본 연구는 대표적인 산채지역으로 알려져 있는 영양군 곰취 열수추출물의 총 폴리페놀 함량과 DPPH 라디컬 소거능을 측정하였으며 사람 비만세포주인 HMC-1 세포를 이용하여 PMACI을 처리하여 비만세포를 활성화시켜 세포 생존률을 확인하였고, 염증성 사이토카인인 $TNF-{\alpha}$, IL-6, IL-8의 변화량을 측정하여 곰취의 기능성 식품 소재로서의 이용 가능성을 알아보고자 실험을 실시하였다. 영양군 곰취 열수 추출물의 추출수율은 원물 건조량 대비 $24.43{\pm}1.82%$(w/w), 총 폴리페놀 함량은 $198.07{\pm}0.24mg/g$으로 다른 곰취 추출물의 연구결과와 유사한 값을 나타내고, 영양군 곰취 열수 추출물의 DPPH radical 소거 활성을 측정한 결과, $IC_{50}$ 값이 $28.2{\pm}0.04{\mu}g/mL$로 양성대조군인 ascorbic acid의 $IC_{50}$ 값 $3.5{\pm}0.01{\mu}g/mL$보다 낮은 항산화활성을 보였으나 일반 천연물 유래 추출물보다 비교적 높은 항산화활성을 나타내었다. 영양군 곰취 열수 추출물을 HMC-1 세포에 처리했을 때 MTT assay법으로 분석한 결과, 세포 생존률에는 아무런 영향을 미치지 않고, $TNF-{\alpha}$, IL-6, IL-8 생성에 대한 억제효과는 유의성 있게 나타났다. 이상의 결과를 종합해 보면 항산화력 및 세포를 이용한 in vitro 실험을 실시한 결과 영양군 곰취 열수 추출물은 항산화력이 매우 우수할 뿐만 아니라 항염증효과도 뛰어나 향후 기능성 소재로서의 이용 가능성이 높은 것으로 판단되나 보다 다양하고 진보된 연구로 곰취의 염증성 질환 치료에 대한 정확한 기전이 설명되어야 할 것이다.
본 연구는 대표적인 산채지역으로 알려져 있는 영양군 곰취 열수추출물의 총 폴리페놀 함량과 DPPH 라디컬 소거능을 측정하였으며 사람 비만세포주인 HMC-1 세포를 이용하여 PMACI을 처리하여 비만세포를 활성화시켜 세포 생존률을 확인하였고, 염증성 사이토카인인 $TNF-{\alpha}$, IL-6, IL-8의 변화량을 측정하여 곰취의 기능성 식품 소재로서의 이용 가능성을 알아보고자 실험을 실시하였다. 영양군 곰취 열수 추출물의 추출수율은 원물 건조량 대비 $24.43{\pm}1.82%$(w/w), 총 폴리페놀 함량은 $198.07{\pm}0.24mg/g$으로 다른 곰취 추출물의 연구결과와 유사한 값을 나타내고, 영양군 곰취 열수 추출물의 DPPH radical 소거 활성을 측정한 결과, $IC_{50}$ 값이 $28.2{\pm}0.04{\mu}g/mL$로 양성대조군인 ascorbic acid의 $IC_{50}$ 값 $3.5{\pm}0.01{\mu}g/mL$보다 낮은 항산화활성을 보였으나 일반 천연물 유래 추출물보다 비교적 높은 항산화활성을 나타내었다. 영양군 곰취 열수 추출물을 HMC-1 세포에 처리했을 때 MTT assay법으로 분석한 결과, 세포 생존률에는 아무런 영향을 미치지 않고, $TNF-{\alpha}$, IL-6, IL-8 생성에 대한 억제효과는 유의성 있게 나타났다. 이상의 결과를 종합해 보면 항산화력 및 세포를 이용한 in vitro 실험을 실시한 결과 영양군 곰취 열수 추출물은 항산화력이 매우 우수할 뿐만 아니라 항염증효과도 뛰어나 향후 기능성 소재로서의 이용 가능성이 높은 것으로 판단되나 보다 다양하고 진보된 연구로 곰취의 염증성 질환 치료에 대한 정확한 기전이 설명되어야 할 것이다.
This study was carried out to investigate the anti-oxidative and anti-inflammatory effects of hot water extracts of Ligularia fischeri cultivated in Youngyanggun. We obtained hot water extract (HWE) and cold water extract (CWE) from L. fischeri. The anti-oxidative activities of L. fischeri extracts ...
This study was carried out to investigate the anti-oxidative and anti-inflammatory effects of hot water extracts of Ligularia fischeri cultivated in Youngyanggun. We obtained hot water extract (HWE) and cold water extract (CWE) from L. fischeri. The anti-oxidative activities of L. fischeri extracts were measured by 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging activity. The anti-inflammatory effects of L. fischeri were evaluated in human mast cell line-1 (HMC-1) cells stimulated with phorbol-12-myristate-13-acetate plus A23187 (PMACI). The solid yields of HWE was 150% higher than CWE solid yield. Total polyphenol contents of HWE were $198.07{\pm}0.24mg/g$. The value of anti-oxidative activities of HWE were shown $IC_{50}$$28.2{\pm}0.04ug/mL$. We showed that HWE significantly reduced the PMACI-induced the production of IL-6 (0.01-1 mg/mL), IL-8 (0.1-1 mg/mL), and $TNF-{\alpha}$ (0.01-1 mg/mL). These results indicate that the HWE of L. fischeri can be used as a functional material due to its antioxidant and anti-inflammatory activities.
This study was carried out to investigate the anti-oxidative and anti-inflammatory effects of hot water extracts of Ligularia fischeri cultivated in Youngyanggun. We obtained hot water extract (HWE) and cold water extract (CWE) from L. fischeri. The anti-oxidative activities of L. fischeri extracts were measured by 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging activity. The anti-inflammatory effects of L. fischeri were evaluated in human mast cell line-1 (HMC-1) cells stimulated with phorbol-12-myristate-13-acetate plus A23187 (PMACI). The solid yields of HWE was 150% higher than CWE solid yield. Total polyphenol contents of HWE were $198.07{\pm}0.24mg/g$. The value of anti-oxidative activities of HWE were shown $IC_{50}$$28.2{\pm}0.04ug/mL$. We showed that HWE significantly reduced the PMACI-induced the production of IL-6 (0.01-1 mg/mL), IL-8 (0.1-1 mg/mL), and $TNF-{\alpha}$ (0.01-1 mg/mL). These results indicate that the HWE of L. fischeri can be used as a functional material due to its antioxidant and anti-inflammatory activities.
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문제 정의
IL-6는 전염증성 인자로 다양한 염증 초기 반응에 관여하는 주요한 매개물로 잘 알려져 있다. 본 실험에서는 곰취의 IL-6 생성에 미치는 영향을 조사하였다. HMC-1 세포에 다양한 농도의(0.
본 실험에서는 곰취의 IL-8 생성에 미치는 영향을 조사하였다. HMC-1 세포에 다양한 농도의(0.
본 실험에서는 곰취의 TNF-α 생성에 미치는 영향을 조사하였다.
본 연구는 대표적인 산채지역으로 알려져 있는 영양군곰취 열수추출물의 총 폴리페놀 함량과 DPPH 라디컬 소거능을 측정하였으며 사람 비만세포주인 HMC-1 세포를 이용하여 PMACI을 처리하여 비만세포를 활성화시켜 세포 생존률을 확인하였고, 염증성 사이토카인인 TNF-α, IL-6, IL-8의 변화량을 측정하여 곰취의 기능성 식품 소재로서의 이용 가능성을 알아보고자 실험을 실시하였다.
본 연구에서는 곰취의 염증성 질환에 대한 효능을 활성 화된 비만세포로부터 분비되는 다양한 염증성 인자를 조절하는 효과가 있음을 입증하였다. 이 결과에 기초하여 곰취는 염증성 질환의 치료에 효과가 있다는 것을 추측할 수 있다.
이에 본 연구에서는 영양군에서 생산되는 곰취의 추출온도에 따른 항산화효과 및 항염증효과를 평가하여 기능성 식품소재 가능성을 확인하고자 하였다.
가설 설정
1)Amount require for 50% reduction of hydrogen donating activity.
제안 방법
1 mL Folin-Ciocalteu's phenol reagent를 첨가하여 혼합한 후 5분간 실온에서 방치하였다. 2 M sodium carbonate 용액 0.3mL를 가하여 혼합하고 40℃에서 30분간 반응시켜 720 nm에서 흡광도를 측정하였고, 표준물질은 galic acid를 이용하여 표준곡선을 작성한 후 이 검량곡선으로부터 시료 중의 총 폴리페놀 함량을 구하였다.
HMC-1 세포(3×105 cells/mL)를 24 well plate에 1시간동안 CO2 배양기에서 안정화한 다음 0.01, 0.1, 0.5 및 1mg/mL의 농도의 곰취를 1시간 동안 전 처리하였다.
본 실험에서는 곰취의 TNF-α 생성에 미치는 영향을 조사하였다. HMC-1 세포에 다양한 농도의(0.01, 0.1, 0.5 및 1 mg/mL)의 곰취 추출물을 전처리 후 PMACI로 자극하였다. 세포에서 분비된 TNF-α의 농도는 ELISA 방법으로 측정하였다.
HMC-1세포(3×105 cells/mL)를 24 well plate에 1시간 동안 CO2 배양기에서 안정화한 다음 0.01, 0.1, 0.5 및 1 mg/mL의농도의 곰취를 1시간 동안 전처리하였다.
HMC-1에서 곰취의 세포독성 효과는 MTT 분석에 의해서 측정되었다. Fig.
각 분획물을 농도별로 제조한 시료와 0.02 mM DPPH 100 μL를 혼합하여 상온 암소에서 30분간 반응시킨 후 525 nm에서 microplate reader(Sunrise, TECAN, Mannedorf, Switzerland)로 흡광도를 측정하였으며 시료에 대한 대조군은 ascorbic acid를 사용하였다.
건조된 곰취는 시료 100 g당 10배량(w/w)의 증류수를 가수하여 환류추출장치를 이용하여 3시간 동안 100℃ 혹은상온에서 각각 3회 추출한 것을 열수추출물(hot water extract, HWE) 및 냉수추출물(cold water extract, CWE)로 명명하였으며, 각각의 추출액은 여과지(Whatman No. 2, England)로 여과하였다. 각각의 여액을 50℃ 수욕상에서 rotary vacuum evaporator(EYELA, Tokyo Rikakikai Co.
Well을 씻어낸 다음 avidin peroxidase를 첨가하고 37℃에 30분 동안 암소에 방치한 후, well을 다시 세정한 다음에 기질인 ABTS 용액을 첨가하고, 발색반응은 microplate reader를 사용하여 405 nm에서 측정한다. 모든 standard와 샘플은 동일한 것을 두 개씩 분석하였다.
다음으로 MTT 용액(5 mg/mL)을 각각의 well에 50 μL씩 첨가한 후 37℃에서 4시간 보존하였다. 세포배양 상층액과 동량의 DMSO를첨가하여 MTT를 용해시킨 후 microplate reader기를 이용하여 570 nm에서 흡광도를 측정하였다.
실험에 사용된 곰취(L. fischeri)는 영양군에서 채취하여 햇빛에 말린 후 마쇄하여 분말로 만든 후 항산화 및 항염증등 각종 생리활성 분석을 실시하였다.
여기에 PMA(50 nM)+A23187(1 μM)(PMACI)을 처리한 후 12시간 동안 배양한 후, 상층액을 걷어 TNF-α, IL-6와 IL-8의 변화량을 측정하였다.
영양군 곰취의 항산화 및 항염증 효과를 측정하기 위하여 햇빛에 자연 건조하여 마쇄한 시료 100 g당 10배량(w/w) 의 증류수를 가수하여 환류추출장치를 이용하여 3시간 동안 100℃ 혹은 상온에서 각각 3회 추출한 것을 열수추출물(hot water extract, HWE) 및 냉수추출물(cold water extract, CWE)로 명명하였으며 각각의 추출물을 여과, 감압농축 및 동결건조한 후 고형분 함량을 추출수율(dry basis, %)로계산한 결과는 Table 1과 같다.
대상 데이터
또한 Iscove's Modified Dulbecco's Media(IMDM) 및 fetal bovine serum(FBS)은 Hyclone(Hyclone Labs Logan, UT)에서 구입하였고, human TNF-α, IL-6, IL-8 ELISA kit는 BD Biosciences(San Diego, CA, USA)에서 구입하여 사용하였다.
인간 비만세포주(Human mast cell)인 HMC-1 세포는 원광대학교 한약학과로부터 분양받았고, 100 U/mL 페니실린, 100 mg/mL 스트렙토마이신, 그리고 10% FBS가 추가된 IMDM 배지를 이용하여 37℃의 5% CO2 배양기에서 배양하였다.
데이터처리
실험 결과는 mean±standard deviation(SD) 또는 mean±standard error mean(SEM)으로 나타내었고, 유의성 검정은 one way analysis of variance(ANOVA)로 수행하였으며, 통계적 검정은 Student-Newman-Keuls test를 사용하였으며, p 값이 0.05이하를 통계학적으로 유의한 것으로 간주하였다.
이론/모형
세포생존율은 MTT 분석에 의해서 측정하였다. HMC-1세포(3×105 cells/mL)를 24 well plate에 1시간 동안 CO2 배양기에서 안정화한 다음 0.
5 및 1 mg/mL)의 곰취 추출물을 전처리 후 PMACI로 자극하였다. 세포에서 분비된 IL-6의농도는 ELISA 방법으로 측정하였다. 실험 결과.
세포에서 분비된 TNF-α의 농도는 ELISA 방법으로 측정하였다.
총 폴리페놀 화합물의 함량을 측정하기 위하여 FolinDenis 방법을 이용하여 측정하였다. 시료를 농도별로 용해시킨 후 40 μl와 증류수 1.
항산화 활성은 DPPH를 이용하여 시료의 라디칼 소거능(radical scavenging effect)를 측정하는 Blois(24)방법을 이용하여 실시하였다. 각 분획물을 농도별로 제조한 시료와 0.
성능/효과
실험 결과. 대조군에 비해 PMACI에 의하여 IL-6의 생성은 증가하였으나, 곰취추출물에 의하여 농도 의존적으로 억제하였다.
실험 결과. 대조군에 비해 PMACI에 의하여 IL-8의 생성은 증가하였으나, 곰취 추출물에 의하여 농도 의존적으로 억제 하였다.
대조군에 비해 PMACI에 의하여 TNF-α의 생성은 증가하였으나, 곰취 추출물에 의하여 농도 의존적으로 억제하였다.
5 및 1 mg/mL의농도로 처리하였을 때 HMC-1의 생존율에 영향을 미치지않는다는 것을 보여준다. 따라서 본 실험에 사용한 영양군에서 자생하는 곰취의 세포독성은 없는 것으로 판단된다.
7%로 확인되었다. 또한, 곰취 추출물의 세포독성 여부를 판단하기 위해 MTT법으로 측정한 결과 곰취 추출물이 세포생존율에 영향을 주지 않는 것으로 확인되었다. 이 결과로부터 곰취는 염증 매개인자인 TNF-α, IL-6와 IL-8의 생성억제를 통해 염증성 질환에 효과를 보임을 알 수 있다.
본 실험에서는 활성화된 HMC-1 세포에 처리했을 때 염증성 사이토카인인 TNF-α, IL-6 및 IL-8의 생성에 대한 곰취추출물의 효과를 확인하기 위해 세포배양액으로부터 TNFα, IL-6 및 IL-8의 농도를 ELISA의 방법으로 측정한 결과 TNF-α, IL-6 및 IL-8의 생성이 곰취 추출물의 농도 의존적으로 감소하였으며 각각의 고농도의 곰취 추출물의 억제율은 각각 30.1, 31와 71.7%로 확인되었다.
열수추출물 및 냉수추출물의 추출수율을 측정한 결과, 각각 24.43±1.82%, 16.26±1.05%(w/w)로 나타났으며 냉수추출물보다 열수추출물이 150%정도 높은 수율을 나타내었다.
영양군 곰취 열수 추출물을 HMC-1 세포에 처리했을 때 MTT assay법으로 분석한결과, 세포 생존률에는 아무런 영향을 미치지 않고, TNF-α, IL-6, IL-8 생성에 대한 억제효과는 유의성 있게 나타났다.
영양군 곰취 열수 추출물의 추출수율은 원물 건조량 대비 24.43±1.82%(w/w), 총 폴리페놀 함량은 198.07±0.24 mg/g으로 다른 곰취 추출물의 연구결과와 유사한 값을 나타내고, 영양군 곰취 열수 추출물의 DPPH radical 소거활성을 측정한 결과, IC50 값이 28.2±0.04 μg/mL로 양성대조군인 ascorbic acid의 IC50 값 3.5±0.01 μg/mL보다 낮은 항산화활성을 보였으나 일반 천연물 유래 추출물보다 비교적 높은 항산화활성을 나타내었다.
영양군 곰취 열수추출물 및 냉수추출물의 총 폴리페놀 함량은 각각 198.07±0.24 μg/mL, 184.16±1.08 μg/mL로 나타났다.
이 결과로부터 곰취는 염증 매개인자인 TNF-α, IL-6와 IL-8의 생성억제를 통해 염증성 질환에 효과를 보임을 알 수 있다.
후속연구
이상의 결과를 종합해 보면 항산화력 및 세포를 이용한 in vitro 실험을 실시한 결과 영양군 곰취 열수 추출물은 항산화력이 매우 우수할 뿐만 아니라 항염증효과도 뛰어나 향후 기능성 소재로서의 이용 가능성이 높은 것으로 판단되나 보다 다양하고 진보된 연구로 곰취의 염증성 질환 치료에 대한 정확한 기전이 설명되어야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
곰취란?
곰취(Ligularia fischeri)는 넓은 잎을 특징으로 하는 취나 물의 일종으로 전국의 심산 수림이나 비옥 습윤한 토양에서 자라는 국화과의 다년생 초본 식물이다. 한국을 비롯한 동아시아 등지에 분포하고 있으며 고원이나 깊은 산의 습지에서 자라는 특징을 갖고 있다.
비만세포 종류에는 무엇이 있는가?
비만세포는 폐, 코점막, 장점막에 주로 존재하는 점막형 비만세포와 피부, 점막하조직 등 결체 조직에 많이 분포하는 결체 조직형 비만세포로 구분할 수 있다(12). 면역글로불린 E는 비만세포의 탈과립을 유도하는 감작항체로서 Fc epsilon Receptor Ⅰ(FcεRI)와 응집체를 형성하여 비만세포를 탈과립 시키며 그 외 compound 48/80, protein kinase C(PKC) activator인 phorbol 12-myristate 13-acetate(PMA)와 calcium ionophore A23187 등과 같은 약리학적 복합물질 역시 비만세포를 탈과립시킨다(13,14).
한방에서 알려진 곰취의 약리작용은?
우리나라에서는 봄에 어린잎을 채취하여 주로 식용으로 이용되며, 최근에는 재배도 이루어지고 있다. 한방에서는 가을에 뿌리를 캐서 말린 것을 호로칠이라 하며 약리작용으로는 가래를 제거하고 기침을 멎게 하며, 항암, 항균작용이 있고, 민간요법으로 종기의 고름을 빨아내는 작용을 하는 것으로 알려져 있다(22,23). 그러나 곰취에 대한 국내외 연구는 미비하며 최근에 항돌연변이, 항산화 등에 관한 연구가 보고되고 있는 실정이나 항산화 및 항염증 관련 연구에 관한 효과를 입증할 만한 과학적 근거가 부족하다.
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