에서 농도 의존적으로 3T3-L1 지방전구세포의 지방 축적을 억제하는 것으로 확인하였다. 이상의 결과로부터 아이스플랜트는 다양한 생리활성 물질을 함유하고 있으며, 항고혈압과 항비만의 생리활성 효과를 가지는 것을 확인하여 기능성 식품 소재로서의 가치가 뛰어나다고 판단된다.
Mesembryanthemum crystallinum (Family: Aizoaceae) is an annual plant consisting of ice crystal-shaped bladder cells, which is responsible for its common name ice plant. This study investigated biological activities according to general components and extraction solvent in order to examine the functi...
Mesembryanthemum crystallinum (Family: Aizoaceae) is an annual plant consisting of ice crystal-shaped bladder cells, which is responsible for its common name ice plant. This study investigated biological activities according to general components and extraction solvent in order to examine the functionality of ice plant. The total content of free amino acids was 32.57 mg/g, including 4.64 mg/g of L-alanine as the most abundant and 2.60 mg/g of ${\gamma}$-aminobutyric acid. Regarding angiotensin converting enzyme inhibitory activities of solvent fractions of ice plant, ethyl acetate fraction and chloroform fraction showed activities of $33.17{\pm}3.20{\sim}88.19{\pm}3.20%$ and $23.72{\pm}2.89{\sim}86.78{\pm}2.24%$, respectively, similar to $Captopril^{(R)}$ ($19.51{\pm}3.44{\sim}84.72{\pm}1.06%$) and $Enalapril^{(R)}$ ($24.93{\pm}1.12{\sim}91.32{\pm}3.62%$) as positive control groups. Regarding inhibition of lipid droplet production in 3T3-L1 preadipocytes by ice plant, anti-adipogenic activities were $53.00{\pm}0.45{\sim}65.75{\pm}0.31%$ and $44.16{\pm}0.29{\sim}63.32{\pm}0.36%$ in the ethyl acetate fraction and butanol fraction, respectively, showing the lowest lipid droplet production. The chloroform fraction and hexane fraction showed activities of $38.33{\pm}0.09{\sim}56.55{\pm}0.50%$ and $31.17{\pm}0.50{\sim}55.10{\pm}1.93%$, respectively, whereas the water fraction showed activity of $26.32{\pm}2.27{\sim}49.48{\pm}0.05%$. Therefore, all solvent fractions inhibited fat accumulation of 3T3-L1 preadipocytes according to treatment concentration. According to the results above, it would be possible to utilize ice plant as a new health functional material.
Mesembryanthemum crystallinum (Family: Aizoaceae) is an annual plant consisting of ice crystal-shaped bladder cells, which is responsible for its common name ice plant. This study investigated biological activities according to general components and extraction solvent in order to examine the functionality of ice plant. The total content of free amino acids was 32.57 mg/g, including 4.64 mg/g of L-alanine as the most abundant and 2.60 mg/g of ${\gamma}$-aminobutyric acid. Regarding angiotensin converting enzyme inhibitory activities of solvent fractions of ice plant, ethyl acetate fraction and chloroform fraction showed activities of $33.17{\pm}3.20{\sim}88.19{\pm}3.20%$ and $23.72{\pm}2.89{\sim}86.78{\pm}2.24%$, respectively, similar to $Captopril^{(R)}$ ($19.51{\pm}3.44{\sim}84.72{\pm}1.06%$) and $Enalapril^{(R)}$ ($24.93{\pm}1.12{\sim}91.32{\pm}3.62%$) as positive control groups. Regarding inhibition of lipid droplet production in 3T3-L1 preadipocytes by ice plant, anti-adipogenic activities were $53.00{\pm}0.45{\sim}65.75{\pm}0.31%$ and $44.16{\pm}0.29{\sim}63.32{\pm}0.36%$ in the ethyl acetate fraction and butanol fraction, respectively, showing the lowest lipid droplet production. The chloroform fraction and hexane fraction showed activities of $38.33{\pm}0.09{\sim}56.55{\pm}0.50%$ and $31.17{\pm}0.50{\sim}55.10{\pm}1.93%$, respectively, whereas the water fraction showed activity of $26.32{\pm}2.27{\sim}49.48{\pm}0.05%$. Therefore, all solvent fractions inhibited fat accumulation of 3T3-L1 preadipocytes according to treatment concentration. According to the results above, it would be possible to utilize ice plant as a new health functional material.
아이스플랜트 추출물에 대해 지방생성 예방 및 지방분해 증가(14)가 보고된 바 있으나, 아이스플랜트의 추출용매별 생리활성에 대한 연구는 아직 보고된 바 없다. 본 연구에서는 아이스플랜트의 추출용매에 따른 ACE 저해 활성과 3T3-L1 전지방세포를 이용한 지방세포 분화억제 효과를 측정하였고, 이를 통해 아이스플랜트의 생리활성 물질에 대한 기초자료를 제공하고 기능성 식품 소재로의 우수성을 알아보고자 하였다.
제안 방법
ACE 저해 활성 측정은 기질 hippuryl-L-histidyl-Lleucine(Hip-His-Leu)에 ACE가 작용하여 생성된 hippuric acid를 측정하는 Cushman과 Cheung(15)의 spectrophotometric assay 방법을 변형하여 측정하였다. Rabbit lung acetone powder(L-0756, Sigma-Aldrich, St.
아이스플랜트 분획물이 3T3-L1 지방전구세포에서 지방세포로 분화되는 과정에서 세포 내 lipid droplet 및 중성지방의 축적에 영향을 미치는지 확인하기 위하여 Oil Red O염색법을 시행하여 중성지방의 양을 측정하였다. Oil Red O는 중성지방과 cholesterol만을 특이적으로 염색하고 그 외에 인지질, 유리지방산 등은 염색되지 않기 때문에 지방세포의 분화 정도를 확인할 수 있다(26).
대상 데이터
실험에 사용한 아이스플랜트는 송이애농장(Sacheon, Korea)으로부터 구입하여 깨끗이 세정한 후 동결 건조하여 사용하였다. 건조된 아이스플랜트 분말 200 g에 4 L의 메탄올을 가하여 실온에서 3일간 각각 3회 추출・여과한 후 합하여 농축하고 증류수에 현탁하였다.
데이터처리
실험결과는 SPSS(Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc., Chicago IL, USA) program ver. 21.0을 이용하여 일원배치분산분석(one-way ANOVA)을 실시하고 유의성이 있는 경우에 Duncan의 다중범위검정(Duncan’s multiple range test)으로 시료 간의 유의차를 검정하였다(P<0.05).
이론/모형
추출물에 의한 3T3-L1 지방전구세포의 세포독성을 확인하기 위해 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide(MTT) assay(18)를 수행하였다. 세포를 24-well plate에 2×104 cells/well로 분주하여 10% FBS가 포함된 DMEM을 넣어 24시간 동안 안정화시킨 후, 시료를 농도별로 희석한 배지를 처리하여 5% CO2, 37°C 조건에서 다시 24시간 배양하였다.
성능/효과
36%로 가장 많이 감소하였다. Chloroform 분획과 hexane 분획에서는 38.33±0.09~56.55±0.50%와 31.17±0.50~55.10±1.93%였고 water 분획은 26.32±2.27~49.48±0.05%로 감소하였으며, 모든 분획에서 농도 의존적으로 3T3-L1 지방전구세포의 지방 축적을 억제하였다(Fig. 2). 이와 같은 결과로 미루어 보아 아이스플랜트는 지방세포의 분화를 억제하는 기능성을 나타냄을 확인할 수 있었고 가장 높은 억제활성을 보인 ethyl acetate 분획 내의 활성 성분에 대한 추가적인 연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다.
아이스플랜트 용매분획물의 ACE 저해 활성을 알아본 결과 ethyl acetate 분획과 chloroform 분획에서 각각 33.17±3.20~88.19±3.20%와 23.72±2.89~86.78±2.24%로 다른 분획에 비하여 유의적으로 높은 활성으로 나타났다. Butanol, water 및 hexane 분획에서는 각각 8.
후속연구
2). 이와 같은 결과로 미루어 보아 아이스플랜트는 지방세포의 분화를 억제하는 기능성을 나타냄을 확인할 수 있었고 가장 높은 억제활성을 보인 ethyl acetate 분획 내의 활성 성분에 대한 추가적인 연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다. 한편 조릿대의 잎과 줄기의 분획물에 대한 항비만 활성을 3T3-L1을 이용하여 실험한 결과 dichloromethane과 ethyl acetate 분획에서 지방전구세포의 분화가 유의적으로 억제되었다고 보고하였으며(27), 하수오 분획물의 전지방세포 분화억제 활성에서도 ethyl acetate 분획에서 유의적으로 높은 억제율을 나타내었다고 하였다(28).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
지방세포의 분화 과정은?
비만은 체지방이 과도하게 축적되는 현상으로 지방세포의 비정상적인 크기와 숫자는 지방축적의 직접적인 원인이다. 지방세포는 mesenchymal precursor에서 preadipocyte를 거쳐 분화되며, 분화과정 동안 지방축적, 크기의 증가 이후 새로운 preadipocyte로부터 분화된다(2). 지방세포의 크기 증가(hypertrophy)와 숫자 증가(hyperplasia)는 비만뿐 아니라 염증, 고혈압, 당뇨병 등 만성대사 질환을 증가시키는 위험요소이다(3).
화학 합성 치료제가 있음에도 고혈압 치료를 위해 천연물 유래 angiotensin-converting enzyme 저해제를 만들려는 이유는 무엇인가?
따라서 ACE의 활성을 저해함으로써 혈압의 증가를 억제할 수 있게 된다(9,10). 고혈압 치료제를 개발하기 위해 ACE를 저해하는 물질인 Captopril®과 Enalapril® 등을 포함하여 다양한 저해제가 연구되었으나 화학 합성치료제들은 헛기침, 미각 장애 및 피부홍진 등의 부작용을 나타낸다고 보고된 바 있다(11). 따라서 최근에는 식품과 같은 천연물 유래의 ACE 저해제 개발에 많은 관심을 기울이고 있다.
비만이란?
최근 현대사회는 식습관과 더불어 운동 부족, 스트레스, 과음, 흡연 등의 이유로 비만 인구가 증가하고 있다(1). 비만은 체지방이 과도하게 축적되는 현상으로 지방세포의 비정상적인 크기와 숫자는 지방축적의 직접적인 원인이다. 지방세포는 mesenchymal precursor에서 preadipocyte를 거쳐 분화되며, 분화과정 동안 지방축적, 크기의 증가 이후 새로운 preadipocyte로부터 분화된다(2).
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