[논문]양배추 추출물의 간보호 및 간기능 개선 효과

김현경

doi:10.17703/jcct.2019.5.2.389

양배추 추출물의 간보호 및 간기능 개선 효과
The Effects of Protecting Liver and Improving Liver Function on Cabbage Extract 원문보기

Journal of the convergence on culture technology : JCCT = 문화기술의 융합, v.5 no.2, 2019년, pp.389 - 395

초록
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본 연구는 인체에 유익한 효과가 있고 부작용 없이 장기간 안전하게 사용할 수 있으며 간보호 및 간기능 개선에 탁월한 효과가 있는지 양배추출물의 간보호 효과에 대하여 알아보았다. 약물(APAP)에 의해 유도된 간손상 동물모델에서 수행된 실험에서, 양배추 추출물은 간손상 마커인 AST 및 ALT를 효과적으로 감소시킴으로써 간 보호 및 간 기능 개선 효과를 나타냄을 알 수 있었다. 양배추 추출물은 간질환의 예방 또는 치료용 약학적 추출물로서 유효하다는 것이다. 특히, 양배추 추출물은 간손상에 수반되는 급성 염증 반응에 관여하는 염증 매개체 iNOS 및 COX-2 및 전염증성 사이토카인 $IL-1{\beta}$의 발현을 감소시킴으로써 간염 염증을 치료하는데 효과적이었다. 그 결과, $100{\sim}150^{\circ}C$에서 열처리 한 배추 추출물은 생배추 추출물에 비해 간기능 개선 효과 또는 항염증 효과가 우수 하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study investigated the pharmaceutical extraction and the functional health food extraction, which have a beneficial effect on the human body and which can be used safely for a long period of time without adverse side effects and also have excellent effects of protecting liver and improving liver function. As the results, the cabbage extract does not show cytotoxicity, and thus can be used safely. In an experiment performed on an animal model with liver injury induced by a drug (APAP), it could be seen that the cabbage extract exhibited the effects of protecting liver and improving liver function by effectively reducing AST and ALT which are liver injury markers, indicating that the cabbage extract is effective as a pharmaceutical extraction for preventing or treating liver disease. In particular, the cabbage extract was effective in treating inflammation of the liver by reducing the expression of the inflammatory mediators iNOS and COX-2 and the proinflammatory cytokine $IL-1{\beta}$, which are involved in acute inflammatory reactions accompanying liver injury. In the results, an extract of cabbage heat-treated at a temperature of 100 to $150^{\circ}C$ had a better liver function-improving effect or anti-inflammatory effect than an extract of raw cabbage.

주제어

표/그림 (7)

그림 표 1. RT_PCR에 의한 사이토카인 발현 측정 Table 1. Measurement of cytokine expression by RT-PCR
그림 그림 1. 양배추 추출물의 세포독성 (cell Viability) 평가 Figure 1. Cell viability assay in RAW 264.7 cells treated with cabbage extracts.
그림 그림 2. 마우스의 혈청에서 (A) Superoxide Dismutase (SOD), (B) 글루타티온 퍼 옥시 다제 (GPx) 및 (C) 카탈라아제 활성 (CAT) Figure 2. (A) Superoxide dismutase (SOD), (B) glutathione peroxidase (GPx) and (C) catalase activity (CAT) in the serum of mice. € indicates p < 0.05 as compared to the control group, *** indicates p < 0.001 compared to acetaminophen, and # indicates p < 0.01 as compared to the positive control, NAC.
그림 그림 3. 마우스의 혈청에서 8-Oxo-2'-dexoxyguanosine (8-OHdG) 수준 감소 효과 Figure 3. 8-Oxo-2’-dexoxyguanosine (8-OHdG) levels in the serum of mice. $ indicates p < 0.05 as compared to the control group, *** indicates p < 0.001 compared to acetaminophen, and # indicates p < 0.01 as compared to the positive control, NAC.
그림 그림 4. 혈청에서 (A) Alanine aminotransferase (ALT) and (B) aspartate transaminase (AST) 레벨 측정 Figure 4. (A) Alanine aminotransferase (ALT) and (B) aspartate transaminase (AST) levels in the serum. # indicates p < 0.05 as compared to the control group, *** indicates p < 0.001 compared to acetaminophen, and # indicates p < 0.01 as compared to the positive control, NAC.
그림 그림 5. 양배추 추출물의 항염증효과 및 간기능 개선 효과 Figure 5. Anti-inflammatory effect and hepatoprotective effect on cabbage extracts.
그림 그림 6. 간 조직의 Hematoxylin & Eosin 염색 Figure 6.. Hematoxylin & Eosin (H&E) staining of sections of the liver of mice in group (A) control, (B) acetaminophen, (C) NAC, (D) cabbage. Images were taken at a magnification of 400x under a microscope.

AI 본문요약
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문제 정의

이들의 기능성 연구로는 미생물 번식 저해효과, 항돌연변이 항산화, 항암효과 특히 위암과 같은 소화기계 질환 발생 감소, 실험적으로 유발된 위궤양의 회복효과, 위·십이지장 궤양 치료 효과 등이 보고 되어있다. 따라서 본 연구에서는 양배추 추출물은 약물(APAP)에 의해 유발된 간 손상 동물모델을 대상으로 한 실험에서 간기능 검사의 지표인 AST와 ALT를 효과적으로 감소시키는 간보호 및 간기능 개선 효능을 알아보고자 하였다.
양배추 추출물의 간 조직을 APAP에 의해 유도된 형태 학상의 간 손상을 조사하기 위해 수확하고 샘플 처리가 APAP에 의해 야기된 손상에 영향을 알아본 결과. Figure 5 B에서, APAP가 심한 간세포 손상을 유발한 것과 같이 간엽 소엽이 증가 된 호산구 증가와 함께 광범위한 중심 과립성 응고 괴사를 보인 것을 명백히 알 수 있었다.

제안 방법

촉매를 1 : 1000로 희석하여 Superoxide dismutase(SOD) 활성(Cu/Zn, Mn 및 FeSOD)을 측정하였다. CATase 활성은 4-amino-3-hydrazino-5-mercapto-1,2,4-triazole (Purpald) 및 Glutathione peroxidase(GPx)분석은 glutathione(GSH) 및 oxidized glutathione(GSSG), GPx 글루타티온(GSH) 및 산화된 글루타티온 (GSSG)의 존재 하에서 수행되었고, GPx 활성은 다른 NADPH 수준(1:20의 표본 희석) 흡광도의 차이를 측정하였다.
5 ㎝ 정도의 크기로 절단하여 동결건조하였다. 동결건조된 시료를 10 kg/㎠ 이상의 압력에서도 견딜수 있도록 고안, 제작된 열처리장치(Jisco, Seoul, Korea)의 내부 구획 용기에 넣고, 외부 구획의 용기에는 물을 넣어 140～150℃에서 6시간 열처리하였다. 열처리된 시료를 냉각한 후, 분쇄기를 사용하여 마쇄하고 10배(v/v) 증류수를 가하여 60℃에서 2시간 추출하였다.
모든 항산화 효소의 활성은 특정 효소 분석 키트를 사용하여 분석하였다. 촉매를 1 : 1000로 희석하여 Superoxide dismutase(SOD) 활성(Cu/Zn, Mn 및 FeSOD)을 측정하였다.
7 세포는 한국 세포주 은행으로 부터 분양 받았으며, 5% fetal bovine serum(FBS)과 100IU/mL penicillin과 100㎍/mL streptomycn(P/S)이 첨가된 Dulbecco's Modified Eagle's Medium(DMEM)을 사용하여 37℃, 5% CO2 환경에서 배양하여 사용하였다. 분주된 세포에 제조한 양배추 추출물을 125, 250, 500 또는 1,000 ㎍/㎖의 농도로 가하여 24시간 처리한 후 MTT assay 방법을 이용하여, 세포생존율을 측정하였다 [4, 5].
세포 독성을 측정하기 위해 96 well plate에 RAW 264.7 세포를 5 ×103 cells/100μL의 농도로 분주하였다.
양성대조군과 시료투여군에 마지막으로 시료를 경구투여한 2시간 후 정상군을 제외한 모든 군에 간독성 유발을 위한 APAP를 400 ㎎/㎏의 농도로 정맥투여 하였다. 시료투여 24시간 후 꼬리 정맥을 통해 채혈하고, 채취한 혈액으로부터 기질과 효소반응을 이용한 assay kit(Asan Pharm a-nceutical)를 사용하여 혈중ALT와 AST 레벨을 측정하였다[7, 8].
실험기간동안 물과 사료는 자유급이 하였다. 실험군은 6마리씩 정상군(무처리군), 음성대조군(APAP만 처리), 양성대조군(APAP+NAC의 처리) 및 시료투여군(APAP +양배추 추출물 처리)으로 나누었다. 양성대조군에는 각각 APAP에 의한 간독성을 치료하는 효과가 있는 것으로 알려진 NAC 75 mg/kg씩을 매일 7일간 경구투여하였으며, 시료투여군에는 Figure 1에서 제조한 열처리된 양배추 추출물을 500 mg/kg씩을 경구투여하였다.
양성대조군에는 각각 APAP에 의한 간독성을 치료하는 효과가 있는 것으로 알려진 NAC 75 mg/kg씩을 매일 7일간 경구투여하였으며, 시료투여군에는 Figure 1에서 제조한 열처리된 양배추 추출물을 500 mg/kg씩을 경구투여하였다. 양성대조군과 시료투여군에 마지막으로 시료를 경구투여한 2시간 후 정상군을 제외한 모든 군에 간독성 유발을 위한 APAP를 400 ㎎/㎏의 농도로 정맥투여 하였다. 시료투여 24시간 후 꼬리 정맥을 통해 채혈하고, 채취한 혈액으로부터 기질과 효소반응을 이용한 assay kit(Asan Pharm a-nceutical)를 사용하여 혈중ALT와 AST 레벨을 측정하였다[7, 8].
실험군은 6마리씩 정상군(무처리군), 음성대조군(APAP만 처리), 양성대조군(APAP+NAC의 처리) 및 시료투여군(APAP +양배추 추출물 처리)으로 나누었다. 양성대조군에는 각각 APAP에 의한 간독성을 치료하는 효과가 있는 것으로 알려진 NAC 75 mg/kg씩을 매일 7일간 경구투여하였으며, 시료투여군에는 Figure 1에서 제조한 열처리된 양배추 추출물을 500 mg/kg씩을 경구투여하였다. 양성대조군과 시료투여군에 마지막으로 시료를 경구투여한 2시간 후 정상군을 제외한 모든 군에 간독성 유발을 위한 APAP를 400 ㎎/㎏의 농도로 정맥투여 하였다.
이를 위하여, 6웰 플레이트에 RAW 264.7 세포를 5× 105 cells/100μL의 농도로 분주한 후, 0.1 ㎍/㎖의 LPS를 처리하였다.
LPS 처리 30분 후 양배추 추출물(CE) 또는 열처리된 양배추 추출물(HCE)을 1 ㎎/㎖의 농도로 처리하여 18시간 배양하였다. 이후, TRIzol 시약(Invitrogen)을 이용하여 제조사의 매뉴얼에 따라 RNA를 추출하였다. 이후, 표 1의 프라이머를 사용하여 qRT-PCR에 의해 전염증성 매개체 및 사이토카인의 발현을 측정하였다[9].
이후, TRIzol 시약(Invitrogen)을 이용하여 제조사의 매뉴얼에 따라 RNA를 추출하였다. 이후, 표 1의 프라이머를 사용하여 qRT-PCR에 의해 전염증성 매개체 및 사이토카인의 발현을 측정하였다[9].
4)으로 구성되었다. 전체 간 조직을 균질화 완충액 20 mL에서 균질화 시킨 다음, 간 중량 대비 10 % 균질액을 제조 하였다. 4 ℃에서 1,500 rpm, 30 분간 원심 분리 한 후, 상등액을 분리하여 추가 분석까지 –80℃에서 보관 하였다.
모든 항산화 효소의 활성은 특정 효소 분석 키트를 사용하여 분석하였다. 촉매를 1 : 1000로 희석하여 Superoxide dismutase(SOD) 활성(Cu/Zn, Mn 및 FeSOD)을 측정하였다. CATase 활성은 4-amino-3-hydrazino-5-mercapto-1,2,4-triazole (Purpald) 및 Glutathione peroxidase(GPx)분석은 glutathione(GSH) 및 oxidized glutathione(GSSG), GPx 글루타티온(GSH) 및 산화된 글루타티온 (GSSG)의 존재 하에서 수행되었고, GPx 활성은 다른 NADPH 수준(1:20의 표본 희석) 흡광도의 차이를 측정하였다.

대상 데이터

8-OHdG 측정 및 생화학적 분석을 위해, isoflurane 호흡 마취하에 마우스로부터 혈액 샘플을 수집하고 혈청 튜브에 담근다. 8-OHdG 측정키트 (Cayman chemical, Michigan, USA)를 8-OhdG 수준 측정에 사용하였다. 8-OHdG의 함량은 8-OHdG 단일 클론 항체에 대한 8-OhdG 및 AChE enzyme-labeled 8-OHdG의 경쟁에 기초하여 측정 하였다[6].
RAW 264.7 세포는 한국 세포주 은행으로 부터 분양 받았으며, 5% fetal bovine serum(FBS)과 100IU/mL penicillin과 100㎍/mL streptomycn(P/S)이 첨가된 Dulbecco's Modified Eagle's Medium(DMEM)을 사용하여 37℃, 5% CO2 환경에서 배양하여 사용하였다.
생후 6～8 주령된 체중 19～22 g의 웅성 BALB/c 마우스를 동양 바이오테크놀로지(경기도)로부터 구입하여 무특이 병원체 시설에서 일정한 조건(온도: 21±2℃, 상대습도: 60±10%, 명암: 12시간 light/dark cycle)으로 일주일간 순화시킨 후 사용하였다.
양배추는 농수산물 시장에서 구입하여 세척한 후 0.5 ㎝× 0.5 ㎝× 0.5 ㎝ 정도의 크기로 절단하여 동결건조하였다.

이론/모형

8-OHdG 측정키트 (Cayman chemical, Michigan, USA)를 8-OhdG 수준 측정에 사용하였다. 8-OHdG의 함량은 8-OHdG 단일 클론 항체에 대한 8-OhdG 및 AChE enzyme-labeled 8-OHdG의 경쟁에 기초하여 측정 하였다[6].

성능/효과

Figure. 3에서 볼 수 있듯이, APAP 산화 스트레스 군에 대해 극도로 증가된 8-OHdG 값은 열처리된 양배추 추출물이 APAP 및 양성 대조군인 NAC 군과 비교할 때 유의하게 감소하는 경향을 확인하였다.
본 연구는 식품 소재로서 독성이 없어 안전하게 사용할 수 있으면서, 간보호 효능이 있어 간질환의 예방 및 치료와 간기능 개선에 사용할 수 있는 있는지 양배추 추출물을 유효성분으로 포함하는 간질환의 예방 및 치료와 간기능 개선의 효과를 알아본 결과 양배추 추출물은 세포독성을 나타내지 않아 안전하게 사용할 수 있으며, 약물(APAP)에 의해 유발된 간손상 동물모델을 대상으로 한 실험에서 간기능 검사의 지표인 AST와 ALT를 효과적으로 감소시키는 간보호 및 간기능 개선 효능을 나타내어, 간질환의 예방 및 치료용 약학 조성물로 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
양배추 추출물은 LPS의 자극에 의해 증가된 전염증성 매개체인 iNOS와 COX-2의 발현을 저해하였으며, 생양배추 추출물보다는 열처리된 양배추 추출물의 저해 효과가 더욱 우수하였다(Figure 5A).
Figure 4은 각각 혈중 ALT와 AST 레벨의 측정 결과로, 양배추 추출물은 APAP에 의한 간 손상에 효과적임을 확인할 수 있었다 (Figure 4). 특히 양배추 추출물은 AST의 발현에 미치는 영향이 현저하여, 급성 간손 상에 더욱 효과적임을 시사 하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	glucosinolates가 myrosinase에 의해 가수분해된 물질에 대한 기능성 연구로 무엇이 있는가?	십자화과 채소는 glucosinolates, phenolics, 베타카로틴, 비타민 C, lutein, zeaxanthin이 다량 함유되어 있으며, 특히 glucosinolates는 황(sulfur)을 함유하여 휘발성 있는 매운 향기를 가지며 myrosinase에 의해 가수분해되어 isothiocyanates, thiocyanates, nitriles, indole-3-carbinol, sulforaphane, butenyl isothiocyanate, allyl isothiocyanate로 전환되는데 이들은 높은 암 발생 억제 효과를 가진다고 보고되어 있다. 이들의 기능성 연구로는 미생물 번식 저해효과, 항돌연변이 항산화, 항암효과 특히 위암과 같은 소화기계 질환 발생 감소, 실험적으로 유발된 위궤양의 회복효과, 위·십이지장 궤양 치료 효과 등이 보고 되어있다. 따라서 본 연구에서는 양배추 추출물은 약물(APAP)에 의해 유발된 간 손상 동물모델을 대상으로 한 실험에서 간기능 검사의 지표인 AST와 ALT를 효과적으로 감소시키는 간보호 및 간기능 개선 효능을 알아보고자 하였다.
	간 기능의 장애를 일으킬 수 있는 요인은 무엇인가?	구체적으로는 소화액인 담즙을 분비하고, 단백질과 탄수화물, 지방을 대사시키며, 글리코겐과 지용성 비타민 등을 저장하고, 혈액응고 인자를 합성하며, 혈액에서 노폐물과 독성물질을 제거하고, 혈액량을 조절하며 노쇠한 적혈구를 파괴하는 등의 기능을 수행한다. 정신적 스트레스, 지방성 분이 포함된 음식 또는 알콜의 과다 섭취, 바이러스의 감염, 약물이나 흡연, 공해물질 등의 유해물질에의 노출, 영양부족 등 다양한 요소가 간 기능의 장애를 일으킬 수 있다. 또한 간 기능의 장애는 인체가 방어 해독 작용을 하지 못해 면역 체계에 이상을 가져와 다른 질병의 원인이 되기도 한다.
	APAP에 의한 간질환이 심각하게 나타나는 유형은 무엇인가?	더욱이, cyclooxygenase-2(COX-2)와 prostaglandin E2 (PGE2)와 같은 염증매개물들이 APAP에 의해 유도되 어 생체에 치명적인 손상을 야기한다. 이와 같이 APAP에 의한 간질환 환자는 약 10%에 이르고 있는데, 성인보다는 어린이에게 심각한 독성이 나타나고, 비알콜 섭취자에 비해서 알콜 섭취자에게서 그 독성이 심각한 것으로 보고되고 있다[1, 2, 3].

참고문헌 (9)

Kim HY, "The effects of fruit and vegetable bark extract on learning ability and memory improvement," The Journal of the Convergence on Culture Technology, Vol. 4(3), pp. 261-267, 2018. http://dx.doi.org/10.17703/JCCT.2018.4.3.261.
Kim DB, Ahn EY and Kim EJ, "Improvement of insulin resistance by curcumin in high fat diet fed mice", The Journal of the Convergence on Culture Technology, Vol. 4(1), pp. 315-323, 2018. http://dx.doi.org/10.17703/JCCT.2018.4.1.315.
Kim HK, "The functional effects of antimicrobaial activity and anti-inflammatory seaweed polysaccharide extracts," The Jorurnal of the Convergence on Culture Technology, Vol. 4(2), pp. 155-163, 2018. http://dx.doi.org/10.17703/JCCT.2018.4.2.155.
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상세보기
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Kaviarasan S, Naik G, Gangabhagirathi R, Anuradha C, and Priyadarsini K, "In vitro studies on antiradical and antioxidant activities of fenugreek (trigonella foenum graecum) seeds", Food chemistry, Vol. 103, PP. 31-37, 2007. http://doi.org/10.1016/j.foodchem.2006.05.064.

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Libby P, "Inflammatory mechanisms: The molecular basis of inflammation and disease", Nutrition reviews. Vol. 65, No. s3, pp. 140-146, June 2007. http://d//doi.org/10.1111/j.1753-4887.2007.yb00352.x.

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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