[논문]고수(Coriandrum sativum L.) 지상부 추출물의 항산화 및 항염증 활성 효과

난리; 이창현; 최유나; 추병길

doi:10.11625/kjoa.2019.27.4.513

고수(Coriandrum sativum L.) 지상부 추출물의 항산화 및 항염증 활성 효과
Anti-oxidant and Anti-inflammatory Effects of Ethanol Extracts from Aerial Part of Coriandrum sativum L. 원문보기

韓國有機農業學會誌 = Korean journal of organic agriculture, v.27 no.4, 2019년, pp.513 - 528

난리 (전북대학교 농업생명과학대학 작물생명과학과) , 이창현 (전북대학교 농업생명과학대학 작물생명과학과) , 최유나 (전북대학교 농업생명과학대학 작물생명과학과) , 추병길 (전북대학교 농업생명과학대학 작물생명과학과)

초록
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본 논문은 고수 에탄올 추출물의 항산화 활성 및 항염증 효과를 평가하기 위하여 수행되었다. 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 1 mg/mL 농도에서 각각 76.03 ± 1.36 mg of Gallic acid equivalents/g, 182.23±4.32 mg of Rutin equivalents/g으로 나타났고 DPPH와 ABTS radical 소거능은 각각 500 ㎍/mL, 1000 ㎍/mL 농도에서 52.8%, 58.3%의 소거율을 확인하였으며 2000 ㎍/mL 농도에서 환원력을 나타났다. 세포독성 검사 결과, LPS와 함께 처리한 세포에서 고수 추출물 (0-500 ㎍/mL)에 의한 독성이 나타나지 않았고 염증 매개인자인 NO, 염증성 cytokine인 TNF-α 및 IL-1β의 생성량을 농도의존적으로 유의하게 감소시켰다. 또한 염증성 단백질인 iNOS 및 COX-2의 발현 수준을 유의하게 감소시켰고 이런 염증성 단백질 발현을 조절하는 전사인자 NF-κB/MAPK signaling pathway의 활성화 수준도 유의하게 억제시킨 것으로 나타났다. 이와 같이 고수 에탄올 추출물의 항산화 및 항염증 활성을 나타냄으로써 활용 가치가 기능성 식품 및 대체 의약 소재로 이용될 수 있다고 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Coriandrum sativum L., an annual herbaceous plant of Apiaceae family. The present study evaluated the anti-oxidant activities and anti-inflammatory effects of ethanol extracts of C. sativum. The anti-oxidant activities of C. sativum were measured by total contents of polyphenol, flavonoid, DPPH and ABTS radical scavenging and reducing power activity. And anti-inflammatory effects of C. sativum were measured by LPS-induced RAW 264.7 cells. The results showed that the contents of total polyphenol and flavonoid were 76.03 ± 1.36 mg of gallic acid equivalents/g and 182.23 ± 4.32 mg of rutin equivalents/g at concentration 1 mg/mL of C. sativum. The DPPH radical scavenging activity was found to be 52.8% at 500 ㎍/mL. The ABTS radical scavenging activity was shown in 58.3% after exposure to 1,000 ㎍/mL. Reducing power activity was found to be 66.8% at 2,000 ㎍/mL. The inhibitory effect of NO production was found to be 65% concentration 500 ㎍/mL. In the generation quantity of inflammatory cytokines such as TNF-α and IL-1β in cell culture medium, the expression levels of inflammatory proteins in cells were showed decrease with the increase of concentration. Therefore, we suggest that the C. sativum should be a potential source of alternative anti-inflammatory drug with good anti-inflammatory effects.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 고수 지상부 에탄올 추출물의 항산화와 및 항염증 활성의 잠재적인 molecular mechanism에 대한 연구는 아직 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 고수 지상부 에탄올 추출물의 항산화 및 항염증 활성 평가를 실시하였으며, 이를 통해 고수 지상부 에탄올 추출물의 기능성 식품 및 대체 의약 소재로서의 가능성을 검토하였다.

제안 방법

DPPH free radical 소거능 활성의 측정은 추출물의 DPPH에 대한 소거 효과로 측정하였다(Roberta et al., 1999). 고수의 70% 에탄올 추출물을 DMSO에 녹여 증류수로 농도 별로 희석하여 사용하였다.

대상 데이터

마우스 대식 세포주인 RAW 264.7 cell는 American Type Culture Collection (ATCC, Rockville, USA)로부터 구입하여 사용하였다. RAW 264.
본 실험에서 사용한 고수는 전라북도 장수군에서 구입하여 사용하였다. 고수 지상부를 세척한 후 45℃에서 음건하였고 분쇄기(HR2171, Artreal Huiyang, Manufacturing Ltd, China)를 이용해 분말(0.

데이터처리

모든 결과 값은 3 반복으로 측정하여 평균 ± 표준편차로 나타내었다. SPSS 12.0K 통계분석 프로그램을 이용하여 one-way ANOVA과 Least significant difference (LSD) multiple comparisons 분석을 사용하여, P<0.05인 경우에 통계적으로 유의성을 나타내었다.

이론/모형

고수 추출물의 LPS 자극으로 인해 염증성 단백질 생성과 NF-κB signaling pathway 활성화에 미치는 영향을 평가하기 위해 western blotting을 하였다. RAW 264.
, 2013). 이에, 본 연구에서는 고수 추출물의 LPS의 자극으로 인해 염증이 유도된 세포에서 iNOS 및 COX-2의 발현에 대한 억제효과를 평가하기 위해 western blotting을 이용하여 확인하였다. 그 결과, 무처리구에서 iNOS가 발현되지 않았으나 LPS 처리구에서 무처리구에 비해 유의하게 발현이 증가하였고 고수 추출물을 처리하였을 때 농도 유의하게 iNOS 발현량이 감소되었다.
총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis 방법으로 측정하였다(Velioglu et al., 1988). 추출 시료 25μL와 10% folin-ciocalteau’s phenol reagent 500 μL를 혼합하여 실온에서 5 분간 반응시킨 후 7.

성능/효과

DPPH radical는 전자를 내어주는 항산화 물질과 반응하게 되면 환원반응이 이루어져 phenoxy radical을 생성하게 되어 DPPH 고유의 보라색이 노란색으로 변하게 된다(Kim and Kim, 2015). 고수 에탄올 추출물의 DPPHradical 소거 활성을 측정한 결과(Fig. 1a), 표준물질인 Ascorbic acid는 100 μg/mL 농도에서 88.4%의 소거능을 보였으며 고수 추출물은 125, 250, 500 μg/mL 농도에서 각각 11.99%, 25.02%, 52.19%의 소거능을 나타냈다. 이는 추출물 IC₅₀ 값이 15.
고수 추출물의 RAW 264.7 cell 생존율을 측정한 결과, 125, 250, 500 μg/mL 농도에서 세포 생존율이 모두 100% 이상으로 나타나 고수 추출물은 세포에 대한 독성이 없음을 확인하였다(Fig. 3a).
, 2011). 고수 추출물의 TNF-α의 생성에 대한 억제 효과를 평가한 결과, 대조구에서는 TNF-α의 함량이 검출되지 않았고 LPS 처리구에서는 TNF-α 생성량이 282.91 pg/mL으로 나타났으며 고수 추출물을 농도별로 처리함으로써 TNF-α의 함량이 농도 의존적으로 유의성 있게 감소되었다(Fig. 4a). 특히, 500 μg/mL의 농도에서 50% 억제됨을 확인하였다.
이에, 본 연구에서는 고수 추출물의 LPS의 자극으로 인해 염증이 유도된 세포에서 iNOS 및 COX-2의 발현에 대한 억제효과를 평가하기 위해 western blotting을 이용하여 확인하였다. 그 결과, 무처리구에서 iNOS가 발현되지 않았으나 LPS 처리구에서 무처리구에 비해 유의하게 발현이 증가하였고 고수 추출물을 처리하였을 때 농도 유의하게 iNOS 발현량이 감소되었다. 또한, 250 μg/mL 농도에서 43%의 억제율을 나타났고 500 μg/mL 농도에서 90% 이상의 억제효과를 나타났다(Fig.
, 2016). 본 연구에서 고수 추출물의 LPS로 유도된 세포에서 NF-κB 활성화 억제 효과를 평가한 결과, LPS의 자극으로 인해 NF-κB와 IκBα의 인산화 수준이 모두 증가하였고 고수 추출물 처리에 의해 NF-κB (Fig. 6a)와 IκBα (Fig. 6b)의 인산화 수준이 모두 감소된 것으로 나타났다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	합성 항산화제 섭취가 필요함에도 사용에 제한을 두는 이유는 무엇인가?	활성산소를 소거하기 위해 체내에 존재하는 효소적 항산화제인 superoxide dismutase (SOD)와 비효소적 항산화제인(Vitamin E) 등의 방어 체계가 있지만 활성산소의 과량 생성 시, 합성 항산화제 섭취를 필요로 한다(Cha and Lee, 2004; Lee, 2014). 대표적인 합성 항산화제인 butylated hydroxyanisole (BHA)과 butylated hydroxytoluene (BHT)은 높은 항산화 효과를 나타내지만, 장기 복용 시 간 손상이나 발암물질 또한 체내 순환 계통 파괴 등의 부작용 발생으로 인해 안전성에 논란이 있어 사용을 엄격히 제한되고 있다(Jayalakshmi and Sharma, 1986; Han, 2006; Lee et al., 2011b).
	생체조직에서의 염증은 어떤 메커니즘으로 발생되는가?	, 2015). 염증 매개인자인 nitric oxide (NO) 와 prostaglandin E2 (PGE2)는 염증성 단백질인 inducible nitric oxide (iNOS)와 cyclooxygenase-2 (COX-2)에 의해 과량 생성되며(Lee et al., 2011a; Hou et al., 2016), iNOS와 COX-2 및 통증과 발열에 관여하는 TNF-α 및 IL-1β cytokine 발현은 전사인자 NF-κB/MAPK signaling pathway의 활성화에 의해 유도된다(Moynagh, 2005). 현재 주로 사용되는 항염증제로는 염증세포 활성 억제 및 염증성 단백질의 발현 억제를 위한 비스테로이드계(non-steroidal)와 스테로이드계(steroidal) 약물들이 있다.
	염증이란 무엇인가?	염증은 외부로부터 오는 자극에 대한 면역반응으로 대식세포들이 상처부위나 감염된 부위에서 반응하여 발열, 피부 부종, 통증과 같은 증상이 나타나는 생체조직의 방어반응 이지만 지속적인 염증은 류머티스 관절염, 알츠하이머병, 암 등의 질병을 유발할 수 있다(Hotamisligil, 2006; Mantovani et al., 2008; Azizi et al.

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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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