[논문]번행초 추출물의 항산화 및 항염증 효과

공지현; 이기연; 노대현; 이장천; 안원근; 이부균

doi:10.14374/hfs.2020.28.2.137

번행초 추출물의 항산화 및 항염증 효과
Antioxidant and Anti-inflammatory Activities of Tetragonia tetragonoides Water Extract 원문보기

大韓韓醫學方劑學會誌 = Herbal formula science, v.28 no.2, 2020년, pp.137 - 145

공지현 (부산대학교 한의학전문대학원) , 이기연 (부산대학교 한의학전문대학원) , 노대현 (부산대학교 한의학전문대학원) , 이장천 (부산대학교 한의학전문대학원) , 안원근 (부산대학교 한의학전문대학원) , 이부균 (부산대학교 한의학전문대학원)

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives : Tetragonia tetragonioides is one of the traditional herbal medicines that can be used to protect the stomach and treat cancer. However, its mechanism of overcoming gastrointestinal disorders is unclear. In this study, we investigated antioxidant and anti-inflammatory effects of Tetragonia tetragonioides Water Extract (TTWE) on RAW264.7 cells. Methods : The cell viability by TTWE was measured by using MTT assay. The free radical scavenging ability and cytokine production were analyzed by using ELISA Kit. SPSS version 25 was used for statistical analysis. Results : According to the results of this study, the cell viability measurement of TTWE significantly affected the cell viability. The radical scavenging ability of TTWE showed the highest effect compared to the positive control group when the concentration was 3.1-12.5 ㎍/ml, and significantly inhibited NO production induced by LPS. In addition, the inhibitory effect of TTWE on the production of IL-6 and TNF-α induced by LPS was significant at both TTWE concentrations of 12.5 ㎍/ml [p <0.01 (IL-6), p <0.05 (TNF-α)]. Conclusion : In conclusion, it is suggested that the antioxidant function of Tetragonia tetragonioides Water Extract could be used to prevent and treat inflammatory diseases.

주제어

표/그림 (4)

그림 Figure 1. Cytotoxic effects of TTWE in RAW264.7 cells.
그림 Figure 2. DPPH free radical scavenging activity of TTWE.
그림 Figure 3. Inhibitory effects of TTWE on NO production by LPS.
그림 Figure 4. The inhibitory effects of TTWE on LPSinduced production of inflammatory cytokines (IL-6 and TNF-α) in RAW 264.7 cells.

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구에서는 그동안 연구가 활발히 이루어지지 않았던 번행초의 종양억제 기능과 항산화, 항염증 작용과의 연관성에 대해서 알아보았다.

제안 방법

570nm에서 흡광도를 측정하여 세포생존율을 구한 결과, 25 및 50 μg/mL의 농도를 설정하여 관련 실험을 진행하였다.
LPS로 대식세포를 자극하면 많은 양의 IL-6 및 TNF-α가 방출되며, 이러한 cytokine들에 대한 TTWE 의 억제효과를 ELISA kit를 이용하여 측정하였다.
LPS로 유도된 IL-6 및 TNF-α의 생성에 대한 TTWE의 억제효과는 enzyme immunoassay 방법을 이용하여 확인하였으며, LPS 처리군(1 μg/ml, 20 hr)은 대조군과 비교해 볼 때 유의성을 나타내었다 (p<0.01).
LPS로 유도된 NO 생성에 미치는 TTWE의 효과 RAW 264.7 cell을 이용하여 LPS로 유도된 NO 생성에 대한 TTWE의 억제효과를 측정하였다. 대조군과 비교할 때, LPS군 (10 μg/ml, 20 h)은 약 6.
즉, 세포배양액 100 μl와 Griess 시약(1% sulfanilamide in 5% phosphoric acid + 1% α-naphthylamide in H₂O) 100 μl를 혼합하여 96 well plate에서 15분 동안 반응시킨 후, 540 nm 에서 ELISA microplate reader (Tecan, USA)로 흡광도를 측정하였다. Sodium nitrite (NaNO₂ )로 흡광 도를 측정하여 표준곡선을 얻은 후, NO의 농도를 산출하였다.
그 후, LPS (10 μg/ml)로 처리하여 37℃, 5% CO2 조건의 배양기에서 20시간 배양하고, NO의 양을 Griess 시약으로 측정하였다.
번행초의 항산화활성, 염증억제 반응을 확인함으로써 염증치료제 및 항산화제로써의 가능성을 확인하였다.
본 연구에서는 번행초의 유효성분을 열수 추출하여 세포생존율, NO(Nitric oxide)생성 억제능, DPPH 라디칼 소거능, 그리고 염증과 관련된 cytokine의 수준을 통계학적으로 분석하여 염증치료제로서 번행초의 가능성을 확인하였다.
세포배양액 안에 존재하는 IL-6와 TNF-α 생성량을 ELISA Kit (ThermoFisher scientific, Bender MedSystems GmbH, Vienna, Austria)를 사용하여 측정하였다.
그 후, LPS (10 μg/ml)를 처리하여 37℃, 5% CO2 조건의 배양기에서 20시간 배양하였다. 세포배양액을 제거한 후, 세포에 MTT를 0.5 mg/ml의 농도로 처리하여 4시간 배양한 후, 배지를 제거하고 생성된 formazan crystals을 dimethyl sulfoxide에 녹여 ELISA microplate reader (Tecan, USA)로 570 nm에서 흡광도를 측정하여 세포의 생존율을 구하였다. 무처치 대조군 대비 처치군의 흡광도의 백분율을 상대적 세포생존율로 나타내었다.
ELISA microplate reader 를 이용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 시료를 처리하지 않은 대조군에 대한 흡광도의 차이를 비교하여 라디칼 소거능을 백분율로 나타내었다. 양성 대조군으로는 Ascorbic acid를 사용하였다.
걸러진 번행초를 1L의 물에 다시 120분 동안 전탕하여 여과 과정을 반복하였다. 이러한 방식으로 전탕, 여과 과정을총 3번 수행하여 번행초 추출용액을 얻었고 용액을 가열, 교반하여 용매를 증발시켜 번행초 추출용액을 농축시켰다. 농축한 후 동결건조하여 번행초 추출액 분말(Tetragonia tetragonioides Water Extract, TTWE) 을 얻었다²¹⁾ .
즉, 세포배양액 100 μl와 Griess 시약(1% sulfanilamide in 5% phosphoric acid + 1% α-naphthylamide in H2O) 100 μl를 혼합하여 96 well plate에서 15분 동안 반응시킨 후, 540 nm 에서 ELISA microplate reader (Tecan, USA)로 흡광도를 측정하였다.

대상 데이터

Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM)은 Hyclone (Thermo Scientific Inc., Bremen, Germany) 에서 구입하였고, fetal bovine serum (FBS)은 Sigma Aldrich Co. (St. Louis, MO, USA) 로부터, penicillin 및 streptomycin은 Gibco/BRL (Grand Island, NY) 에서 구입하였다.
대식세포주인 RAW264.7 세포는 한국세포주은행 (Seoul, Korea)에서 분양받아 10% (v/v) FBS와 1% (v/v) penicillin/streptomycin이 포함된 DMEM 배지를 이용하여 37°C, 5% CO2 배양기에서 계대 배양하였다.
번행초는 규격품을 ㈜광명당(울산시)에서 구입하였 다. 번행초 건조체 100g을 2L의 물에 30분간 침지하여 충분히 적신 후 용액을 버리지 않고 약탕기에 120 분 동안 전탕하였다.
시료를 처리하지 않은 대조군에 대한 흡광도의 차이를 비교하여 라디칼 소거능을 백분율로 나타내었다. 양성 대조군으로는 Ascorbic acid를 사용하였다.

데이터처리

모든 실험결과는 3회 이상 실험을 반복하여 얻은 자료를 이용하여 평균±표준편차로 나타내었으며, 통계학적 분석에는 SPSS version 25 (IBM, Armonk, NY, USA)를 이용하였다.
실험군 간 비교에는 one-way analysis of variance (ANOVA) 및 independent t-test를 이용하였고, p<0.05를 통계학적으로 유의성이 있는 것으로 간주하였다.

이론/모형

MTT assay를 이용하여 TTWE에 의한 세포 생존율을 측정하였다. RAW264.

성능/효과

1. TTWE의 세포 생존률 측정 결과 세포생존율은 25-50 μg/ml의 농도에서 유의성을 나타냈다.
2. LPS로 유도된 NO생성에 대한 TTWE의 억제효과를 측정한 결과 번행초는 농도 의존적으로 NO의 생성을 유의미하게 억제함을 확인하였다.
3. TTWE의 DPPH라디칼 소거능은 양성 대조군인 Ascorbic acid에 근접한 높은 수치로 확인되었다.
4. LPS로 유도된 IL-6 및 TNF-α 생성에 대한 TTWE 의 억제효과가 12.5 μg/ml의 TTWE 농도에서 모두 유의성 있게[p<0.01(IL-6), p<0.05(TNF-α)] 나타났다.
LPS는 IL-6 및 TNF-α의 생성을 유의성 있게 증가 시켰으며, TTWE (12.5 μg/ml)는 LPS로 유도된 IL-6 및 TNF-α의 생성을 유의성 있게 억제시켰다.
TTWE 추출액의 농도가 2.5 μg/ml일 때라디칼 소거능 93.65±1.79%로서 양성 대조군인 Ascorbic acid에 근접한(94%) 가장 높은 라디칼 소거능을 보여주었다(Fig. 2).
TTWE의 세포독성효과를 MTT 방법을 이용하여 측정한 결과, 세포생존율은 25-50 μg/ml의 농도에서 유의성을 나타냈으며 (25 μg/ml, #p<0.05; 50 μ g/ml, ##p<0.01), 3.1-12.5 μg/ml의 TTWE 농도에 서는 세포생존율에 영향을 미치지 못하였다 (Fig. 1).
결론적으로 번행초의 항산화활성 및 염증억제에 대한 유효한 효과를 확인하여 항산화제, 염증성 질환의 예방과 치료제로서 가능성을 제시하였다.
대조군과 비교할 때, LPS군 (10 μg/ml, 20 h)은 약 6.2배의 NO 생성이 증가하였으며, TTWE 처리군(3.1-50 μg/ml) 은 농도 의존적으로 LPS로 유도된 NO의 생성을 유의성 있게 억제하였다 (3.1-12.5μg/ml, #p<0.05; 25 및 50 μg/ml, ##p<0.01, Fig. 3).
또한 LPS로 유도된 IL-6 및 TNF-α 생성에 대한 TTWE의 억제효과가 12.5 μg/ml의 TTWE 농도에서 모두 유의성 있게[p<0.01(IL-6), p<0.05(TNF-α)] 나타났다(Fig. 4).
본 연구결과는 TTWE는 IL-6 및 TNF-α를 억제함으로 염증을 완화하는 약물로서 가능성이 있음을 시사한다.

후속연구

앞으로 번행초의 항산화 효과와 염증 진행의 억제에 관한 기능을 세포 내에서 명확하게 규명하여 암, 관절염, 죽상경화증 등, 염증성 질환의 예방과 치료에 관한 중요한 자료를 제공해야 할 것이다³⁸⁾ .

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	염증이란 무엇인가?	염증은 세포나 조직이 유해한 자극으로 인해 손상을 입었을 때 면역세포 및 염증 매개체들이 반응하는 중요한 생체방어 시스템이다1). 염증반응 자체는 신체 보호에 필수적인 방어체계이지만 염증이 지속되거나 그 정도가 심할 때는 오히려 알러지, 류마티스 관절염, 만성염증 등의 조직 손상이나 질병을 야기시킨다2).
	염증반응의 문제점은 무엇인가?	염증은 세포나 조직이 유해한 자극으로 인해 손상을 입었을 때 면역세포 및 염증 매개체들이 반응하는 중요한 생체방어 시스템이다1). 염증반응 자체는 신체 보호에 필수적인 방어체계이지만 염증이 지속되거나 그 정도가 심할 때는 오히려 알러지, 류마티스 관절염, 만성염증 등의 조직 손상이나 질병을 야기시킨다2).
	염증반응을 완화시키기 위해 어떤 약물들이 사용되고 그 효과는 어떠한가?	특히 최 근에는 만성염증이 심뇌혈관질환, 알츠하이머, 암 등 의 주요 중증 질환 뿐 아니라 비만, 당뇨, 대사증후 군 등의 성인병의 원인으로 지목되어 염증 치료를 위 한 다양한 시도들이 수행되고 있다7) . 이러한 염증 완 화를 위해서 첫 번째로 사용되는 스테로이드계 약물은 글루코코르티코이드 수용체(glucocorticoid receptor)에 결합하여 면역반응과 염증을 억제하고 면역에 관련된 사이토카인 등의 생성을 억제한다8) . 이는 급성 염증 에 탁월한 효과를 보이지만 골다공증 발생 가능성, 대사이상 등의 부작용이 있다. 다음으로는 비스테로 이드성 항염증제(NSAIDs)로 사이클로 옥시게나제 (cyclooxygenase, COX) 효소를 저해하고 이로 인해 합성되는 프로스타글란딘을 저해한다. 이는 실생활에 널리 이용되고 있지만 장기복용 할 경우 위장장애 및 신장질환을 야기시킬 수 있는 것으로 알려져 있다9).

참고문헌 (38)

NH Kim, Pro-inflammatory inhibition effect of Ferulic acid isolated from Tetragonia tetragonoides. Kyungpook National University thesis dissertation, 2016.
L Chen, Inflammatory responses and inflammation-associated diseases in organs. Oncotarget. 2018;9:7204-7218.

상세보기
C Gabay, Interleukin-6 and chronic inflammation. Arthritis Res. Ther. 2006;8:53.

상세보기
P Fang, Immune cell subset differentiation and tissue inflammation. Journal of Hematology & Oncology. 2018;11(1):97.

상세보기
SL Masters, A Simon, I Aksentijevich, DL Kastner, Horror autoinflammaticus: the molecular pathophysiology of autoinflammatory disease. Ann. Rev. Immunol. 2009;27:621-668.

상세보기
RP Tracy, The Five Cardinal Signs of Inflammation. The Journals of Gerontology: Series A. 2006;61(10):1051-1052.
IH Kim, CH Choi, SW Lee, YS Song, Antiinflammatory Effect of Mugi-hwan Water Extract in RAW 264.7 Cells. Journal of Korean Medicine Rehabilitation. 2013;23(3);27-35.
SH Lee, YH Choi, Link between Periodontal Disease and Cancer: A Recent Research Trend, Journal of Life Science. 2013;23(4):602-608.

원문보기 상세보기
Rostom A, Dube C, Wells G, Tugwell P, Welch V, Jolicoeur E, McGowan J. Prevention of NSAID-induced gastroduodenal ulcers. Cochrane Database Syst Rev. 2002;4:DC002296.
BJ Kim, Glucocorticoid and Pain Treatment, The Journals of critical pain. 2002;1(2):63-69.
DC Wallace, Science.Mitochondrial genetics: A paradigm for aging and degenerative diseases. Science. 1992;256:628-632.

상세보기
S Loft, A Astrup, B Buemann, HE Poulsen, H.E. Oxidative DNA damage correlates with oxygen consumption in humans. FASEB J. 1994;8:534-537.

상세보기
S Duffy, BA MacViar, In vitro ischemia promotes calcium influx and intracellular calcium release in hippocampal astrocytes. J Neurosci. 1996;16(1):71-81.

상세보기
Al Harabin, JC Braisted, ET Flynn, Response of antioxidant enzymes to intermitent and continuous hyperbaric oxygen. J Appl physiol. 1990;69:328-335.

상세보기
JM Jacobson , JR Michael, MH JR Jafri, GH Gurtner, Antioxidants and antioxidant enzymes protect against pulmonary oxygen toxicity in the rabbit. J Appl Physiol 1990;68: 1252-1259.

상세보기
JK J, Healthy native grass. Nexus Books, 2009:267.
T Aoki, K Takagi, T. Hira, Two naturally occurring acyclic diterpene and norditerpene aldehydes from Tetragonia tetragonoides. Phytochemistry. 1982;21(6):1361-1363.

상세보기
M Kato, T Takeda, Y Ogihara, Studies on the structure of polysaccharide from Tetragonia tetragonoides. I. Chem. Pharm. Bull. 1985;33(9):3675-3680.

상세보기
HY Ryu, KH Bae, EJ Kim, SJ Park, BH Lee, 2007, Evaluation for the Antimicrobial, Antioxidant and Antithrombosis Activity of Natural Spices for Fresh-cut yam. J. Life Sci, 17(5): 652-657.

원문보기 상세보기
E Okuyama, M Yamazaki, The principles of Tetragonia tetragonoides having antiulcerogenic activity. II. Isolation and structure of cerebrosides. Isolation and identification of a sterol glucoside mixture (compound A). Yakuguku zasshi 1983;31(7):43-48.
JH Kim, CS Seo, WYJeon, HK Shin, The Compositional Differences of Sipjeondaebotang( Siquandabu-tang), Decoctions Extracted by Different Extraction Method and Extraction Time. The Journal of Oriental Obstetrics & Gynecology. 2012;25(2):108-119.
GY Choi, Chinese Herb. Vol.2:Shanghai Science and Technology Press, 1999:752-3.
JC Lee, Effect of the Solvent Extracts from Tetragonia tetragonioides on the Activity of Tumor and Anti-inflammatory Cells in Mice. Graduate School of WonKwang Univ. 1991.
SI Kodato, M Nakagawa, T Hino, Synthesis of cerebroside B1b with antiulcerogenic activity II. Total synthesis and determination of absolute configuration of cerebroside B1b and its stereoisomers. Tetrahedron. 1989;45(23):7263-7280.

상세보기
YG Park, YH Nam, Studies on the Antioxidative effects of Tetragonia tetragonioides (Pall.) O. KUNTZE. 1983;17(2):191-191.
JB Jo, EH Lee and YJ Jo, Beauty Food Activities of Isolated Phenolic Compounds from Tetragonia tetragonioides. The Korean Society of Food Science and Nutrition. 2016:333-341.
EY Ko, SH Cho, KP Kang, GB Kim, JH Lee, YJ Jeon, DK Kim, GA Ahn, KN Kim, Anti-inflammatory activity of hydrosols from Tetragonia tetragonoides in LPS- induced RAW 264.7 cells. EXCLI J. 2017;16:521-530.

상세보기
HJ Choi, ST Yee and WH Joo, Antidiabetic Activity of Polysaccharide Extract from Tetragonia tetragonoides in Streptozotocininduced Diabetic Mice. Journal of Life Science 2017;27(5:)579-583.

원문보기 상세보기
OS Aslanturk, Genotoxicity: A Predictable Risk to Our Actual World. BoD - Books on Demand. 2018:4.
V Bondet, W Brand-Williams, C Berset. Kinetics and Mechanisms of Antioxidant Activity using the DPPH Free Radical Method. Lebensm.-Wiss. u.-Technol. 1997;30:609-615.

상세보기
P Molyneux. The use of the stable free radical diphenylpicrylhydrazyl (DPPH) for estimating antioxidant activity. Songklanakarin J. Schi. Technol., 2004;26:211-219.
JN Sharma, A Al-Omran, SS Pavathy. Role of nitric oxide in inflammatory diesease. 2007;15(6):252-259.

상세보기
HJ Koo. Inhibition of iNOS mRNA expression and NO production by LED light irradiation. Nambu University. School of Health and Welfare. 2010.
B Beutler, A Cerami. The biology of cachectin/ $TNF-{\alpha}$ primary mediator of the host response. Annu. Rev. Immunol. 1989;7:625-655.

상세보기
M Guslandi. Nitric oxide and inflammatory bowel diseases. Eur. J. Clin. Invest. 1998; 28:904-907.

상세보기
AV Delgado, AT McManus, JP Chambers. Production of Tumor Necrosis Factor-alpha, Interleukin 1-beta, Interleukin 2, and Interleukin 6 by rat leukocyte sub- populations after exposure to Substance P. Neuropeptides. 2003;37:355-361.

상세보기
SJ Kim, HJ Jeong, PD Moon, KM Lee, HB Lee, HJ Jung, SK Jung, HK Rhee, DC Yang, SH Hong, HM Kim. Anti-inflammatoryactivity of Gumiganghwaltang through the inhibition of nuclear factor-kap- pa B activation in peritoneal macrophages. Biol. Pharm. Bull. 2005;28:233-237.

상세보기
K. Sheeja, P. K. Shihab, G. Kuttan. Antioxidant and anti-inflammatory activities of the plant Andrographis Paniculata Nees. Immunopharmacology and immunotoxicology, 2006; 28:129-140.

상세보기

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증