[논문]청아원가감 추출물이 난소적출로 유발된 흰쥐의 골다공증 모델이 미치는 영향

윤지원; 이현

doi:10.15188/kjopp.2020.02.34.1.14

청아원가감 추출물이 난소적출로 유발된 흰쥐의 골다공증 모델이 미치는 영향
Effect of Cheongawongagam Extract on the Ovariectomized Rat Model of Osteoporosis 원문보기

동의생리병리학회지 = Journal of physiology & pathology in Korean Medicine, v.34 no.1, 2020년, pp.14 - 23

윤지원 (대전대학교 천안한방병원 침구의학과) , 이현 (대전대학교 천안한방병원 침구의학과)

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to evaluate the efficacy of Cheongawongagam on osteoporosis rat. A total of 35 rats were divided into seven groups; Normal control(SD-Nr), experimental control group(OVX-CTL), positive control group(OVX-17β-E2) and herb extracts group[Eucommia ulmoides(OVX-EU-E), Juglandis semen(OVX-JR-SE), Acanthopanax senticosus(OVX-AS-E) extract and Cheongawongagam extracts(OVX-JAEG-E)]. All control group, and herb extracts group were ovariectomized. After the 3 weeks recovery period, herb extract group were orally administered 200 mg / kg of the EU-E, JR-SE, AS-E and JAEG-E for 12 weeks. In the OVX-CTL, 17β-estradiol(E2) was administered subcutaneously on the back of the rats at a dose of 0.03 ug/sc. Their body weight, serum total cholesterol, triglyceride, aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), alkaline phosphatase (ALP), Leukotriene B4 (LTB4), calcium (Ca), estradiol, osteocalcin, and deoxypyridinoline (DPD) concentration were measured. Also, we investigated mRNA expression of inflammatory cytokine, MMP-2, MMP-9, and bone tissue. As a result, total cholesterol was significantly decreased in the OVX-AS-E and OVX-JAEG-E. ALP was significantly increased and osteocalcin, DPD was significantly decreased in OVX-JAEG-E. The expression of inflammatory mediators (TNF-α, IL-1β, LTB4, COX-2, NOS-2), inflammatory cytokines IL-1β and MMP-9 mRNA were significantly decreased in OVX-JAEG-E. Histologic examination of the femur showed that bone mineral density, and bone mass were increased and bone marrow were decreased in the OVX-JAEG-E group. The above experiment shows that cheongawongagam extract were effective in the prevention and treatment of osteoporosis.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이에 본 저자는 두충, 호두, 오가피 단독 추출물 및 청아원가감 추출물을 이용하여 골다공증 예방 및 치료에 미치는 효과를 살펴보고자 하였다. 난소를 적출하여 에스트로겐 결핍성 골다공증을 유발한 흰쥐에 3 주간의 회복기 후 두충, 호두, 오가피 단독 추출 물 및 청아원가감 추출물을 12 주간 경구 투여하여 비교 분석한 결과 유의한 결과를 얻었기에 보고하는 바이다.
이에 본 연구에서는 두충, 호두, 오가피 단독추출물과 청아원 가감 추출물(두충, 호두, 오가피, 생강 복합추출물)이 골다공증에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 난소 적출을 유발시킨 흰쥐에서의 골소실은 폐경기의 여성과 비슷한 양상을 나타난다고 하였기에 흰쥐의 난소적출로 골다공증을 인위적으로 유도하였고 세포실험 연구에서 파골세포 분화를 억제시키면서 세포독성이 없는 용량을 선정하여 그 결과 200 ㎍/㎖으로 동물실험을 진행하였다²⁹⁾.
이에 본 저자는 두충, 호두, 오가피 단독 추출물 및 청아원가감 추출물을 이용하여 골다공증 예방 및 치료에 미치는 효과를 살펴보고자 하였다. 난소를 적출하여 에스트로겐 결핍성 골다공증을 유발한 흰쥐에 3 주간의 회복기 후 두충, 호두, 오가피 단독 추출 물 및 청아원가감 추출물을 12 주간 경구 투여하여 비교 분석한 결과 유의한 결과를 얻었기에 보고하는 바이다.

제안 방법

간 독성에 미치는 영향을 알아보기 위해 혈중 AST, ALT 변화를 관찰하였다. AST, ALT 관련하여 모든 실험 투여군에서 간독성은 나타나지 않았고, 특히 JAEG-E 투여군에서 AST가 유의미하게 감소되어 추후 연구가 필요할 것으로 생각된다.
난소적출 후 3 주간의 회복기 후에 약물을 12 주 간 경구 투여하여 각 군별 체중 검사, 혈청 검사, 혈청 내 골 대사지표 검사, 대퇴관절 내 유전자 발현 검사, 조직학적 검사를 통해 두충, 호두, 오가피 단독 추출물과 청아원가감 추출물이 흰쥐에 미친 영향을 비교 관찰하였다.
난소적출을 통한 흰쥐의 골다공증 모델에 두충, 호두, 오가피 추출물 및 청아원가감 추출물이 골다공증에 미치는 영향을 알아보기 위해 체중 검사, 혈청 검사, 혈청내 골 대사지표 검사, 대퇴관절내 유전자 발현 검사를 관찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
본 실험에서는 난소를 적출시킨 흰쥐를 사용하여 에스트로겐 결핍성 골다공증을 유발시켰는데 이에 17β-estradiol (E2)을 투여하여 양성대조군으로 설정하고 약물실험군과 비교하였다. 혈청내 17β-estradiol (E2)을 측정한 결과, 정상군에 비하여 대조군이 2 배 이상 감소하였고, 양성대조군 은 10 배 이상 현저히 증가하였다.
수술 당일, 난소 적출 1 주일 후, 투여 시작 시 및 최종 희생시를 포함해 투여 기간 동안 매주 실험동물용 체중계 (Ohaus, USA, Adventure-pro AVG 812)를 사용하여 측정하였다.
흰쥐를 희생하여 대정맥에서 1 ml의 정맥혈을 채취하고, 실온에서 15 분간 3,000 rpm으로 원심 분리 하였다. 혈청 중 Leukotriene B4 (LTB4), Deoxypyridinoline (DPD), Osteocalcin (OC), Calcium (Ca), ALP, Triglyceride, total cholesterol, AST, ALT를 측정하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용한 국내 한약공급업체인 옴니허브㈜에서 구입, 정선하여 사용하였다. 두충, 호두, 오가피 각각 1000 g과 청아원가 감 추출물 (두충1:호두1:오가피1:생강1)을 한일분쇄기(FM-700SS, 한국)로 분쇄하여 환류 추출기에 넣고 45℃에서 30% 에탄올을 3 ℓ 가하여 60 분 추출한 후 다시 30% 에탄올 3 ℓ를 가하여 같은 조건으로 60 분 동안 재탕하였다.
실험동물은 7 주령의 암컷 Sprague-Dawley(SD) rat(SLC, Japan)를 구입하여 온도(20-25℃)와 습도(40-45%)를 유지한 사육 실의 polycarbonate cage에 5 마리씩 사육했다. 명암주기는 낮과 밤 12 시간: 12 시간으로 하였으며, 수술 후 사료와 물은 자유롭게 공급하였다.

데이터처리

각 군의 결과값을 mean ± standard deviation (SD)으로 표기하였으며, SPSS 22.0 software (IBM-SPSS Inc., Chicago, IL) 를 이용하여 One-way ANOVA 한 뒤에 Duncan’s multiple comparison tests로 유의성을 검증하였다. p 값이 0.

성능/효과

실험 종료 후 골대사지표인 Osteocalcin과 DPD 단백질 수준을 ELISA를 통해 측정한 결과, 혈청내 골대사지표인 Osteocalcin 단백질 수준에서는 정상군에 비하여 대조군이 2 배 이상 증가하였고 (p<0.001), 양성대조군을 포함한 모든 약물실험군은 대조군에 비하여 감소하였으며, 유의성은 JR-SE 투여군을 제외한 양성대조군과 AS-E, EU-E, JAEG-E 투여군에서 나타났다 (p<0.05, p<0.01, p<0.001).
이상의 결과를 종합해보면, 난소 절제술을 시행한 흰쥐에서 3주의 회복기 후 12 주간 두충, 호두, 오가피 추출물 및 청아원가감추출물을 경구 투여한 결과 간독성을 보이지 않았으며 골다공증 관련 염증인자를 억제하는데 유효성이 있는 것으로 나타났다.
체중 증가량을 보면 약물실험군인 실험군과 정상군 간의 체중 변화는 유의한 차이가 관찰되지 않았고 약물 투여가 OVX 흰쥐의 체중을 변화시키는데 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다.

후속연구

간 독성에 미치는 영향을 알아보기 위해 혈중 AST, ALT 변화를 관찰하였다. AST, ALT 관련하여 모든 실험 투여군에서 간독성은 나타나지 않았고, 특히 JAEG-E 투여군에서 AST가 유의미하게 감소되어 추후 연구가 필요할 것으로 생각된다.
이전 청아원 관련 임상연구에서 골밀도 수치에서는 유의한 결과를 보였으나 골대사 지표와 관련하여서는 유의성을 보이지 않았다. 이에 반해 청아원가감 추출물은 두충, 호두, 오가피 추출물과 비교하여 골형성 지표, 골흡수 지표, 염증매개인자와 관련해 유효한 결과를 나타내어 좀 더 적극적으로 골다공증 치료 및 예방에 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 향후 지속적인 실험 연구와 임상 시험을 통한 안전성과 유효성 입증을 위한 연구를 추가적으로 진행 되어야 할 것으로 보이며, 청아원가감 추출물의 구성성분인 두충, 호두, 오가피 비율 조합에 따른 골밀도에 관한 효능 비교, 기존 골다공증 치료제와의 비교 연구가 필요할 것으로 사료된다.
중성지방의 경우 OVX-AS-E 군에서 대조군 (OVX-CTL)에 비하여 유의성 있게 감소하였고, 총콜레스테롤 함량은 양성대조군과 AS-E, JAEG-E 투여군이 대조군 (OVX-CTL)에 비하여 유의성 있게 감소하였다. 총콜레스테롤, 중성지방은 오가피 추출물 투여군에서 모두 유효한 결과를 보였기에 혈중 지질 대사와 관련하여 오가피의 비율 혹은 용량에 따른 청아원가감 추출물간의 비교연구는 추후 필요할 것으로 보인다.
대퇴골에서 H&E염색을 통한 조직학적 검사상, 대조군에 비해 모든 약물실험군에서 골소주 면적 및 골 내부 pore이 감소하는 것을 관찰 할 수 있었는데 이는 청아원가감 추출물이 골 손실 발생을 억제시키는 효과가 있음을 의미한다. 하지만 골밀도, 골량, 골소주 면적과 관련하여 정확한 수치화를 통해 비교하지 못하였기에 추후 지속적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.
이에 반해 청아원가감 추출물은 두충, 호두, 오가피 추출물과 비교하여 골형성 지표, 골흡수 지표, 염증매개인자와 관련해 유효한 결과를 나타내어 좀 더 적극적으로 골다공증 치료 및 예방에 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 향후 지속적인 실험 연구와 임상 시험을 통한 안전성과 유효성 입증을 위한 연구를 추가적으로 진행 되어야 할 것으로 보이며, 청아원가감 추출물의 구성성분인 두충, 호두, 오가피 비율 조합에 따른 골밀도에 관한 효능 비교, 기존 골다공증 치료제와의 비교 연구가 필요할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	골다공증이란?	골다공증은 골강도의 약화로 골절의 위험이 증가되는 전신적인 골격계 질환으로 골밀도와 골의 질 감소, 골조직 미세구조의 약화를 특징으로 한다. 골다공증은 가장 대표적인 노인성 질환 중 하나로, 인구가 점차 고령화됨에 따라 골다공증에 대한 사회적 관심이 대두되고 있다1).
	골다공증의 특징은?	골다공증은 골강도의 약화로 골절의 위험이 증가되는 전신적인 골격계 질환으로 골밀도와 골의 질 감소, 골조직 미세구조의 약화를 특징으로 한다. 골다공증은 가장 대표적인 노인성 질환 중 하나로, 인구가 점차 고령화됨에 따라 골다공증에 대한 사회적 관심이 대두되고 있다1).
	난소적출을 통한 흰쥐의 골다공증 모델에 두충, 호두, 오가피 추출물 및 청아원가감 추출물이 골다공증에 미치는 영향을 알아보기 위해 체중 검사, 혈청 검사, 혈청내 골 대사지표 검사, 대퇴관절내 유전자 발현 검사를 관찰한 결과 얻은 결론은?	청아원가감 추출물에서 간독성은 나타나지 않았다. 청아원가감 추출물에서 골형성 관련지표인 ALP는 유의성 있게 증가하였고, Osteocalcin과 DPD는 유의성 있게 감소하였다. 청아원가감 추출물에서 혈청내 칼슘농도는 유의성 있게 감소하였다. 청아원가감 추출물에서 혈청내 염증매개인자 수준 TNF-α, IL-1β, LTB4는 유의성 있게 감소하였다. 청아원가감 추출물에서 혈청내 17β-estradiol (E2)은 유의성있게 증가하였다. 청아원가감 추출물에서 염증 사이토카인 IL-1β mRNA 유전자 발현은 유의성 있게 감소하였고, IL-6, TNF-α mRNA 유전자 발현은 감소하는 경향을 보였다. 청아원가감 추출물에서 염증성매개 COX-2, NOS-2 mRNA 유전자 발현은 유의성 있게 감소하였다. 청아원가감 추출물에서 MMP-9 mRNA 유전자 발현은 유의성 있게 감소하였다. 청아원가감 추출물에서 조직학적으로 골소주 면적 및 골 내부 pore 의 감소를 보였다.

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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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