[논문]5종의 한약재 에탄올 추출물의 항염증 및 표피세포 증식 활성

정민화

doi:10.5352/jls.2018.28.9.1022

5종의 한약재 에탄올 추출물의 항염증 및 표피세포 증식 활성
Anti-inflammatory and Cellular Proliferation Effects of Ethanol Extracts from 5 Kinds of Oriental Medical Plants 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.28 no.9 = no.221, 2018년, pp.1022 - 1029

초록
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이 연구는 한국에서 전통적으로 사용되어 온 5종의 한약재인 하수오(Pleuropterus multiflorus), 창포(Acorus calamus L.), 지치(Lithospermum erythrorhizon Siebold & Zucc.), 창이자(Xanthium strumarium L.), 인동초(Lonicera japonica) 에탄올 추출물의 항염증에 미치는 효과를 탐색하였다. 창이자는 RAW264.7 세포에 100, $200{\mu}g/ml$ 농도에서 세포 독성을 나타냈고(p<0.05), 창포는 RAW264.7 세포에 $200{\mu}g/ml$ 농도에서 세포 독성을 나타냈다(p<0.05). 다른 한약재들은 RAW264.7 세포에 $200{\mu}g/ml$ 농도 이하에서 세포 독성이 나타나지 않았다. 독성이 없는 농도에서 5종의 한약재 추출물들의 항염증 효과를 확인하였다. 하수오, 창포, 창이자, 인동초는 LPS 유도된 RAW264.7세포에서 NO 생산과 $PGE_2$생산에 대해 농도 의존적으로 억제 효과를 보였다. 특히, 창이자는 $52.9{\mu}g/ml$ ($IC_{50}$)로 가장 뛰어난 NO 생성 저해효과를 나타냈을 뿐만 아니라 $50{\mu}g/ml$ 농도 구간에서 가장 뛰어난 $PGE_2$ 생성 저해능을 나타냈다(73.6%). 창포와 지치는 HaCaT 세포에 대하여 세포가 증식하는 효과를 나타냈다. 특히 지치는 $100{\mu}g/ml$ 농도구간에서 1, 3, 5일 배양 시 21.1, 53.5, 99.6%의 증식능을 보였다. 창포 또한 $10{\mu}g/ml$ 농도구간에서 1, 3일 배양 시 11.2, 26.0%의 증식능을 보였다. 따라서 본 연구를 통해 5종의 한약재 에탄올 추출물의 항염증 활성 및 HaCaT 세포 재생에 미치는 효과를 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was carried out to search for the anti-inflammatory activities of ethanol extracts obtained from 5 kinds of oriental medical plant; Pleuropterus multiflorus extract (PME), Acorus calamus L. extract (ACE), Lithospermum erythrorhizon Siebold & Zucc. extract (LEE), Xanthium strumarium L. extract (XSE), Lonicera japonica extract (LJE), which have traditionally been used as a drug in oriental medical plants in Korea. XSE showed cytotoxicity at 100, $200{\mu}g/ml$ concentration in RAW264.7 cells (p<0.05) and ACE showed cytotoxicity at $200{\mu}g/ml$ concentration in RAW264.7 cells (p<0.05). But other oriental medical plants did not showed cytotoxicity was observed in RAW264.7 cells below $200{\mu}g/ml$ concentration. These extracts at non-toxic concentrations showed anti-inflammatory effects. PME, ACE, XSE and LJE showed a concentration-dependent inhibitory effect on NO production and $PGE_2$ production in LPS-induced RAW264.7 cells. In particular, XSE showed the highest NO production inhibition ($52.9{\mu}g/ml$, $IC_{50}$) as well as the highest $PGE_2$ production inhibition at $50{\mu}g/ml$ (73.6%). ACE and LEE showed cell proliferation effects on HaCaT keratinocyte cells. Especially, LEE showed 21.1, 53.5 and 99.6% proliferative activity by incubation for 1, 3, 5days at $100{\mu}g/ml$ concentration. ACE also showed 11.2, 26.0% proliferative activity for 1day and 3days at $10{\mu}g/ml$ concentration. As a result of this study, ethanol extracts obtained from 5 kinds of oriental medical plant showed anti-inflammatory activity and HaCaT cell regeneration effect.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이에 본 연구에서는 항산화 활성이 높은 물질이 산화적 손상과 관련이 높은 만성 염증성 질환에 대한 치료 및 개선제로서의 개발 가능성을 구명할 목적으로 다양한 유용성분과 항산화 활성을 가지고 있는 5종의 한약재(하수오, 창포, 창이자, 인동초, 지치)들을 에탄올로 추출하여 RAW264.7 대식세포로부터 LPS로 유발된 염증반응에 대한 염증억제효과와 HaCaT 세포의 증식에 대한 효과에 대해서 확인하고자 하였다.

제안 방법

5종의 한약재의 에탄올 추출물이 세포에 미치는 독성을 확인하고, 세포실험에 대한 시료의 적정처리 농도를 확인하기 위하여 대식세포주인 RAW 264.7 세포에 한약재 에탄올 추출물을 1, 10, 50, 100 및 200 μg/ml로 24시간 동안 처리하였다. 하수오, 지치, 인동초는 상기의 농도 구간에서 세포에 대한 독성은 보이지 않았다(Fig.
LPS로 활성화된 RAW 264.7 세포에 대해 항염증 활성을 보였던 5종의 한약재 추출물들이 피부의 1차 면역방어체로 작용하는 표피세포의 증식에 미치는 영향을 알아보기 위해 먼저 한약재 추출물들이 인간 표피세포인 HaCaT 세포에서의 세포독성을 측정하였다. 한약재 추출물들을 0.
LPS에 의해 RAW264.7 대식세포로부터 생성되는 PGE₂에 대한 억제효과를 측정하기 위해 5종의 한약재 추출물들을 세포에 처리하여 LPS 및 시료를 처리하지 않은 대조군의 PGE₂ 생성량과 비교하였다(Fig. 3). 하수오, 창포, 창이자, 인동초 추출물들의 경우 생성억제 효과가 농도 의존적으로 나타났으며, 창포는 100 μg/ml의 농도구간에서 79.

대상 데이터

본 실험에 사용한 5종의 한약재인 하수오(Pleuropterus multiflorus), 창포(Acorus calamus L.), 지치(Lithospermum erythrorhizon Siebold & Zucc.), 창이자(Xanthium strumarium L.), 인동초(Lonicera japonica)는 (주)화림한약(Busan)에서 건조된 상태로 구입하여 사용하였다. 시료로 사용된 한약재 건조물 무게를 재어 10배에 해당하는 70% 에탄올을 가하여 실온에서 7일 동안 유효 성분을 추출하였다.
실험에 사용한 RAW264.7 세포주는 한국세포주은행(KCLB, Seoul, Korea)에서 분양을 받아 사용하였다. 각 세포주를 culture plate에서 배양하여 1주일에 2~3회 계대하였으며, 배지는 10% Fetal Bovine Serum (FBS, Lonza, Valais, Switzerland)을 함유한 성장배지를 이용하였다.

데이터처리

으로 나타내었다. 각 시료군에 대한 유의성 검증은 분산분석을 한 후 p<0.05 수준에서 각 실험군 평균값 간의 유의성을 검증하였다.
본 연구의 모든 실험 결과는 3회 이상 반복으로 평균값으로 나타내었다. 통계분석은 Student's t-test를 이용하였으며, 각각의 시료에 대해 평균±S.D.으로 나타내었다. 각 시료군에 대한 유의성 검증은 분산분석을 한 후 p<0.

성능/효과

이상의 결과들로부터 한약재로 널리 이용되고 있는 5종의 약용식물(하수오, 창포, 지치, 창이자, 인동초)의 항염증 효능과 피부세포 재생 활성 및 기능적 활성을 확인하였고, 화장품 원료로의 활용 가능성을 확인하였다.
7 세포에 한약재 추출물을 전처리 한 후 LPS를 처리하여 24시간 염증반응을 유도한 결과 한약재 추출물들의 처리에 의해 LPS로 유도 되었어야 할 NO, PGE₂의 생성량이 농도의존적으로 크게 감소되었다. 창이자는 NO 생성 저해활성과 PGE₂ 생성 저해 활성이 뛰어났으며, 창포의 경우 NO 생성 억제활성에 비해 PGE₂ 생성 억제활성이 더 뛰어났다.
피부세포 재생 효과를 조사하기 위해 인간 표피세포인 HaCaT 세포에 대한 추출물들의 독성과 세포 증식률을 측정한 결과 항염증 활성이 비교적 약했던 지치와 창포가 세포 증식률이 높게 나타나 우수한 피부재생 효과를 보였다.

후속연구

본 연구에서는 5종의 한약재 추출물의 항염증 활성 및 HaCaT 세포재생 활성을 확인하였으며, 5종의 한약재 추출물의 최적 혼합비 활성실험을 추가적으로 실시한다면, 한약재 혼합액 피부 미용액 소재 개발이 가능할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	하수오의 일반적 특징 및 효능은 무엇인가?	이와 같이 염증성 질환에 대한 치료 및 개선제로서 최근에는 부작용이 없으며 친환경적인 천연물과 한방제제 추출 성분 중 생리활성이 뛰어난 성분들을 이용한 천연추출물질이 함유된 천연 화장품 연구 분야가 급부상 하고 있으며[15], 유효성과 안전성이 뛰어난 새로운 기능성 화장품, 특히 피부의 주름 개선을 포함한 노화방지용 화장품에 대한 연구개발이 활발하게 진행되고 있다[16, 32]. 우리나라에서 대표적으로 널리 애용하는 하수오(何首烏: Pleuropterusmultiflorus)는 마디풀과에 속하는 덩굴성 초본으로 대표적인 지표물질로서의 안트라퀴논 화합물인 에모딘은 항균, 항염증, 항산화작용, 항암작용 등이 있는 것으로 보고되어져 있으며 [12], 지치(芝草: Lithospermum erythrorhizon Sieb. et Zucc.)는 allantoin cyanoglucoside, fumaric acid, succinic acid anhydride, shikonin, acetylshikonin과 같은 다양한 성분들이 함유되어 있어 항균, 항바이러스, 항종양, 착색 등 다양한 효능, 효과가 있는 것으로 알려져 있다[37, 38]. 또한, 창이자(蒼耳子: xanthium strumarium L.
	활성산소가 원인이 되는 여러 질환 중 염증성 반응이 지속적으로 또는 과도하게 일어나면 인체에 어떤 영향을 미치게 되는가?	피부는 외부환경에의 노출과 내재적 인자에 의한 자연노화에 의해서 항상 활성산소종의 생성이 왕성한 상태에 놓여지게 된다. 활성산소가 원인이 되는 여러 질환 중 염증성 반응이 지속적으로 또는 과도하게 일어나면 과민성 알러지 질환이나 만성 염증질환, 순환기 장애, 암 등과 같은 다양한 질환의 원인을 제공하게 된다[9, 20]. 이와 같이 염증성 질환에 대한 치료 및 개선제로서 최근에는 부작용이 없으며 친환경적인 천연물과 한방제제 추출 성분 중 생리활성이 뛰어난 성분들을 이용한 천연추출물질이 함유된 천연 화장품 연구 분야가 급부상 하고 있으며[15], 유효성과 안전성이 뛰어난 새로운 기능성 화장품, 특히 피부의 주름 개선을 포함한 노화방지용 화장품에 대한 연구개발이 활발하게 진행되고 있다[16, 32].
	RAW264.7 세포에 하수오, 창포, 지치, 창이자, 인동초 에탄올 추출물들을 처리한 결과, 처리 농도에 따른 NO 생성량의 변화는 어떠한가?	7 세포 독성실험에서 독성을 나타나지 않은 것으로 보아 이들 한약재들의 NO 생성억제는 세포 독성 작용에 의한 것이 아닌 것으로 판단하였다. NO 생성량이 50% 저해되는 IC50은 창이자가 52.9 μg/ml에서 확인되어 가장 높은 NO 생성 억제력을 보였으며 다음으로 하수오, 창포, 인동초의 순으로 나타났다. 지치의 경우 농도 의존적으로 NO 생성억제 활성을 보이기는 하나 실험에 사용된 농도에서는 가장 낮은 저해활성을 보였다. 이러한 결과로 보아 이들 한약재 추출물들은 NO의 생산을 억제함으로써 염증반응에 의한 조직손상을 감소시킬 수 있을 것으로 생각된다.

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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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