미세먼지(PM2.5)로 유도된 세포(비강, 폐, 뇌)독성에 대한 청각(Codium fragile)의 보호효과 Protective effect of Codium fragile extract on fine dust (PM2.5)-induced toxicity in nasal cavity, lung, and brain cells원문보기
본 연구에서는 미세먼지로 유도될 수 있는 질환에 대한 예방 소재로써 청각(C. fragile)의 산업적 활용 가능성을 확인하고자 하였다. 청각의 총 페놀성 화합물 함량 및 지방질과산화 억제 효과는 40% 에탄올 추출물이 가장 우수한 결과를 나타냈고, 총 polysaccharide 함량에서는 물 추출물이 가장 높은 함량을 나타냈다. 미세먼지 유도성 산화적 손상에 대한 비강(RPMI2650), 폐(A549), 뇌신경(MC-IXC), 해마(HT-22), 미세아교(BV-2)세포에서의 세포보호 효과를 검증하기 위하여 세포 내 ROS 형성 억제 효과와 세포사멸 억제 효과를 측정하였다. 세포 내 ROS 형성 억제효과 실험 결과에서 40% 에탄올 추출물이 전반적으로 우수한 활성을 나타내는 것으로 확인되었다. 세포사멸 억제 효과 실험 결과에서는 물 추출물이 전반적으로 우수한 세포 생존율을 나타냈고, 40% 에탄올 추출물은 뇌신경세포(MC-IXC)을 제외한 세포에서 사멸 억제 효과가 미비하거나 농도가 높아짐에 따라서 세포독성을 일부 갖는 것으로 확인되었다. 결과적으로, 청각 추출물은 비강, 폐, 뇌(신경, 해마, 미세아교) 세포에서 미세먼지로 유도된 산화적 손상을 효과적으로 억제할 수 있는 천연 소재로서 산업적 활용 가능성이 기대된다.
본 연구에서는 미세먼지로 유도될 수 있는 질환에 대한 예방 소재로써 청각(C. fragile)의 산업적 활용 가능성을 확인하고자 하였다. 청각의 총 페놀성 화합물 함량 및 지방질과산화 억제 효과는 40% 에탄올 추출물이 가장 우수한 결과를 나타냈고, 총 polysaccharide 함량에서는 물 추출물이 가장 높은 함량을 나타냈다. 미세먼지 유도성 산화적 손상에 대한 비강(RPMI2650), 폐(A549), 뇌신경(MC-IXC), 해마(HT-22), 미세아교(BV-2)세포에서의 세포보호 효과를 검증하기 위하여 세포 내 ROS 형성 억제 효과와 세포사멸 억제 효과를 측정하였다. 세포 내 ROS 형성 억제효과 실험 결과에서 40% 에탄올 추출물이 전반적으로 우수한 활성을 나타내는 것으로 확인되었다. 세포사멸 억제 효과 실험 결과에서는 물 추출물이 전반적으로 우수한 세포 생존율을 나타냈고, 40% 에탄올 추출물은 뇌신경세포(MC-IXC)을 제외한 세포에서 사멸 억제 효과가 미비하거나 농도가 높아짐에 따라서 세포독성을 일부 갖는 것으로 확인되었다. 결과적으로, 청각 추출물은 비강, 폐, 뇌(신경, 해마, 미세아교) 세포에서 미세먼지로 유도된 산화적 손상을 효과적으로 억제할 수 있는 천연 소재로서 산업적 활용 가능성이 기대된다.
To evaluate the protective effect of Codium fragile on fine dust (PM2.5)-induced cytotoxicity, we investigated its antioxidant activity and cell protective effect on PM2.5-exposed cells. The 40% ethanolic extract of C. fragile showed the highest total phenolic content, whereas the water extract of C...
To evaluate the protective effect of Codium fragile on fine dust (PM2.5)-induced cytotoxicity, we investigated its antioxidant activity and cell protective effect on PM2.5-exposed cells. The 40% ethanolic extract of C. fragile showed the highest total phenolic content, whereas the water extract of C. fragile showed the highest total polysaccharide content. The protective effect of the extracts on PM2.5-induced oxidative damage in nasal cavity (RPMI2650), lung (A549), brain (MC-IXC), hippocampus (HT-22), and microglia (BV-2) cells was evaluated by measuring the intracellular reactive oxygen species (ROS) content and cell viability. The results showed that the 40% ethanolic extract more efficiently inhibited ROS production than the water extract. In contrast, PM2.5-exposed cells treated with the water extract showed higher viability than those treated with the 40% ethanolic extract.
To evaluate the protective effect of Codium fragile on fine dust (PM2.5)-induced cytotoxicity, we investigated its antioxidant activity and cell protective effect on PM2.5-exposed cells. The 40% ethanolic extract of C. fragile showed the highest total phenolic content, whereas the water extract of C. fragile showed the highest total polysaccharide content. The protective effect of the extracts on PM2.5-induced oxidative damage in nasal cavity (RPMI2650), lung (A549), brain (MC-IXC), hippocampus (HT-22), and microglia (BV-2) cells was evaluated by measuring the intracellular reactive oxygen species (ROS) content and cell viability. The results showed that the 40% ethanolic extract more efficiently inhibited ROS production than the water extract. In contrast, PM2.5-exposed cells treated with the water extract showed higher viability than those treated with the 40% ethanolic extract.
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문제 정의
청각이 갖는 일부 염증 모델에 대한 연구가 나타나고 있지만, 미세먼지로 유도될 수 있는 산화적 스트레스와 호흡기 및 뇌 세포 등에서의 보호 효과에 대한 연구는 상대적으로 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 미세먼지(PM2.5)로 발생되는 산화적 독성이 중요한 유입경로에 해당되는 비강(RPMI2650), 폐(A549), 뇌신경(MC-IXC), 해마(HT-22) 및 미세아교세포(BV-2) 5종의 세포에 대한 독성과 미세먼지 유도성 질환에 대한 예방 소재로서의 청각의 생리활성 효과를 확인하고자 하였다.
제안 방법
, Yangju, Korea) 에서건조시킨 후, 분말화하여 냉동 보관하였다. 건조된 시료 20g을각각 물 (증류수), 20, 40, 60, 80, 95% 에탄올을 가한 뒤, 40 C 에서 2시간 동안 환류 냉각 추출하였고, 이를 No. 2 거름종이 (Whatman Inc, Kent, UK)를 이용하여 여과 및 농축하여 동결건조한 뒤 –20 C에 보관하면서 실험에 사용하였다(Park 등, 2019).
5)를 추가 처리하였다. 미세먼지 처리 24시간 후, 50μM DCF-DA를 처리하여 40분간 배양하고 형광광도계(Infinite F200, Tecan, Männedorf, Switzerland)를 사용하여 들뜸 파장 485nm 및 방출 파장 535nm에서 형광강도를 측정하였다(Park 등, 2019).
미세먼지 처리로 유도된 세포독성에 대한 세포보호효과를 확인 함에 앞서, 청각 물 추출물과 40% 에탄올 추출물 단독처리를 통하여 비강(RPMI2650), 폐(A549), 뇌 신경(MC-IXC) 세포주에서의 시료 독성을 평가하였다. 청각 추출물의 단독 처리는 100μg/mL 농도까지는 세포 생존율에 영향을 미치지 않음을 확인하였고, 최대 농도를 100μg/mL로 설정하여 실험을 진행하였다(data not shown).
플라스크를 이용하여 증류수로 정용하였다. 반응액을 2시간 동안 실온에서 반응시킨 뒤, UV-spectrophotometer (UV-1201, Shimadzu, Tokyo, Japan)를 이용하여 760nm에서 흡광도를 측정하였다. 이후 동일한 방법으로 측정된 gallic acid의 검량곡선을 이용하여 계산하였고, 이를 mg gallic acid equivalents (GAE)/g of dried weight로 나타내었다(Kim 등, 2003).
24시간 동안 배양하였다. 배양된 세포에 청각 추출물을 전처리하고 30분 뒤, 미세먼지(PM2.5)를 추가 처리하였다. 미세먼지 처리 24시간 후, 50μM DCF-DA를 처리하여 40분간 배양하고 형광광도계(Infinite F200, Tecan, Männedorf, Switzerland)를 사용하여 들뜸 파장 485nm 및 방출 파장 535nm에서 형광강도를 측정하였다(Park 등, 2019).
세포 생존율 측정을 위하여 청각 추출물 전처리 후, 미세먼지를 처리한 세포에 MTT stock 용액 10μL를 처리하여 2시간 동안 반응시키고, 배지를 모두 제거하고 dimethyl sulfoxide를 첨가하여 20분간 상온에서 반응시킨 뒤 570nm (determination wavelength)와 690nm (reference wavelength)에서 흡광도를 측정하였다(Park 등, 2019).
독성을 평가하였다. 청각 추출물의 단독 처리는 100μg/mL 농도까지는 세포 생존율에 영향을 미치지 않음을 확인하였고, 최대 농도를 100μg/mL로 설정하여 실험을 진행하였다(data not shown).
2 mL, sulfuric acid 1mL을 혼합하여 실온에서 10분간 반응시킨 뒤, UV-spectrophotometer(UV-1201, Shimadzu)를 이용하여 490nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 polysaccharide 함량은 동일한 방법으로 측정된 glucose의 검량곡선을 이용하여 계산하였다(Park 등, 2020).
총 polysaccharide 함량은 시료액 0.2mL, 5% phenol 용액 0.2 mL, sulfuric acid 1mL을 혼합하여 실온에서 10분간 반응시킨 뒤, UV-spectrophotometer(UV-1201, Shimadzu)를 이용하여 490nm에서 흡광도를 측정하였다. 총 polysaccharide 함량은 동일한 방법으로 측정된 glucose의 검량곡선을 이용하여 계산하였다(Park 등, 2020).
반응 후, 30% trichloroacetic acid와 1% thiobarbituricacid를 첨가하여 95 C의 항온 수조에서 20분 동안 가열하였다. 최종 반응물은 원심분리(10, 000×g, 10min)하여 상층액을 UV- spectrophotometer (UV-1201, Shimadzu)를 이용하여 532nm에서 흡광도를 측정하였다(Park 등, 2020).
대상 데이터
RPMI2650세포는 10% 소태아혈청, 1% 50 units/ mL 페니실린 및 100μg/mL 스트렙토마이신(P/S)이 포함된 Roswell Park Memorial Institute (RPMI)1640 배지를 사용하였다. A549 세포와 HTe-22 세포는 10% 새끼소 혈청(bovine calf serum), 1% P/S가 포함된 DMEM 배지를 사용하였다. 그리고 MC-IXC 세포는 10% 소태아 혈청, 1% P/S가 포함된 minimum essential medium (MEM) 배지를 배양액으로 하여 배양하였다.
BV-2세포는 한국식품연구원으로부터 HT-22세포는 경상대학교 수의과대학 조직학실험실에서 분양받았다. BV-2 세포는 10% 소태아혈청(fetal bovine serum), 1% 50 units/mL 페니실린 및 100μg/mL 스트렙토마이신 (P/S)이 포함된 Dulbecco’s Modified Eagle medium (DMEM) 배지를 사용하였다. RPMI2650세포는 10% 소태아혈청, 1% 50 units/ mL 페니실린 및 100μg/mL 스트렙토마이신(P/S)이 포함된 Roswell Park Memorial Institute (RPMI)1640 배지를 사용하였다.
USA)로부터 구매하여 사용하였다. BV-2세포는 한국식품연구원으로부터 HT-22세포는 경상대학교 수의과대학 조직학실험실에서 분양받았다. BV-2 세포는 10% 소태아혈청(fetal bovine serum), 1% 50 units/mL 페니실린 및 100μg/mL 스트렙토마이신 (P/S)이 포함된 Dulbecco’s Modified Eagle medium (DMEM) 배지를 사용하였다.
BV-2 세포는 10% 소태아혈청(fetal bovine serum), 1% 50 units/mL 페니실린 및 100μg/mL 스트렙토마이신 (P/S)이 포함된 Dulbecco’s Modified Eagle medium (DMEM) 배지를 사용하였다. RPMI2650세포는 10% 소태아혈청, 1% 50 units/ mL 페니실린 및 100μg/mL 스트렙토마이신(P/S)이 포함된 Roswell Park Memorial Institute (RPMI)1640 배지를 사용하였다. A549 세포와 HTe-22 세포는 10% 새끼소 혈청(bovine calf serum), 1% P/S가 포함된 DMEM 배지를 사용하였다.
A549 세포와 HTe-22 세포는 10% 새끼소 혈청(bovine calf serum), 1% P/S가 포함된 DMEM 배지를 사용하였다. 그리고 MC-IXC 세포는 10% 소태아 혈청, 1% P/S가 포함된 minimum essential medium (MEM) 배지를 배양액으로 하여 배양하였다. 실험에 사용된 미세먼지는 Arizona test dust를 powder technology Inc.
본 실험에 사용된 청각(C. fragile)은 2018년 2월 전남 여수시에서 채취된 것을 사용하였다. 염분 및 불순물을 제거하기 위하여 수세하고 동결건조기(ILshin Lab Co.
본 실험에 사용된 폐세포(A549)와 비강세포(RPMI2650)는 한국세포주은행(KCLB, Seoul, Korea)으로부터 구입하였으며, 뇌 신경세포(MC-IXC)는 American Type Culture Collection (Manasas, VA, USA)로부터 구매하여 사용하였다. BV-2세포는 한국식품연구원으로부터 HT-22세포는 경상대학교 수의과대학 조직학실험실에서 분양받았다.
그리고 MC-IXC 세포는 10% 소태아 혈청, 1% P/S가 포함된 minimum essential medium (MEM) 배지를 배양액으로 하여 배양하였다. 실험에 사용된 미세먼지는 Arizona test dust를 powder technology Inc. (Arden Hills, MN, USA)로 부터 구입하였으며, phosphate buffer saline에 현탁하여 실험에 이용하였다.
지방질 과산화물(malondialdehyde, MDA) 생성 억제 효과는 4 주령 수컷 ICR 마우스(Samtako, Osan, Korea)를 구입 후, 뇌를 적출하여 실험에 사용하였다. 본 실험은 경상대학교 동물윤리심의위원회로부터 승인(인가번호: GNU-181019-M0054)을 받아 진행하였다.
데이터처리
Total phenolic contents (A), total polysaccharide content (B), and inhibitory effect of malondialdehyde (MDA) production (C) of extracts from Codium fragile. Data were analyzed using ANOVA with Duncan’s SAS and expressed as mean±SD (n=3). Data were statistically considered at p<0.
통계처리는 SAS 9.4 version (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 이용하여 분산분석(analysis of variance)을 실시하며, Duncan의 다중범위 검정법(Duncan’s multiple range test)으로 유의성을 검정하였다.
성능/효과
2C). 20 μg/mL이상 농도에서 두 가지 추출물 모두 미세먼지 처리 군보다 낮은 ROS 함량을 나타냈으며, 물 추출물(216.60%)과 40% 에탄올 추출물(125.69%)은 100μg/mL에서는 미세먼지 처리군 대비 우수한 ROS 생성 억제 효과를 나타냈다.
05%를 나타냈다. 40% 에탄올 추출물에서는 20μg/mL 농도에서 세포 생존률 119.95%를 나타냈다.
뇌 해마세포(HT-22)에서 미세먼지 처리군(800.77%)은 대조군 (100%) 대비 증가된 ROS 생성량을 보였으며, 양성대조군으로 사용된 ascorbic acid에서는 97.65%로 대조군과 유사한 세포 내 ROS 생성량을 나타냈다(Fig. 2D). 청각 물 추출물에서는 100μg/ mL에서 440.
뇌신경세포(MC-IXC)에서 미세먼지 처리군(65.06%)은 대조군 (100.00%) 대비 약 34.94% 감소된 세포 생존율을 나타냈으며, 양성대조군에서는 90.74%로 증가한 세포 생존율을 나타냈다(Fig. 3C). 청각 추출물 처리군에서는 40% 에탄올 추출물 대비 상대적으로 물 추출물이 우수한 세포 생존율을 나타냈으며, 물 추출물은 5μg/mL (118.
뇌신경세포(MC-ⅨC)에서 미세먼지 처리군(465.66%)은 대조군 (100.00%) 대비 증가된 세포 내 ROS 함량을 나타냈으며, 양성대조군에서는 119.78%로 높은 억제 효과를 나타냈다(Fig. 2C). 20 μg/mL이상 농도에서 두 가지 추출물 모두 미세먼지 처리 군보다 낮은 ROS 함량을 나타냈으며, 물 추출물(216.
미세아교세포(BV-2)에서 미세먼지 처리군(22.40%)은 대조군 (100%) 대비 약 77.60% 낮은 세포 생존율을 보였다. 청각 40% 에탄올 추출물은 농도에 상관없이 세포 생존율에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며, 물 추출물에서는 농도가 증가함에 따라 세포 생존율이 증가하였고, 100μg/mL에서 96.
미세아교세포(BV-2)에서 미세먼지 처리군(312.15%)은 대조군 (100%) 대비 약 3.12배 높은 ROS 생성량을 보였으며, 양성대조군에서는 78.54%로 유의적으로 높은 세포 내 ROS 생성 억제 효과를 나타냈다(Fig. 2E). 청각 추출물은 농도가 증가함에 따라 세포 내 ROS 함량이 감소하는 경향을 보였으며, 물 추출물은 20 μg/mL에서 136.
하지만, 미세먼지로 유도되는 세포사멸억제 효과 측정에서 40% 에탄올 추출물의 경우 뇌 신경세포(MC- IXC)를 제외한 모든 세포에서 세포 생존률에 영향을 미치지 않거나(RPMI2560, BV-2 cell) 처리 농도가 높아짐에 따라서 오히려 일정 수준의 세포독성(A549, HT-22 cell)을 나타내는 것으로 확인되었다. 반면, 물 추출물의 경우, 비강세포(RPMI2650)를 제외한 모든 세포에서 뚜렷한 세포사멸 억제효과를 나타내는 것을 확인하였다. 일반적으로 해조류의 생리활성은 dieckol과 같은 polyphenol로 부터 기인하는 것으로 추정되어 왔지만, 최근 연구에서는 해조류가 포함하고 있는 다양한 polysaccharide 또한 해조류의 주요 생리활성물질로 밝혀지고 있고 그로 인해 다양한 연구가 진행되고 있는 추세이다(Juárez-Portilla 등, 2019).
2B). 반면, 청각물 추출물 및 40% 에탄올 추출물에서는 농도가 증가함에 따라 ROS 함량이 감소하는 경향을 보였다. 특히, 40% 에탄올 추출물 100μg/mL 농도에서는 299.
본 연구에서 40% 에탄올 추출물은 총 페놀성 물질 함량, 지질 과산화 억제 효과에서 물 추출물 대비 우수했고, 미세먼지 유도성 세포 내 ROS생성 억제 효과에서는 물 추출물과 유사하거나 더 높은 활성을 보였다. 하지만, 미세먼지로 유도되는 세포사멸억제 효과 측정에서 40% 에탄올 추출물의 경우 뇌 신경세포(MC- IXC)를 제외한 모든 세포에서 세포 생존률에 영향을 미치지 않거나(RPMI2560, BV-2 cell) 처리 농도가 높아짐에 따라서 오히려 일정 수준의 세포독성(A549, HT-22 cell)을 나타내는 것으로 확인되었다.
비강세포(RPMI2650)에서 미세먼지 처리 군(695.15%)에서는 대조군(100%) 대비 약 6.9배 증가된 세포 내 ROS 함량을 나타냈으며, 양성대조군(ascorbic acid)은 약 112.05%로 효과적으로 세포 내 ROS 생성을 억제하는 것으로 확인되었다(Fig. 2A). 청각 물 추출물과 40% 에탄올 추출물 모두 농도가 증가함에 따라 세포 내 ROS 함량이 감소하는 경향을 보였으며, 100μg/mL 농도에서는 각각 221.
63%의 세포 사멸이 유도되었다. 양성대조군(ascorbic acid)과 청각 추출물(물, 40% 에탄올)에서는 미세먼지처리군 대비 유의적인 세포 생존율의 증가는 확인되지 않았다. 폐세포(A549)에서 미세먼지 처리군(74.
비록 물 추출물에서의 MDA 생성억제 효과가 상대적으로 미흡하였지만, Kolsi 등(2017)의 연구에 따르면 물 추출물에서 높은 함량을 나타내는 sulfated polysaccharide의 식이가 고지방 식이로유도된 비만 wistar rats 모델에서 간과 신장에서의 지질과산화물생성을 효과적으로 억제한다고 보고하였다. 이에 따라, 청각의 주요 생리활성물질인 polysaccharide 함량이 우수하게 나타난 물 추출물과 총 페놀성 화합물 함량 및 지질과산화 활성이 우수하게 나타난 40% 에탄올 추출물의 미세먼지 유도성 산화적 손상에 대한 세포 보호효과를 확인하였다.
1C와 같다. 청각 40% 에탄올 추출물과 60% 에탄올 추출물에서 54.46, 52.57%로 높은 활성을 나타냈으며, 물 추출물 및 20% 에탄올 추출물에서는 활성이 거의 나타나지 않았다.
93% 감소된 함량을 나타냈다. 청각 40% 에탄올 추출물에서는 10μg/mL 농도 이상에서 감소하는 경향을 나타냈으며, 100μg/mL 농도에서는 미세먼지 처리군 대비 약 59.64% 억제되는 효과를 나타냈다.
60% 낮은 세포 생존율을 보였다. 청각 40% 에탄올 추출물은 농도에 상관없이 세포 생존율에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며, 물 추출물에서는 농도가 증가함에 따라 세포 생존율이 증가하였고, 100μg/mL에서 96.25%로 높은 세포 생존율을 나타냈다. 반면, 양성대조군에서는 17.
2A). 청각 물 추출물과 40% 에탄올 추출물 모두 농도가 증가함에 따라 세포 내 ROS 함량이 감소하는 경향을 보였으며, 100μg/mL 농도에서는 각각 221.49, 202.71%로 나타났다.
2D). 청각 물 추출물에서는 100μg/ mL에서 440.96%로 미세먼지군 대비 44.93% 감소된 함량을 나타냈다. 청각 40% 에탄올 추출물에서는 10μg/mL 농도 이상에서 감소하는 경향을 나타냈으며, 100μg/mL 농도에서는 미세먼지 처리군 대비 약 59.
3B). 청각 물 추출물에서는 농도가 증가함에 따라 세포 생존율이 증가하는 경향을 보였으며 100μg/mL 농도에서 132.05%를 나타냈다. 40% 에탄올 추출물에서는 20μg/mL 농도에서 세포 생존률 119.
3D). 청각 물 추출물은 농도가 증가함에 따라 세포 생존율이 증가하는 경향을 보였고, 5μg/mL (97.71%)농도에서 대조군과 유사한 세포 생존율을 나타냈다. 반면 40% 에탄올 추출물의 경우에는 1μg/mL에서는 97.
3C). 청각 추출물 처리군에서는 40% 에탄올 추출물 대비 상대적으로 물 추출물이 우수한 세포 생존율을 나타냈으며, 물 추출물은 5μg/mL (118.93%), 40% 에탄올 추출물은 20μg/mL (99.60%)의 농도에서 대조군과 유사한 생존율을 나타냈다.
2E). 청각 추출물은 농도가 증가함에 따라 세포 내 ROS 함량이 감소하는 경향을 보였으며, 물 추출물은 20 μg/mL에서 136.27%, 40% 에탄올 추출물은 100μg/mL에서 144.83%로 높은 세포 내 ROS 생성 억제효과를 나타냈다.
총 polysaccharide 함량을 분석한 결과 총 페놀성 화합물 함량에서 상대적으로 낮은 함량을 나타냈던 물 추출물과 20% 에탄올 추출물에서 각각 46.31%, 29.86%로 높은 함량을 나타냈으며, 60% 에탄올 추출물에서 13.47%, 40% 에탄올 추출물에서 12.28%, 95% 에탄올 추출물에서 6.16%, 80% 에탄올 추출물에서 4.87% 순으로 높은 함량을 나타냈다(Fig. 1B).
1A와 같다. 총 페놀성 화합물 함량은 청각 40% 에탄올 추출물에서 376.33mg GAE/ g of dried weight로 가장 높은 함량을 나타냈으며, 60% 에탄올 추출물(201.33mg GAE/g of dried weight), 80% 에탄올 추출물 (143.00mg GAE/g of dried weight), 20% 에탄올 추출물(124.66 mg GAE/g of dried weight), 물 추출물(118.00mg GAE/g of dried weight), 95% 에탄올 추출물(38.00mg GAE/g of dried weight) 순으로 높은 함량을 나타냈다.
반면, 청각물 추출물 및 40% 에탄올 추출물에서는 농도가 증가함에 따라 ROS 함량이 감소하는 경향을 보였다. 특히, 40% 에탄올 추출물 100μg/mL 농도에서는 299.50%로 ROS 생성량을 감소하는 것으로 확인되었으며, 이는 양성대조군(518.54%)과 비교시에도 높은 ROS 생성 억제효과를 나타냈다.
양성대조군(ascorbic acid)과 청각 추출물(물, 40% 에탄올)에서는 미세먼지처리군 대비 유의적인 세포 생존율의 증가는 확인되지 않았다. 폐세포(A549)에서 미세먼지 처리군(74.59%)에서는 대조군(100%) 대비 약 25.41% 세포사멸이 유도되었으며, 양성대조군은 102.31% 로 대조군과 유사한 세포 생존율을 나타냈다(Fig. 3B). 청각 물 추출물에서는 농도가 증가함에 따라 세포 생존율이 증가하는 경향을 보였으며 100μg/mL 농도에서 132.
높은 활성을 보였다. 하지만, 미세먼지로 유도되는 세포사멸억제 효과 측정에서 40% 에탄올 추출물의 경우 뇌 신경세포(MC- IXC)를 제외한 모든 세포에서 세포 생존률에 영향을 미치지 않거나(RPMI2560, BV-2 cell) 처리 농도가 높아짐에 따라서 오히려 일정 수준의 세포독성(A549, HT-22 cell)을 나타내는 것으로 확인되었다. 반면, 물 추출물의 경우, 비강세포(RPMI2650)를 제외한 모든 세포에서 뚜렷한 세포사멸 억제효과를 나타내는 것을 확인하였다.
해마세포(HT-22)에서 미세먼지 처리군(80.57%)은 대조군 대 비약 19.43% 세포 생존율이 감소하였으며, 양성대조군에서는 96.21% 로 대조군과 유사한 세포 생존율을 나타냈다(Fig. 3D). 청각 물 추출물은 농도가 증가함에 따라 세포 생존율이 증가하는 경향을 보였고, 5μg/mL (97.
후속연구
다만, 청각 40% 에탄올 추출물의 경우 고농도에서 일부 세포독성이 나타남에 따라 물 추출물에 대한 잠재적 활용 가치가 높을 것으로 판단되며, 이는 in vivo 동물모델 연구 및 생리활성 물질분석과 같은 추가적인 연구를 통해 밝혀질 필요가 있다.
본 실험의 결과를 종합하여 볼 때, 청각은 미세먼지의 유입경로에 해당하는 비강, 폐, 뇌(신경, 해마, 미세아교) 조직의 세포보호 및 기능 개선 등에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다. 다만, 청각 40% 에탄올 추출물의 경우 고농도에서 일부 세포독성이 나타남에 따라 물 추출물에 대한 잠재적 활용 가치가 높을 것으로 판단되며, 이는 in vivo 동물모델 연구 및 생리활성 물질분석과 같은 추가적인 연구를 통해 밝혀질 필요가 있다.
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