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LPS로 유도된 Raw 264.7 cell에서 Lactobacillus plantarum 발효가 층꽃나무(Caryopteris incana) 에탄올 추출물의 염증반응에 미치는 영향
Anti-inflammatory effect potentials of ethanol extracts from fermentated Caryopteris incana by Lactobacillus plantarum on induced to LPS with Raw 264.7 cell 원문보기

Journal of applied biological chemistry, v.61 no.2, 2018년, pp.141 - 150  

박미정 (School of Food science & Biotechnology) ,  박혜진 (School of Food science & Biotechnology) ,  이은호 (School of Food science & Biotechnology) ,  정희영 (School of Applied Biosciences, Kyungpook National University) ,  조영제 (School of Food science & Biotechnology)

초록
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본 연구에서는 층꽃나무와 L. plantarum으로 발효한 층꽃나무를 각각 80% ethanol로 추출하여 추출물들이 LPS로 유도된 Raw 264.7 cell의 염증반응에 미치는 영향을 비교 검증하여 항염증 소재 개발 가능성을 검토하였다. HPLC를 이용하여 L. plantarum에 의한 층꽃나무 발효 추출물의 유용성분 변화를 확인한 결과, 발효를 통해 유용성분의 profile 변화가 있는 것을 확인할 수 있었다. Raw 264.7 cell에서 세포 독성을 측정하기 위해 MTT assay를 실시한 결과, 층꽃나무 80% ethanol 추출물은 5, 10, $15{\mu}g/mL$의 농도에서 발효 층꽃나무 80% ethanol 추출물의 경우 10, 20, 30, $40{\mu}g/mL$의 농도에서 90.0% 이상의 세포 생존율을 나타내었다. 항염증 효능을 검정하기 위해 iNOS 단백질 발현량, COX-2 단백질 발현량, NO 생성, $PGE_2$ 생성, pro-inflammatory cytokine 발현량을 측정하였다. NO 생합성 효소인 iNOS 단백질의 발현량을 측정한 결과, 층꽃나무와 발효 층꽃나무 80% ethanol 추출물은 각각 15, $40{\mu}g/mL$의 농도에서 약 50.0% 가까운 발현 억제 효과를 나타내었으며, 농도 의존적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. $PGE_2$ 생합성 효소인 COX-2 단백질의 발현량을 측정한 결과, 층꽃나무 80% ethanol 추출물은 $15{\mu}g/mL$ 농도에서 50.0%, 발효 층꽃나무 80% ethanol 추출물은 $40{\mu}g/mL$ 농도에서 83.0%의 발현 억제 효과를 보여주었다. NO 생성 억제 효과를 측정한 결과 층꽃나무 80% ethanal 추출물은 $15{\mu}g/mL$ 농도에서 62.0%, 발효 층꽃나무는 $40{\mu}g/mL$ 농도에서 81.0%로 control군과 비교하였을 때 NO 생성이 크게 억제되었다. $PGE_2$ 생성 억제 효과를 측정한 결과, 층꽃나무와 발효 층꽃나무 80% ethanal 추출물은 각각 15, $30{\mu}g/mL$의 농도에서 약 70.0%의 발현 억제 효과를 나타내었다. 또한, pro-inflammatory cytokine의 경우, 층꽃나무 80% ethanol 추출물 $15{\mu}g/mL$ 농도에서 $TNF-{\alpha}$는 43.6%, IL-6는 64.3%, $IL-1{\beta}$는 58.7%의 저해율을 나타냈으며, 발효 층꽃나무 80% ethanol 추출물 $40{\mu}g/mL$ 농도에서 $TNF-{\alpha}$는 75.4%, IL-6는 64.3%, $IL-1{\beta}$는 37.7%의 발현 억제 효과를 나타내었다. 이상의 결과를 통해 층꽃나무는 매우 우수한 항염증 효과를 나타내는 소재임을 확인할 수 있었으며, L. plantarum균을 이용한 발효를 통해 층꽃나무가 가진 세포 독성을 낮추어 안전성하고 우수한 효능을 가진 새로운 항염증제로 개발 가능한 소재로 활용될 수 있을 것으로 기대되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the inflammation of ethanol extracts from Caryopteris incana (CI) and fermented C. incana (FCI) on induced to lipopolysaccharide with Raw 264.7 cell was tested. The composition profile of L. plantarum was changed by fermentation, and confirmed by HPLC analysis. We performed the 3-[4,5...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 자연계에서 가장 넓게 분포하는 것으로 알려진 젖산균의 일종인 Lactobacillus plantarum을 이용하여 발효한 층꽃나무의 추출물을 이용하여 LPS를 처리해 염증반응을 유도한 Raw 264.7 cell에서의 항염증 효능의 변화를 확인하고자 하였다. 이를 위해 추출물이 염증반응에 관여하는 NO 및 PGE2 생성량과 iNOS 및 COX-2 단백질 발현 억제 정도를 확인하고, 더 나아가 pro-inflammatory cytokine 발현 정도에 미치는 영향을 비교 조사하여 층꽃나무가 생산하는 천연물에 의한 항염증 소재 개발의 가능성을 확인하여 산업화 이용을 위한 기초 자료로 활용하고자 하였다.
  • 7 cell에서의 항염증 효능의 변화를 확인하고자 하였다. 이를 위해 추출물이 염증반응에 관여하는 NO 및 PGE2 생성량과 iNOS 및 COX-2 단백질 발현 억제 정도를 확인하고, 더 나아가 pro-inflammatory cytokine 발현 정도에 미치는 영향을 비교 조사하여 층꽃나무가 생산하는 천연물에 의한 항염증 소재 개발의 가능성을 확인하여 산업화 이용을 위한 기초 자료로 활용하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
염증반응은 인체에서 어떤 효과가 있는가? 염증반응은 외부 자극에 대한 생체조직의 방어 반응으로써 정상적인 상태에서는 항원항체 반응을 통해 질병을 일으키는 항원을 제거 하지만, 비정상적인 상태의 만성염증반응의 경우, 특정한 조직을 손상시키고 아토피, 관절염, 건선 등과 같은 각종 질환을 유발한다[1]. 면역체계에서 대식세포(macrophage)는 활성산소, stress 등과 같은 여러 가지 자극에 의해 발현되는 염증반응을 억제하여 면역기능을 조절하고 체내 항상성 유지에 매우 중요한 역할을 한다[2].
층꽃나무의 전초에 함유된 성분은? 전초 또는 뿌리를 약용하며, 생약명은 난향초(蘭香草)라 한다. 층꽃나무의 전초에는 flavonoid 배당체와 phenol류, alkaloid, steroid, amino acid, 유기산, tannin을 함유하고 있으며[10,11,12], 수렴작용, 기침, 가래, 기관지염, 신경통, 종기, 월경불순, 어혈, 타박상, 습진, 피부, 가려움증 치료에 쓰이고 Staphylococcus aureus, Corynebacterium diphtheriae에 대한 항균작용이 있는 것으로 알려져 있다[13].
층꽃나무(Caryopteris incana)의 외관적 특징은? 층꽃나무(Caryopteris incana)는 다년초로 한국, 중국, 타이완, 일본에 걸쳐 널리 분포하고 있으며 한국에서는 주로 산과 들에 서식한다. 30-60 cm 높이의 줄기는 곧추서고 기부가 목질이며, 화서는 층층으로 배열되고, 검은색을 띠는 열매는 9-10월에 열린다[9]. 전초 또는 뿌리를 약용하며, 생약명은 난향초(蘭香草)라 한다.
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참고문헌 (39)

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