[논문]꽃며느리밥풀 Ethyl acetate 분획물의 예쁜 꼬마선충에 대한 항산화 효과

김준형; 박창범; 박종현; 권강무; 황인현; 마상용; 오석흥; 김대근

doi:10.22889/kjp.2022.53.2.96

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Caenorhabditis elegans model system was used to investigate the antioxidant activity of methanol extract of Melampyrum roseum (Scrophulariaceae). The ethyl acetate soluble fraction of the M. roseum methanol extract showed the best DPPH radical scavenging activity. The ethyl acetate fraction was meas...

Caenorhabditis elegans model system was used to investigate the antioxidant activity of methanol extract of Melampyrum roseum (Scrophulariaceae). The ethyl acetate soluble fraction of the M. roseum methanol extract showed the best DPPH radical scavenging activity. The ethyl acetate fraction was measured for the activity of superoxide dismutase (SOD), catalase, and oxidative stress tolerance by using C. elegans along with reactive oxygen species (ROS) level. In addition, to confirm that the regulation of the stress response gene is responsible for the increased stress tolerance of C. elegans treated by the ethyl acetate fraction, SOD-3 expression was measured using a transgenic strain. As a result, the ethyl acetate fraction increased SOD and catalase activity, and decreased ROS accumulation in a dose-dependent manner. In addition, the ethyl acetate fraction-treated CF1553 worm showed higher SOD-3::GFP intensity than the control worm.

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$Fig. 1. DPPH radical scavenging effects of the methanol extract, and its fractions from Melampyrum roseum.$ 그림 Fig. 1. DPPH radical scavenging effects of the methanol extract, and its fractions from Melampyrum roseum.
$Fig. 3. Effects of ethyl acetate fraction of Melampyrum roseum on the antioxidant enzyme activity of wild-type N2 nematode. (A) The enzymatic reaction of xanthine with xanthine oxidase was used to generate •O2- and the SOD activity was estimated spectrophotometrically through formazan formation by NBT reduction. The SOD activity was showed as a percentage of superoxidescavenged amount per control. (B) Catalase activity was calculated from the concentration of residual H2O2, as determined by a spectrophotometric method. The catalase activity was expressed in U/mg protein. Data are expressed as the mean ± S.E.M. of three independent experiments. Differences compared to the control were considered significant at *p<0.05, **p<0.01 and ***p<0.001 by one-way ANOVA.$ 그림 Fig. 3. Effects of ethyl acetate fraction of Melampyrum roseum on the antioxidant enzyme activity of wild-type N2 nematode. (A) The enzymatic reaction of xanthine with xanthine oxidase was used to generate •O₂- and the SOD activity was estimated spectrophotometrically through formazan formation by NBT reduction. The SOD activity was showed as a percentage of superoxidescavenged amount per control. (B) Catalase activity was calculated from the concentration of residual H₂O₂, as determined by a spectrophotometric method. The catalase activity was expressed in U/mg protein. Data are expressed as the mean ± S.E.M. of three independent experiments. Differences compared to the control were considered significant at *p<0.05, **p<0.01 and ***p<0.001 by one-way ANOVA.
$Fig. 2. Riboflavin-originated superoxide quenching activities of methanol extract, and its fraction from Melampyrum roseum.$ 그림 Fig. 2. Riboflavin-originated superoxide quenching activities of methanol extract, and its fraction from Melampyrum roseum.
$Fig. 4. Effects of ethyl acetate fraction of the Melampyrum roseum on the intracellular ROS levels of wild-type N2 nematodes. Intracellular ROS accumulation was examined in a microplate fluorescence reader at 535 nm (emission) and 485 nm (excitation). (A) Plates were read for 120 min. (B) The average percentages of intracellular ROS accumulation were presented. Differences compared with the control were considered significant at **p<0.01 and ***p<0.001 by the one-way ANOVA.$ 그림 Fig. 4. Effects of ethyl acetate fraction of the Melampyrum roseum on the intracellular ROS levels of wild-type N2 nematodes. Intracellular ROS accumulation was examined in a microplate fluorescence reader at 535 nm (emission) and 485 nm (excitation). (A) Plates were read for 120 min. (B) The average percentages of intracellular ROS accumulation were presented. Differences compared with the control were considered significant at **p<0.01 and ***p<0.001 by the one-way ANOVA.
$Fig. 5. Effects of ethyl acetate fractions of Melampyrum roseum on the stress tolerance of wild-type N2 nematodes. For the oxidative stress assays, worms were transferred to 96-well plate containing 1 mM of juglone liquid culture, and then their viability was scored. Statistical difference between the curves was analyzed by log-rank test.$ 그림 Fig. 5. Effects of ethyl acetate fractions of Melampyrum roseum on the stress tolerance of wild-type N2 nematodes. For the oxidative stress assays, worms were transferred to 96-well plate containing 1 mM of juglone liquid culture, and then their viability was scored. Statistical difference between the curves was analyzed by log-rank test.
$Table I. Effects of ethyl acetate fraction of Melampyrum roseum on the oxidative stress tolerance of C. elegans$ 표 Table I. Effects of ethyl acetate fraction of Melampyrum roseum on the oxidative stress tolerance of C. elegans
$Fig. 6. Effect of ethyl acetate fraction of Melampyrum roseum on the expression of SOD-3 was determined using transgenic nem-atodes. (A) Images of SOD-3::GFP expression of CF1553 worm in the presence or absence of ethyl acetate fraction. (B) The meanGFP intensity of mutant was represented as mean ± S.E.M. of values from 19 to 25 animals per each experiment. The GFP inten-sity was quantified using Image software by determining average pixel intensity. Data are expressed as the mean ± standard devi-ation of three independent experiments.$ 그림 Fig. 6. Effect of ethyl acetate fraction of Melampyrum roseum on the expression of SOD-3 was determined using transgenic nem-atodes. (A) Images of SOD-3::GFP expression of CF1553 worm in the presence or absence of ethyl acetate fraction. (B) The meanGFP intensity of mutant was represented as mean ± S.E.M. of values from 19 to 25 animals per each experiment. The GFP inten-sity was quantified using Image software by determining average pixel intensity. Data are expressed as the mean ± standard devi-ation of three independent experiments.

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문제 정의

본 연구는 꽃며느리밥풀의 methanol 추출물을 용매로 계통 분획하여 각 분획물에 대해 vitamin C를 대조군으로 DPPH free radical과 superoxide 소거능 실험을 하여 가장 강한 소거능을 보인 ethyl acetate 분획물을 확보한 후 이 분획에 대하여 수명연장 실험모델로 잘 알려진 예쁜꼬마선충 (Caenorhabditis elegans)을 이용하여 산화적 스트레스에 대한 저항 효능을 확인하였으며, 형질전환 mutant를 이용하여산화적 스트레스에 저항할 수 있는 단백질의 발현 여부 실험을 통하여 몇가지 지견을 얻었기에 이를 보고하고자 한다.

제안 방법

추출 및 분획−꽃며느리밥풀을 음건세절 후 얻은 시료 300 g을 methanol로 진탕하면서 5시간씩 50℃에서 2회 온침 추출하였다. 그 추출액을 수욕상에서 감압농축하여 methanol 엑스 약 75 g을 얻었으며, 이 methanol 엑스에 증류수로 현탁시키고 상법에 따라 동량의 n-hexane(7.1 g), methylene chloride(1.9 g), ethyl acetate(2.9 g) 및 n-butanol (13.6 g)의 순으로 용매 분획하여 각각의 분획물을 얻었다.
형질 전환 선충 내 SOD-3의 발현 증가 효능−선충 내에서 oxidative stress에 저항하기 위한 단백질의 증가 여부를 확인하기 위해서 SOD발현 유전자의 증가 여부를 확인 하였다

대상 데이터

실험재료−본 실험에 사용한 꽃며느리밥풀은 2017년 9월에 정읍군에서 채집 후 김대근 교수(우석대)가 검증한 후에 전초를 음건세절하여 사용하였으며, 표준품은 우석대 학교 약학대학 생약표본실에 보관하고 있다(WS-17-008).

데이터처리

그룹간의 통계적 유의성 검정은 Student’s t-test를 통해서 분석하였고 선충의 연속적인 생존도 는 Log-rank test 분석 방법을 이용하였다
통계 분석−통계 자료의 값은 평균값 ± 표준오차(mean ± S.E.M.)로 표시 하였다

성능/효과

산화적 스트레스 저항성 증가 효능−꽃며느리밥풀의 ethyl acetate 분획을 juglone으로 산화적 스트레스를 유도한 선충의 생존율에 미치는 영향 평가실험에서 분획을 처리하지 않은 대조군 선충의 최고 생존시간은 20시간이었으나, ethyl acetate 분획 500 µg/mL 농도에서는 생존시간을 28시간으로 증가시켰다
SOD-3을 포함한 형질 전환 선충 CF1553을 사용하여 실험한 결과 CF1553 형질전환 선충에 꽃며느리밥풀 ethyl acetate 분획의 500 μg/mL 처리군이 처리되지 않은 선충에 비해 10% 증가된 SOD-3::GFP 발현율을 보여 주었다(Fig
꽃며느리밥풀 ethyl acetate 분획은 DPPH free radical과, superoxide 소거실험에서 강한 항산화력을 보여주었으며, 예쁜꼬마선충을 이용한 항산화 실험에서는 SOD 및 catalase 의 활성을 농도 의존적으로 높이는 것을 확인하였다. 선충 세포 내의 ROS의 발생을 농도의존적으로 감소시켰으며, juglone 투여로 인한 oxidative stress 조건하에서는 선충의 생존율을 농도 의존적으로 증가시켰다.
꽃며느리밥풀 ethyl acetate 분획은 DPPH free radical과, superoxide 소거실험에서 강한 항산화력을 보여주었으며, 예쁜꼬마선충을 이용한 항산화 실험에서는 SOD 및 catalase 의 활성을 농도 의존적으로 높이는 것을 확인하였다. 선충 세포 내의 ROS의 발생을 농도의존적으로 감소시켰으며, juglone 투여로 인한 oxidative stress 조건하에서는 선충의 생존율을 농도 의존적으로 증가시켰다. 이와 관련하여 mutant 인 GFP-fused transgenic strain CL2070을 이용한 oxidative stress 저항성 단백질 발현 증가를 확인하는 실험에서는 oxidative stress에 저항성이 있는 형광을 띤 단백질의 발현이 농도의존적으로 증가되었음을 확인하였다.
선충 세포 내의 ROS의 발생을 농도의존적으로 감소시켰으며, juglone 투여로 인한 oxidative stress 조건하에서는 선충의 생존율을 농도 의존적으로 증가시켰다. 이와 관련하여 mutant 인 GFP-fused transgenic strain CL2070을 이용한 oxidative stress 저항성 단백질 발현 증가를 확인하는 실험에서는 oxidative stress에 저항성이 있는 형광을 띤 단백질의 발현이 농도의존적으로 증가되었음을 확인하였다. 이러한 결과는 꽃며느리밥풀의 ethyl acetate 분획은 항산화 및 이와 관련된 질병의 예방 및 치료를 위한 천연자원으로서의 가치가 충분히 있음을 보여 주는 것으로 생각된다.
이와 관련하여 mutant 인 GFP-fused transgenic strain CL2070을 이용한 oxidative stress 저항성 단백질 발현 증가를 확인하는 실험에서는 oxidative stress에 저항성이 있는 형광을 띤 단백질의 발현이 농도의존적으로 증가되었음을 확인하였다. 이러한 결과는 꽃며느리밥풀의 ethyl acetate 분획은 항산화 및 이와 관련된 질병의 예방 및 치료를 위한 천연자원으로서의 가치가 충분히 있음을 보여 주는 것으로 생각된다.
3A에서 나타난 바와 같이 예쁜꼬마선충의 꽃며느리밥풀 ethyl acetate분획물 투여군은 SOD의 활성을 농도 의존적으로 증가 시켰으며, ethyl acetate 분획 500 μg/mL 투여군은 대조군과 비교 하여 SOD 활성을 약 26.7% 정도 증가시켰다(***p<0.001)

참고문헌 (20)

Yang, S. and Lian, G. (2020) ROS and diseases: role in metabolism and energy supply. Mol. Cell Biochem. 467: 1-12.

상세보기
Villalpando-Rodriguez, G. E. and Gibson, S. B. (2021) Reactive oxygen species (ROS) regulates different types of cell death by acting as a rheostat. Oxid. Med. Cell Longev. 2021: 9912436.
Pizzino, G., Irrera, N., Cucinotta, M., Pallio, G., Mannino, F., Arcoraci, V., Squadrito, F., Altavilla, D. and Bitto, A. (2017) Oxidative stress: Harms and benefits for human health. Oxid. Med. Cell Longev. 2017: 8416763.

상세보기
Senoner, T. and Dichtl, W. (2019) Oxidative stress in cardiovascular diseases: Still a therapeutic target? Nutrients 11: 2090.

상세보기
Istomina, A., Yelovskaya, O., Chelomin, V., Karpenko A. and Zvyagintsev, A. (2021) Antioxidant activity of far Eastern bivalves in their natural habitat. Mar. Environ. Res. 169: 105383.

상세보기
Roh, J. H., Moon, H. I. and Zee, O. P. (2000) Phytochemical constituents from Melampyrum roseum var. hirsutum Beauv. Kor. J. Pharmacogn. 31: 157-162.
Chung, B. S. and Kim, Y. H. (1982) Iridoid glycoside (IV); Studies on the iridoid glucoside Melampyrum roseum Max. Kor. J. Pharmacogon. 13: 106-110.
Yoshida, T., Mori, K., Hatano, T., Okumura, T., Uehara, I., Komagoe, K., Fujita, Y. and Okuda, T. (1989) Studies on inhibition mechanism of autooxidation by tannins and flavonoids. V: radical scavenging effects of tannins and related polyphenols on 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical. Chem. Pharm. Bull. 37: 1919-1921.

상세보기
Ginnopolitis, C. N. and Ries, S. K. (1977) Superoxide dismutase. I. occurrence in higher plants. Plant Physiol. Biochem. 59: 309-314.
Brenner, S. (1974) The genetics of Caenorhabditis elegans. Genetics 77: 71-94.

상세보기
Mekheimer, R. A., Sayed, A. A. and Ahmed, E. A. (2012) Novel 1,2,4-triazolo[1,5-a]pyridines and their fused ring systems attenuate oxidative stress and prolong lifespan of Caenorhabditis elegans. J. Med. Chem. 55: 4169-4177.

상세보기
Aebi, H. (1984) Catalase in vitro. Methods Enzymol. 105: 121-126.
Kim, H. N., Seo, H. W., Kim, B. S., Lim H. J., Lee, H, N., Park, J. S., Yoon, Y. J., Oh, J. W., Oh, M. J., Kwon, J., Oh, C. H., Cha, D. S. and Jeon, H. (2015) Lindera obtusiloba extends lifespan of Caenorhabditis elegans. Nat. Prod. Sci. 21: 128-133.
Mekheimer, R. A., Sayed, A. A. and Ahmed, E. A. (2012) Novel 1,2,4-triazolo[1,5-a]pyridines and their fused ring systems attenuate oxidative stress and prolong lifespan of Caenorhabiditis elegans. J. Med. Chem. 55: 4169-4177.

상세보기
Chen, C., Zhou, M., Ge, Y. and Wang, X. (2020) SIRT1 and aging related signaling pathways. Mech. Ageing Dev. 187: 111215.

상세보기
Zia, A., Farkhondeh, T., Pourbagher-Shahri, A. M. and Samarghandian, S. (2021) The role of curcumin in aging and senescence: Molecular mechanisms. Biomed. Pharmacother. 134: 111119.

상세보기
Sreedhar, A., Aguilera-Aguirre, L. and Singh, K. K. (2020) Mitochondria in skin health, aging, and disease. Cell Death Dis. 11: 444.

상세보기
Wang, Y., Branicky, R., Noe, A. and Hekimi, S. (2018) Superoxide dismutases: Dual roles in controlling ROS damage and regulating ROS signaling. J. Cell Biol. 217: 1915-1928.

상세보기
Liu, F., Luo, Q., Zhang ,Y., Huang, K., Cao, X., Cui, C., Lin, K. and Zhang, M. (2020) Trans-generational effect of neurotoxicity and related stress response in Caenorhabditis elegans exposed to tetrabromobisphenol A. Sci. Total Environ. 703: 134920.

상세보기
Wang, J., Deng, N., Wang, H., Li, T., Chen, L., Zheng, B. and Liu, R. H. (2020) Effects of orange extracts on longevity, healthspan, and stress resistance in Caenorhabditis elegans. Molecules 25: 351.

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