[논문]자소엽(Perilla frutescens Britton var. acuta Kudo) 조다당류 추출물의 면역활성 효과

변의홍

doi:10.9721/kjfst.2017.49.5.559

자소엽(Perilla frutescens Britton var. acuta Kudo) 조다당류 추출물의 면역활성 효과
Immunomodulatory activities of crude polysaccharide fraction separated from Perilla frutescens Britton var. acuta Kudo 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.49 no.5, 2017년, pp.559 - 566

변의홍 (공주대학교 식품공학과)

초록
AI-Helper

본 연구는 자소엽 조다당 추출물(PCP)의 면역활성에 관하여 알아보기 위하여, 선천면역계의 대표적인 면역세포인 수지상세포 및 후천면역계의 대표적인 면역세포인 비장세포에 PCP를 처리하여 면역세포의 면역활성능에 관하여 측정하였다. 수지상세포에 PCP를 1, 5 및 $10{\mu}g/mL$의 농도를 처리한 결과, 세포생존율이 $103.4{\pm}3.8$, $108.8{\pm}2.1$, $117.8{\pm}3.3%$ (n =3)로 나타나 세포독성을 유발하지 않았으며, 주요 면역활성 인자인 산화질소의 분비능을 관찰한 결과, 각각 $2.7{\pm}0.2$, $4.5{\pm}0.2$, $7.3{\pm}0.3{\mu}M$ (n =3)로 농도 의존적으로 나타났다. 농도(1, 5 및 $10{\mu}g/mL$)별 PCP 처리구에서 사이토카인의 분비능을 관찰한 결과, TNF-${\alpha}$ ($372.3{\pm}0.32$, $604.8{\pm}0.54$ 및 $954.2{\pm}1.32pg/mL$), IL-6 ($508.4{\pm}0.39$, $761.5{\pm}1.34$ 및 $1038.5{\pm}1.67pg/mL$), IL-$1{\beta}$ ($314.5{\pm}1.04$, $524.8{\pm}1.89$ 및 $664.8{\pm}0.89pg/mL$), IL-12 ($321.4{\pm}0.94$, $832.5{\pm}0.85$ 및 $901.{\pm}0.94pg/mL$)가 유의적으로 증가되는 것으로 관찰되었다. 또한 후천면역에서 중요한 역할을 수행하는 면역 T 세포가 다량으로 분포하는 비장 조직으로부터 비장세포를 분리하여 PCP를 처리하였을 때, 세포 증식능이 유의적으로 증가하였으며, 면역활성을 유도하는 Th1 세포가 분비하는 사이토카인의 함량 또한 유의적으로 증가되는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 PCP의 처리는 선천면역뿐만 아니라 후천면역에 관여하는 다양한 면역세포의 활성화에 직간접적으로 관여하는 것으로 사료된다. 본 연구는 자소엽조다당 추출물의 면역활성 유도 효과에 관한 가능성을 제시하였고, 향후 자소엽 조다당 추출물을 분리 및 정제과정을 통하여 구조분석 및 정제된 조다당 추출물의 정확한 면역활성과 면역활성기전에 관한 면밀한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This aim of this study was to examine the immunomodulatory activities of crude polysaccharides from Perilla frutescens Britton var. acuta Kudo (PCP) in mouse bone marrow-derived dendritic cells (BMDC) and splenocytes. The immunomodulatory activity was determined by cell viability, nitric oxide (NO) production, cell surface marker expression (CD 80/86 and MHC class I/II), and cytokine production in BMDC, and cell viability, and cytokine production in splenocytes. Cell proliferation and cytokine production (tumor necrosis factor; TNF-${\alpha}$, interleukin (IL)-6, IL-$1{\beta}$, and IL-12) tested in BMDC were significantly increased by PCP treatment. Additionally, the cell surface markers (CD 80/86, MHC class I/II) were highly increased by PCP treatment. For cytokine production in splenocytes, PCP treatment significantly increased the production of Th 1 cytokines [IL-2 and interferon (IFN)-${\gamma}$], but not Th 2 cytokines (IL-4). Therefore, PCP can induce immune cell activation and is a potential candidate for the development of nutraceuticals to boost the immune system.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구는 자소엽에서 분리된 다당류의 면역활성능에 관하여 알아보기 위하여 마우스 골수세포로부터 분화된 수지상세포 및 비장세포에 자소엽 다당류를 처리하여 세포생존율, 면역조절 물질인 산화질소, proinflammatory 사이토카인의 분비능, 세포표면 활성인자(CD80/86, MHC class I/II)들의 발현 등에 미치는 영향에 관하여 알아보았다.

제안 방법

본 연구에서는 PCP를 농도별로 처리하고 수지상세포가 활성화되었을 때 가지는 표현형인 CD80과 86 및 MHC class I과 II의 발현에 관하여 유세포 분석기를 통하여 분석하였다(Fig. 4). PCP를 농도별(1, 5, 및 10 μg/mL)로 처리하여 CD80과 86 및 MHC class I과 II의 발현에 관하여 관찰한 결과 PCP의 처리는 농도 의존적으로 세포표면 활성인자들의 발현을 증가시키는 것으로 관찰되었다.
수지상세포의 세포 표면 활성 인자의 발현에 미치는 영향을 측정하기 위하여 마우스 골수세포로부터 분화된 수지상세포를 각각 6 well plate에 well당 1×10 ⁶개로 분주한 후, PCP를 1, 5, 및 10 μg/mL의 농도로 처리하였고, 양성대조구인 지방질다당류를 200 ng/mL의 농도로 처리하였다. 24시간 후 다양한 농도로 PCP를 처리한 각각의 세포를 회수하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용된 자소엽(Perilla frutescens Britton var. acuta Kudo)은 2016년 8월 충남 예산지역에서 채취하였고, 실험을 위해서 7일 동안 음건하여 수분을 완전히 제거하고, 밀봉하여 실온에서 보관하며 실험에 사용하였다. 건조된 자소엽을 실험용 분쇄기(NSG-1002SS, Hanil, Seoul, Korea)로 분쇄하여, 건조분말 100 g에 900 mL의 distilled water (DW)를 가하여 100℃에서 2시간 동안 열수추출하였다.
실험동물은 6주령(18-20 g)의 C57BL/6 웅성 마우스를 Orient (Seongnam, Korea)사로부터 구입하여 사용하였다. 분양받은 마우스는 동물사육실 내부 환경에 1주간 순화시킨 후 미분화 골수세포 및 비장세포를 채취하기 위하여 사용하였다.

데이터처리

이상의 실험에서 얻어진 결과는 Statistical package for social sciences (SPSS, 10.0, IBM, Chicago, IL, USA) software를 이용하여 one way ANOVA test로 분석하였으며, 시료간의 유의성은 Duncan’s multiple range test로 p<0.05 수준에서 비교하였다.

이론/모형

24시간후, 분리된 배양 상층액에서 사이토카인(IL-1β, IL-6 및 TNF-α) 의 함량을 측정하였다. 사이토카인의 함량은 ELISA kit (eBioscience Co., San Diego, CA, USA)을 사용하여 측정하였으며, 이때 사이토카인의 농도는 kit에 포함되어 있는 표준 용액으로부터 산출된 표준곡선으로부터 계산되었다.

성능/효과

PCP를 농도별(1, 5, 및 10 μg/mL)로 처리하여 CD80과 86 및 MHC class I과 II의 발현에 관하여 관찰한 결과 PCP의 처리는 농도 의존적으로 세포표면 활성인자들의 발현을 증가시키는 것으로 관찰되었다. 이러한 결과로 미루어 보아 PCP의 처리는 수지상세포의 세포 표면활성인자들의 발현을 직접적으로 증가시켜 면역세포를 활성화시키는 것으로 사료된다.
94 pg/mL (n =3)로 PCP 처리 농도 의존적으로 사이토카인의 분비량이 증가하는 것으로 관찰되었다. 이러한 결과로 미루어 보아, 자소엽 다당류 추출물(PCP)의 처리는 수지상세포의 산화질소 분비능을 증가시키는 것뿐만 아니라, 사이토카인의 분비능을 조절하여 수지상세포의 면역활성에 기여하는 것으로 판단된다. 특히, PCP의 처리에 따른 IL-12 사이토카인 분비능의 증가는 적응면역계를 담당하는 T세포의 활성화를 유도하는데 있어서 Th1면역세포의 면역반응 유도를 촉진시키기 때문에 수지상세포의 활성을 통한 선천면역계의 활성뿐만 아니라 후천면역세포의 활성에서 매우 중요한 인자로 작용될 수 있다(27).

후속연구

다당류들의 대부분은 포도당(glucose), 만노스 (mannose), 갈락토스(galactose), 자일로스(xylose) 및 아라비노스 (arabinose) 등의 육탄당 및 오탄당이 2개 또는 그 이상으로 연결되어 있는 복합구조를 가지고 있으며, 이러한 단당류들이 단순한 선형의 반복되는 구조를 가지고 있거나, 고차원의 곁가지 형태의 구조를 가지는지에 따라 다당류의 구조가 달라지며, 또한 분자량 변화에 따라서도 다당류의 기능적인 특성이 바뀌게 된다(38). 따라서 본 연구에서 자소엽 조다당 추출물을 다양한 면역세포에 처리하여 면역활성에 관하여 평가한 결과, 수지상세포의 산화질소 분비능, CD80/86, MHC class I/II 발현 및 사이토카인 분비능을 증가시키고, 비장세포에서 Th1 사이토카인의 분비능이 증가한 것은 자소엽에 함유된 조다당의 구조적 특성이나 분자량과 밀접한 관련이 있을 것으로 사료되며, 추후 분리 및 정제과정을 통하여 정제된 조다당 추출물의 생리활성에 관한 검증이 절실히 필요할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	자연물에서 분리된 다당류는 어떤 생리활성 효과를 가지고 있는가?	최근 자연물에서 분리한 다당류 및 단백질 등과 같은 고분자 물질의 생체 내 면역 활성에 대한 연구가 다양하게 보고되고 있으며, 이들은 합성 의약품과 견주어 볼 때 비교적 낮은 독성을 나타내는 장점이 있다(1). 이러한 자연물에서 분리된 다당류는 큰포식세포 및 수지상세포, 림프구, 자연 살해세포 등을 활성화시켜 면역조절활성을 증진시킨다고 널리 보고되어져 왔다(2).
	자소엽이란 무엇인가?	자소엽(Perilla frutescens Britton var. acuta Kudo)은 꿀풀과 (Labiatae)에 속하는 일년생 식물로서 전체가 자색을 띄고 있으며 , 꽃은 8-9월에 피며, 잎은 엽병이 길고 잎 끝이 쐐기모양이며 끝이 날카로운 특징을 가지고 있다. 전통적으로는 감기, 산욕열, 황달, 각종 신경성 열병 등에 사용되며 지혈약으로도 사용되어 왔으며(5), 최근 자소엽에 함유되어있는 테페노이드(terpenoids), 페놀화합물(phenolic compound) 등이 항염증 및 항알레르기 작용, 항균작용, 산화방지작용 등의 약리작용이 뛰어나다고 보고되고 있다(6-13).
	인체내 면역 활성은 어떻게 이루어지는가?	인체의 면역계는 매우 복잡하고 다양한 면역세포들간의 상호작용에 의하여 그 체계가 유지된다고 알려져 있으며, 외부 병원성 항원이 생체내로 침입하였을 때 1차적으로 반응하는 선천 면역세포로는 단핵구(monocyte), 호중구(neutrophile) 및 포식세포 (phagocyte) 등이 있다(3). 이들 중 수지상세포 및 대식세포는 대표적인 선천면역세포로서 외부 항원을 포식하고, 면역조절인자인 산화질소(nitric oxide; NO)와 proinflammatory 사이토카인(cytokine) 을 분비하여 선천면역의 활성을 유도할 뿐만 아니라, 외부 항원을 인식하여 2차적으로 반응하는 면역 T세포에 전달하여 적응면역시스템의 활성에도 크게 기여하는 것으로 보고되고 있다(4). 포식세포들은 면역조절물질인 사이토카인들을 분비함으로 면역 반응을 매개한다. 즉, 포식세포로부터 분비된 다양한 사이토카인류들은 자기 자신을 활성화시켜 포식작용을 증가시키거나, 또는 자연살해세포 등의 선천면역을 매개하는 세포뿐 아니라, 후천성 면역을 담당하는 T림프구를 활성화하거나 분화를 조절한다고 알려져 있다(2). 후천성 면역반응은 주로 T 세포 및 B 세포에 의하여 이루어지고 선천성 면역반응 후에 포식세포에 의하여 제시 되는 특이 항원을 인식하면서 면역반응이 개시되며, 면역반응의 강도가 선천면역에 비하여 매우 큰 특징을 가지고 있다(2).

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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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