청도반시(Diospyros kaki Thunb. cv. Cheongdo-Bansi) 탈삽 껍질 추출물의 산화스트레스로부터 PC-12 신경세포 보호 효과 Neuroprotective effects of astringency-removed peel extracts of Diospyros kaki Thunb. cv. Cheongdo-Bansi on oxidatively-stressed PC-12 cells원문보기
본 연구에서는 떫은 감인 청도반시(Diospyros kaki Thunb. cv. Cheongdo-Bansi)를 탈삽하여 곶감으로 만드는 과정 중에 다량의 부산물로 생겨나는 감 껍질을 활용하고자 산화방지능 및 신경세포 보호능을 평가하였다. 탈삽한 감 껍질을 40% (v/v) 에탄올-물혼합용액을 사용하여 초음파 추출을 한 후에, 가열처리와 비가열처리 방법을 이용하여 각각의 추출물을 확보하였다. 가열처리한 추출물이 비가열처리로 얻어진 것에 비해서 총페놀 함량, 총플라보노이드 함량, 산화방지능에서 약 1.3-1.8배 더 높았다. 비가열처리 추출물과 비교하여, 가열처리한 것이 PC-12 신경세포의 생존율 더 높이고, 세포 내 산화스트레스를 좀 더 완화하였다. AChE와 BChE 억제능 역시 가열처리한 추출물이 비가열처리로 얻은 추출물보다 더 높았다. 이러한 결과들은 산화방지능을 보유하며 콜린가수분해효소를 억제하는 기능성 소재 발굴을 위한 탈삽 감껍질 추출물 활용 가능성을 보여준다.
본 연구에서는 떫은 감인 청도반시(Diospyros kaki Thunb. cv. Cheongdo-Bansi)를 탈삽하여 곶감으로 만드는 과정 중에 다량의 부산물로 생겨나는 감 껍질을 활용하고자 산화방지능 및 신경세포 보호능을 평가하였다. 탈삽한 감 껍질을 40% (v/v) 에탄올-물혼합용액을 사용하여 초음파 추출을 한 후에, 가열처리와 비가열처리 방법을 이용하여 각각의 추출물을 확보하였다. 가열처리한 추출물이 비가열처리로 얻어진 것에 비해서 총페놀 함량, 총플라보노이드 함량, 산화방지능에서 약 1.3-1.8배 더 높았다. 비가열처리 추출물과 비교하여, 가열처리한 것이 PC-12 신경세포의 생존율 더 높이고, 세포 내 산화스트레스를 좀 더 완화하였다. AChE와 BChE 억제능 역시 가열처리한 추출물이 비가열처리로 얻은 추출물보다 더 높았다. 이러한 결과들은 산화방지능을 보유하며 콜린가수분해효소를 억제하는 기능성 소재 발굴을 위한 탈삽 감껍질 추출물 활용 가능성을 보여준다.
Astringent persimmon (Diospyros kaki Thunb. cv. Cheongdo-Bansi) peel with the astringency removed, which is a by-product of dried persimmon (gotgam), was investigated for its antioxidant and neuroprotective properties. A mixture of peel and 40% (v/v) aqueous ethanol was subjected to ultrasonication ...
Astringent persimmon (Diospyros kaki Thunb. cv. Cheongdo-Bansi) peel with the astringency removed, which is a by-product of dried persimmon (gotgam), was investigated for its antioxidant and neuroprotective properties. A mixture of peel and 40% (v/v) aqueous ethanol was subjected to ultrasonication and then thermal and nonthermal treatments, to produce thermally-treated and nonthermally-treated persimmon peel extracts (TPE and NTPE, respectively). The total phenolic and flavonoid contents and the antioxidant capacity of TPE was approximately 1.3-1.8 times higher than those of NTPE. TPE resulted in the increased viability of neuronal PC-12 cells compared with NTPE. Furthermore, intracellular oxidative stress in PC-12 cells was more decreased by treatment with TPE than NTPE. Cholinesterases, such as acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase, were more inhibited by treatment with TPE than NTPE. These results suggest that TPE is useful as a functional material to decrease oxidative stress in neuronal cells and to inhibit cholinesterases.
Astringent persimmon (Diospyros kaki Thunb. cv. Cheongdo-Bansi) peel with the astringency removed, which is a by-product of dried persimmon (gotgam), was investigated for its antioxidant and neuroprotective properties. A mixture of peel and 40% (v/v) aqueous ethanol was subjected to ultrasonication and then thermal and nonthermal treatments, to produce thermally-treated and nonthermally-treated persimmon peel extracts (TPE and NTPE, respectively). The total phenolic and flavonoid contents and the antioxidant capacity of TPE was approximately 1.3-1.8 times higher than those of NTPE. TPE resulted in the increased viability of neuronal PC-12 cells compared with NTPE. Furthermore, intracellular oxidative stress in PC-12 cells was more decreased by treatment with TPE than NTPE. Cholinesterases, such as acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase, were more inhibited by treatment with TPE than NTPE. These results suggest that TPE is useful as a functional material to decrease oxidative stress in neuronal cells and to inhibit cholinesterases.
또한 PC-12 신경세포를 이용하여 산화스트레스에 의한 세포손상으로부터 신경세포 보호 효과 및 콜린가수분해효소(cholinesterase) 억제능을 평가하였다. 이를 통해 곶감 제조 부산물인 탈삽된 껍질로부터 산화방지능을 토대로 한 신경세포 보호 소재 개발을 위한 기반을 마련하고자 하였다.
제안 방법
식물체로부터 더 높은 산화방지능을 얻기 위해서는 이러한 결합을 떼어내거나, 가열처리 공정을 통해 저분자 형태로 만들 필요가 있다(14-16). 그러므로, 본 연구에서는 떫은 감을 이용하여 곶감을 만들어 내는 과정 중에 생성되는 주요한 부산물인 탈삽된 껍질을 이용하여 가열처리 추출물과 비가열처리 추출물을 만들고, 총페놀 함량, 총플라보노이드 함량, 산화방지능을 측정하였다. 또한 PC-12 신경세포를 이용하여 산화스트레스에 의한 세포손상으로부터 신경세포 보호 효과 및 콜린가수분해효소(cholinesterase) 억제능을 평가하였다.
그러므로, 본 연구에서는 떫은 감을 이용하여 곶감을 만들어 내는 과정 중에 생성되는 주요한 부산물인 탈삽된 껍질을 이용하여 가열처리 추출물과 비가열처리 추출물을 만들고, 총페놀 함량, 총플라보노이드 함량, 산화방지능을 측정하였다. 또한 PC-12 신경세포를 이용하여 산화스트레스에 의한 세포손상으로부터 신경세포 보호 효과 및 콜린가수분해효소(cholinesterase) 억제능을 평가하였다. 이를 통해 곶감 제조 부산물인 탈삽된 껍질로부터 산화방지능을 토대로 한 신경세포 보호 소재 개발을 위한 기반을 마련하고자 하였다.
대상 데이터
2015년 8월에 경상북도 청도군에서 수확한 청도반시를 곶감을 만들기 위해 탈삽하고 부산물로 나오는 껍질을 냉동 건조 후 분쇄기(FM-909W, Hanil Electric, Seoul, Korea)를 이용하여 분쇄한 후 −20°C에서 보관하여 실험에 사용하였다. 냉동 건조한 껍질 0.
본 실험에 사용한 PC-12 신경세포는 쥐의 부신 수질(adrenal medulla)의 갈색세포종(pheochromocytoma) 유래의 세포주로, American Type Culture Collection (Manassas, VA, USA)에서 구입하여 사용하였다. 세포배양을 위하여 사용한 배지는 RPMI 1640 배지에 10% 열불활성 FBS, 100 unit/mL 페니실린, 100 µg/mL 스트렙토마이신을 첨가하여 사용하였고, 37°C, 5% CO2 조건의 배양기(CO2 incubator BB 15, Thermo Electron LED GmbH, Langenselbold, Germany)에 배양하여 사용하였다.
데이터처리
, Chicago, IL, USA)을 이용하였다. 각 평균값의 차이를 검증하기 위하여 ANOVA 분석을 실시하였고, p<0.05 유의수준에서 스튜던트의 t 검정(student’s t-test)과 던컨의 다중검정(Duncan’s multiple range test)으로 유의차를 검증하였다.
모든 추출 및 정량 분석은 3회 반복하여 평균±표준편차로 나타내었다. 통계분석은 SPSS 프로그램(ver.
성능/효과
또한 감 껍질 추출물이 허혈유도 신경세포 손상으로부터 산화방지 작용을 통해 PC-12 신경세포를 보호한다고 보고되었다(26). 따라서, 탈삽한 감 껍질 추출물은 과산화수소로 유도된 산화스트레스에 대하여 껍질에 존재하는 페놀화합물 같은 산화방지제에 의해서 신경세포를 보호하는 것으로 여겨진다.
6배 높았다. 본 연구의 총페놀 및 총플라보노이드 함량의 결과와 유사하게, NTPE에 비해서 TPE에서 산화방지능이 더 높은 경향을 보였다. Kim 등(22)은 산화방지능이 비가열처리 감(Diospyros kaki L.
3B). 탈삽 감 껍질 추출물이 AChE 활성을 저해하는 것과 마찬가지로 BChE 활성을 어느 정도 저해하는 것으로 나타났다. TPE 처리가 NTPE 처리와 비교하여 더 높은 억제능을 가지는 것을 확인하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
활성산소 종류는?
활성산소(reactive oxygen species, ROS)는 생체 내에서 세포의 정상적인 신진대사를 통해서 뿐만 아니라, 자외선 등 여러 외적 요인에 의해 생성된다(1). 활성산소로는 초과산화물(superoxide), 과산화수소(hydrogen peroxide), 일중항산소(singlet oxygen), 수산화 라디칼(hydroxyl radical) 등이 존재한다. 활성산소로부터 발생하는 산화스트레스(oxidative stress)는 단백질 변성, 지질과산화, DNA 손상, 효소 불활성화 등을 유발하고 세포 괴사나 세포 자살을 유도하여 결국에는 류마티스, 암, 노화 유발 및 알츠하이머병과 같은 퇴행성 신경질환을 유발하기도 한다(2).
감이란?
감(Diospyros kaki)은 감나무과에 속하는 과일로 동아시아 지역, 그 중에서도 한국, 일본, 중국 등지에서 주로 재배되고 있다. 감은 예로부터 딸꾹질, 기침, 고혈압, 동상과 같은 질병에 약재로서 사용되어 왔다(5).
식물체에 가열과정을 통해서 산화방지능을 높일 수 있는 근거는?
하지만, 이와 대조적으로 오히려 가열과정을 통해서 산화방지능이 높아질 수 있다는 연구도 보고되고 있다(11,12). 식물체의 많은 페놀화합물들은 불용성 중합체와 함께 공유결합을 한 형태로 존재하고 있다(13). 식물체로부터 더 높은 산화방지능을 얻기 위해서는 이러한 결합을 떼어내거나, 가열처리 공정을 통해 저분자 형태로 만들 필요가 있다(14-16). 그러므로, 본 연구에서는 떫은 감을 이용하여 곶감을 만들어 내는 과정 중에 생성되는 주요한 부산물인 탈삽된 껍질을 이용하여 가열처리 추출물과 비가열처리 추출물을 만들고, 총페놀 함량, 총플라보노이드 함량, 산화방지능을 측정하였다.
참고문헌 (29)
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