가시여지잎(Annona muricata L.) 에탄올 추출물과 조다당 분획분의 면역활성 비교 A comparative study of the immuno-modulatory activities of ethanol extracts and crude polysaccharide fractions from Annona muricata L.원문보기
본 연구는 가시여지 잎 에탄올 추출물(ALE) 및 조다당 추출물(ALP)의 면역 활성에 관하여 비교하기 위하여, 선천 및 적응면역에서 중추적인 역할을 수행하는 큰포식세포에 ALE 및 ALP를 처리하여 세포 증식률, 산화질소 분비능, 사이토카인(종양괴사인자, IL-6, $IL-1{\beta}$) 분비능 및 기전 분석을 통한 신호전달에 관하여 관찰하였다. ALE 및 ALP를 큰포식세포에 처리하여 면역활성에 관하여 비교하였을 때, 큰포식세포 면역활성의 바이오-마커인 산화질소, 사이토카인의 분비능 및 iNOS의 세포내 발현이 ALP 처리구에서 유의적으로 증가되는 것으로 관찰되었으며, 기전분석결과, ALP의 처리는 MPAKs의 인산화 및 $NF-{\kappa}B$의 핵내 이동성을 증가시켜 면역활성을 증가시키는 것으로 관찰되었다. 따라서, ALP의 높은 면역활성은 MPAKs의 인산화 및 $NF-{\kappa}B$의 활성과 밀접한 관련이 있는 것으로 판단된다.
본 연구는 가시여지 잎 에탄올 추출물(ALE) 및 조다당 추출물(ALP)의 면역 활성에 관하여 비교하기 위하여, 선천 및 적응면역에서 중추적인 역할을 수행하는 큰포식세포에 ALE 및 ALP를 처리하여 세포 증식률, 산화질소 분비능, 사이토카인(종양괴사인자, IL-6, $IL-1{\beta}$) 분비능 및 기전 분석을 통한 신호전달에 관하여 관찰하였다. ALE 및 ALP를 큰포식세포에 처리하여 면역활성에 관하여 비교하였을 때, 큰포식세포 면역활성의 바이오-마커인 산화질소, 사이토카인의 분비능 및 iNOS의 세포내 발현이 ALP 처리구에서 유의적으로 증가되는 것으로 관찰되었으며, 기전분석결과, ALP의 처리는 MPAKs의 인산화 및 $NF-{\kappa}B$의 핵내 이동성을 증가시켜 면역활성을 증가시키는 것으로 관찰되었다. 따라서, ALP의 높은 면역활성은 MPAKs의 인산화 및 $NF-{\kappa}B$의 활성과 밀접한 관련이 있는 것으로 판단된다.
This study compared the immuno-modulatory effects of ethanol extracts (A. muricata L. ethanol extracts, ALE) and crude polysaccharide fraction (A. muricata L. crude polysaccharide fraction, ALP) from Annona muricata L. in macrophages. Immuno-modulatory activity was determined by assessing cell viabi...
This study compared the immuno-modulatory effects of ethanol extracts (A. muricata L. ethanol extracts, ALE) and crude polysaccharide fraction (A. muricata L. crude polysaccharide fraction, ALP) from Annona muricata L. in macrophages. Immuno-modulatory activity was determined by assessing cell viability, nitric oxide (NO) production, inducible NO synthase (iNOS) expression and cytokine production in RAW 264.7 a macrophage cell line. Both ALE and ALP treatment did not affect cytotoxicity, and ALP treatment significantly increased NO production. Additionally, cytokine production [tumor necrosis factor ($TNF-{\alpha}$; $2909.04{\pm}4.1pg/mL$), interleukin (IL)-6; $662.84{\pm}5.3pg/mL$, and $IL-1{\beta}$; $852.37{\pm}2.2pg/mL$), was highly increased in the ALP ($250{\mu}g/mL$) treated group compared to the ALE ($250{\mu}g/mL$) treated group ($TNF-{\alpha}$; $1564.50{\pm}6.1pg/mL$, IL-6; $517.24{\pm}4.1pg/mL$ and $IL-1{\beta}$; $237.23{\pm}1.8pg/mL$). Moreover, ALP treatment considerably increased the expression of mitogen-activated protein kinase (MAPKs) and nuclear $factor-{\kappa}B$ ($NF-{\kappa}B$) in the macrophages. Therefore, ALP can induce macrophage activation through MAPK and $NF-{\kappa}B$ signaling and this can be a potential candidate for development of nutraceuticals.
This study compared the immuno-modulatory effects of ethanol extracts (A. muricata L. ethanol extracts, ALE) and crude polysaccharide fraction (A. muricata L. crude polysaccharide fraction, ALP) from Annona muricata L. in macrophages. Immuno-modulatory activity was determined by assessing cell viability, nitric oxide (NO) production, inducible NO synthase (iNOS) expression and cytokine production in RAW 264.7 a macrophage cell line. Both ALE and ALP treatment did not affect cytotoxicity, and ALP treatment significantly increased NO production. Additionally, cytokine production [tumor necrosis factor ($TNF-{\alpha}$; $2909.04{\pm}4.1pg/mL$), interleukin (IL)-6; $662.84{\pm}5.3pg/mL$, and $IL-1{\beta}$; $852.37{\pm}2.2pg/mL$), was highly increased in the ALP ($250{\mu}g/mL$) treated group compared to the ALE ($250{\mu}g/mL$) treated group ($TNF-{\alpha}$; $1564.50{\pm}6.1pg/mL$, IL-6; $517.24{\pm}4.1pg/mL$ and $IL-1{\beta}$; $237.23{\pm}1.8pg/mL$). Moreover, ALP treatment considerably increased the expression of mitogen-activated protein kinase (MAPKs) and nuclear $factor-{\kappa}B$ ($NF-{\kappa}B$) in the macrophages. Therefore, ALP can induce macrophage activation through MAPK and $NF-{\kappa}B$ signaling and this can be a potential candidate for development of nutraceuticals.
따라서 본 연구에서 ALE 및 ALP의 처리가 매개하는 면역반응의 메커니즘에 관하여 분석하기 위하여, ALE 및 ALP 처리된 세포 내 MAPKs (p38, ERK1/2, 및 JNK)와 NF-κB의 활성화에 관하여 관찰하였다(Fig. 4). 양성처리구인 지질다당류 처리구(200 ng/ mL)에서 p38, ERK1/2, JNK의 인산화가 증가되었으며, 핵 내 NFκB의 발현 또한 증가하였다.
제안 방법
본 연구는 가시여지 잎에서 분리한 에탄올 추출물(ethanol extracts; ALE)과 조다당 분획물(crude polysaccharide fraction; ALP)의 면역 활성에 관하여 비교하기 위해 선천 면역계의 중심의 기능을 하는 마우스 기원의 큰포식세포주인 RAW 264.7에 ALE, ALP를 처리하여 면역조절 물질인 사이토카인, iNOS 단백질 발현 및 산화질소의 분비능을 조사하였으며, 정확한 신호전달 체계를 알아보기 위해 MAPKs의 인산화와 NF-kB의 발현 등에 미치는 영향에 관하여 관찰해 보았다.
대상 데이터
마우스 기원의 큰포식세포주인 RAW 264.7 cell은 한국세포주 은행(KCLB, Korea cell line bank, Seoul, Korea)에서 분양받아 사용하였으며, 배양을 위해 100 unit/mL 페니실린(penicillin) 및 100 unit/mL 스트렙토마이신(streptomycin)과 10% 소태아혈청(Fetal bovine serum: FBS)를 포함하는 Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 배지(Life Technology, Carlsbad, CA, USA)를 사용하였으며, 세포는 37℃, 5% CO2 배양기(Thermo, Carlsbad, CA, USA)에서 배양하였다.
본 연구에서 사용된 가시여지 잎은 (주)토담에서 제공받아 사용하였다. 건조된 가시여지 잎을 실험실용 분쇄기(NSG-1002SS, Hanil, Seoul, Korea)로 분쇄하여, 가시여지 잎 분말 50g에 400mL의 Distilled Water (DW)를 가하여 100℃에서 2시간 동안 열수추출 하였다.
데이터처리
이상의 실험에서 얻어진 결과는 Statistical Package for Social Sciences (SPSS, 10.0, IBM, Chicago, IL, USA) software를 이용하여 One Way ANOVA test로 분석하였으며, 시료 간의 유의성은 Student’s two tailed t-test로 *p<0.05, **p<0.01, 및 ***p<0.001 수준에서 비교하였다.
성능/효과
또한 핵 내 NF-κB의 발현이 MAPKs의 결과와 유사하게 증가되는 것으로 관찰되었다. 따라서 본 비교 연구에서 다당류 추출물인 ALP 처리구가 ALE 처리구보다 높은 면역활성을 유도하는 것으로 나타났으며, ALP의 처리는 MPAKs의 인산화 및 NF-κB의 핵내 이동성을 증가시켜 높은 면역활성을 유지하는 것으로 사료된다.
ALE 및 ALP를 125 및 250 μg/mL의 농도로 처리하여 큰포식세포 내 iNOS 발현을 관찰한 결과, 산화질소 결과와 유사하게 ALE 및 ALP 모든 처리구 세포 내 iNOS의 발현이 증가한 것을 관찰할 수 있었으며, ALE 및 ALP 처리구의 iNOS 발현량에 관하여 비교해본 결과, ALP 처리구에서 iNOS 발현량이 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 ALP 처리에 따른 산화질소 분비능의 증가는 세포 내 iNOS 발현이 증가에 따른 것으로 사료되며, 이러한 결과로 미루어 보아 가시여지 잎의 다당류 추출물(ALP)은 큰포식세포의 산화질소 분비능을 증가시켜 큰포식세포의 면역활성에 기여하는 것으로 판단된다.
또한 ALE 및 ALP 처리군을 비교하여 볼 때, ALP 처리구에서 모든 사이토카인(종양괴사인자, IL-6, IL-1β)의 함량이 높게 증가하는 경향이 나타났다. 이러한 결과로 미루어 보아, 가시여지 잎의 다당류 추출물(ALP)의 처리는 큰포식세포의 산화질소 분비능을 증가시키는 것뿐만 아니라, 사이토카인의 분비능을 조절하여 큰포식세포의 면역활성에 기여하는 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
아프리카에서 가시여지는 어떤 질병 치료에 이용되어 왔는가?
가시여지(Annona muricata)는 목련목 포포나무과(Magnoliales: Annonaceae)에 속하고, 멕시코, 쿠바, 중앙아메리카, 카리브제도에 주로 자생하며 껍질, 씨앗, 잎 및 등을 전통 약재로 음용해 왔다. 특히 아프리카 지역에서는 방광염, 당뇨병, 두통, 고혈압, 불면증, 간 질환, 염증, 경련, 및 피부질환에 개선에 이용해온 것으로 보고되어진다(1). 가시여지는 생리활성물질인 플라보노이드, 테르페노이드, 탄닌, 스테아르산을 다량 함유하고 있으며, 가시여지 추출물은 쥐의 췌장에서 분리한 B cells의 보호에 의한 항당뇨 효과(2), 간내 산화적 손상을 억제 및 방지 할 수 있는 항산화 활성 효과(3), 간암세포의 G1 세포 주기 정지 및 미토콘드리아 매개 경로를 통한 세포사멸 유도에 의한 항암효과가 있다고 보고되어 있다(4).
가시여지는 어떤 생리활성물질을 함유하고 있는가?
특히 아프리카 지역에서는 방광염, 당뇨병, 두통, 고혈압, 불면증, 간 질환, 염증, 경련, 및 피부질환에 개선에 이용해온 것으로 보고되어진다(1). 가시여지는 생리활성물질인 플라보노이드, 테르페노이드, 탄닌, 스테아르산을 다량 함유하고 있으며, 가시여지 추출물은 쥐의 췌장에서 분리한 B cells의 보호에 의한 항당뇨 효과(2), 간내 산화적 손상을 억제 및 방지 할 수 있는 항산화 활성 효과(3), 간암세포의 G1 세포 주기 정지 및 미토콘드리아 매개 경로를 통한 세포사멸 유도에 의한 항암효과가 있다고 보고되어 있다(4). 그러나 기연구된 결과들은 유기용매를 사용하여 추출한 분획물에 관한 연구들이며, 가시여지 조다당 추출물의 연구는 전무후무한 실정이다.
가시여지는 무엇인가?
가시여지(Annona muricata)는 목련목 포포나무과(Magnoliales: Annonaceae)에 속하고, 멕시코, 쿠바, 중앙아메리카, 카리브제도에 주로 자생하며 껍질, 씨앗, 잎 및 등을 전통 약재로 음용해 왔다. 특히 아프리카 지역에서는 방광염, 당뇨병, 두통, 고혈압, 불면증, 간 질환, 염증, 경련, 및 피부질환에 개선에 이용해온 것으로 보고되어진다(1).
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