[논문]털진득찰에서 분리한 Kirenol의 혈관 이완효과

남정환

doi:10.7732/kjpr.2020.33.5.467

털진득찰에서 분리한 Kirenol의 혈관 이완효과
Vasodilatation effect of Kirenol isolated from Sigesbeckia pubescens 원문보기

韓國資源植物學會誌 = Korean journal of plant resources, v.33 no.5, 2020년, pp.467 - 475

초록
AI-Helper

고혈압은 성인의 수축기 혈압이 140 mmHg 이상이거나 이완기 혈압이 90 mmHg 이상일 때를 의미하며 고혈압은 뇌졸중, 신부전 및 관상동맥질환 등 인체 전반에 걸쳐 다양한 합병증을 일으키며 고혈압 유병자의 생명과 건강을 직접적으로 위협한다(Kim and Kim, 2018). 그러나 고혈압 유병자들은 증상이 거의 나타나지 않으므로 혈압을 측정하기 전까지는 진단되지 않는다. 진득찰 즉 한방에서 희렴은 고혈압을 치료하는 처방 제제로 주로 사용됐기에 이에 착안하여 털진득찰을 이용하여 엔도델린(Endothelin)로 강제 수축 시킨 토끼 기저동맥의 이완 효과를 평가하였다. 본 연구에서는 털진득찰(Sigesbeckia pubescens)의 전초를 이용하여 키레놀 화합물을 분리 후 혈관 이완 효과를 평가하였다. 인체 내 가장 강력한 혈관수축 물질로 알려진 엔도델린은 혈관 평활근 세포막에 존재하는 엔도델린 수용체 아형 A (ET_AR)와 혈관 내피세포막에 존재하는 수용체 아형 B2(ET_B2R)에 작용하여 혈관의 긴장도를 높이고, ET_B1R에 작용하여 긴장도를 낮추는 조절자 임무를 수행한다(Lucchelli et al., 1999). 일반적으로 엔도델린 펩타이드의 경우 염증, 당뇨, 및 심혈관계 질환에서 혈중 농도가 증가하며, 엔도델린 체계의 비정상적 항진은 만성신부전 및 사구체 경화증과 같은 신질환, 특발성 폐섬유화증 및 만성폐쇄성 폐 질환 등의 호흡기계 질환, 대사질환의 중요한 관심거리가 되는 당뇨병성 신경병증 및 망막증, 수족괴사 등의 질환과 전립선 및 대장 등의 암질환 등을 초래한다(Lavoie et al., 1997; Pancrazio et al., 1998). 본 연구에서 엔도델린 유도 뇌 기저동맥의 수축을 억제하는 키레놀의 농도(EC₅₀)를 관찰한 결과 10 ㎍/mL의 농도에서 48% 이상의 유효한 혈관 이완 효능이 관찰되었다. 따라서 키레놀을 이용하여 엔도델린 활성조절 신소재로의 구조적·기능적 도출 연구가 추가로 진행된다면건강 기능성 식품 소재 또는 의약학 소재로의 개발이 가시화될 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study is to investigate the vasodilatation effect of kirenol isolated from Sigesbeckia pubescens on the rabbit basilar artery. In this study, to determine the vasodilatation effect of kirenol on the rabbit basilar artery, arterial rings with intact or damaged endothelium were used for the experiment. And used an organ bath and force transducer were contracted by endothelin. Kirenol, major active constituents of S. pubescens, showed a moderate vasodilatation effect on the basilar arteries of rabbits. Therefore, treatment with kirenol may selectively accelerate cerebral blood flow through dilatation of the basilar artery. This result suggests a potential role of kirenol isolated from S. pubescens as a source of vasodilatation agent.

주제어

표/그림 (9)

표 Table 1. The yield of Siegesbeckia pubescens EtOH extract
$Table 2. The yield of Siegesbeckia pubescens organics solvent fractions$ 표 Table 2. The yield of Siegesbeckia pubescens organics solvent fractions
그림 Fig. 1. Isolation of kirenol from Siegesbeckia pubescens.
$Table 3. <TEX>$^{1}H$</TEX>- and <TEX>$^{13}C$</TEX>-NMR data of kirenol isolated from Siegesbeckia pubescens$ 표 Table 3. $^{1}H$- and $^{13}C$-NMR data of kirenol isolated from Siegesbeckia pubescens
그림 Fig. 2. Structure and numbering of kirenol isolated from Sieges-beckia pubescens.
그림 Fig. 3. Vasodilatative effects of kirenol isolated from Siegesbeckia pubescens on endothelin-induced vasoconstriction of rabbit basilar artery.
표 Table 4. Tension regulation in vascular smooth muscle cell line
표 Table 5. Vasodilatation potency of kirenol isolated from Siegesbeckia pubescens on potassium-induced constriction of rabbit basilar artery
표 Table 6. Vasodilatation potency of kirenol isolated from Siegesbeckia pubescens on endothelin-induced constriction of rabbit basilar artery

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

다양한 식물자원에 함유된 천연화합물들을 기능성 소재로 활용하기 위한 연구가 시도되고 있어 관상용만으로 사용하던 다양한 원예작물의 생리 활성 성분을 분석하여 다방면으로 활용할 필요가 있다. 기존에 보고된 털진득찰에 관한 보고는 키레놀 등의 화합물 분리(Nugroho et al.,2012) 및 일반적인 생리활성 연구 등이 대표적인 연구결과로서 고혈압과 같은 주요 질병에 관한 전임상 연구는 아직 미진한 편이며, 따라서 본 연구자는 털진득찰에서 분리한 키레놀의 혈관 이완 효과를 동물실험(in vivo assay)을 통하여 부작용은 적으면서 안전성이 높은 기능성 소재로서의 가능성을 제시하고자 본 연구를 수행하였다(Busch et al., 2000; Leung et al., 1996;Pitt et al., 1994; Pacher et al., 2001; Villazon et al., 2002)

제안 방법

혈관을 지배하는 신경의흥분파 전달과 같은 전기적 자극(Electrical stimuli)으로 혈관 평활근이 자극을 받게 되면 혈관 평활근이 전기적으로 탈분극(Depolarization)되어 막 전압(Membrane potential)에 의해 열리는 L-type 칼슘채널이 활성화되어 칼슘이온의 농도 차에 의해 세포 외부로부터 내부로 칼슘이온이 유입되어 혈관 평활근의 수축을 유도하고, 따라서 혈관의 긴장도 또는 장력은 증가한다. 따라서 본 연구에서는 고농도 포타슘을 이용하여 인위적으로 탈분극을 유도하였을 때 나타나는 혈관 수축에 대해 키레놀(10 ㎍/mL)을 처치한 이완 효과를 조사하였다. 먼저 기저동맥에 고농도 포타슘 Tyrode 용액을 처치한 후 10분 정도 경과하여 혈관수축이 안정화되었을 때 키레놀 을 처치한 처치하여 10 ~15분 동안 수축된 혈관의 이완되는 정도를 확인하였으나 유효한 혈관 이완 효능을 관찰할 수 없었다(Table 5).
정상 Tyrode 상태에 있는 혈관을 고농도 포타슘(50 mM) 이온이 포함된 tyrode로 대체함으로써 넌스트 방정식(Nernst equation)에 따라 막 전압(Membrane potential)이 -20 ㎷까지 탈분극되어 이온이 통과하는 통로가 닫혀 불활성화되어 있는 L-type 칼슘채널을 활성화함으로 혈관 평활근 세포 내 칼슘농도를 증가시켜 수축을 유도하였고, 이와 같은 수축 및 이완을 3회 반복하여 실행하였다. 본 실험에 사용된 기저동맥의 내피세포의 반응성은 고농도 포타슘 이온이 포함된 Tyrode 용액으로 수축을 유도한 후 acetylcholine (1 μM)으로 처치하였을 때 혈관의 수축력이 감소하는지로 확인하였다. 기저동맥을 고농도 포타슘 이온이 포함된 Tyrode 용액으로 10분간 수축을 안정화 시킨 후 키레놀을 약 10분간 농도별로 처치하여 이완 효과를 확인하였다.
0 g의 장력을 미리 주어 최대 수축력이 측정되도록 유도하였다. 본 연구에서는 양 끝이 고정된 상태에서의 수축력을 측정하는 방식으로 organ bath 내부는 95% O₂와 5% CO₂로 연속해서 포화시킨 상태에서 등척성 수축(Isometric contraction)을 측정하였다. 정상 Tyrode 상태에 있는 혈관을 고농도 포타슘(50 mM) 이온이 포함된 tyrode로 대체함으로써 넌스트 방정식(Nernst equation)에 따라 막 전압(Membrane potential)이 -20 ㎷까지 탈분극되어 이온이 통과하는 통로가 닫혀 불활성화되어 있는 L-type 칼슘채널을 활성화함으로 혈관 평활근 세포 내 칼슘농도를 증가시켜 수축을 유도하였고, 이와 같은 수축 및 이완을 3회 반복하여 실행하였다.
이에 따라 인체 내 가장 강력한 혈관수축 효과를 나타내며,당뇨, 고혈압, 신부전 등의 질환의 주요 표적인 엔도델린에 의해 유도된 혈관 수축에 대한 이완 효능을 검증하였다. 3 nM 엔도 델린으로 뇌 기저동맥을 수축시킨 후 키레놀을 각각 1, 3, 10,30, 100 ㎍/mL 처치하였을 때 이완되는 농도(EC₅₀)를 관찰한 결과 Table 6과 Fig.

대상 데이터

본 실험의 재료인 털진득찰은 2018년 9월 강원도 평창군 대관령면 횡계리 새봉산 일대에서 자생하는 전초를 채집하여 고령지농업연구소 김창석 박사님께 의뢰하여 감정을 받은 후 사용하였다. 채집한 식물은 그늘에서 건조 후 미세 분쇄하여 사용하였다.

데이터처리

실험결과는 평균과 표준편차로 나타내었고 혈관수축의 변화는 실제 수축의 크기와 수축물질(포타슘, 엔도델린)로 유발된 최고 수축에 대한 백분율과 mean ± SE로 나타내었고 각 실험 결과의 유의성은 Student's t-test에 의해 검정하였다.

이론/모형

본 연구에서 사용된 기저동맥(Basilar artery)은 외과적 수술 방법에 따라 분리하였다. 먼저 2 ~ 2.

성능/효과

이에 따라 인체 내 가장 강력한 혈관수축 효과를 나타내며,당뇨, 고혈압, 신부전 등의 질환의 주요 표적인 엔도델린에 의해 유도된 혈관 수축에 대한 이완 효능을 검증하였다. 3 nM 엔도 델린으로 뇌 기저동맥을 수축시킨 후 키레놀을 각각 1, 3, 10,30, 100 ㎍/mL 처치하였을 때 이완되는 농도(EC₅₀)를 관찰한 결과 Table 6과 Fig. 3에서 볼 수 있듯이 10 ㎍/mL의 농도에서 48%이상의 유효한 혈관 이완 효능이 관찰되었다. 엔도델린의 경우 당뇨 질환 환자의 경우 혈중 농도가 100배 이상 증가하여 고혈압, 신부전, 족부 괴사 및 말초 순환 장애가 유발되기 때문에 엔도델린 수용체 억제제로서 키레놀이 좋은 후보가 될 수 있을 것으로 사료된다.
혈관 수축의 주요 요인인 혈관 평활근 세포 내 칼슘동원력을 조절할 수 있는지 확인하기 위하여 Fura-2 칼슘이온 특이성 형광 염료를 A7r5 세포에 부하시킨 후 340/380 ㎚파장으로 여기시켰을때 나오는 510㎚ 방출 파장의 강도를 측정하는 검색방법을 이용하였다. Table 4에서 볼 수 있듯이 대조군으로 고농도 포타슘을 처리하였을 때 방출되는 emission 파장의 강도가 평균 1.82 ± 0.15 μM였고, 키레놀(10 ㎍/mL)을 처치한 결과 1.94 ±0.12 μM의 억제 효능이 관찰되었다. 이 결과로 혈관긴장도 조절연구에서 고농도 포타슘에 의한 혈관수축 억제 효능의 가능성을 예측할 수 있었다.

후속연구

3에서 볼 수 있듯이 10 ㎍/mL의 농도에서 48%이상의 유효한 혈관 이완 효능이 관찰되었다. 엔도델린의 경우 당뇨 질환 환자의 경우 혈중 농도가 100배 이상 증가하여 고혈압, 신부전, 족부 괴사 및 말초 순환 장애가 유발되기 때문에 엔도델린 수용체 억제제로서 키레놀이 좋은 후보가 될 수 있을 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	한의학에서는 털진득찰은 어떠한 치료제로 사용되었는가?	9 ~ 10월에 노란 색의 두화가 핀다. 한의학에서 털진득찰은 선경희렴(腺梗稀薟)이라고 불리며 두통, 고혈압, 어지럼증 및 관절염과 같은 증상에 치료제로 사용한다. 봄에는 어린잎을 채취하여 나물로 해먹기도 하는데 이 나물의 이름을 ‘점호채’라고 한다(Kim and Ahn,1988).
	현재까지 알려진 ACE 저해제의 부작용은 무엇인가?	, 1997). 그러나 상기 화합물들은 약학적 투여 형태에서 쉽게 분해되므로 안정성이 떨어질 뿐만 아니라, 다른 세포에도 작용하여 전신 무기력, 기침, 구토, 두통 및 식욕부진을 일으키는 등의 부작용이 있는 것으로 보고되고 있다. 따라서 ACE 저해 활성 및 안정성이 우수한 ACE 저해제의 개발 및 다른 약리기전을 가지는 항고혈압제제의 개발이 요구되고 있다(Garcia-Colunga et al.
	털진득찰이란 무엇인가?	본 연구에서 사용된 털진득찰(Sigesbeckia pubescens)은 쌍떡잎식물강 초롱꽃목 국화과의 한해살이 식물로서 우리나라 모든 지역의 산과 들에 해가 잘 드는 길가나 풀밭에서 자라며 강한 생명력을 지니고 있다. 생태학적인 특징으로 줄기는 곧게 서고 윗부분에 수평으로 퍼지는 털이 촘촘히 난다.

참고문헌 (31)

Bak, M.J., J.H. Jeong, H.S. Kang, K.S. Jin, O.K. Seon and W.S. Jeong. 2009. Cedrela sinensis leaves suppress oxidative stress and expressions of iNOS and COX-2 via MAPK signaling pathways in RAW 264.7 cells. J. Food Sci. Nutr. 14:269-276 (in Korean).
Busch, L., M. Wald, L. Sterin-Borda and E. Borda. 2000. Fluoxetine modulates norepinephrine contractile effect on rat vas deferens. Pharmacol. Res. 41:39-45.

상세보기
Cauvin, C., R. Loutzenhiser and C. van Breemen. 1983. Mechanism of calcium-antagonist induced vasodilation. Annu. Rev. Pharmacol. 23:373-396.

상세보기
Chen, F.F., R. Wang and Y.P. Shi. 2012. Molecularly imprinted polymer for the specific solid-phase extraction of kirenol from Siegesbeckia pubescens herbal extract. Talanta 89:505-512.

상세보기
Garcia-Colunga, J., J.N. Awad and R. Miledi. 1997. Blockage of muscle and neuronal nicotinic acetylcholine receptors by fluoxetine (Prozac). Proc. Natl. Acad. Sci. 94:2041 -2044.

상세보기
Huang, Y. 1996. Inhibitory effect of noradrenalin uptake inhibitors on contractions of rat aortic smooth muscle. Br. J. Pharmacol. 117:533-539.

상세보기
Jagadesh, S.R. and M.N. Subhash. 1998. Effect ofantidepressants on intracellular Ca2+ mobilization in human frontal cortex. Biol. Psychiatery 44:617-621.

상세보기
Karaki, H., H. Ozaki, M. Hori, M. Mitsui-Saito, K. Amano, K. Harada, S. Miyamoto, H. Nakazawa, K.J. Won and K. Sato. 1997. Calcium movements, distribution, and functions in smooth muscle. Pharmacol. Rev. 49:157-230.

상세보기
Kim, J.H. and E.J. Kim. 2018. Evaluation of anti-oxidative, anti-thrombin, anti-invasive and pro-apoptotic activities of Paeonia japonica. Korean J. Plant Res. 33:153-162 (in Korean).
Kim, S.A., E.S. Jang, A.Y. Lee, S.J. Lee and J.H. Kim. 2020. Anti-inflammatory and anti-oxidant effects of oxypaeoniflorin, paeoniflorin and Paeonia lactiflora cv. 'Red Charm' flower petal extracts in macrophage cells. Korean J. Plant Res. 33:153-162 (in Korean).

원문보기 상세보기
Kim, S.H. and B.J. Ahn. 1988. Pubetalin, the cytotoxic principle of Siegesbeckia pubescens Makino against L1210 Cell. Kor. J. Pharmacogn. 19:251-255 (in Korean).
Lavoie, P.A., G. Beauchamp and R. Elie. 1997. Atypical antidepressants inhibit depolarization-induced calcium uptake in rat hippocampus synaptosomes. Can. J. Physiol. Pharmacol. 75:983-987.

상세보기
Leung, E., L.K. Walsh, M.T. Pulido-Rios and R.M. Eglen. 1996. Characterization of putative 5-HT7 receptors mediating direct relaxation in cynomolgus monkey isolated jugular vein. Br. J. Pharmacol. 117:926-930.

상세보기
Li, Q., M.S. Brownfield, G. Battaglia, T.M. Cabrera, A.D. Levy, P.A. Rittenhouse and L.D. van de Kar. 1993. Longterm treatment with the antidepressants fluoxetine and desipramine potentiates endocrine responses to the serotonin agonists 6-chloro-2-[1-piperazinyl]-pyrazine (MK-212) and (+-)-1-(2,5-dimethoxy-4-iodophenyl)-2-aminopro pane HCl (DOI). J. Pharmacol. Exp. Ther. 266:836-844.
Lucchelli, A., M.G. Santagostino-Barbone, E. Masoero, P. Baiardi and M. Tonini. 1999. Influence of fluoxetine and litoxetine on 5-HT4 receptor-mediated relaxation in the rat isolated oesophagus. Fundam. Clin. Pharmacol. 13:330-336.

상세보기
Ni, Y.G. and R. Miledi. 1997. Blockage of 5-HT2C serotonin receptors by fluoxetine (Prozac). Proc. Natl. Acad. Sci. 94: 2036-2040.

상세보기
Noh, B.J. and S.Y. Park. 2013. Relaxation effect of Epimedium koreanum extract on rabbit carotid artery. Korean J. Oriental Physiology & Pathology 27:730-737 (in Korean).
Nugroho, A., K.T. Lee and H.J. Park. 2012. Quantitative analysis of kirenol in Siegesbeckia glabrescens and S. pubescens by HPLC-UV. Kor. J. Pharmacogn. 43: 286-290 (in Korean).
Pacher, P., Z. Ungvari, V. Kecskemeti, T. Friedmann and S. Furst. 2001. Serotonin reuptake inhibitors fluoxetine and citalopram relax intestinal smooth muscle. Can. J. Physiol. Pharmacol. 79:580-584.

상세보기
Pancrazio, J.J., G.L. Kamatchi, A.K. Roscoe and C. 3rd. Lynch. 1998. Inhibition of neuronal Na+ channels by antidepressant drugs. J. Pharmacol. Exp. Ther. 284:208-214.

상세보기
Park, B.G., S.C. Kwon, G.M. Park, J.Y. Ham, W.S. Shin and S.J. Lee. 2008. Vasodilatation effect of farnesylacetones, active constituents of Sargassum siliquastrum, on the basilar and carotid arteries of rabbits. Bioorg. Med. Chem. Lett. 18:6324-6326.

상세보기
Park, S.Y. and S.S. Park. 2020. Inhibitory effect of fermented and non-fermented citrus kombucha on postprandial hyperglycemia and hypertension. J. Korean Soc Food Sci Nutr. 49:206-211 (in Korean).

상세보기
Pitt, B.R., W. Weng, A.R. Steve, R.D. Blakely, I. Reynolds and P. Davies. 1994. Serotonin increases DNA synthesis in rat proximal and distal pulmonary vascular smooth muscle cells in culture. Am. J. Physiol. 266:178-186.
Reeves, J.J., K.T. Bunce and P.P. Humphrey. 1991. Investigation into the 5-hydroxy tryptamine receptor mediating smooth muscle relaxation in the rat oesophagus. Br. J. Pharmacol. 103:1067-1072.

상세보기
Shin, H.M. 2000. Effects of Siegesbeckia Glabrescens on the vascular relaxation and antioxidative status. J. Korean Oriental Med. 21:77-83 (in Korean).
Tuladhar, B.R., B. Costall and R.J. Naylor. 1996. Pharmacological characterization of the 5-hydroxytryptamine receptor mediating relaxation in the rat isolated ileum. Br. J. Pharmacol. 119:303-310.

상세보기
Tytgat, J., C. Maertens and P. Daenens. 1997. Effect of fluoxetine on a neuronal voltage -dependent potassium channel. Br. J. Pharmacol. 122:1417-1424.

상세보기
Velasco, A., C. Alamo, J. Hervas and A. Carvajal. 1997. Effects of fluoxetine hydro chloride and fluvoxamine maleate on different preparations of isolated guinea pig and rat organ tissues. Gen. Pharmacol. 28:509-512.

상세보기
Villazon, M., J. F. Padin, M. I. Cadavid, M. J. Enguix, H. Tristan, F. Orallo and M. I. Loza. 2002. Functional characterization of serotonin receptors in rat isolated aorta. Biol. Pharm. Bull. 25:584-590.

상세보기
Wang, R., W.H. Chen and Y.P. Shi. 2010. ent-Kaurane and ent-Pimarane diterpenoids from Siegesbeckia pubescens. J. Nat. Prod. 73:17-21.

상세보기
Yang, K.M., S.M. Song, D.S. Lee, W.J. Yoon, C.S. Kim and C.S. Kim. 2019. Anti -inflammatory and anti-atopic effects of crude extracts and solvent fractions of Phormium tenax leaf. Korean J. Plant Res. 32:433-441 (in Korean).

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