[논문]LPS로 유도된 RAW 264.7 세포에 대한 레몬 머틀 잎 추출물의 항염증 효과

김판길; 정경임; 최영주; 갈상완

doi:10.5352/jls.2017.27.9.986

LPS로 유도된 RAW 264.7 세포에 대한 레몬 머틀 잎 추출물의 항염증 효과
Anti-inflammatory Effects of Lemon Myrtle (Backhousia citriodora) Leaf Extracts in LPS-induced RAW 264.7 Cells 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.27 no.9 = no.209, 2017년, pp.986 - 993

김판길 (경남과학기술대학교 제약공학과) , 정경임 (신라대학교 식품영양학과) , 최영주 (신라대학교 식품영양학과) , 갈상완 (경남과학기술대학교 제약공학과)

초록
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본 연구에서는 레몬 머틀 잎 열수 및 에탄올 추출물을 이용하여 항산화 활성과 NO 소거능 및 RAW 264.7 세포에서의 항염증 활성에 미치는 영향을 확인하였다. 레몬 머틀 열수 및 에탄올 추출물의 총 페놀 함량은 각각 207.44와 $331.54{\mu}g\;TAE/mg$이었고, DPPH radical 소거능은 0.5 mg/ml 농도에서 각각 90.69%와 92.50%로 나타났으며, SOD 활성은 1 mg/ml 농도에서 각각 106.22%와 103.58%로 나타났다. 아질산염 소거능 분석에서는 열수와 에탄올 추출물 1 mg/ml 농도, pH 1.2에서 81.06%와 91.03%로 에탄올 추출물의 소거능이 높은 것으로 나타났다. 레몬머틀의 항염증 활성을 측정하기 위하여 대식세포에 LPS를 처리하여 세포 내 NO 생성을 유도한 후 열수 및 에탄올 추출물을 처리하여 각각의 추출물이 NO 활성에 미치는 영향을 분석한 결과 각 추출물 모두 농도 의존적으로 감소하였다. 또한 LPS에 의해 증가된 iNOS 단백질 발현 또한 농도 의존적으로 감소하였다. 이상의 결과에서와 같이 레몬 머틀 잎은 항산화 및 항염증 효과가 있는 것으로 나타났기에 천연물 소재로서의 활용도가 높을 것으로 생각된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Lemon myrtle (Backhousia citriodora) has been identified as one of the plants that are likely to undergo important commercial exploitation. This study was carried out to investigate the anti-inflammatory activities and nitric oxide synthase (iNOS) expression of hot water (LMW) and 80% ethanol (LME) extracts from lemon myrtle leaf in lipopolysaccharide-induced (LPS) RAW 264.7 cells. The total phenol content of LMW and LME was 207.44 and $331.54{\mu}g$ tannic acid equivalents (TAE)/mg, respectively (p<0.01). DPPH radical scavenging activities of LMW and LME were remarkably increased in a dose-dependent manner, and were about 90.69% and 92.50% at 0.5 mg/ml, respectively. Superoxide dismutase (SOD) activities of LMW and LME were 106.22% and 103.58% at 1 mg/ml, respectively. The highest activity (91.03%) of nitrite-scavenging was observed for LME at 1 mg/ml at pH 1.2, while the activity for LMW was about 81.03% under the same conditions (p<0.05). Anti-inflammatory effect was examined in LPS stimulated RAW 264.7 cells. Nitric oxide (NO) production were reduced to 35.41% and 78.39% by addition of LMW and LME at 0.5 mg/ml, respectively (p<0.05). LMW and LME reduced protein expression of inducible nitric oxide synthase (iNOS) in a dose-dependent manner (p<0.05). These results, we conclude that lemon myrtle may be a highly valuable natural product owing to its high-quality functional components as well as its anti-oxidant and anti-inflammatory activities.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

레몬 머틀에 관한 연구는 essential oil의 세포독성[14], 피부독성[15], 항균 및 항곰팡이 활성[50]과 레몬 머틀 잎의 항산화 효과[31]와 골 형성에 미치는 영향[5] 등이 보고되어 있으나 레몬 머틀 잎의 항염증 효과에 관한 연구는 거의 없는 실정이다. 본 연구에서는 레몬 머틀 잎의 열수 및 에탄올 추출물을 이용하여 총 폴리페놀 함량과 DPPH radical 소거능 및 SOD 활성을 조사하여 항산화 활성을 알아보고, LPS로 유도된 RAW 264.7 대식세포를 통해 NO 활성 및 iNOS 단백질 발현에 미치는 항염증 효과를 확인하여 새로운 소재로서의 가능성을 확인하고자 한다.

제안 방법

활성 질소종(reactive nitrogen species)의 하나인 NO (Nitric oxide)는 반응성이 큰 free radical로 인체 내에서 생리적이나 병리적 반응에서 중요한 물질로 L-arginine의 guanidino nitrogen으로부터 NOS에 의해 L-citrulline으로 합성되며 적절 수준에서는 면역조절과 혈관확장, 신경전달 및 혈소판 억제 등의 기능을 하지만 과량으로 생성되면 염증반응을 촉진하고 관절염, 다발성 경화증, 기관지염 등의 병적 반응을 일으킬 뿐만 아니라[29] 신경손상 및 유전자 변이를 유발한다[51]. 레몬 머틀의 항염증 활성을 측정하기 위하여 대식세포에 LPS를 처리하여 세포 내 NO생성을 유도한 후 100~500 μg/ml의 레몬 머틀 열수 및 에탄올 추출물을 처리하여 각각의 추출물이 NO 활성에 미치는 영향을 분석하였다(Fig. 4B). LPS에 의해 유도된 대식세포의 NO 합성은 각 추출물 모두 농도 의존적으로 감소하였는데(p<0.

대상 데이터

RAW 264.7 대식세포는 100 units/ml의 penicillin, 100 μg/ml streptomycin과 10%의 fetal bovine serum이 함유된 Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM)을 사용하여 37℃, 5% CO₂ incubator에서 배양하였다. 배양된 세포는 2~3일에 한번 refeeding하면서 배양하여 세포분화가 최대에 도달하였을 때 phosphate buffered saline (PBS)으로 세포를 세척한 후 scraper를 이용하여 세포를 분리한 뒤 원심분리 하여 세포를 모든 다음 세포와 배지를 잘 혼합하여 계대배양하며 사용하였다.
본 연구에 사용한 레몬 머틀 잎(호주산)은 상황가(Sanghwanga, Busan, Korea)에서 제공받아 후드믹서(FM-681C, HANIL ELECTRIC, Seoul, Korea)로 분쇄하여 시료로 사용하였다. 레몬 머틀 잎 분말 50 g에 용매(증류수, 80% 에탄올) 500 ml을 가하여 증류수 추출은 80℃에서 12시간, 에탄올 추출은 상온에서 24시간 동안 추출하였다.

데이터처리

실험결과는 통계 SAS package (Statistical Analysis System, Version 9.1, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 사용하여 각 시료의 평균과 표준편차를 계산하였고, 분산분석(ANOVA)과 Duncan's multiple range test를 실시하여 p<0.05 level에서 시료간의 유의차를 검정하였으며, 추출 용매별 폴리페놀 함량 차이분석을 위해 t-test를 실시하였다.

이론/모형

이는 대식세포에서 cytokine이나 LPS에 의해 염증성 매개물질들이 과잉 생산되는 중요한 메커니즘이 된다[21]. 본 연구에서는 레몬 머틀 잎 추출물의 NO 생성을 감소시켰으므로 이러한 효과가 iNOS의 발현억제에 기인한 것인지를 확인하기 위하여 Western blot을 이용하여 염증유발인자인 iNOS 단백질 발현억제 효과를 house keeping gene인 β–actin을 positive control로 사용하여 측정하였다. 그 결과(Fig.

성능/효과

Jeong 등[20]은 iNOS 단백질 발현억제는 NO 생성 억제에 영향을 주는 것으로 보고하였는데 본 연구결과 또한 레몬 머틀 잎 추출물의 NO 생성 억제증과 iNOS 단백질 발현 억제능 사이에 유사한 경향을 보였다. 따라서 레몬 머틀 잎 추출물에 의한 iNOS 단백질 발현 억제능은 NO 생성 억제에 영향을 주는 것으로 판단되며, 이로써 레몬 머틀 잎 추출물이 염증반응조절제로서 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
이러한 DPPH assay는 식물의 항산화 활성을 비교적 간단하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 실제 항산화 활성과도 매우 높은 연관성이 있기에 많이 사용되고 있다[7]. 레몬 머틀 열수 및 에탄올 추출물의DPPH radical 소거능을 측정한 결과(Fig. 1) 농도 의존적으로 증가하였으며(p<0.05), 0.5 mg/ml 농도에서는 각각 90.69%와 92.50%로 같은 농도의 비타민 C (93.3%)와 유사한 높은 활성을 보였다. Chen [5]의 연구에서는 국내산 레몬 머틀 열수 및 에탄올 추출물 0.

후속연구

8%의 높은 활성이 있는 것으로 보고하였다. 따라서 본 연구결과 레몬 머틀 추출물은 superoxide radical 제거에 도움을 줄 수 있는 것으로 판단되며 추후 생리활성을 나타내는 물질 규명 연구가 필요한 것으로 생각된다.
Lee 등[38]은 천연식물 성분이 아질산염 소거에 미치는 영향을 분석한 결과 녹차, 두충 등 다류의 아질산염 소거능은 반응 용액의 pH가 낮을수록 높게 나타났으며, 아질산염 소거능에 영향을 주는 물질은 주로 페놀성 화합물이라고 보고하였다. 본 연구결과 레몬 머틀 추출물은 높은 아질산염 소거능을 보이므로 천연 첨가물 및 기능성 식품소재로서의 가능성이 있는 것으로 생각된다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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