[논문]홍삼추출물이 LPS로 유도된 RAW 264.7 cell의 염증반응에 미치는 효과

장영아; 김한나; 김보애

doi:10.12925/jkocs.2019.36.4.1434

홍삼추출물이 LPS로 유도된 RAW 264.7 cell의 염증반응에 미치는 효과
Effect of Red Ginseng Extract on the Inflammatory Response of LPS-Induced RAW 264.7 cell 원문보기

Journal of the Korean Applied Science and Technology = 한국응용과학기술학회지, v.36 no.4, 2019년, pp.1434 - 1442

장영아 (대구한의대학교 바이오산업융합학부 화장품약리학과) , 김한나 (목원대학교 생의약화장품학부 화장품전공) , 김보애 (목원대학교 생의약화장품학부 화장품전공)

초록
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본 연구는 홍삼추출물의 화장품소재로서의 항염증 효과의 가능성을 확인하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 홍삼 추출물을 사용하여 항염증에 대한 생물학적 활성평가를 수행하였다. 대식세포인 RAW 264.7 세포에서 시료의 항염증 효과를 평가하기 위해 MTT assay를 이용한 홍삼 추출물의 독성평가와 nitric oxide 생성 저해 활성 및 염증관련 단백질 및 유전자의 발현량을 확인하였다. LPS로 유도된 RAW 264.7 세포 내에서 시료의 nitric oxide 저해활성은 25 ㎍/ml에서 71.2 %의 우수한 효능을 나타내었으며, western blot 시험결과 iNOS, COX-2 단백질의 발현은 농도 의존적으로 감소하는 것으로 확인하였다. 이러한 실험 결과를 바탕으로 홍삼추출물이 항염 효과를 가진 화장품 소재로서의 가치를 제안할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

We conducted this study to investigate anti-inflammatory possibilities of applying cosmetic material about extracts from red ginseng. For this we carried out biological active evaluation about anti-inflammatory by using extracts of red ginseng. In order to evaluate the anti-inflammatory effects of the samples in macrophages (RAW 264.7 cells), MTT assay was used to evaluate the toxicity of red ginseng extracts and the inhibitory activity of nitric oxide production and the expression levels of inflammation-related proteins and genes. The inhibitory activity of nitric oxide in the LPS-induced RAW 264.7 cells was 71.2% at 25 ㎍/ml concentration and western blot analysis showed that the expression of iNOS and COX-2 protein decreased in a concentration-dependent manner. These results suggest that extracts from red ginseng may have value as the potential cosmetic materials.

주제어

표/그림 (4)

그림 Fig 1. Cell viability of red ginseng extracts on treated RAW 264.7 cells.
그림 Fig 2. Inhibitory effects of red ginseng extracts on NO production.
그림 Fig 3. Inhibitory effects of red ginseng extracts on productions of pro-inflammatory cytokines.
그림 Fig 4. Effects of red ginseng extracts on LPS-induced iNOS, COX-2 protein expression.

AI 본문요약
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문제 정의

주요 약리성분으로 알려진 사포닌의 효능은 항피로, 항산화, 항 스트레스, 면역 기능 조절, 항암 효과 등이 보고 되었다[16-20]. 본 연구에서는 다양한 방법으로 구현할 수 있는 인삼의 한 종류인 홍삼을 이용하여 추출물에 대한 세포독성, 함염증 효과를 측정하여 천연 화장품 소재로서의 가능성을 확인해보고자 하였다.

제안 방법

0 μg/ml)로 30 분 동안 전처리 한 후 LPS를 1μg/ml농도로 처리하고 24시간 동안 배양한 후에 상등액을 제거하고 PBS로 2번 세척하였다. 그 후 cell harvest하여 Radio-immuno-precipitation assay (RIPA) lysis buffer 200 μl에 세포를 용출시켜 단백질을 수확·원심분리 (12,000 rpm, 4 °C, 10 min)하여 얻은 단백질은 Bradfod assay로 정량하였다. 10 μL의 단백질을 10 %의 sodium dodecyl sulfate polyacryamide gel electrophoresis를 이용하여 전기영동한 후, 항체의 비특이적 결합을 억제시키기 위해 polyvinylidenedifluoride (PVDF) membrane (Sigma-Aldrich Co.
염증 관련 단백질은 iNOS, COX-2에 대한 홍삼 추출물의 저해능을 확인하기 위하여 추출물을 각 농도별 6.25, 12.5, 25.0 μg/ml 로 처리한 후 30분 뒤 LPS 처치하여 western blot을 통해 단백질의 발현량을 확인하였다. 그 결과 LPS로 유도된 단독 처리군에 비하여 iNOS와 COX-2 농도가 증가함에 따라 유의적으로 발현양이 감소됨을 확인하였다.
PGE2는 COX-2에 의하여 생성되며 염증성 질환 및 다양한 생체반응에 있어서 세포분열과 증식에 영향을 끼쳐 각종 질병과 피부질환을 유발시키는 요인으로 관여한다[23, 24]. 이를 바탕으로 본 연구에서는 홍삼추출물의 항염증 효과를 확인하기 위하여 LPS에 의해 활성화 된 RAW 264.7 세포에서 염증성 cytokine을 측정하였다. 그 결과 홍삼 추출물은 6.
본 연구에서는 홍삼추출물이 천연화장품의 기능성 소재로서의 가능성을 평가하기 위해서 항염 증 실험을 진행하였으며 결론은 다음과 같다. 홍삼추출물에 대한 항염효과를 확인하기 위하여 LPS로 유도된 RAW 264.7 세포주에서 발현되는 염증인자인 NO 및 iNOS, COX-2의 억제효과를 확인하고자 하였다. 홍삼 추출물은 RAW 264.

대상 데이터

Mouse 유래 macrophage cell line인 RAW 264.7 세포는 한국세포주은행 (Seoul, Korea)으로 부터 분양받았으며, 10 % fetal bovine serum (FBS; Introgen Therapeutics, USA)과 1 % TM Penicillin/streptomycin (Hyclone , GE Healthcare Life Sciences, USA) 100 unit/ml가 함유된 Dulbecco’s modified Eagle’s medium(DMEM; Gibco^TM , Thermo Fisher Scientific, USA) 배지를 사용하여 37 °C, 5 % CO₂incubator (Forma^TM , Thermo Fisher Scientific)에서 배양하였으며, 2∼3일에 한 번씩 계대 배양을 시행하였다.
본 실험에 사용된 홍삼은 수삼을 증기로 찌고 건조, 압착한 6년근의 인삼을 경북 영주시 풍기 읍 풍기농협으로부터 구입하여 사용하였다. 홍삼 중량의 10배 양의 70 % 에탄올을 침지하여 상온에서 24시간 방치하여 상등액과 침전물을 분리하여 3회 반복 추출하였다.

데이터처리

실험결과에 대한 통계처리는 SPSS 23. (IBM SPSS Inc., New York, NY, USA)을 이용하여 평균과 표준편차로 나타내었고, 각 처리군 간의 유의성에 대한 검증은 분산분석 (analysis of variance, ANOVA)을 이용하여 유의성 (P<0.05, 0.01 0.001)을 확인한 후 Tukey’s test로 다중비교를 실시하여 분석하였다.

이론/모형

RAW 264.7 세포에서 생성되는 NO의 양은 Green등[22]의 방법에 따라 측정하였다. 세포를 6-well plate에 1×10⁵ cells/ml가 되게 seeding 한 후 24시간 동안 배양하여 confluence가 80 % 일 때 PBS로 2번 세척한 다음, 무혈청 배지를 사 용하여 24시간 동안 배양한 후 시료를 농도별로 처리하여 4시간 후 lipopolysaccharide (LPS, Sigma-Aldrich Co.
홍삼추출물이 세포 생존율에 미치는 영향을 확인하기 위해 대식세포인 RAW 264.7 세포의 홍삼추출물에 의한 세포독성을 MTT assay 방법으로 생존율을 평가하였다. (Fig 1.

성능/효과

7 대식세포에 대하여 세포의 독성이 없는 농도 범위 안에서 NO생성 저해활성을 측정하였다. 그 결과, 홍삼 추출물을 6.25, 12.5, 25.0 μg/ml 처리하였을 때, 농도가 증가할수록 NO 발현량이 저해됨을 확인하였다. 염증에는 많은 매개물질이관여하는데 활성화 된 림프구 및 대식세포 등의 여러 세포에서 분비되는 염증성 cytokaine인 PGE2, TNF-α, 1L-1β 의 발현량 또한 농도 의존적으로 감소하였고, iNOS, COX-2 염증성 단백질의 발현도 유의적으로 감소함을 확인할 수 있었다.
에 나타내었다. LPS 단독 처리군 (control)은 LPS 무처리군에 비하여 약 3배에 가까운 NO발현 증가를 나타내었으며, 추출물을 처리하였을 때 각 농도 의존적으로 NO의 생성량이 유의성 있게 감소함을 Fig 2.를 통해 확인할 수 있었다. 이에 홍삼추출물을 이용하여 다양한 분야에서 염증과 관련한 내용을 적용시킬 수 있는유효성분의 가능성이 충분하다고 판단된다.
0 μg/ml 처리하였을 때, 농도가 증가할수록 NO 발현량이 저해됨을 확인하였다. 염증에는 많은 매개물질이관여하는데 활성화 된 림프구 및 대식세포 등의 여러 세포에서 분비되는 염증성 cytokaine인 PGE2, TNF-α, 1L-1β 의 발현량 또한 농도 의존적으로 감소하였고, iNOS, COX-2 염증성 단백질의 발현도 유의적으로 감소함을 확인할 수 있었다.

후속연구

이와 같은 결과를 바탕으로 홍삼추출물이 독성이 없는 안전한 범위의 농도 내에서 염증 관련 인자들의 생성을 억제 또는 조절한다는 결과를 확인함에 따라 홍삼추출물은 세포 안정성과 항염 기능의 유효성분을 포함하여 화장품 분야에 소재로서 유용한 항염증 기능성소재로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	인삼은 무엇인가?	A. Meyer, 人蔘)은 오가피과 (Araliaceae) 파낙스 (Pannax)속에 속하는 다년생 초본으로 뿌리뿐만 아니라 잎, 줄기를 수 천년 전부터 약용해 온 국내 대표 약용작물이다. 인삼은 크게 자연상태의 수삼과 가공방법에 따라 백삼, 홍삼, 흑삼 등으로 분류되고, 홍삼은 천삼, 지삼, 및 양삼으로 구분되며 생인삼 즉 수삼을 껍질을 유지한 상태로 증기 및 다양한 방법으로 쪄낸 후 말린 인삼을 뜻한다[15].
	LPS가 유발한 염증 매개인자는 어떤 영향을 주는가?	그람 음성균의 내 독소로 알려진 Lipopolysaccharide (LPS)에 의해 대표적인 염증 매개인자 (Inflammatory mediators)인 NO, PGE2 (Prostaglandin E2 )를 유발하여 염증 반응을 촉매한다[7,8]. 이러한 염증매개 물질의 형성은 phospholipase A2의 활성으로 인해 arachidonic acid를 prostaglandins (PGs)으로 바뀌는 과정 및 NO 형성 과정으로 이어지게 된다[9,10]. 염증을 가진 피부상태에서 inducible NO synthase (iNOS)에 의해 생성된 NO는 염증반응을 촉진시켜 피부 염증을 심화시 킬 수 있는 원인이 될 수도 있다[11,12].
	사포닌의 효능은 무엇인가?	인삼은 크게 자연상태의 수삼과 가공방법에 따라 백삼, 홍삼, 흑삼 등으로 분류되고, 홍삼은 천삼, 지삼, 및 양삼으로 구분되며 생인삼 즉 수삼을 껍질을 유지한 상태로 증기 및 다양한 방법으로 쪄낸 후 말린 인삼을 뜻한다[15]. 주요 약리성분으로 알려진 사포닌의 효능은 항피로, 항산화, 항 스트레스, 면역 기능 조절, 항암 효과 등이 보고 되었다[16-20]. 본 연구에서는 다양한 방법으로 구현할 수 있는 인삼의 한 종류인 홍삼을 이용하여 추출물에 대한 세포독성, 함염증 효과를 측정하여 천연 화장품 소재로서의 가능성을 확인해보고자 하였다.

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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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