[논문]사과 추출물과 phloretin에 의한 항염증 활성

김근호; 이은주; 류승민; 손호용; 김종식

doi:10.5352/jls.2021.31.2.158

사과 추출물과 phloretin에 의한 항염증 활성
Anti-inflammatory Activities of Apple Extracts and Phloretin 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.31 no.2, 2021년, pp.158 - 163

김근호 (국립안동대학교 생명공학부) , 이은주 (국립안동대학교 생명공학부) , 류승민 (국립안동대학교 생명공학부) , 손호용 (국립안동대학교 식품영양학과) , 김종식 (국립안동대학교 생명공학부)

초록
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본 연구에서는 풋사과의 열수추출물(GAHW)과 에탄올추출물(GAE), 그리고 애사과 열수추출물(UAHW)을 제조하고 LPS로 활성화된 RAW264.7세포주를 이용하여 이들의 항염증 활성을 연구하였다. 모든 추출물이 세포생존율에는 영향을 미치지 않고 nitric oxide (NO) 생산을 저해하였으며, iNOS의 발현도 감소시켰다. 반면, UAHW만이 COX-2의 발현을 저해하였다. 또한 모든 추출물이 모든 MAPKs의 인산화를 감소시켰다. 모든 추출물이 ROS의 생산을 농도의존적으로 감소시켰으며, GAHW와 GAE에 의해 HO-1의 발현이 증가됨을 확인하였다. 또한, 사과 flavonoid인 phloretin과 phloridzin의 항염증 활성을 연구하였다. Phloretin은 농도의존적으로 NO의 생산을 저해하였으나, phloridzin은 NO 생산에 아무 영향이 없었다. 또한, phloretin은 iNOS와 COX-2 단백질의 발현을 감소시킨 반면, phloridzin은 두 단백질 발현에 영향을 주지 못하였다. 따라서, 이러한 연구결과는 사과 추출물은 MAPK 경로와 HO-1 경로를 조절함으로써 항염증 활성을 가지며, phloretin이 사과의 항염증 활성을 담당하는 파이토케미칼의 하나가 될 수 있음을 제시한다.

Abstract ▼ AI-Helper

In the present study, we prepared hot water extracts of green apple (GAHW) and unripe apple (UAHW), and ethanol extract of green apple (GAE), and investigated their anti-inflammatory activities in LPS-activated RAW264.7 cells. All extracts dramatically suppressed nitric oxide (NO) production in a dose-dependent manner in LPS-stimulated RAW264.7 cells without affecting cell viability. In addition, all extracts decreased the expression of iNOS, whereas UAHW only reduced the expression of COX-2. All extracts suppressed the phosphorylation of MAPKs (p38, ERK, and JNK) indicating all extracts show their anti-inflammatory activities via regulating MAPK pathway. Furthermore, all extracts reduced the production of reactive oxygen species in a dose-dependent manner and they increased the expression of heme oxygenase-I (HO-I) whereas UAHW could not. We also investigated whether apple flavonoids phloretin and phloridzin can have their anti-inflammatory activities in same in vitro model. Phloretin dramatically decreased NO production in a dose dependent manner without affecting cell viability, whereas phloridzin have no effects. Phloretin also reduced the expression of iNOS as well as COX-2, whereas phloridzin could not. Overall, these results suggest that apple extracts have their anti-inflammatory activities via regulating MAPKs and HO-1 pathways, and apple flavonoid phloretin can be one of phytochemicals responsible for anti-inflammatory effect of apple.

주제어

표/그림 (5)

그림 Fig. 1. Effects of hot water extracts of green apple (GAHW), unripe apple (UAHW), and ethanol extract of green apple (GAE) on nitric oxide (NO) production and cell viability in LPS-stimulated RAW264.7 cells. RAW264.7 cells were plated 2x10⁵ cells/well in 96-well plate and incubated with 1, 2, or 5 mg/ml of each extract for 16 hr in LPS-activated RAW264.7 cells. (A) NO production was measured by NO production assay. (B) Cell viability was measured using MTS proliferation assay kit. Values indicate means ± SD (n=4). ***p<0.001 vs LPS.
그림 Fig. 2. Down-regulation of iNOS and COX-2 expression by GAHW, GAE, and UAHW. RAW264.7 cells were plated 2×10⁵ cells in 60 mm dish and incubated with 5 mg/ml of GAHW, GAE and UAHW for 16 hr in LPS-treated RAW264.7 cells. Subsequently, cell lysates were pre-pared and Western blot analysis was performed by us-ing iNOS, COX-2 and ACTIN antibodies.
그림 Fig. 3. Inhibition of MAPKs phosphorylation by GAHW, GAE and UAHW. RAW264.7 cells were plated 2×10⁵ cells in 60 mm dish and treated with 5 mg/ml of GAHW, GAE and UAHW for 4 hr, and then cells were stimulated with LPS (1 μg/ml) for 30 min. Cell lysates were prepared and Western blot was carried out by using antibodies against p38, p-p38, ERK1/2, p-ERK1/2, JNK, p-JNK and ACTIN.
그림 Fig. 4. Scavenging activities of reactive oxygen species (ROS) and up-regulation of heme oxygenase-1 (HO-1) by GAHW, GAE and UAHW. RAW264.7 cells were plated 2×10⁵ cells/well in a 96-well plate and incubated with 2 or 5 mg/ml of GAHW, GAE and UAHW for 16 hr. (A) ROS production was measured by DCF-DA assay. Values indicate means ± SD (n=3). **p<0.01, ***p<0.001 vs LPS. (B) Cell viability was measured using cell proliferation assay kit. (C) RAW264.7 cells were plated 2x10⁵ cells in 60 mm dish and treated 5 mg/ml of GAHW, GAE and UAHW for 16 hr. Subsequently, cell lysates were prepared from treated cells and Western blot analysis was performed by using HO-1 and Actin antibodies.
그림 Fig. 5. Inhibition of NO production and down-regulation of iNOS and COX-2 by phloretin in LPS-stimulated RAW264.7 cells. RAW264.7 cells were plated 2×10⁵ cells/well in 96-well plate and incubated with 25, 50, or 100 μM of phloretin and phloridzin for 16 hr in LPS-activated RAW264.7 cells. (A) NO production was measured by NO production assay. (B) Cell viability was measured using MTS proliferation assay kit. Values indicate means ± SD (n=4). *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001 vs LPS. (C) RAW264.7 cells were incubated with 50, 100 μM of phloretin and 100 μM of phloridzin for 16 hr in LPS-treated RAW264.7 cells. Subsequently, cell lysates were prepared and Western blot analysis was performed by using iNOS, COX-2 and ACTIN antibodies.

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, 본 연구에서는 LPS로 염증이 유도된 RAW264.7 세포주에서 풋사과와 애사과 추출물의 항염증 활성과 작용기전을 연구하였으며, 또한 동일한 in vitro 모델에서 사과 fla- vonoid인 phloretin과 phloridzin에 의한 항염증 활성을 연구하였다.

대상 데이터

마우스 대식세포 RAW264.7 세포주는 American Type Culture Collection (ATCC, Fredrick, MD, USA)에서 구입하여 사용하였으며, 염증을 유도하기 위해 그람음성세균의 세포벽 구조물인 lipopolysaccharide (LPS, Sigma)를 이용하여 세포를 자극하였다.
본 연구의 풋사과와 애사과는 2018년 경북 문경시 점촌동에 위치한 애플그린(Applegreen)에서 제공받았으며, 풋사과는 수정 후 70일 이내의 지름 4 cm 이하의 씨방이 만들어지기 이전의 사과이며, 애사과는 수정 후 90일이 지난 미성숙 사과로 정의하였다. 풋사과의 열수추출물(Hot water extract of green apple, GAHW)과 애사과 열수추출물(Hot water extract of unripe apple, UAHW)을 조제하기 위하여 각각의 사과를 세절 한 후 사과 시료에 대해 20배의 증류수를 가한 후 100℃에서 1시간 동안 추출하였으며, 추출액은 filter paper (Whatman No.

데이터처리

ROS의 측정은 독립적인 3개의 well 에서 수행되었으며, 통계 분석은 Sigma plot을 이용하여 mean ±SD 값으로 나타내었다.
모든 실험은 최소 3회 이상 실시하였으며, 실험결과는 평균 ±표준편차로 나타내었고, 각 실험결과의 유의성 검토는 대조구와 비교하여 Student’s t-test에 의해 판정하였으며 p 값이 0.05 미만일 때 유의성이 있다고 판단하였다.

이론/모형

사과 추출물이 ROS 생성에 미치는 영향을 확인하기 위하여 DCF-DA assay를 수행하였다. RAW264.

성능/효과

종합적으로 풋사과와 애사과 추출물은 항염증 활성을 가지며, 사과 flavonoid의 한 종류인 phloretin이 사과의 항염증 활성을 담당하는 파이토케미칼 성분 중 하나라고 판단된다.

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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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