[논문]섬바디 부위별 추출물의 항혈전 및 항산화 활성

강덕경; 이윤진; 김종식; 손호용

doi:10.5352/jls.2022.32.4.303

섬바디 부위별 추출물의 항혈전 및 항산화 활성
An Evaluation of the Anti-thrombosis and Antioxidant Activities of Different Parts of Dystaenia takeshimana 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.32 no.4, 2022년, pp.303 - 309

강덕경 (안동대학교 식품영양학과) , 이윤진 (안동대학교 식품영양학과) , 김종식 (안동대학교 생명과학부) , 손호용 (안동대학교 식품영양학과)

초록
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섬바디(Dystaenia takesimana)는 대한민국 울릉도 등지에만 분포하는 우리나라 특산 식물의 하나로, 잎은 식용 및 사료로, 뿌리는 약용으로 이용되고 있다. 현재까지 섬바디 뿌리의 항균, 항염증, 항산화 및 α-glucosidase 저해활성이 보고된 바 있으나, 섬바디의 항혈전 활성에 대한 연구는 이루어진 바 없다. 본 연구에서는 울릉도산 섬바디의 잎(DT-L), 줄기(DT-S) 및 뿌리(DT-R)를 구분하여 각각 70% 에탄올 추출물을 조제하고 이들의 혈액응고 저해, 혈소판 응집저해, 항산화 활성 및 적혈구 용혈활성을 평가하였다. 그 결과, DT-L 추출물은 2.5 mg/ml 농도까지 혈액응고에는 영향을 미치지 않았으나 0.25 mg/ml 농도에서 aspirin과 비교할 만한 강력한 혈소판 응집저해활성을 보였으며, 우수한 활성 라디컬 소거능(DPPH anion, ABTS cation 및 nitrite)과 환원력을 나타내었다. 또한 DT-L 추출물은 적혈구 용혈활성도 나타나지 않아 신규의 항혈전제 소재로 개발 가능함을 확인하였다. 반면, DT-S 추출물은 혈액응고 저해, 혈소판 응집저해 및 항산화 활성이 미약하였으며, DT-R 추출물은 트롬빈 저해 및 혈액응고인자 저해에 의한 혈액응고 저해활성이 우수한 반면 혈소판 응집 촉진활성도 강력하였으며 적혈구 용혈활성도 강력하여 항혈전 용도로 이용은 제한되었다. 본 연구는 섬바디의 항혈전 활성에 대한 최초 보고이며, 전 세계적으로 희귀한 섬바디를 이용한 고부가가치 생물소재 개발이 가능함을 제시하고 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Dystaenia takesimana is an endemic plant found only in Korea, especially on Ulleung Island. The leaves and roots of D. takesimana have been used as food, forage, and oriental medicine. Anti-bacterial, anti-inflammation, antioxidant, and α-glucosidase inhibition biological activities have been reported in the plant's root extract. However, studies concerning the anti-thrombosis activities of D. takesimana are still in the rudimentary stage. In this study, the extracts of the leaf (DT-L), stem (DT-S), and root (DT-R) of D. takesimana were prepared using 70% ethanol, and their anti-thrombosis activities were evaluated. DT-L extracts (0.25 mg/ml) showed strong inhibitions against platelet aggregation, comparable to aspirin, with strong radical scavenging activities. Furthermore, the DT-L extract did not show any RBC hemolysis up to 1 m/ml. The ant-coagulation and antioxidant activities of the DT-S extract were ignorable. While the DT-R extract showed inhibitions against thrombin and blood coagulation factors, it also showed strong platelet aggregation. This is a first report of the anti-thrombosis activities of D. takesimana, and our results suggest that DT-L could be developed as a valuable bioresource for high value-added products.

주제어

표/그림 (6)

그림 Fig. 1. Effect of the ethanol extracts of different parts of D. takeshimana on (A) thrombin time, (B) prothrombin time and (C) activated partial thromboplastin time.
표 Table 1. Component analysis of the ethanol extracts of different parts of D. takeshimana
그림 Fig. 2. Impedance changes during platelet aggregation after addition of aspirin and the extracts of different parts of D. takeshimana in whole blood aggregometer. (A) DMSO, (B) aspirin (0.25 mg/ml), (C) aspirin (0.125 mg/ml), (D) DT-L extract (0.25 mg/ml), (E) DT-S extract (0.25 mg/ml) and (F) DT-R extract (0.25 mg/ml), respectively.
표 Table 2. Effect of the ethanol extracts of different parts of D. takeshimana on platelet aggregation
표 Table 3. Antioxidant activities of the ethanol extracts of different parts of D. takeshimana
표 Table 4. Hemolytic activities of the ethanol extracts of different parts of D. takeshimana against human red blood cell

AI 본문요약
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문제 정의

그러나, 현재까지 섬바디의 항혈전 활성에 대한 보고는 없는 실정이며, 특히 잎, 줄기, 뿌리 부위별 활성 평가는 이루어진 바 없다. 따라서 본 연구에서는 울릉도산 섬바디의 잎, 줄기, 뿌리 추출물을 조제하고, 이들의 혈액 응고 및 혈소판 응집에 미치는 영향, 혈전 생성과 연관된 항산화 활성 및 적혈구 용혈에 미치는 활성을 평가하여, 향후 항혈전 활성 소재로서 섬바디 사용 가능성을 확인하였기에 이에 보고하는 바이다.

제안 방법

섬바디 부위별 추출물의 항산화 활성은 DPPH (1, 1-diphe- nyl-2-picryl hydrazyl) 활성 음이온 소거능, ABTS [2, 2-azo- bis(3-ethylbenzothiazoline -6- sulfonate)] 활성 양이온 소거능, nitrite 소거능 및 환원력(reducing power) 측정으로 평가하였다. 활성 평가는 기존의 방법[18, 19]과 동일하게 사용하였으며, 활성 대조구로는 vitamin C (Sigma Co.
섬바디 부위별 추출물의 항응고 활성은 각각 thrombin time (TT), prothrombin time (PT) 및 activated partial thromboplastin time (aPTT)을 측정하여 평가하였다[18, 23]. 모든 실험은 3회 반복하여 평균치로 나타내었으며, 각각의 항응고 활성은 시료 첨가시의 응고 시간의 평균치를 무첨가시의 응고 시간의 평균치의 비로 나타내었다[6, 18].
섬바디 부위별 추출물의 항응고 활성을 TT, PT, aPTT를 각각 측정하여 평가하였다. 활성대조구로는 thrombin 및 혈액응고인자 저해를 통해 혈전생성을 억제하는 aspirin [18, 23]을사용하였으며, aspirin의 경우 1.
섬바디 추출물의 실제적 이용 가능성을 평가하기 위해 부위별 추출물의 적혈구 용혈활성을 평가하였다. 먼저, 용매 대조 구로 사용된 DMSO는 용혈 활성이 없었으며, Triton X-100은 1 mg/ml 농도에서 적혈구를 100% 용혈시킴을 확인하였다 (Table 4).
섬바디 추출물의 항혈전 평가를 위해 부위별 추출물의 혈소판 응집에 미치는 영향을 평가하였다. 먼저 aspirin은 0.

대상 데이터

본 실험에 사용된 2019년 울릉도에서 수확한 섬바디를 구입하여 에탄올 추출물 제조에 사용하였다. 구체적으로는, 섬바디의 잎(DT-L), 줄기(DT-S), 뿌리(DT-R)를 구분하여, 각각의 시료에 대해 10배의 70% ethanol (Daejung Chemicals & Metals Co.

데이터처리

실험 결과는 SPSS 26.0 버전을 사용하여 mean ± SD로 나타내었으며, 각 군간의 차이는 일원배치 분산분석(1-way analysis of variance, ANOVA)을 한 후, Duncan’s multiple range test에 의하여 p<0.05 수준에서 유의성을 검증하였다.

이론/모형

Total polyphenol (TP) 및 Total flavonoid 함량 측정은 기존의 보고된 방법[20]에 따라 측정하였으며, 각각 rutin과 tannic acid를 표준시약으로 사용하였다. 총당 정량은 phenol-sulfu- ric acid법으로[12], 환원당 정량의 경우에는 DNS 변법을 이용하였으며, 각각 sucrose와 glucose를 표준물질로 사용하였다 [5, 12].
Total polyphenol (TP) 및 Total flavonoid 함량 측정은 기존의 보고된 방법[20]에 따라 측정하였으며, 각각 rutin과 tannic acid를 표준시약으로 사용하였다. 총당 정량은 phenol-sulfu- ric acid법으로[12], 환원당 정량의 경우에는 DNS 변법을 이용하였으며, 각각 sucrose와 glucose를 표준물질로 사용하였다 [5, 12].

성능/효과

2F). 따라서 섬바디 뿌리 추출물은 우수한 혈액응고인자 저해 활성을 보인 반면, 0.25 mg/ml 농도에서 150.8%의 혈소판 응집촉진을 동시에 나타내어 실제적인 항혈전제로 이용은 제한될 것으로 판단된다. 이상의 결과는 섬바디 잎 추출물은 혈소판 응집 저해를 통한 항혈전제로, 섬바디 줄기 및 뿌리 추출물은 혈소판 응집 촉진을 통한 지혈제로 개발 가능함을 제시하고 있다.
총당 분석 결과, 특이하게 줄기 추출물에서 가장 높았으며, 다음으로 잎과 뿌리 추출물의 순으로 높았으며, 이러한 패턴은 환원당 함량 분석에서도 동일하게 나타났다. 따라서, 섬바디의 부위별 추출물 중에서는 잎 추출물이 가장 우수한 생리활성을 나타낼 것으로 예상되었다.
2D). 또한 섬바디 잎 추출물의 경우 항혈전 활성이 우수하다고 알려진 흑생강 추출물의 22.2% 혈소판 응집[10]보다는 항혈전 활성이 미약하였으나, 블랙커런트의 0.3 mg/ml에서 92.4%의 혈소판 응집[6]보다는 강력하여 우수한 항혈전 활성을 나타내리라 예상되었다. 반면 섬바디 줄기 및 뿌리 추출물은 0.
먼저, 용매 대조 구로 사용된 DMSO는 용혈 활성이 없었으며, Triton X-100은 1 mg/ml 농도에서 적혈구를 100% 용혈시킴을 확인하였다 (Table 4). 또한, 항암제, 항진균제로 사용되고 있는 amphotericin B의 경우 0.0125 mg/ml 농도에서 48% 이상 적혈구를 용혈시킴을 확인하였다. 한편 섬바디 잎 및 줄기 추출물은 1 mg/ml 농도까지 전혀 적혈구 용혈현상이 나타나지 않아 적혈구 용혈에 따른 급성독성은 없음을 확인하였으며, 섬바디 뿌리 추출물은 1 mg/ml 농도에서 88.
섬바디 추출물의 실제적 이용 가능성을 평가하기 위해 부위별 추출물의 적혈구 용혈활성을 평가하였다. 먼저, 용매 대조 구로 사용된 DMSO는 용혈 활성이 없었으며, Triton X-100은 1 mg/ml 농도에서 적혈구를 100% 용혈시킴을 확인하였다 (Table 4). 또한, 항암제, 항진균제로 사용되고 있는 amphotericin B의 경우 0.
9%의 수율을 나타내었다. 부위별 추출물의 총 폴리페놀 함량 분석 결과, 잎 추출물에서 116.9 mg/g으로 매우 높게 나타났으며, 이는 뿌리 추출물(30.6 mg/g)의 3.8배, 줄기 추출물(18.1 mg/g) 의 6.5배 높은 함량이었다. 또한, 총 플라보노이드 함량 역시, 잎 추출물에서 125.
05). 섬바디 뿌리 추출물에서는 TT 및 aPTT를 각각 1.36배 및 1.67배 연장하는 효과가 나타났으며, 특히 내인성 혈전 생성과 연관된 aPTT의경우 aspirin (1.5 mg/ml)에 필적하는 우수한 혈액응고 인자 저해 활성을 보였다(Fig. 1A, Fig.
8%의 강력한 용혈활성을나타내었다. 섬바디 뿌리 추출물은 0.5 mg/ml 농도에서도 28.6%의 용혈활성을 나타내어 용혈인자를 포함하고 있음을 확인하였다. 상기의 결과는, 섬바디 잎 추출물에서 강력한 항산화 활성 및 혈소판 응집저해 활성에 의한 항혈전 활성을 기대할 수 있으며, 섬바디 잎 추출물의 활성물질을 이용한 항혈전제 및 항산화제로의 개발 가능성을 제시하고 있다.
1C). 섬바디 뿌리 추출물은 기존의 장수풍뎅이 유충, 쌍별귀뚜라미, 흰점박이꽃무지 등의 약용 곤충의 1.1~1.5배 연장된 TT, PT [18], 모링가 뿌리의 1.1~1..42배의 연장된 TT, PT, aPTT [7] 및 흑생강 지하부 추출물의 1.07~1.24배 연장된 TT, aPTT [10]보다 상대적으로 강력한 항혈전 활성을 나타내었다.
2C) 임상에서 항혈전제로 사용되는 근거를 알 수 있었다[19]. 섬바디 잎 추출물은 0.25 mg/ml에서 53.3%의 응집도를 나타내어 동일 농도의 aspirin 보다는 미약하였으나, 0.125 m/ml 농도의 aspirin 활성보다는 우수한 혈소판 응집저해 활성을 보였다(Table 2, Fig. 2D).
3배로 나타났다. 총당 분석 결과, 특이하게 줄기 추출물에서 가장 높았으며, 다음으로 잎과 뿌리 추출물의 순으로 높았으며, 이러한 패턴은 환원당 함량 분석에서도 동일하게 나타났다. 따라서, 섬바디의 부위별 추출물 중에서는 잎 추출물이 가장 우수한 생리활성을 나타낼 것으로 예상되었다.
0125 mg/ml 농도에서 48% 이상 적혈구를 용혈시킴을 확인하였다. 한편 섬바디 잎 및 줄기 추출물은 1 mg/ml 농도까지 전혀 적혈구 용혈현상이 나타나지 않아 적혈구 용혈에 따른 급성독성은 없음을 확인하였으며, 섬바디 뿌리 추출물은 1 mg/ml 농도에서 88.8%의 강력한 용혈활성을나타내었다. 섬바디 뿌리 추출물은 0.
섬바디 부위별 추출물의 항응고 활성을 TT, PT, aPTT를 각각 측정하여 평가하였다. 활성대조구로는 thrombin 및 혈액응고인자 저해를 통해 혈전생성을 억제하는 aspirin [18, 23]을사용하였으며, aspirin의 경우 1.5 mg/ml 농도에서 용매 대조 구에 비해 TT, PT, aPTT를 각각 1.62, 1.57 및 1.69배 증가 시켜 우수한 혈액응고 저해 활성을 나타내었다(Fig. 1).

후속연구

상기의 결과는, 섬바디 잎 추출물에서 강력한 항산화 활성 및 혈소판 응집저해 활성에 의한 항혈전 활성을 기대할 수 있으며, 섬바디 잎 추출물의 활성물질을 이용한 항혈전제 및 항산화제로의 개발 가능성을 제시하고 있다. 본 연구는 섬바디의 항혈전 활성에 대한 최초 보고이며, 전 세계적으로 희귀한 섬바디를 이용한 고부가가치 생물소재 개발이 가능함을 제시하고 있다.
6%의 용혈활성을 나타내어 용혈인자를 포함하고 있음을 확인하였다. 상기의 결과는, 섬바디 잎 추출물에서 강력한 항산화 활성 및 혈소판 응집저해 활성에 의한 항혈전 활성을 기대할 수 있으며, 섬바디 잎 추출물의 활성물질을 이용한 항혈전제 및 항산화제로의 개발 가능성을 제시하고 있다. 본 연구는 섬바디의 항혈전 활성에 대한 최초 보고이며, 전 세계적으로 희귀한 섬바디를 이용한 고부가가치 생물소재 개발이 가능함을 제시하고 있다.
8%의 혈소판 응집촉진을 동시에 나타내어 실제적인 항혈전제로 이용은 제한될 것으로 판단된다. 이상의 결과는 섬바디 잎 추출물은 혈소판 응집 저해를 통한 항혈전제로, 섬바디 줄기 및 뿌리 추출물은 혈소판 응집 촉진을 통한 지혈제로 개발 가능함을 제시하고 있다.

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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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