[논문]Lipopolysaccharide에 의해 활성화된 RAW 264.7대식세포에서 블루베리 잎(Vaccinium ashei) 추출물의 항염증 효과

김동인; 김현정; 윤종문; 이지혜; 한소정; 김하은; 장민정; 안봉전

doi:10.11002/kjfp.2018.25.1.107

Lipopolysaccharide에 의해 활성화된 RAW 264.7대식세포에서 블루베리 잎(Vaccinium ashei) 추출물의 항염증 효과
Anti-inflammation effect of blueberry (Vaccinium ashei) leaf extract on RAW 264.7 macrophages stimulated by lipopolysaccharide 원문보기

한국식품저장유통학회지 = Korean journal of food preservation, v.25 no.1, 2018년, pp.107 - 116

김동인 (대구한의대학교 화장품약리학과) , 김현정 (대구한의대학교 화장품약리학과) , 윤종문 (대구한의대학교 화장품약리학과) , 이지혜 (대구한의대학교 화장품약리학과) , 한소정 (대구한의대학교 화장품약리학과) , 김하은 (대구한의대학교 화장품약리학과) , 장민정 (휴먼코스메틱(주)) , 안봉전 (대구한의대학교 화장품약리학과)

초록
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본 연구의 목적은 블루베리 잎의 용매별 추출물에 따른 약리활성에 대한 검증 및 효능 평가이다. 블루베리 잎의 항산화, 항염증에 대한 효과를 확인하였다. 염증 반응은 자극이 가해지면 histamine, serotonin, prostaglandin과 같은 혈관 활성물질에 의해 혈관 투과성이 증대되어 염증을 유발하고 cytokine, free radical, lysosomal enzyme 등 다양한 매개 인자가 관여한다. 자극에 의한 macrophage cell의 염증반응은 tumor necrosis factor-${\alpha}$(TNF-${\alpha}$), interleukin-6(IL-6), interleukin-$1{\beta}$(IL-$1{\beta}$)와 같은 pro-inflammatory cytokine의 발현이 유도되고, inducible nitric oxide synthase(i-NOS)와 cyclooxygenase-2(COX-2)에 영향을 받는 유전자의 발현을 자극하게 되어 nitric oxide(NO) 및 $PGE_2$등의 염증 인자가 생성된다. 이에 따라 블루베리 잎 추출물의 항염증에 대한 연구를 위해 이에 영향을 주는 인자인 i-NOS, COX-2의 단백질 발현억제 작용을 확인 하였다. 그 결과 BLA > BLE > BLW 순서로 높은 효능을 확인 할 수 있었다. 가장 효과가 좋은 BLA 처리군에서 $PGE_2$ 분비량 및 다양한 염증성 인자의 mRNA 발현량을 확인하였다. 측정 결과, BLA($100{\mu}g/mL$)는 $PGE_2$ 분비량을 85.3% 억제하였으며 i-NOS, COX-2, IL-$1{\beta}$, IL-6, TNF-${\alpha}$ 단백질과 mRNA 발현이 각각 86.8%, 85.7%, 62.7%, 77%, 32.2% 억제되는 효과를 확인할 수 있었다. 결론적으로 블루베리 70% 아세톤 추출물(BLA)의 항염증 효과가 가장 높았으며, 블루베리 잎은 세포의 mRNA 및 단백질 수준에서 염증인자들의 억제를 통해 대식세포에서 항염증 효과가 명백히 확인되었다. 더 나아가, nuclear factor kappa B(NF-${\kappa}B$), signal transducer and activator of transcription(STAT-1), mitogen-activated protein kinases(MAPKs) 등의 세포 내 염증관련 중간기전을 연구해볼 가치가 있다고 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The aim of this study is to investigate the antioxidant and intracellular anti-inflammatory efficacy of blueberry leaf extracted with hot water (BLW), 70% ethanol (BLE), and 70% acetone (BLA) in RAW 264.7 macrophages. In order to evaluate the anti-inflammatory effect of blueberry leaf extracts, RAW 264.7 macrophages were stimulated with lipopolysaccharide (LPS) to induce the production of inflammation-related factors, which were measure by Western blotting and real-time PCR methods. i-NOS, COX-2 protein, and mRNA expression showed concentration-dependent decrease. The decreases in the mRNA expression levels of interleukin-$1{\beta}$ (IL-$1{\beta}$), interleukin-6 (IL-6), tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$), and prostaglandin $E_2$ ($PGE_2$) were concentration-dependent. Further, the antioxidant effects of blueberry leaf on total polyphenol contents, electron donating ability and $ABTS^+$ radical scavenging activity were evaluated. The total polyphenol contents of BLW, BLE, and BLA were $217.04{\pm}2.98$, $156.72{\pm}3.90$, and $182.88{\pm}3.02mg\;TAE/g$, respectively, while the electron donating abilities at $1,000{\mu}g/mL$ of BLW, BLE, and BLA were 81.7, 79.6, and 79.3%, respectively. The $ABTS^+$ radical scavenging activity was fond to be concentration dependent. The nitric oxide (NO) production inhibition activities at $50{\mu}g/mL$ of BLW, BLE, and BLA were 35.1, 42.4 and 42.7%, respectively. In conclusion, the antioxidant and anti-inflammatory test results indicate that blueberry leaf extracts (BLW, BLE, and BLA) can be used as potential anti-inflammatory agents.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

7 대식세포를 활용하여 IL-1β, IL-6, TNF-α의 염증성 사이토카인 및 i-NOS, COX-2, PGE₂ 발현에 미치는 영향을 연구하고자 하였다. 블루베리 잎의 효능을 확인하여 수입품과 경쟁 중인 블루베리 부산물의 활용가치를 높이고 기능성 소재로서의 발굴을 위한 자료로 사용될 수 있을 것으로 기대된다

제안 방법

본 연구에서는 블루베리 잎을 활용하기 위해 열수, 70% 에탄올, 70% 아세톤으로 추출하여 항산화효과를 측정하고 LPS로 염증이 활성화된 RAW 264.7 대식세포를 활용하여 IL-1β, IL-6, TNF-α의 염증성 사이토카인 및 i-NOS, COX-2, PGE₂ 발현에 미치는 영향을 연구하고자 하였다. 블루베리 잎의 효능을 확인하여 수입품과 경쟁 중인 블루베리 부산물의 활용가치를 높이고 기능성 소재로서의 발굴을 위한 자료로 사용될 수 있을 것으로 기대된다

대상 데이터

Mouse 유래 대식세포인 RAW 264.7은 한국 세포주 은행(KCLB)에서 구입하였고 10 % fetal bovine serum(FBS)와 1% penicillin-streptomycin이 첨가된 DMEM 배지를 사용하였다. 세포는 37℃ 및 5% CO₂에서 배양하였다.
본 실험에 사용된 블루베리(Vaccinium ashei) 잎은 울산시 블루베리농장에서 공급받아 사용하였으며, 블루베리 잎의 추출은 Fig. 1과 같이 추출하였다. blueberry leaf extracted with hot water(BLW)은 물을 시료 중량의 10배 양을 가하여 99℃에서 4시간 동안 3번 반복하여 추출하였으며, blueberry leaf extracted with 70% ethanol(BLE) 및 blueberry leaf extracted with 70% acetone(BLA)는 70% ethanol 및 acetone을 시료 중량에 10배 양을 가하여 실온에서 24시간 동안 3번 반복하여 추출하였다.

데이터처리

모든 실험은 3회 반복하여 측정하였고, 그 결과는 평균값 ±표준편차로 나타냈으며 통계적 분석은 SPSS 프로그램을 이용하여 각 처리구간의 유의성(*p<0.05, **p<0.01)검증을 위해 분산분석(analysis of variance, ANOVA) 후 Turkey test로 다중비교를 실시하였다.

성능/효과

블루베리 부산물인 잎은 식품소재로서의 역할 뿐만 아니라, 약품, 기능성화장품 등에서의 활용 가능성을 가지고 있다. 블루베리 추출물은 전자공여능, ABTS⁺ radical scavenging, Superoxide anion radical 저해활성 등의 항산화에 효능이 있는 것으로 나타났으며, Nitric oxide 저해활성, PGE₂와 cytokine 저해활성, i-NOS 및 COX-2 발현 및 Pro-inflammatory cytokine 류의 억제 등 항염증 소재로서도 효능을 나타내었다. 이러한 결과를 종합해 볼 때, 블루베리 잎은 항산화, 항염증뿐만 아니라 다른 다양한 분야에서도 연구해볼만한 가치와 가능성을 가진다고 사료된다

후속연구

블루베리 추출물은 전자공여능, ABTS⁺ radical scavenging, Superoxide anion radical 저해활성 등의 항산화에 효능이 있는 것으로 나타났으며, Nitric oxide 저해활성, PGE₂와 cytokine 저해활성, i-NOS 및 COX-2 발현 및 Pro-inflammatory cytokine 류의 억제 등 항염증 소재로서도 효능을 나타내었다. 이러한 결과를 종합해 볼 때, 블루베리 잎은 항산화, 항염증뿐만 아니라 다른 다양한 분야에서도 연구해볼만한 가치와 가능성을 가진다고 사료된다

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	Vaccinium ashei의 leaf을 활용하여 본 연구에서 연구하고자 한 내용은?	본 연구에서는 블루베리 잎을 활용하기 위해 열수, 70% 에탄올, 70% 아세톤으로 추출하여 항산화효과를 측정하고 LPS로 염증이 활성화된 RAW 264.7 대식세포를 활용하여 IL-1β, IL-6, TNF-α의 염증성 사이토카인 및 i-NOS, COX-2, PGE2 발현에 미치는 영향을 연구하고자 하였다. 블루베리 잎의 효능을 확인하여 수입품과 경쟁 중인 블루베리 부산물의 활용가치를 높이고 기능성 소재로서의 발굴을 위한 자료로 사용될 수 있을 것으로 기대된다
	활성산소를 억제하는 대표적 물질은?	생체 내 대사과정 중 발생되는 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)은 염증반응과 세포노화로 질병을 야기한다(1,2). 이러한 활성산소를 억제하는 대표적 물질로는 butylated hydroxy anisol(BHA), Epigallocatechin gallate (EGCG), L-ascorbic acid(vitamin C) 등이 있으며, 이들은 대부분 polyphenol compound 및 동식물성 유래 천연 antioxidant로 이루어진다(3). 염증은 물리, 화학적 자극과 lipopolysaccharide(LPS)와 같은 미생물의 독소 등이 원인이 되어 나타나는 손상에 대해 생물의 정상적인 보호 반응이나, 염증이 지속되면 관절염, 천식 및 다발성 경화증을 포함한 많은 질병의 원인이 된다(4,5).
	염증이란?	이러한 활성산소를 억제하는 대표적 물질로는 butylated hydroxy anisol(BHA), Epigallocatechin gallate (EGCG), L-ascorbic acid(vitamin C) 등이 있으며, 이들은 대부분 polyphenol compound 및 동식물성 유래 천연 antioxidant로 이루어진다(3). 염증은 물리, 화학적 자극과 lipopolysaccharide(LPS)와 같은 미생물의 독소 등이 원인이 되어 나타나는 손상에 대해 생물의 정상적인 보호 반응이나, 염증이 지속되면 관절염, 천식 및 다발성 경화증을 포함한 많은 질병의 원인이 된다(4,5). 대식세포는 우리 몸에 분포하며 병원균에 대한 즉각적인 방어를 제공함으로써 면역 체계에서 중요한 역할을 하며, Toll-like receptors (TLRs)를 포함한 pattern-recognition receptors(PRR)을 통해 병원성 물질을 검출 및 IL-1β, IL-6, TNF-α, i-NOS, COX-2, PGE2와 같은 염증성 인자와 염증을 매개하는 다수의 사이 토카인을 방출한다(6,7).

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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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