[논문]혈관내피세포에서 산양삼 추출물과 진세노사이드 Rg5의 혈관신생 효과

김나은; 이미옥; 장미희; 정병희

doi:10.9721/kjfst.2018.50.3.349

혈관내피세포에서 산양삼 추출물과 진세노사이드 Rg5의 혈관신생 효과
Angiogenic effects of wood-cultivated ginseng extract and ginsenoside Rg5 in human umbilical vein endothelial cells 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.50 no.3, 2018년, pp.349 - 355

김나은 ((주)해송KNS 기업부설연구소) , 이미옥 ((주)해송KNS 기업부설연구소) , 장미희 ((주)해송KNS 기업부설연구소) , 정병희 ((주)해송KNS 기업부설연구소)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 상처치유(wound healing)와 같은 허혈성 심뇌혈관 질환의 잠재적 치료제로서 산양삼 추출물과 진세노사이드 Rg5의 가능성을 인간 제대정맥 내피세포인 HUVEC에서 확인하고자 하였다. 그 결과, 산양삼 추출물과 Rg5는 10-100 nM의 저농도에서 혈관신생 과정에서 발생하는 세포의 증식이나 이동, 관 형성과정을 유의적으로 증진시켰으며, 그 증가현상은 산양삼 추출물과 Rg5가 유사한 수준으로 발생하였다. 따라서 Rg5를 이용하여 혈관신생 과정에 관여하는 신호전달 메커니즘을 확인한 결과, Akt/eNOS와 ERK1/2의 인산화는 양성대조군으로 사용한 VEGF와 유사한 수준으로 증가되는 것을 확인하였다. 마지막으로 혈관 신생 유도인자이며 양성대조군인 VEGF의 혈관염증 관련 부작용이 Rg5의 혈관신생 효과에도 작용하는지 확인하기 위하여 혈관염증 관련 단백질인 ICAM-1과 VCAM-1의 발현량을 확인한 결과, ICAM-1과VCAM-1의 발현이 양성대조군인 VEGF에서는 유의적으로 증가하였으나 Rg5를 처리한 경우에는 일반 대조군과 유사한 수준으로 낮게 나타났다. 따라서 본 연구는 산양삼 추출물과 Rg5가 혈관신생 유도효과가 있으며, 이러한 현상은 Akt/eNOS와 ERK 관련 신호전달 메커니즘을 통해 진행되고 이러한 효과가 혈관염증은 유도하지 않는다는 것을 입증하였으며, 잠재적 치료제로서의 가능성을 확인하는 계기가 되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Ginsenoside Rg5, one of the protopanaxadiol ginsenosides of wood-cultivated ginseng, has been implicated in various diseases, such as diabetes, cancer, and hypertension; however, its angiogenic activity and molecular mechanisms have not yet been elucidated. Here, we found that wood-cultivated ginseng extract and ginsenoside Rg5 increase in vitro proliferation, migration, and tube-like structure formation, which are typical phenomena associated with angiogenesis, in cultured human umbilical vein endothelial cells (HUVECs). Moreover, Ginsenoside Rg5 stimulated the phosphorylation of Akt, endothelial nitric oxide (NO) synthase (eNOS), and extracellular-regulated kinase (ERK)1/2, which are well-known signal mediators of the angiogenic pathway. Furthermore, Ginsenoside Rg5 did not accelerate the activation of ICAM-1 and VCAM-1 which are inflammatory response mediators. These results suggest that wood-cultivated ginseng extract and ginsenoside Rg5 stimulated in vitro angiogenesis by activating the Akt/eNOS- and ERK1/2-dependent signal pathways without inducing vascular inflammation.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 산양삼 추출물과 희귀 진세노사이드인 Rg5가 혈관신생 과정에서 미치는 효과와 그 메커니즘에 대해 연구하고자 하였다.
혈관신생의 대표적인 유도인자로 알려져 있는 VEGF는 강력한 혈관신생 효과를 나타내지만 혈관 염증이나 혈관세포의 투과성을 증가시키는 부작용에 대한 연구가 보고되어 있어 허혈성 심질환이나 상처지연에 대한 치료제로서의 한계에 부딪친 상황이다(Gavard와 Gutkind, 2006; Kim 등, 2001). 따라서 부작용을 나타내지 않고 혈관신생 효능을 보이는 잠재적 인자들을 찾는 연구가 지속되고 있으며, 본 연구에서는 Rg5가 혈관내피세포에서 혈관염증의 전형적인 지표로 알려져 있는 세포사이 부착분자-1(intercellular adhesion molecule-1, ICAM-1)과 혈관세포 부착분자-1 (vascular cell adhesion molecule-1, VCAM-1)의 발현에 있어서 연관성이 있는지 확인하고자 하였다(Chung 등, 2008; Kim 등,2001). 그 결과, 양성대조군인 VEGF가 ICAM-1, VCAM-1의 발현을 유의적으로 증가시킨 것과 대조적으로 Rg5는 혈관신생 신호전달 메커니즘이 가장 강한 농도인 20 nM을 처리하였을 경우, ICAM-1과 VCAM-1의 발현이 모두 증가하지 않았으며, 대조군과 유사한 수준으로 낮게 나타났다(Fig.
본 연구에서는 상처치유(wound healing)와 같은 허혈성 심뇌혈관 질환의 잠재적 치료제로서 산양삼 추출물과 진세노사이드 Rg5의 가능성을 인간 제대정맥 내피세포인 HUVEC에서 확인하고자 하였다. 그 결과, 산양삼 추출물과 Rg5는 10-100 nM의 저농도에서 혈관신생 과정에서 발생하는 세포의 증식이나 이동, 관 형성과정을 유의적으로 증진시켰으며, 그 증가현상은 산양삼 추출물과 Rg5가 유사한 수준으로 발생하였다.

제안 방법

24 well plates에 matrigel 250 µL를 도말한 다음 2×10⁵cells/well의세포를 matrigel 위에 부착시키고 양성대조군인 VEGF와 시료인 산양삼 추출물 및 진세노사이드 Rg5를 농도별로 처리하여 배양하였다. 18시간이 경과한 후 관 형성이 일어난 정도를 현미경으로 확인하고 이미지를 캡처한 후 eXcope (Dixi Science)를 사용하여 관의 길이를 측정하였다.
24 well plates에 matrigel 250 µL를 도말한 다음 2×105 cells/well의세포를 matrigel 위에 부착시키고 양성대조군인 VEGF와 시료인 산양삼 추출물 및 진세노사이드 Rg5를 농도별로 처리하여 배양하였다.
24 well plates에 각각 600µL의 1% M199 배지를 넣고, Transwell의 아래쪽 면에 젤라틴(1mg/mL)을 도말한 후 위쪽 면에 1×105 cells/well의 세포를 부착시켰으며, 양성대조군인 VEGF와 산양삼 추출물, 그리고 진세노사이드 Rg5를 농도별로 처리하였다.
또한 ERK 1/2의 경우 혈관신생 유도인자로 자극된 내피세포에서 세포의 증식과 이동, 그리고 관 형성에 중요한 인자로 보고되어 있으며, ERK인산화가 억제될 경우 내피세포와 동물모델 모두에서 혈관신생효과가 감소된다고 많은 연구자료에서 밝히고 있다(Dong 등, 2001; Huang 등, 2008; Lee 등, 2006). 따라서 혈관신생 메커니즘에서 중요한 위치를 차지하는 단백질인 Akt/eNOS와 ERK의 인산화를Rg5가 유도하는지 확인하고자 하였으며, in vitro 혈관신생(혈관내피세포의 증식, 이동, 관 형성) 실험에서 유의적인 증가를 보였던 농도에서 단백질 발현량을 확인하였다(Fig. 4). 그 결과, Rg5를 혈관내피세포에 10분간 처리한 경우 Akt의 인산화는 대조군에 비하여 10, 20 nM에서 증가하였으며, 특히 20 nM에서는 양성대조군인 VEGF와 유사한 수준의 유의적인 증가를 확인하였다.
모든 측정은 독립적으로 3회 반복실험을 진행하고 측정값을 mean±SD으로 표시하였다.
4시간 후 transwell의 아래쪽으로 이동한 세포를 H&E 염색법으로 염색하고 메탄올로 고정시켰다. 이후 이동하지 않은 위쪽면의 세포를 면봉으로 제거하고 이동한 세포를 현미경으로 확인하여 그 이미지를 eXcope (DixiScience, Daejeon, Korea)으로 캡처하였으며 세포의 수는 Image J프로그램(Wayne Rasband, National Institutes of Health, USA)을 이용하여 측정하였다.
혈관내피세포를 배양한 후 RIPA buffer를 이용하여 lysis시키고 BCA protein assay (Thermoscientific, IL, USA)로 정량한 후 동일한 양의 단백질을 SDSPAGE gel에 전기영동하였다. 이후 폴리바이닐리덴다이플루오라이드(polyvinylidene difluoride, PVDF, Millipore, Bed-ford, MA,USA) 막에 이동시키고 타깃 단백질 각각의 항체를 이용하여 배양한 후 enhanced chemiluminescence (ECL) solution (IntronBiotechnology, Seongnam, Korea)을 이용하여 단백질의 발현 정도와 인산화 정도를 확인하고 Image J 프로그램을 이용하여 단백질의 인산화 정도를 정량하여 판단하였다.
혈관신생에 관여하는 것으로 알려진 단백질인 Akt, endothelial nitric oxide synthase (eNOS)와 ERK (Extracellular Signal-regulated Kinase) 1/2의 인산화 정도와 발현량을 웨스턴 블랏으로 확인하였다(Chung 등, 2008; Lee 등, 2005). 혈관내피세포를 배양한 후 RIPA buffer를 이용하여 lysis시키고 BCA protein assay (Thermoscientific, IL, USA)로 정량한 후 동일한 양의 단백질을 SDSPAGE gel에 전기영동하였다. 이후 폴리바이닐리덴다이플루오라이드(polyvinylidene difluoride, PVDF, Millipore, Bed-ford, MA,USA) 막에 이동시키고 타깃 단백질 각각의 항체를 이용하여 배양한 후 enhanced chemiluminescence (ECL) solution (IntronBiotechnology, Seongnam, Korea)을 이용하여 단백질의 발현 정도와 인산화 정도를 확인하고 Image J 프로그램을 이용하여 단백질의 인산화 정도를 정량하여 판단하였다.
혈관신생에서 세포의 증식이 발생하면 그 이후 세포가 주화성(chemotaxis) 현상에 의해 이동하게 되므로(Lee 등, 2006) 산양삼 추출물과 Rg5가 혈관내피세포의 이동과정에 영향을 미치는지 확인하기 위하여 transwell plate를 이용하여 주화성 분석을 수행한 후 주화성에 의해 이동한 세포를 염색하고 그 수를 측정하였다(Chung 등, 2008). 산양삼 추출물의 경우, 대조군에 비하여 10, 20ng/mL에서 유의적으로 증가햐였으며 20 ng/mL세포의 이동성이 낮은 농도인 10, 20 ng/mL에서 유의적으로 높았으며 특히 20 ng/mL의 경우 양성대조군인 VEGF보다 세포의 이동량이 높았다.
혈관신생을 조절하는 것을 측정할 수 있는 방법 중에 하나로 증식 후 이동한 혈관내피세포가 관(tube) 형성을 유도하는지 확인하기 위하여(Folkman, 1971; Folkman, 1995) matrigel을 이용하여 산양삼 추출물과 Rg5가 관 형성에 영향을 미치는지 확인하였다. 그 결과, 산양삼 추출물의 경우 추출물을 처리하지 않은 대조군에 비해 관 형성이 10-100 ng/mL까지 모든 농도에서 증가하였고, 양성대조군인 VEGF와 유사한 수준의 유의적 증가했다.

대상 데이터

산양삼은 조재범 홍천산양산삼에서 5-6년산의 국내산 원물을 구입하였으며, 진세노사이드 Rg5는 앰보연구소(Ambo Institute, Seoul, Korea)에서 구입하여 사용하였다. 인간 제대정맥 내피세포와 배양에 필요한 배지는 Lonza (Walkersville, MD, USA)에서 구입하여 사용하였으며, 혈관내피세포생장인자(vascular endothelial growth factor, VEGF)는 코마(KOMA Biotech, Seoul, Korea), 단백질 항체는 Cell Signaling Technology (Danvers, MA, USA)와BD Biociences (San Diego, CA, USA)에서 각각 구입하여 사용하였으며, 기타 시약들은 Sigma-Aldrich (St.
산양삼은 조재범 홍천산양산삼에서 5-6년산의 국내산 원물을 구입하였으며, 진세노사이드 Rg5는 앰보연구소(Ambo Institute, Seoul, Korea)에서 구입하여 사용하였다. 인간 제대정맥 내피세포와 배양에 필요한 배지는 Lonza (Walkersville, MD, USA)에서 구입하여 사용하였으며, 혈관내피세포생장인자(vascular endothelial growth factor, VEGF)는 코마(KOMA Biotech, Seoul, Korea), 단백질 항체는 Cell Signaling Technology (Danvers, MA, USA)와BD Biociences (San Diego, CA, USA)에서 각각 구입하여 사용하였으며, 기타 시약들은 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)에서 구입하여 사용하였다.
이후 60^oBx가 될 때까지 농축한 후 동결건조하여 산양삼 추출물 시료를 얻었다. 인간 제대정맥 내피세포인 HUVEC은 EGM Plus Bulletkit (Lonza, Walkersville, MD, USA)를 이용하여 젤라틴이 코팅된 판에 옮겨 37^oC, 5% 이산화탄소 배양기에서 배양하였으며, 세포가 증식하면 계대배양을 실시하고 passage 3-8을 사용하였다. 실험 직전에는 1% M199 (Lonza, Walkersville, MD, USA) 배지에서 6시간 동안 starvation을 진행하여 세포의 주기를 일정하게 조절하였다.

데이터처리

측정값의 통계처리는 Student’s t-test를 이용하여 독립적인 두 집단간의 통계학적 비교를 수행하였으며,p<0.05인 것을 통계학적 유의성이 있는 것으로 판단하였다.

이론/모형

산양삼 추출물과 진세노사이드 Rg5를 농도별로 혈관내피 세포에 처리하고 혈관 신생에 주요 인자로 알려진 VEGF를 양성대조군으로 처리하여 세포의 성장 촉진을 얼마나 유도하는지를 살아있는 세포의 미토콘드리아에서 반응하는 MTT법으로 확인하였다(Carmichael 등, 1987). 2×10⁴ cells/well로 동일하게 배양한 세포에 시료를 농도별로 처리하고 20시간 동안 배양한 후 MTT solution(tetrazolium salt, Sigma-Aldrich, St.
세포의 이동성 분석은 Boyden’s chamber (Transwell, 6.5-mmdiameter polycarbonate filter, 8-µm pore size, Corning, NY, USA)를 이용하여 화학적인 자극에 반응하여 세포가 움직이는 성질인 주화성을 이용한 chemotaxis assay법을 이용하여 측정하였다(Chung 등, 2008; Lee 등, 2006).

성능/효과

eNOS의 인산화는 아무것도 처리하지 않은 대조군에 비해 10, 20nM에서 유의적으로 증가하였으며, 이는 양성대조군인 VEGF보다 높은 통계학적 유의성을 나타냈다. ERK의 인산화는 Rg5를 혈관내피세포에 10분간 처리하였을 때 아무것도 처리하지 않은 세포에 비해 인산화가 유도되었으며, 그 수준은 VEGF와 유사한 수준으로 통계학적 증가량을 보였다. 반면에 Rg5를 50 nM에서 처리하였을 때에는 대조군과 비교하여 단백질의 인산화에는 크게 영향을 미치지 못했으며, eNOS 인산화의 경우 표준편차가 커서 유의적인 증가는 확인할 수 없었다.
3A-B). Rg5는 처리하지 않은 세포에 비해 관 형성도가 10-100 nM에서 농도 의존적으로 유의적인 수준으로 증가하였으며, 산양삼 추출물과 마찬가지로 세포의 관 형성도에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다(Fig. 3C-D). 이상의 결과로 볼 때 산양삼 추출물과 Rg5는 세포증식과 이동, 관 형성에서 혈관신생 효과가 유사한 수준으로 증가하였으며, 저농도에서 그 효과가 통계학적 유의성을 가졌으므로, 산양삼 중에 존재하는 희귀 진세노사이드인 Rg5가 혈관내피세포의 증식에 주요 영향을 미치는 인자라는 인식을 하게 되었다.
그 결과, Rg5를 혈관내피세포에 10분간 처리한 경우 Akt의 인산화는 대조군에 비하여 10, 20 nM에서 증가하였으며, 특히 20 nM에서는 양성대조군인 VEGF와 유사한 수준의 유의적인 증가를 확인하였다. eNOS의 인산화는 아무것도 처리하지 않은 대조군에 비해 10, 20nM에서 유의적으로 증가하였으며, 이는 양성대조군인 VEGF보다 높은 통계학적 유의성을 나타냈다. ERK의 인산화는 Rg5를 혈관내피세포에 10분간 처리하였을 때 아무것도 처리하지 않은 세포에 비해 인산화가 유도되었으며, 그 수준은 VEGF와 유사한 수준으로 통계학적 증가량을 보였다.
4). 그 결과, Rg5를 혈관내피세포에 10분간 처리한 경우 Akt의 인산화는 대조군에 비하여 10, 20 nM에서 증가하였으며, 특히 20 nM에서는 양성대조군인 VEGF와 유사한 수준의 유의적인 증가를 확인하였다. eNOS의 인산화는 아무것도 처리하지 않은 대조군에 비해 10, 20nM에서 유의적으로 증가하였으며, 이는 양성대조군인 VEGF보다 높은 통계학적 유의성을 나타냈다.
본 연구에서는 상처치유(wound healing)와 같은 허혈성 심뇌혈관 질환의 잠재적 치료제로서 산양삼 추출물과 진세노사이드 Rg5의 가능성을 인간 제대정맥 내피세포인 HUVEC에서 확인하고자 하였다. 그 결과, 산양삼 추출물과 Rg5는 10-100 nM의 저농도에서 혈관신생 과정에서 발생하는 세포의 증식이나 이동, 관 형성과정을 유의적으로 증진시켰으며, 그 증가현상은 산양삼 추출물과 Rg5가 유사한 수준으로 발생하였다. 따라서 Rg5를 이용하여 혈관신생 과정에 관여하는 신호전달 메커니즘을 확인한 결과,Akt/eNOS와 ERK1/2의 인산화는 양성대조군으로 사용한 VEGF와 유사한 수준으로 증가되는 것을 확인하였다.
혈관신생을 조절하는 것을 측정할 수 있는 방법 중에 하나로 증식 후 이동한 혈관내피세포가 관(tube) 형성을 유도하는지 확인하기 위하여(Folkman, 1971; Folkman, 1995) matrigel을 이용하여 산양삼 추출물과 Rg5가 관 형성에 영향을 미치는지 확인하였다. 그 결과, 산양삼 추출물의 경우 추출물을 처리하지 않은 대조군에 비해 관 형성이 10-100 ng/mL까지 모든 농도에서 증가하였고, 양성대조군인 VEGF와 유사한 수준의 유의적 증가했다. 특히 세포의 증식과 이동에서도 산양삼 추출물에서 증가하는 효과를 보였지만 특히 관 형성도의 증가는 뚜렷하게 확인할 수 있었다(Fig.
따라서 부작용을 나타내지 않고 혈관신생 효능을 보이는 잠재적 인자들을 찾는 연구가 지속되고 있으며, 본 연구에서는 Rg5가 혈관내피세포에서 혈관염증의 전형적인 지표로 알려져 있는 세포사이 부착분자-1(intercellular adhesion molecule-1, ICAM-1)과 혈관세포 부착분자-1 (vascular cell adhesion molecule-1, VCAM-1)의 발현에 있어서 연관성이 있는지 확인하고자 하였다(Chung 등, 2008; Kim 등,2001). 그 결과, 양성대조군인 VEGF가 ICAM-1, VCAM-1의 발현을 유의적으로 증가시킨 것과 대조적으로 Rg5는 혈관신생 신호전달 메커니즘이 가장 강한 농도인 20 nM을 처리하였을 경우, ICAM-1과 VCAM-1의 발현이 모두 증가하지 않았으며, 대조군과 유사한 수준으로 낮게 나타났다(Fig. 5). 따라서 Rg5는 혈관신생의 강력한 유도인자이며 양성대조군으로 사용한 VEGF와 유사한 수준의 통계학적 유의성이 있는 혈관신생 효과를 갖고 있으며,VEGF의 부작용을 확인할 수 있는 지표인 혈관 염증관련 인자인 ICAM-1과 VCAM-1가 발현되지 않아 혈관신생 조절자로서의 역할이 있는 것으로 확인되었다.
5). 따라서 Rg5는 혈관신생의 강력한 유도인자이며 양성대조군으로 사용한 VEGF와 유사한 수준의 통계학적 유의성이 있는 혈관신생 효과를 갖고 있으며,VEGF의 부작용을 확인할 수 있는 지표인 혈관 염증관련 인자인 ICAM-1과 VCAM-1가 발현되지 않아 혈관신생 조절자로서의 역할이 있는 것으로 확인되었다.
그 결과, 산양삼 추출물과 Rg5는 10-100 nM의 저농도에서 혈관신생 과정에서 발생하는 세포의 증식이나 이동, 관 형성과정을 유의적으로 증진시켰으며, 그 증가현상은 산양삼 추출물과 Rg5가 유사한 수준으로 발생하였다. 따라서 Rg5를 이용하여 혈관신생 과정에 관여하는 신호전달 메커니즘을 확인한 결과,Akt/eNOS와 ERK1/2의 인산화는 양성대조군으로 사용한 VEGF와 유사한 수준으로 증가되는 것을 확인하였다. 마지막으로 혈관신생 유도인자이며 양성대조군인 VEGF의 혈관염증 관련 부작용이 Rg5의 혈관신생 효과에도 작용하는지 확인하기 위하여 혈관염증 관련 단백질인 ICAM-1과 VCAM-1의 발현량을 확인한 결과, ICAM-1과 VCAM-1의 발현이 양성대조군인 VEGF에서는 유의적으로 증가하였으나 Rg5를 처리한 경우에는 일반 대조군과 유사한 수준으로 낮게 나타났다.
마지막으로 혈관신생 유도인자이며 양성대조군인 VEGF의 혈관염증 관련 부작용이 Rg5의 혈관신생 효과에도 작용하는지 확인하기 위하여 혈관염증 관련 단백질인 ICAM-1과 VCAM-1의 발현량을 확인한 결과, ICAM-1과 VCAM-1의 발현이 양성대조군인 VEGF에서는 유의적으로 증가하였으나 Rg5를 처리한 경우에는 일반 대조군과 유사한 수준으로 낮게 나타났다. 따라서 본 연구는 산양삼 추출물과 Rg5가 혈관신생 유도효과가 있으며, 이러한 현상은 Akt/eNOS와 ERK 관련 신호전달 메커니즘을 통해 진행되고 이러한 효과가 혈관염증은 유도하지 않는다는 것을 입증하였으며, 잠재적 치료제로서의 가능성을 확인하는 계기가 되었다.
따라서 Rg5를 이용하여 혈관신생 과정에 관여하는 신호전달 메커니즘을 확인한 결과,Akt/eNOS와 ERK1/2의 인산화는 양성대조군으로 사용한 VEGF와 유사한 수준으로 증가되는 것을 확인하였다. 마지막으로 혈관신생 유도인자이며 양성대조군인 VEGF의 혈관염증 관련 부작용이 Rg5의 혈관신생 효과에도 작용하는지 확인하기 위하여 혈관염증 관련 단백질인 ICAM-1과 VCAM-1의 발현량을 확인한 결과, ICAM-1과 VCAM-1의 발현이 양성대조군인 VEGF에서는 유의적으로 증가하였으나 Rg5를 처리한 경우에는 일반 대조군과 유사한 수준으로 낮게 나타났다. 따라서 본 연구는 산양삼 추출물과 Rg5가 혈관신생 유도효과가 있으며, 이러한 현상은 Akt/eNOS와 ERK 관련 신호전달 메커니즘을 통해 진행되고 이러한 효과가 혈관염증은 유도하지 않는다는 것을 입증하였으며, 잠재적 치료제로서의 가능성을 확인하는 계기가 되었다.
혈관신생에 있어서 가장 기본적인 단계는 세포의 증식이 활발해지는 현상이므로(Chung 등, 2008) 산양삼 추출물(wood-cultivated ginseng extract, WGE)과 진세노사이드 Rg5를 혈관의 기저막(basement membrane) 상에 존재하며 혈액과 직접 접하고 있는 혈관내피세포에 처리하고 혈관신생의 주요 인자로 잘 알려져 있는 혈관내피세포생장인자를 양성대조군으로 처리하여 세포의 성장촉진을 얼마나 유도하는지를 MTT 방법으로 확인하였다(Carmichael 등, 1987). 산양삼 추출물의 경우, 대조군과 비교하여 10 ng/mL에서는 유의적으로 증가하지 않았으나, 20-100 ng/mL에서는 대조군 대비 유의적인 세포증식을 확인하였으며 양성대조군으로 사용한 VEGF와 유사한 수준으로 증가하는 것을 확인하였으며, 그 이상의 농도에서는 세포의 증식효과는 나타나지 않았다(Fig. 1A). Rg5의 경우, 10 nM에서는 거의 세포의 증식이 나타나지 않았으나 20-100 nM 수준에서 모두 양성대조군인 VEGF와 유사한 수준으로 유의적인 세포 증식을 확인하였으며, 산양삼 추출물과 마찬가지로 200 ng/mL 농도에서는 더 이상 세포의 증식은 확인되지 않았다(Fig.
3C-D). 이상의 결과로 볼 때 산양삼 추출물과 Rg5는 세포증식과 이동, 관 형성에서 혈관신생 효과가 유사한 수준으로 증가하였으며, 저농도에서 그 효과가 통계학적 유의성을 가졌으므로, 산양삼 중에 존재하는 희귀 진세노사이드인 Rg5가 혈관내피세포의 증식에 주요 영향을 미치는 인자라는 인식을 하게 되었다. 또한 일정농도 이상에서는 산양삼 추출물과 Rg5 모두 세포의 증식이 일어나는 않는 결과로 미루어볼 때 정상세포내에서의 혈관신생 효과는 저농도에서 효과적임을 유추해볼 수 있었으며, 추후 암세포들을 이용한 비정상적인 혈관의 생성에 있어서 세포의 증식이 어떻게 변화하는지 확인하고 진세노사이드 중 항암효과로 가장 잘 알려진 Rg3와의 비교연구를 통한 원인 규명의 필요성을 인식하게 되었다.
그 결과, 산양삼 추출물의 경우 추출물을 처리하지 않은 대조군에 비해 관 형성이 10-100 ng/mL까지 모든 농도에서 증가하였고, 양성대조군인 VEGF와 유사한 수준의 유의적 증가했다. 특히 세포의 증식과 이동에서도 산양삼 추출물에서 증가하는 효과를 보였지만 특히 관 형성도의 증가는 뚜렷하게 확인할 수 있었다(Fig. 3A-B). Rg5는 처리하지 않은 세포에 비해 관 형성도가 10-100 nM에서 농도 의존적으로 유의적인 수준으로 증가하였으며, 산양삼 추출물과 마찬가지로 세포의 관 형성도에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다(Fig.

후속연구

이상의 결과로 볼 때 산양삼 추출물과 Rg5는 세포증식과 이동, 관 형성에서 혈관신생 효과가 유사한 수준으로 증가하였으며, 저농도에서 그 효과가 통계학적 유의성을 가졌으므로, 산양삼 중에 존재하는 희귀 진세노사이드인 Rg5가 혈관내피세포의 증식에 주요 영향을 미치는 인자라는 인식을 하게 되었다. 또한 일정농도 이상에서는 산양삼 추출물과 Rg5 모두 세포의 증식이 일어나는 않는 결과로 미루어볼 때 정상세포내에서의 혈관신생 효과는 저농도에서 효과적임을 유추해볼 수 있었으며, 추후 암세포들을 이용한 비정상적인 혈관의 생성에 있어서 세포의 증식이 어떻게 변화하는지 확인하고 진세노사이드 중 항암효과로 가장 잘 알려진 Rg3와의 비교연구를 통한 원인 규명의 필요성을 인식하게 되었다.

질의응답

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	혈관신생이란 무엇인가?	혈관신생(Angiogenesis)은 기존에 존재하고 있던 내피조직에서 새롭게 혈관이 형성되는 과정으로 상처치유나 배아발달과 같은 다양한 생리학적 혹은 만성 염증이나 종양 발생과 같은 병리학적 상태의 기초단계라고 볼 수 있다(Folkman, 1971; Folkman, 1995; Folkman 등, 1997; Hanahan과 Folkman, 1996; Risau, 1997). 이 중에서 상처 치유와 같은 생리학적 상태는 새롭게 모세혈관이 성장하는 과정에서 혈관신생에 의해 조절을 받게 되는데, 새로운 모세혈관은 상처발생 3-5일 후에 형성되기 시작하며, 혈관의 증식과 섬유아세포의 이동, 새로운 콜라겐 침착이 나타나게 된다(Folkman, 1971; Folkman, 1995).
	인삼의 사포닌인 진세노사이드의 어떤 성분은 무엇인가?	이러한 산양삼의 주요 약리활성 물질인 사포닌은 글리코사이드(glycoside)의 하나로 인삼의 사포닌인 진세노사이드는 다른 식물계에는 거의 존재하지 않는 다마레인(dammarane) 계열의 트라이터페노이드(triterpoenoid)인 프로토파낙사다이올(protopanaxadiol, PPD)과 프로토파낙사트라이올(protopanaxatriol, PPT)의 글리코사이드이다(Baek 등, 2015). 현재까지 연구된 진세노사이드에 대한 연구를 살펴보면, 진세노사이드 Rb1은 위염과 위궤양을 예방하고 산화방지 작용이 있으며, 진세노사이드 Rb2는 암 독소 호르몬에 대한 길한 작용, Rc는 항암효과, Rd는 신 기능부전 치료효과와 신경계 보호 작용이 보고되었다(Jung 등, 2002; Choi, 1991; Hideo 등, 1998; Choi 등, 2003; Yokozawa와 Wu Liu, 2000).
	산양삼의 특징은 무엇인가?	장뇌삼이라고도 불리는 산양삼(Korean Panax ginseng, woodcultivated ginseng)은 야생상태에서 자연적으로 발아한 산삼의 종자나 묘삼을 깊은 산속의 그늘지고 습기가 많은 곳에 뿌려 생육환경에 가깝게 방치해 두었다가 일정 기간이 경과한 후에 캐낸 삼을 말한다(Lim 등, 2007; Lui와 Staba, 1980). 재배 인삼에 비해 향기가 강한 것이 특징이며, 약리활성이 자연 산삼 다음으로 뛰어나다고 알려져 있고, 진세노사이트 함량이 높아 항독성과 항암, 혈압과 혈당강하, 항산화, 항비만, 간독성 등에 효능이 있다고 알려져 있다(Choi 등, 2006; Jang 등, 2008; Jang 등, 2010; Kim 등, 2009; Kim과 Kwon, 2007; Kim과 Son, 2012; Kwon 등, 2003; Kwon, 2010; Min 등, 2007; Park 등, 2005; Rhim 등,2009). 따라서 산에서 자연 발아하여 생산량이 적고 고가인 산삼에 비해 산에서 인위적으로 재배한 산양삼이 산삼을 대체할 수 있는 약물로 주목받고 있으며, 산양삼에 대한 관심이 높아지면서 이에 대한 연구의 필요성이 대두됨에 따라 효능에 관한 다양한 연구들이 최근에 이루어지고 있는 실정이다(Kim 등, 2012; Lee 등, 2008).

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저자의 다른 논문 :

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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