[논문]섬쑥부쟁이 에탄올 추출물이 대식세포와 예쁜꼬마선충에서의 항염증 및 항산화 효과

서미경; 추한나; 이다빈; 김행란; 황인선; 정용진; 윤성란; 강석성; 장경아; 강민숙

doi:10.11002/kjfp.2023.30.6.1095

섬쑥부쟁이 에탄올 추출물이 대식세포와 예쁜꼬마선충에서의 항염증 및 항산화 효과
Ethanol extract of Aster glehni exhibits anti-inflammatory and anti-oxidant effects in RAW 264.7 cells and Caenorhabditis elegans 원문보기

한국식품저장유통학회지 = Korean journal of food preservation, v.30 no.6, 2023년, pp.1095 - 1106

서미경 (국립농업과학원 농식품자원부 식생활영양과) , 추한나 (국립농업과학원 농식품자원부 식생활영양과) , 이다빈 (국립농업과학원 농식품자원부 식생활영양과) , 김행란 (국립농업과학원 농식품자원부 식생활영양과) , 황인선 (국립농업과학원 농식품자원부 식생활영양과) , 정용진 ((주)케이엠에프) , 윤성란 (경상북도농업기술원 농업환경연구과) , 강석성 (동국대학교 식품생명공학과) , 장경아 (국립농업과학원 농식품자원부 식생활영양과) , 강민숙 (국립농업과학원 농식품자원부 식생활영양과)

초록
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본 연구는 울릉 섬쑥부쟁이의 생리활성을 평가하여 기능성 농식품 소재로서의 자료 제공을 목적으로 하였다. 대식세포와 선충을 활용하여 울릉 섬쑥부쟁이의 항산화 및 항염증 효과를 평가하였다. 총폴리페놀 함량과 총플라보노이드 함량은 AG와 DAG의 에탄올(70%, 100%) 용매가 열수보다 추출수율이 높았으며, 추출 조건별 항산화 활성 분석도 열수보다는 에탄올 추출물에서 가장 높았다. AG의 경우 100% 에탄올 추출물(4.50%)이, DAG의 경우 70% 에탄올 추출물(4.19%)로 수율이 가장 높았다. 항산화 성분의 추출수율과 라디컬소거 활성 결과와 식품소재 활용을 고려하여 70% 에탄올을 최종 용매로 선정하였다. 시료의 효과평가를 위해 세포독성이 없는 100 ㎍/mL를 최대 농도로 설정하여 대식세포 RAW 264.7에서의 항염증 활성을 평가하였다. LPS로 염증을 유도하고 AG와 DAG 에탄올 추출물 처리군은 LPS 단독 처리군(양성 대조군)과 비교하여 NO의 생성과 iNOS의 발현이 유의적으로 감소하였다. 선충을 이용한 AG와 DAG 에탄올 추출물의 항산화 활성 분석 결과, juglone 처리로 인한 산화적 스트레스 조건하에서 선충의 생존율 연장에는 영향을 미치지 못했다. 선충에 LPS를 처리하여 염증 스트레스 조건하에서 AG와 DAG 에탄올 추출물이 LPS 단독 처리군에 비해 24시간 후 생존율이 증가하였고, 두 시료 모두 생존율 개선 효과가 농도 의존적으로 보였다. 염증과 산화의 스트레스 조건 없이 선충의 평균 수명 기간인 20일 동안 AG와 DAG 추출물을 처리하여 항노화 효과를 평가한 결과 AG와 DAG 에탄올 추출물을 처리한 선충의 생존율 중앙값(10일)은 CON보다 높았으며, DAG 에탄올 추출물은 농도 의존적으로 생존율을 높이는 경향을 보였으나, AG 에탄올 추출물은 그렇지 않았다. AG와 DAG의 20일 생존율은 CON보다 낮거나 유사(DAG 50)하였다. 본 연구의 결과, 울릉 섬쑥부쟁이 에탄올 추출물은 in vitro에서 항산화 활성을 보였고, 염증이 유도된 대식세포에서 iNOS 유전자 발현을 억제하여 NO의 생성량이 감소하였다고 사료된다. 또한, 염증 스트레스를 유도한 선충의 생존율 개선 효과를 보였다. 이 결과는 울릉 섬쑥부쟁이의 건강기능식품 개발 시 기초자료로 활용하고, 지역 농산물의 소비 활성화에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study investigated the anti-oxidative and anti-inflammatory effects of Aster glehni (AG) extract in RAW 264.7 cells and Caenorhabditis elegans. The total polyphenol and flavonoid contents were higher in the ethanol extracts than in the hot water extracts. As a result of measuring the moisture contents (%) and extraction yields (%) of AG and drying A. glehni for processing (DAG), 70% ethanol, which has the highest percentage of extraction yield, was selected as the final solvent. DPPH radical scavenging activity showed higher antioxidant activity of ethanol extracts of DAG than AG. The cytotoxicity assay of the AG or DAG ethanol extracts was treated at different concentrations (25, 50, and 100 ㎍/mL), and cell viability rates were higher than 80% at all concentrations. The LPS-stimulated nitric oxide (NO) production in RAW 264.7 was significantly reduced at all concentrations of AG and DAG groups. As a result of measuring the gene expression of iNOS, which induces NO production, the AG or DAG group decreased by 33% and 32%, compared with the phosphate buffer saline (PBS) group. Under inflammatory stress conditions, the survival rate of C. elegans treated with AG or DAG ethanol extract with LPS showed concentration-dependent improvement in survival rate compared with the PBS group. Considering these results, AG could potentially be developed as an antioxidant and anti-inflammatory functional food material.

주제어

표/그림 (10)

표 Table 1. Sequences of the primers used for PCR
표 Table 2. Moisture content, dry yield, and extraction yield by solvents of Aster glehni (AG) and dried A. glehni (DAG)
표 Table 3. Total polyphenol and flavonoid contents of solvent extracts of Aster glehni (AG) and dried A. glehni (DAG)
그림 Fig. 1. DPPH radical scavenging activity of Aster glehni (A); drying Aster glehni for processing (B) and comparison of Aster glehni and drying Aster glehni for processing (C) extract by solvents. ^a-dDifferent letters on the bar indicate significant differences (p<0.05). ***p<0.001 compared with the AG group.
그림 Fig. 2. Cell viability of Aster glehni (AG) and drying A. glehni for processing (DAG) extracts (25-100 μg/mL) in RAW 264.7 macrophages by LPS treatment. (A) LPS not treatment; and (B) LPS-stimulated RAW 264.7 macrophages. ^a-cDifferent letters within the same group indicate significant differences (p<0.05). PBS, phosphate buffer saline.
그림 Fig. 3. Effects of Aster glehni (AG) and drying A. glehni for processing (DAG) extracts (50-100 μg/mL) on nitric oxide (A) and on the mRNA expression of iNOS (B) in LPS-induced RAW 264.7 macrophages. ^###p<0.001 compared with the control group (LPS not treatment). *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001 compared with the phosphate buffer saline (PBS) group (LPS treatment).
그림 Fig. 4. Survival curve of C. elegans treated with Aster glehni (A) and drying Aster glehni for processing (B) extracts (50, 100 μg/mL) under normal and oxidative stress conditions. C. elegans were treated with extract starting from young adult (day 0) and the survivals were recorded every 2 day until 20 days. Oxidative stress was induced by 50 μM juglone (JUG). n=3 plates and 100-120 worms/group.
그림 Fig. 5. Survival rate of C. elegans treated with Aster glehni (AG) and drying A. glehni for processing (DAG) extracts (50, 100 μg/mL) under normal and inflammatory stress conditions. Inflammatory stress was induced by 0.1 mg/mL LPS for 24 h. n=3 plates and 100-120 worms/group. ^##p<0.01 compared with the control group (LPS not treatment). **p<0.01 compared with the phosphate buffer saline (PBS) group (LPS treatment).
그림 Fig. 6. Survival curve of C. elegans treated with Aster glehni (A) and drying Aster glehni for processing (B) extracts (50, 100 μg/mL) under aging conditions. C. elegans were treated with extract starting from young adult (day 0) and the survivals were recorded every 2 day until 20 days. n=3 plates and 100-120 worms/group.
표 Table 4. Medium and maximum lifespan of C. elegans treated with extracts by aging stress

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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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