치자 에틸아세테이트 분획의 산화방지, 산화질소 제거 및 암세포증식 억제 활성 Antioxidant effect and inhibitory activities of ethyl acetate fraction from Gardenia jasminoides extract on nitric oxide production and pancreatic cancer cell proliferation원문보기
치자 추출물의 극성에 따른 분획-헥세인, 에틸아세테이트와 뷰탄올 분획의 폴리페놀 함량을 평가한 결과, 에틸아세테이트 분획이 다량의 폴리페놀을 함유함을 하였고, DPPH와 ABTS 라디칼 제거와 환원력 실험에서 강력한 라디칼 제거와 환원능력을 나타냈다. 또한 치차 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)의 라디칼 제거 활성을 세포수준에서 평가한 결과, LPS로 활성화된 BV-2미세아교세포에서 발생하는 과량의 산화질소 생성을 억제하였고, 과산화수소를 처리한 췌장암세포주의 증식과 이동성에 대해 억제효과를 나타내었다. 따라서 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)이 라디칼 제거효과, 과산화수소 유도형 암세포의 증식과 이동성에 대한 억제효과를 가진다는 것을 확인하여 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)을 이용한 기능성 식품소재 개발을 위한 기초자료로 활용될 수 있음을 제시하였다.
치자 추출물의 극성에 따른 분획-헥세인, 에틸아세테이트와 뷰탄올 분획의 폴리페놀 함량을 평가한 결과, 에틸아세테이트 분획이 다량의 폴리페놀을 함유함을 하였고, DPPH와 ABTS 라디칼 제거와 환원력 실험에서 강력한 라디칼 제거와 환원능력을 나타냈다. 또한 치차 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)의 라디칼 제거 활성을 세포수준에서 평가한 결과, LPS로 활성화된 BV-2 미세아교세포에서 발생하는 과량의 산화질소 생성을 억제하였고, 과산화수소를 처리한 췌장암 세포주의 증식과 이동성에 대해 억제효과를 나타내었다. 따라서 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)이 라디칼 제거효과, 과산화수소 유도형 암세포의 증식과 이동성에 대한 억제효과를 가진다는 것을 확인하여 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)을 이용한 기능성 식품소재 개발을 위한 기초자료로 활용될 수 있음을 제시하였다.
To evaluate the radical scavenging activity of phenolic-rich fractions of Gardenia jasminoides, we first measured the levels of total polyphenols in hexane, ethyl acetate, and butanol fractions from the extract of G. jasminoides. The ethyl acetate fraction of G. jasminoides extract (GJ-EA) showed hi...
To evaluate the radical scavenging activity of phenolic-rich fractions of Gardenia jasminoides, we first measured the levels of total polyphenols in hexane, ethyl acetate, and butanol fractions from the extract of G. jasminoides. The ethyl acetate fraction of G. jasminoides extract (GJ-EA) showed high level of phenolics, potent reducing power, and 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl/2,2'-azino-bis 3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid radical scavenging effect. In addition, GJ-EA inhibited the overproduction of nitric oxide in lipopolysaccharide-activated BV-2 microglia. Furthermore, we found that GJ-EA suppressed $H_2O_2$-induced PANC-1 pancreatic cancer cell proliferation in a concentration-dependent manner and also reduced their migratory ability. These results suggest that GJ-EA may be a good source for functional foods with antioxidant and chemo-preventive activities.
To evaluate the radical scavenging activity of phenolic-rich fractions of Gardenia jasminoides, we first measured the levels of total polyphenols in hexane, ethyl acetate, and butanol fractions from the extract of G. jasminoides. The ethyl acetate fraction of G. jasminoides extract (GJ-EA) showed high level of phenolics, potent reducing power, and 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl/2,2'-azino-bis 3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid radical scavenging effect. In addition, GJ-EA inhibited the overproduction of nitric oxide in lipopolysaccharide-activated BV-2 microglia. Furthermore, we found that GJ-EA suppressed $H_2O_2$-induced PANC-1 pancreatic cancer cell proliferation in a concentration-dependent manner and also reduced their migratory ability. These results suggest that GJ-EA may be a good source for functional foods with antioxidant and chemo-preventive activities.
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문제 정의
강력한 라디칼 제거 활성을 나타내는 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)에 대해 세포에서 발생하는 라디칼 생성에는 어떤 영향을 미치는지 알아보았다. LPS로 처리한 BV-2 미세아교세포에서 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)의 산화질소(NO) 생성정도를 평가한 결과, LPS 단독처리군에 비해 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)은 농도 의존적으로 산화질소 생성 억제활성을 나타내었다(Fig.
이는 치자의 에틸아세테이트 분획에서 바닐산 유도체들이 분리되었다는 보고와도 일치함을 알 수 있다(Kim 등, 2006). 따라서 다량의 폴리페놀을 함유하는 치자의 에틸아세테이트분획에 대해 환원력, DPPH/ABTS 라디칼 제거활성, 미세아교세포와 과산화수소로 유도된 췌장암 세포의 증식 및 이동성에 대한 저해효과를 확인하기로 하였다.
산화성 스트레스와 노화성 만성질환의 예방에도 기여가 높은 것으로 알려진 식물유래의 폴리페놀은 산화방지 활성을 비롯한 다양한 생물학적 활성에 관여하는 것으로 알려져 있다(Manach 등, 2005; Quideau 등, 2011). 따라서 치자 추출물과 각 분획에 함유된 총 폴리페놀의 함량을 측정함으로써 산화방지 활성이 강한 페놀성 분획을 찾고자 하였다. 치자의 에틸아세테이트 분획(GJEA)에서 갈산으로 환산한(gallic acid equivalent, GAE) 폴리페놀 함량이 134 mg/g인 반면, 헥세인(GJ-H)과 뷰탄올(GJ-Bu) 분획은 각각 9 mg/g와 27 mg/g으로 측정되어 치자의 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)이 다량의 폴리페놀을 함유하는 페놀성 분획임을 확인하였다(Table 1).
Wang 등(2017)은 저농도의 과산화수소에 의해 위암세포의 증식이 촉진됨을 제시하였고, Cao 등(2016)은 과산화수소에 의해 췌장암 세포의 증식이 촉진될 뿐 아니라, 췌장암 세포의 전이와 이동성이 증가함을 확인하였고, 이에 대해 강황의 주요 페놀성 성분인 쿠쿠민이 억제효과를 나타냄을 제시한 바 있다. 따라서, 본 연구에서는 라디칼 제거활성과 산화질소 생성억제활성을 나타내는 치자의 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)이 활성산소종의 하나인 과산화수소에 의한 증가된 암세포 증식과 이동성에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 먼저, PANC-1 췌장암 세포주에 대해 과산화수소를 농도별로 48시간 처리 후 암세포의 생존율을 MTT로 평가한 결과, 1 μM 과산화수소 처리군이 과산화수소 비처리군에 비해 16% 생존율이 증가하였으나, 200 μM 과산화수소 처리군은 20% 감소하였고, 10 μM 과산화수소 처리군은 영향을 주지 않는 것으로 나타났다(Fig.
치자의 물추출물과 주요성분인 제니포사이드와 크로신에 대한 생리활성 연구는 다양하게 이루어지고 있으나, 치자의 페놀성 물질에 대한 활성연구는 아직 미미한 상태이다. 따라서, 본 연구에서는 치자의 폴리페놀 다량 함유 분획을 이용하여 라디칼 제거활성과 과산화수소로 유도된 암세포의 증식과 이동성에 미치는 영향을 평가하고 치자 폴리페놀 다량 함유 분획의 산화방지 기능성 식품소재를 위한 기초자료로 제공하고자 한다.
제안 방법
24-well plate에 PANC-1 세포를 분주(1×104 cells/well)하여 12시간 동안 부착시키고 70-80%의 밀도가 되었을 때, 피펫팁(pipette tip)을 이용하여 평행한 줄을 긁어서 세포가 없는 빈 공간(wound)을 만들었다.
DPPH 라디칼 제거능 측정 실험과 동일한 방법으로 추출된 시료 용액 50 μL에 ABTS 용액 950 μL를 첨가하여 암소에서 10분간 반응시킨 후 732 nm에서 흡광도를 측정하였으며 계산식, ABTS 라디칼 제거활성(%)=[1−(O.D. of sample/O.D. of control)]×100에 의하여 활성을 산출하였다.
1% DMSO 용액이 되도록 과산화수소와 동시에 배양액에 가한 다음 37oC, 5% 이산화탄소 배양기에서 48시간 배양하였다. 각 well의 배양액을 제거 후 인산완충식염수로 한 번 세척한 후, MTT 용액을 가하였다. 37oC, 5% 이산화탄소 배양기에서 4시간 배양한 후, 생성된 MTT 포마잔을 DMSO 용액에 용해시키고 540 nm에서 흡광도를 측정하였다.
2 mM DPPH 라디칼 용액 100 μL을 가하여 상온에서 30분 반응시킨 후 515 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대조군은 희석 시 사용한 용매를 시료와 같은 방법으로 반응시킨 후 흡광도를 측정하였다. 계산식, DPPH 라디칼 제거활성(%)=[(O.
of control)]×100에 의하여 활성을 산출하였다. 또한 50% ABTS 라디칼 제거활성을 나타내는 시료의 농도(SC50)을 구하여 시료의 라디칼 제거활성 정도를 평가하였다.
of control]×100에 의해 활성을 산출하였다. 또한 50% DPPH 라디칼 제거활성을 나타내는 시료의 농도(SC50)를 구하여 시료의 라디칼 제거활성 정도를 평가하였다.
1A). 또한 DPPH와 ABTS 라디칼 제거법을 이용하여 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)의 라디칼 제거 활성을 평가하여 산화방지 능력을 확인하였다. Fig.
2% naphtylethylenediamine) 100 μL를 혼합하여 10분 동안 반응시키고 발색정도를 마이크로 플레이트 판독기(VERSAmax tunable, Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA)를 이용하여 570 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 검량선 작성을 위해 아질산소듐(NaNO2)을 표준품으로 사용하였다. 또한 각 well의 배양액을 제거 후, 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT, Sigma, St. Louis, MO, USA) 용액을 2시간 처리하여 생성된 MTT 포마잔을 DMSO 용액에 용해시키고 540 nm에서 흡광도를 측정하여 시료의 세포에 대한 독성 정도를 평가하였다.
산화방지 활성을 검정하는 방법으로, 금속이온을 환원시키는 효과가 강할수록 녹색에 가깝게 발색되어 높은 흡광도를 나타내는 방법을 실시하였다. 치자의 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)의 농도가 증가함에 따라 높은 흡광도를 나타내는 것을 확인할 수 있으며 특히, 25 μg/mL의 치차 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)은 0.
incubator)에서 배양하였다. 시료는 DMSO에 용해시켜 보관하고, 세포에 시료를 가할 때 DMSO의 농도가 0.1% 이하가 되도록 처리하였다.
이어 과산화수소와 치자 에틸아세테이트 분획 시료(50과 150 μg/mL)를 처리한 후, 24시간 후 동일한 영역에서 세포가 빈 공간(wound)으로 이동된 정도를 관찰하였다.
치자 900 g을 9L의 70% 에탄올로 3시간 동안 상온에서 초음파추출, 여과한 후 감압농축과 냉동건조를 통해 치자 에탄올 추출물(GJE, 145 g)을 얻었다. 이후 에탄올 추출물 100 g에 1 L 증류수를 가한 후, 동량의 헥세인(n-hexane), 에틸아세테이트(ethyl acetate) 그리고 뷰탄올(n-butanol) 순으로 극성에 따른 용매분획을 실시하여 헥세인 분획(GJ-H, 9.1 g), 에틸아세테이트 분획(GJ-EA, 8.3 g)과 뷰탄올 분획(GJ-Bu, 13.4 g)을 얻어 이후 실험에 사용하였다.
치자 추출물과 각 분획(10 mg/mL) 500 μL에 10% 염화제이철/염화철(III) 액 2-3방울을 가하여 암녹색~청색의 정색 여부를 관찰하고, 이를 통해 페놀류 구조를 가진 물질의 존재유무를 확인하였다.
치자 추출물과 각 분획의 총 폴리페놀성 화합물의 함량은 포스포몰리브덴산(phosphomolybdic acid)과 반응하여 청색으로 발색되는 원리를 이용한 폴린-데니스(Folin-Denis)법을 변형하여 측정하였다(Padda과 Picha, 2007). 추출물 100 mL과 각 분획을 50 mL의 폴린-시오칼토의 페놀시약과 혼합하고 25oC에서 5분간 방치한 후, 300 mL의 20% 탄산소듐 용액을 가하고 25oC에서 1시간 동안 반응시켰다.
페놀류와 철 이온과의 착이온 형성을 통한 정색반응을 확인하기 위해 치자 추출물과 각 분획에 대해 염화제이철/염화철(III) 정색반응을 실시하였다. 치자 추출물과 각 분획(10 mg/mL) 500 μL에 10% 염화제이철/염화철(III) 액 2-3방울을 가하여 암녹색~청색의 정색 여부를 관찰하고, 이를 통해 페놀류 구조를 가진 물질의 존재유무를 확인하였다.
대상 데이터
세포배양 상층액 100 μL와 그리스 시약(10% H3PO4, 2% sulfanilamide, 0.2% naphtylethylenediamine) 100 μL를 혼합하여 10분 동안 반응시키고 발색정도를 마이크로 플레이트 판독기(VERSAmax tunable, Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA)를 이용하여 570 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 검량선 작성을 위해 아질산소듐(NaNO2)을 표준품으로 사용하였다.
실험재료인 치자는 2014년 6월 충북 제천의 제천한방약초몰(Jecheon, Korea)에서 구입하였고, 산지는 전남 진도산으로 확인하였다. 치자 900 g을 9L의 70% 에탄올로 3시간 동안 상온에서 초음파추출, 여과한 후 감압농축과 냉동건조를 통해 치자 에탄올 추출물(GJE, 145 g)을 얻었다.
데이터처리
각 평균치에 대한 검증은 SPSS 19 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하였으며, Student’s t-test 또는 일원배치분산분석(one-way ANOVA)와 던컨의 다중검정(Duncan’s multiple range test)을 이용하여 p<0.05인 값에 대해 유의적인 것으로 처리하였다.
실험결과에서 얻은 모든 값은 3회 이상 반복 실험한 결과의 평균±표준편차로 표시하였다.
이론/모형
2,2'-Azino-bis 3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS, SigmaAldrich Co., USA) 라디칼 제거능은 ABTS radical cation decolorization assay (Re 등, 1999)를 이용하여 측정하였다.
선행연구로 치자 추출물의 성분인 이리도이드 구조의 제니핀이 유방암의 세포사멸을 촉진하고 암세포이동과 침윤을 억제한다고 보고된 바 있다(Kim 등, 2012). 본 연구에서는 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)의 암세포 이동성 억제활성을 상처치유 분석법을 이용하여 측정하였다. Fig.
암세포의 이동 정도는 Ju 등(2012)이 보고한 상처치유분석법(wound healing assay)으로 측정하였다. 24-well plate에 PANC-1 세포를 분주(1×104 cells/well)하여 12시간 동안 부착시키고 70-80%의 밀도가 되었을 때, 피펫팁(pipette tip)을 이용하여 평행한 줄을 긁어서 세포가 없는 빈 공간(wound)을 만들었다.
성능/효과
Fig. 1B에서 나타난 것처럼, 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)의 농도가 증가함에 따라 DPPH 라디칼 제거 활성이 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 양성 대조군인 아스코브산(200 μM)의 DPPH 라디칼 제거력이 96.1%일 때, 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA) 150 μg/mL이 90.5%의 제거활성을 나타냄으로써 치자의 에틸아세테이트 분획의 강력한 DPPH 자유라디칼 제거활성을 확인하였다.
본 연구에서는 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)의 암세포 이동성 억제활성을 상처치유 분석법을 이용하여 측정하였다. Fig. 3C에서 보는 바와 같이, 24시간 이후 과산화수소 비처리와 처리군의 PANC-1 췌장암 세포의 이동성이 증가하여 상처 크기가 각각 10% 및 22% 감소하였다. 이는 Cao 등(2016)이 과산화수소 유도형 PANC-1 과 BxPC-3 췌장암 세포의 p-ERK 및 p-NFκB 증가에 의해 암세포의 침윤과 이동성이 증가한다는 연구와 일치되는 경향을 나타낸다.
강력한 라디칼 제거 활성을 나타내는 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)에 대해 세포에서 발생하는 라디칼 생성에는 어떤 영향을 미치는지 알아보았다. LPS로 처리한 BV-2 미세아교세포에서 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)의 산화질소(NO) 생성정도를 평가한 결과, LPS 단독처리군에 비해 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)은 농도 의존적으로 산화질소 생성 억제활성을 나타내었다(Fig. 2). 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA) 100과 150 μg/mL에서 각각 70%와 93%의 산화질소 생성 억제활성을 나타내었고, 이때 BV-2 미세아교세포에 대한 세포독성은 나타나지 않았다.
또한 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA) 처리군(50과 150 μg/mL)은 상처크기 감소가 거의 나타내지 않았다. 따라서 과산화수소 유도형 PANC-1 췌장암 세포 이동성 증가에 대해 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)이 억제효과가 있음을 확인하였다.
Shon 등(2012)은 LPS로 자극시킨 큰 포식세포주에서 치자 추출물이 전사인자인 nuclear factor-κB (NF-κB)의 활성을 억제하여 과량의 산화질소 생성 억제효과를 나타냄을 보고하였고, 특히 글리코사이드를 다량 포함하는 추출물보다는 베타글루코사이드 가수분해 효소(β-glucosidase)처리를 통한 인글리콜 함유 추출물이 강력한 산화질소 생성 억제효과를 나타냄을 보고하였다. 따라서 본 연구결과에서 나타난 산화질소 생성 억제효과는 치자 에틸아세테이트 분획이 라디칼 제거뿐 아니라 염증환경에서 다양한 신호전달기전에도 영향을 줌으로써 발생하는 결과일 수 있음을 예측할 수 있다.
3B). 따라서, 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)이 과산화수소로 촉진된 암세포의 증식에 대해 억제효과를 나타냄을 확인하였다. Lim 등(2010)의 보고에 의하면, 치자의 에틸아세테이트 분획은 구강암에 대해 암세포 증식억제효과를 나타내지 않았으나, 치자의 다이클로로메테인 분획이 DNA 국소이성질화효소(topoisomerase) 1 억제를 통한 구강암 세포의 증식억제효과가 있음을 제시하였다.
또한 ABTS 라디칼 제거활성평가에서도 같은 경향성을 관찰하였으며(Fig. 1B), 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA) 150 μg/mL에서 62.5%의 ABTS 자유라디칼 제거활성을 확인하였다.
5 mg GAE/g)과의 차이는 온도와 추출 시간 등과 같은 추출조건에 따라 추출 성분의 종류와 함량이 달라지는 것으로 생각된다. 또한 염화제이철/염화철(III)(FeCl3) 정색 반응에서 치자의 에틸아세테이트 분획이 염화제이철/염화철(III) 시액과 반응하여 진한 암녹색을 나타내는 것을 확인함으로써 페놀 구조의 화합물이 다량 존재함을 확인하였다. 이는 치자의 에틸아세테이트 분획에서 바닐산 유도체들이 분리되었다는 보고와도 일치함을 알 수 있다(Kim 등, 2006).
치자 추출물의 극성에 따른 분획-헥세인, 에틸아세테이트와 뷰탄올 분획의 폴리페놀 함량을 평가한 결과, 에틸아세테이트 분획이 다량의 폴리페놀을 함유함을 하였고, DPPH와 ABTS 라디칼 제거와 환원력 실험에서 강력한 라디칼 제거와 환원능력을 나타냈다. 또한 치차 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)의 라디칼 제거 활성을 세포수준에서 평가한 결과, LPS로 활성화된 BV-2 미세아교세포에서 발생하는 과량의 산화질소 생성을 억제하였고, 과산화수소를 처리한 췌장암 세포주의 증식과 이동성에 대해 억제효과를 나타내었다. 따라서 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)이 라디칼 제거효과, 과산화수소 유도형 암세포의 증식과 이동성에 대한 억제효과를 가진다는 것을 확인하여 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)을 이용한 기능성 식품소재 개발을 위한 기초자료로 활용될 수 있음을 제시하였다
먼저, PANC-1 췌장암 세포주에 대해 과산화수소를 농도별로 48시간 처리 후 암세포의 생존율을 MTT로 평가한 결과, 1 μM 과산화수소 처리군이 과산화수소 비처리군에 비해 16% 생존율이 증가하였으나, 200 μM 과산화수소 처리군은 20% 감소하였고, 10 μM 과산화수소 처리군은 영향을 주지 않는 것으로 나타났다(Fig. 3A).
이후, 1 μM 과산화수소 처리한 PANC-1 세포의 생존율에 대한 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)의 영향을 조사한 결과, 농도의존적으로 PANC-1 세포의 생존율이 감소됨을 확인하였고 150 μg/mL의 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)에서는 PANC-1세포의 생존율이 1 μM 과산화수소 단독 처리군에 비해 42% 감소하였다(Fig. 3B).
치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA) 100과 150 μg/mL에서 각각 70%와 93%의 산화질소 생성 억제활성을 나타내었고, 이때 BV-2 미세아교세포에 대한 세포독성은 나타나지 않았다.
치자 추출물의 극성에 따른 분획-헥세인, 에틸아세테이트와 뷰탄올 분획의 폴리페놀 함량을 평가한 결과, 에틸아세테이트 분획이 다량의 폴리페놀을 함유함을 하였고, DPPH와 ABTS 라디칼 제거와 환원력 실험에서 강력한 라디칼 제거와 환원능력을 나타냈다. 또한 치차 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)의 라디칼 제거 활성을 세포수준에서 평가한 결과, LPS로 활성화된 BV-2 미세아교세포에서 발생하는 과량의 산화질소 생성을 억제하였고, 과산화수소를 처리한 췌장암 세포주의 증식과 이동성에 대해 억제효과를 나타내었다.
치자의 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)의 농도가 증가함에 따라 높은 흡광도를 나타내는 것을 확인할 수 있으며 특히, 25 μg/mL의 치차 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)은 0.59의 흡광도를 나타내어 흡광도 0.62의 양성 대조군 아스코브산(Lascorbic acid, 50 μM)과 유사한 정도의 환원력을 나타내었다(Fig. 1A).
따라서 치자 추출물과 각 분획에 함유된 총 폴리페놀의 함량을 측정함으로써 산화방지 활성이 강한 페놀성 분획을 찾고자 하였다. 치자의 에틸아세테이트 분획(GJEA)에서 갈산으로 환산한(gallic acid equivalent, GAE) 폴리페놀 함량이 134 mg/g인 반면, 헥세인(GJ-H)과 뷰탄올(GJ-Bu) 분획은 각각 9 mg/g와 27 mg/g으로 측정되어 치자의 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)이 다량의 폴리페놀을 함유하는 페놀성 분획임을 확인하였다(Table 1). Dehnath 등(2011)은 치자 물추출물과 에탄올 추출물이 각각 53.
치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA) 100과 150 μg/mL에서 각각 70%와 93%의 산화질소 생성 억제활성을 나타내었고, 이때 BV-2 미세아교세포에 대한 세포독성은 나타나지 않았다. 특히, LPS 처리군은 과량의 산화질소 생성으로 세포 생존율이 LPS 무처리군의 세포생존율에 비해 유의적으로 감소하였지만, 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA) 처리군에서는 그 농도가 증가함에 따라 산화질소 생성은 억제되고 세포 생존율은 회복되는 경향을 보여줌으로써 과량의 산화질소 생성에 의한 세포손상을 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)이 방지할 수 있음을 추정할 수 있다. Shon 등(2012)은 LPS로 자극시킨 큰 포식세포주에서 치자 추출물이 전사인자인 nuclear factor-κB (NF-κB)의 활성을 억제하여 과량의 산화질소 생성 억제효과를 나타냄을 보고하였고, 특히 글리코사이드를 다량 포함하는 추출물보다는 베타글루코사이드 가수분해 효소(β-glucosidase)처리를 통한 인글리콜 함유 추출물이 강력한 산화질소 생성 억제효과를 나타냄을 보고하였다.
활성 정도를 50% 라디칼 제거활성을 나타내는 농도(SC50)로 나타내었을 때, DPPH와 ABTS 라디칼 제거에 대해 SC50이 각각 50.6 μg/mL와 51.3 μg/mL이었다.
후속연구
또한 치차 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)의 라디칼 제거 활성을 세포수준에서 평가한 결과, LPS로 활성화된 BV-2 미세아교세포에서 발생하는 과량의 산화질소 생성을 억제하였고, 과산화수소를 처리한 췌장암 세포주의 증식과 이동성에 대해 억제효과를 나타내었다. 따라서 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)이 라디칼 제거효과, 과산화수소 유도형 암세포의 증식과 이동성에 대한 억제효과를 가진다는 것을 확인하여 치자 에틸아세테이트 분획(GJ-EA)을 이용한 기능성 식품소재 개발을 위한 기초자료로 활용될 수 있음을 제시하였다
Lim 등(2010)의 보고에 의하면, 치자의 에틸아세테이트 분획은 구강암에 대해 암세포 증식억제효과를 나타내지 않았으나, 치자의 다이클로로메테인 분획이 DNA 국소이성질화효소(topoisomerase) 1 억제를 통한 구강암 세포의 증식억제효과가 있음을 제시하였다. 이는 암세포의 종류와 치차 분획별 성분 분포의 차이에 기인한 것으로 생각되며, 활성을 나타내는 분획의 성분에 대한 추후 연구가 필요한 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
치자의 주성분과 그 효능은?
치자의 생리활성으로 항당뇨(Wu 등, 2009), 항염증(Xu 등, 2017), 혈압강하(Chen 등, 2017), 산화방지 활성(Xiao 등, 2017)과 기억력개선(Zhang 등, 2017)에 대한 연구들이 보고되고 있으며, 치자의 성분으로는 제니포사이드(geniposide), 제니포시드산(geniposidic acid), 제니핀(genipin), 가데노사이드(gardenoside)와 가도사이드(gardoside) 등의 이리도이드(iridoid) 화합물(Chang 등, 2005; Wang 등, 2016), 바닐산 유도체(Kim 등, 2006; Yu 등, 2012)와 카로테노이드(carotenoid) 화합물(Chen 등, 2008a; Peng 등, 2013; Wang 등, 2015) 등이 알려져 있다. 주성분인 제니포사이드와 그의 인글리콜(aglycone)인 제니핀은 lipopolysaccharide로 유도된 염증모델에서 염증반응을 저해하고(Fu 등, 2012), 고지방식이로 유도된 당뇨병 모델에서 간 글리코겐 인산첨가분해효소의 발현을 억제하여 혈당강하효과를 나타내고(Wu 등, 2009), 항혈전 효과(Suzuki 등, 2001)와 간세포보호 효과(Kim 등, 2010) 등을 나타내는 것으로 보고되고 있다. 치자의 주요 카로테노이드 화합물인 크로신(crocin)류와 크로세틴(crocetin) 등은 산화방지 활성을 통한 간세포보호 효과(Gedik 등, 2017), 암세포의 증식억제와 염증성 사이토카인의 생성억제 효과(Oliveira 등, 2017)를 나타내는 것으로 보고되었다.
인체 내에서 산소는 어떤 역할을 하는가?
인체 내에서 산소는 생명유지를 위한 호흡과 에너지 생산과정에 중요한 작용을 하지만, 그 일부는 환경오염, 음주, 흡연, 화학약품과 산화적 스트레스에 의해 활성 산소종(ROS, reactive oxygen species)과 활성 질소종(RNS, reactive nitrogen species)을 생성한다. 활성 산소종에는 과산화물 음이온 라디칼, 하이드록실 자유 라디칼(hydroxyl free radicals)과 비자유 라디칼(non-free radical)인 과산화수소(H2O2) 등이 있으며, 활성 질소종에는 산화질소(nitric oxide, NO)와 과산화 질산 음이온(peroxynitrite, ONOO−) 등이 알려져 있다(Lee 등, 2016; Poprac 등, 2017).
활성 산소종에는 어떤 것이 있는가?
인체 내에서 산소는 생명유지를 위한 호흡과 에너지 생산과정에 중요한 작용을 하지만, 그 일부는 환경오염, 음주, 흡연, 화학약품과 산화적 스트레스에 의해 활성 산소종(ROS, reactive oxygen species)과 활성 질소종(RNS, reactive nitrogen species)을 생성한다. 활성 산소종에는 과산화물 음이온 라디칼, 하이드록실 자유 라디칼(hydroxyl free radicals)과 비자유 라디칼(non-free radical)인 과산화수소(H2O2) 등이 있으며, 활성 질소종에는 산화질소(nitric oxide, NO)와 과산화 질산 음이온(peroxynitrite, ONOO−) 등이 알려져 있다(Lee 등, 2016; Poprac 등, 2017). 자유 라디칼 반응에 의해 생성되는 활성 산소종과 활성 질소종은 구조적으로 매우 불안정하여 주위 세포들과 반응하여 단백질의 불활성화와 조직의 손상, 그리고 유전자 변이 등을 유발하여 노화, 퇴행성 신경질환, 대사증후군과 종양 같은 질환의 주요 원인으로 보고되고 있다(Islam, 2017; Kundu 등, 2012; Liu 등, 2017; Yang 등, 2017).
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