[논문]LPS로 자극된 RAW 264.7 세포에서 찹쌀떡버섯 균사체로 생물전환된 루모라고사리 추출물의 항염증 효과

홍지혜; 장은서; 길명철; 이계원; 조영호

doi:10.5352/jls.2023.33.6.471

LPS로 자극된 RAW 264.7 세포에서 찹쌀떡버섯 균사체로 생물전환된 루모라고사리 추출물의 항염증 효과
Anti-inflammatory Effects of Rumohra adiantiformis Extracts Fermented with Bovista plumbea Mycelium in LPS-stimulated RAW 264.7 Cells 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.33 no.6, 2023년, pp.471 - 480

홍지혜 (건양대학교 제약생명공학과) , 장은서 (건양대학교 제약생명공학과) , 길명철 ((주)플루토 기술연구소) , 이계원 (건양대학교 제약생명공학과) , 조영호 (건양대학교 제약생명공학과)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 LPS로 자극된 RAW 264.7 세포에서 생물전환 루모라고사리 추출물(B-RAE)의 항염증 효과 및 작용기전을 연구하였다. B-RAE의 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량을 측정한 결과 379.26±7.77 mg/g과 50.85±3.08 mg/g으로 각각 나타났다. B-RAE의 항산화효과를 측정한 결과 DPPH, ABTS, superoxide anion radical을 농도의존적으로 소거하는 것으로 확인되었다. 또한, B-RAE는 세포생존에 영향을 미치지 않으면서 NO 생성을 처리 농도의존적으로 저해하였다. 전염증성 사이토카인(TNF-α, IL-1β, IL-6) 발현에 미치는 영향을 정량적 실시간 PCR로 측정한 결과 전염증성 사이토카인의 mRNA발현량을 LPS 처리군과 비교하여 B-RAE 처리 농도 의존적으로 유의성 있게 감소시키는 것으로 나타났다. 염증 관련 단백질(iNOS, COX-2)의 발현 및 전사인자인 NF-κB와 MAPK 신호경로 단백질의 인산화에 미치는 영향을 Western blot분석으로 평가하였다. 그 결과 LPS 처리에 의하여 증가된 iNOS와 COX-2의 발현을 유의적으로 억제하였다. 또한, LPS 처리에 의하여 증가된 NF-κB와 IκB의 인산화가 B-RAE 처리에 의하여 감소되는 것으로 나타났다. MAPK 신호경로 단백질의 인산화에 미치는 영향을 측정한 결과 ERK와 p38 MAPK 단백질의 인산화는 농도의존적으로 감소하는 것으로 나타났으나 JNK의 인산화는 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 이러한 B-RAE의 항염증 효과는 높은 항산화 활성, iNOS와 COX-2 발현 억제를 통한 NO 생성 억제, NF-κB경로 저해, MAPK 신호경로 조절 및 전염증성 사이토카인 발현 저해에 의해 가능하다는 것을 제시한다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was designed to evaluate the anti-inflammatory effects of Rumohra adiantiformis extracts fermented with Bovista plumbea mycelium (B-RAE) in LPS-stimulated RAW 264.7 cells. The total polyphenol and total flavonoid content of B-RAE were 379.26±7.77 mg/g and 50.85±3.08 mg/g, respectively. The results of measuring the antioxidant activity of B-RAE showed that it scavenges 2, 2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), 2, 2'-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS), and superoxide anion radical in a dose-dependent manner. B-RAE inhibited nitric oxide (NO) production in a dose-dependent manner without affecting cell viability. The gene expression of pro-inflammatory cytokines such as tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-lβ (IL-1β), and IL-6 was measured using real time quantitative reverse transcription PCR (qRT-PCR). We found that, compared to the LPS-treated group, B-RAE significantly reduced the mRNA levels of the pro-inflammatory cytokines in a concentration-dependent manner. The expression of inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase-2 (COX-2), the phosphorylation of transcription factors such as nuclear factor-κB (NF-κB), and the mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway proteins were assessed using Western blot analysis. We found that B-RAE significantly suppressed the expression of iNOS and COX-2, but their expression was increased by LPS treatment. In addition, the phosphorylation of NF-κB and IκB, which was increased by LPS treatment, was reduced with B-RAE treatment. The effect of B-RAE on the phosphorylation of the MAPK signaling pathway proteins was measured, and the phosphorylation of extracellular signal-regulated kinase (ERK) and the p38 MAPK proteins decreased in a dose-dependent manner, while the phosphorylation of c-Jun N-terminal kinase (JNK) increased. These anti-inflammatory effects of B-RAE may thus have been achieved through the high antioxidant activity, the inhibition of NO production through the suppression of iNOS and COX-2 expression, the inhibition of the NF-κB pathway, and the suppression of pro-inflammatory cytokine expression.

주제어

표/그림 (9)

표 Table 1. The primer sequences used for quantitative Real-Time PCR (qRT-PCR)
표 Table 2. Total polyphenol and flavonoid contents of R. adiantiformis extract fermented with B. plumbea (B-RAE) and R. adiantiformis extract
표 Table 3. Effect of R. adiantiformis extract fermented with B. plumbea (B-RAE) on DPPH, ABTS and superoxide anion radical scavenging activity
그림 Fig. 1. Reducing power of R. adiantiformis extract fermented with B. plumbea (B-RAE). All data are shown as the mean ± SD of three independent experiments. Significance was determined by one-way ANOVA. ^***p< 0.001 vs control (con).
그림 Fig. 2. Effect of B-RAE on cell viability and NO production in RAW 264.7 cells. Cells were treated with B-RAE and LPS 100 ng/ml for 24 hr. Cell viability (A and B) was determined by MTT assay. NO production (C) was determined by Griess reagent system. All data are the mean±SD of three independent experiments (^***p< 0.001 vs negative control; ^###p<0.001 vs LPS only treatment).
그림 Fig. 3. Effect of B-RAE on expression of pro-inflammatory cytokines in LPS-induced RAW 264.7 cells. Cells were treated with B-RAE and LPS for 24 hr. mRNA expression of IL-6 (A), IL-1β (B), and TNF-α (C) was measured by qRT-PCR. GAPDH was used as an internal control. All data are the mean ± SD of three independent experiments (^**p<0.01 vs negative control; ^#p<0.05 and ^##p<0.01 vs LPS only treatment).
그림 Fig. 4. Effect of B-RAE on iNOS and COX-2 expression in LPS-induced RAW 264.7 cells. The levels of iNOS and COX-2 were measured by Western blot analysis. HSC 70 was used as an internal control (A). Protein expression was quantified with image J program. (B) iNOS/HSC70, (C) COX-2/HSC70 density. All data are the mean ± SD of three independent experiments (^***p<0.001 vs negative control; ^###p<0.001 vs LPS only treatment).
그림 Fig. 5. Effect of B-RAE on p65/p-p65 and p-IκB/IκB expression in LPS-induced RAW 264.7 cells. The levels of p- p65/p65 and p-IκB/IκB were measured by western blot analysis (A). Protein expression was quantified with image J program. (B) p-p65/p65 ratio, (C) p-IκB/I κB ratio. All data are the mean ± SD of three independent experiments (^***p<0.001 vs negative control; ^###p<0.001 vs LPS only treatment).
그림 Fig. 6. Effect of B-RAE on phosphorylation of MAPKs in LPS-induced RAW 264.7 cells. The levels of p-ERK/ERK, p-p38/p38, and p-JNK/JNK were measured by Western blot analysis (A). Protein expression was quantified with image J program. (B) p-ERK/ERK ratio, (C) p-p38/p38 ratio, (D) p-JNK/JNK. All data are the mean ± SD of three independent experiments (^***p<0.001 vs negative control; ^###p<0.001 vs LPS only treatment).

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

따라서 본 연구에서는 말불버섯과에 속하는 식용버섯인 찹쌀떡버섯(Bovista plumbea) 균사체를 발효균주로 사용하여 생물전환 루모라고사리 추출물을 제조하였다. 제조된 생물전환 루모라고사리 추출물의 항산화 효과 및 항염증 효과를 검증함으로써 기능성 화장품 소재로서의 활용가능성을 검토하였다.

제안 방법

따라서 본 연구에서는 말불버섯과에 속하는 식용버섯인 찹쌀떡버섯(Bovista plumbea) 균사체를 발효균주로 사용하여 생물전환 루모라고사리 추출물을 제조하였다. 제조된 생물전환 루모라고사리 추출물의 항산화 효과 및 항염증 효과를 검증함으로써 기능성 화장품 소재로서의 활용가능성을 검토하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용한 루모라고사리는 테라팜(Busan, Korea)에서 구매하여 사용하였다. 음건하여 분쇄한 루모라고사리 분말 30 g에 70%(v/v) 에탄올 300 ml를 가해 환류 추출기(Universal Extraction E-800, Buchi, Switzerland)를 이용해 추출(3 cycles, 3 times)한 후 와트만(Whatman) #5 여과지로 여과하였다.

데이터처리

모든 실험결과는 평균±표준편차로 표기하였으며, 각 군간의 통계적 유의성 검증은 SPSS 18.0 (SPSS Inc., IL, USA)을 이용한 one-way ANOVA로 하였으며, p 값이 0.05 미만일 때 통계적으로 유의성이 있다고 판단하였다.

성능/효과

따라서 본 연구에서 B-RAE의 항염증 효과는 높은 항산화 활성, iNOS와 COX-2 발현 억제를 통한 NO 생성 억제, NF-κB 경로 저해, MAPK 신호경로 조절 및 전염증성 사이토카인 발현 저해에 의해 가능하다는 것을 제시한다.

후속연구

현대사회에서는 생활수준의 향상과 고령화의 증가로 인해 건강과 아름다움에 대한 소비자의 관심이 꾸준히 높아지고 있으며, 이에 따라 기능성 화장품 및 건강기능 식품의 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 화장품 및 건강기능식품의 소재 개발에 대한 연구도 활발하게 진행되어왔으나, 새로운 소재 개발에는 한계가 나타나 화장품 및 건강기능식품 시장 진출을 위한 새로운 기술 개발이 요구되고 있다.

참고문헌 (35)

Al-sereiti, M. R., Abu-Amer, K. M. and Sen, P. 1999. Pharmacology of rosemary (Rosmarinus officinalis Linn.) and its therapeutic potentials. Indian J. Exp. Biol. 37, 124-130.
Bhattacharyya, A., Pathak, S., Datta, S., Chattopadhyay, S., Basu, J. and Kundu, M. 2002. Mitogen-activated protein kinases and nuclear factor-κB regulate Helicobacter pylori-mediated interleukin-8 release from macrophages. J. Biochem. 368, 121-129.
Blois, M. S. 1958. Antioxidant determinations by the use of a stable free radical. Nature 26, 1199-1203.
Chem, J. S., Wei, C. and Marshall, M. R. 1991. Inhibition mechanism of Kojic acid on polyphenol oxidase. J. Agric. Food Chem. 39, 1897-1901.

상세보기
Chung, H. J. and Jeon, I. S. 2011. Antioxidative activities of methanol extracts from different parts of Chrysanthemum zawadskii. Kor. J. Food Preserv. 18, 739-745.
Droge, W. 2001. Free radicals in the physiological control of cell function. Physiol. Rev. 82, 47-95.
Folin, A. D. and Denis, W. 1915. A colorimetric method for the determination of phenols and phenol derivatives in urine. J. Biol. Chem. 22, 305-308.

상세보기
Funk, C. D., Funk, L. B., Kennedy, M. E., Pong, A. S. and Fitzgerald, G. A. 1991. Human platelet/ erythroleukemia cell prostaglandin G/H synthase: cDNA cloning, expression, and gene chromosomal assignment. FASEB J. 5, 2304-2312.

상세보기
Halliwell, B., Aeschbach, R., Loliger, J. and Aruoma, O. I. 1995. The characterization of antioxidants. Food Chem. Toxicol. 33, 601-617.

상세보기
Ham, H. M., Woo, K. S., Lee, B. W., Park, J. Y., Sim, E. Y., Kim, B. J., Lee, C. W., Kim, S. J., Kim, W. H., Lee, J. S. and Lee, Y. Y. 2015. Antioxidant compounds and activities of methanolic extracts from oat cultivars. J. Kor. Soc. Food Sci. Nutr. 44, 1660-1665.
Heim, K. E., Tagliaferro, A. R. and Bobilya, D. J. 2002. Flavonoid antioxidants: Chemistry, metabolism, and structure-activity relationships. J. Nutr. Biochem. 13, 572-584.

상세보기
Jia, Z., Tang, M. and Wu, J. 1999. The determination of flavonoid contents in mulberry and they scavenging effects on super-oxide radicals. Food Chem. 64, 555-559.
Jung, S. J., Lee, J. H., Song, H. N., Seong, N. S., Lee, S. E. and Baek, N. I. 2004. Screening for antioxidant activity of plant medicinal extracts. Appl. Biol. Chem. 47, 135-140.
Kim, E. J., Choi, J. Y., Yu, M. R., Kim, M. Y., Lee, S. H. and Lee, B. H. 2012. Total polyphenols, total flavonoid contents, and antioxidant activity of Korean natural and medicinal plants. Kor. J. Food Sci. Technol. 44, 337-342.
Kim, K. J., Park, S. E., Lee, J. H. and Choi, Y. H. 2017. Antioxidant and anti-inflammatory effects of phenolic rich Hylotelephium erythrostictum extracts. Kor. J. Food Preserv. 24, 842-848.
Lee, G. W., Park, S. M., Yoo, Y. C. and Cho, Y. H. 2013. Effect of Ponciri fructus extracts fermented with Ganoderma lucidum on the collagen synthesis and expression of matrix metalloproteinase-1. KSBB J. 28, 1-9.
Li, C. C., Hsiang, C. Y., Lo, H. Y., Pai, F. T., Wu, S. L. and Ho, T. Y. 2012. Genipin inhibits lipopolysaccharide-induced acute systemic inflammation in mice as evidenced by nuclear factor-kappa B bioluminescent imaging-guided transcriptomic analysis. Food Chem. Toxicol. 5, 2978-2986.
Li, Y., Wu, Q., Deng, Y., Lv, H., Qiu, J., Chi, G. and Feng, H. 2015. D(-)-Salicin inhibits the LPS-induced inflammation in RAW264.7 cells and mouse models. Int. Immunopharmacol. 26, 286-289.

상세보기
Linares, D. M., Gomez, C., Renes, E., Fresno, J. M., Tornadijo, M. E., Ross, R. P. and Stanton, C. 2017. Lactic acid bacteria and Bifidobacteria with potential to design natural biofunctional health-promoting dairy foods. Front. Microbiol. 8, 846-857.

상세보기
Marriott, J. B., Westby, M., Cookson, S., Guckian, M., Goodbourn, S., Muller, G., Shire, M. G., Stirling, D. and Dalgleish, A. G. 1988. CC-3052: a water-soluble analog of thalidomide and potent inhibitor of activation-induced TNF-α production. J. Immunol. 161, 4236-4243.
Moreno, M. I., Isla, M. I., Sampeiettro, A. R. and Vatuone, M. A. 2000. Comparison of the free radical-scavenging activity of propolis from several regions of Argentina. J. Enthnopharmacol. 71, 109-114.
Nishikimi, M. 1975. Oxidation of ascorbic acid with superoxide anion generated by the xanthine-xanthine oxidase system. Biochem. Biophy. Res. Commun. 63, 463-468.
Oh, J. W., Lee, J. H., Cho, M. L., Shin, G. H., Kim, J. M., Choi, S. I., Jung, T. D., Kim, Y. H., Lee, S. J., Lee, B. J., Park, S. J. and Lee, O. H. 2015. Development and validation of analytical method for pectolinarin and pectolinarigenin in fermented Cirsium setidens Nakai by bioconversion. J. Kor. Soc. Food Sci. Nutr. 44, 1504-1509.
Oyaizu M. 1986. Studies on products of browning reaction. Antioxidative activities of products of browning reaction prepared from glucosamine. Japanese J. Nutr. Diet. 44, 307-315.
Poojary, M. M., Dellarosa, N., Roohinejad, S., Koubaa, M., Tylewicz, U., Gomez-Galindo, F., Saraiva, J. A., Rosa, M. D. and Barba, F. J. 2017. Influence of innovative processing on γ-aminobutyric acid (GABA) contents in plant food materials. Compr. Rev. Food Sci. Saf. 16, 895-905.
Rabha, D. J., Singh, T. U., Rungsung, S., Kumar, T., Parida, S., Lingaraju, M. C., Paul, A., Sahoo, M. and Kumar, D. 2018. Kaempferol attenuates acute lung injury in caecal ligation and puncture model of sepsis in mice. Exp. Lung. Res. 44, 63-78.

상세보기
Raman, M., Chen, W. and Cobb, M. H. 2007. Differential regulation and properties of MAPKs. Oncogene 26, 3100-3112.

상세보기
Re, R., Pellegrini, N., Proteggente, A., Pannala, A., Yang, M. and Rice-Evans, C. 1999. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radic. Biol. Med. 26, 1231-1237.

상세보기
Shen, J., Cheng, J., Zhu, S., Zhao, J., Ye, Q., Xu, Y., Dong, H. and Zheng, X. 2019. Regulating effect of baicalin on IKK/IKB/NF-κB signaling pathway and apoptosis-related proteins in rats with ulcerative colitis. Int. Immunopharma- col. 73, 193-200.
Urabe, K., Aroca, P., Tsukamoto K., Mascagna, D., Paulumbo, A., Prota, G. and Vincent J, H. 1994. The inherent cytotoxicity of melanin precursors. Biochem. Biophys. Acta Mol. Cell Res. 1221, 272-278.
Waltenberger, B., Halabalaki, M., Schwaiger, S., Adam- opoulos, N., Allouche, N., Fiebich, B. L., Hermans, N., JansenDurr, P., Kesternich, V., Pieters, L., Schonbichler, S., Skaltsounis, A. L., Tran, H., Trougakos, I. P., Viljoen, A., Wolfender, J. L., Wolfrum, C., Xynos, N. and Stuppner, H. 2018. Novel natural products for healthy ageing from the mediterranean diet and food plants of other global sources-The MediHealth Project. Molecules 23, 1097-1113.

상세보기
Willeaume, V., Kruys, V., Mijatovic, T. and Huez, G. 1996. Tumor necrosis factor-alpha production induced by virusesand by lipopolysaccharidesin macrophages: similarities and differences. J. Inflamm. 46, 1-12.
Xie, C., Kang, J., Li, Z., Schauss, A. G., Badger, T. M., Nagarajan, S., Wu, T. and Wu, X. 2012. The acaiflavonoid velutin is a potent anti-inflammatory agent: blockade of LPS-mediated TNF-α and IL-6 production through inhibiting NF-kappa B activation and MAPK pathway. J. Nutr. Biochem. 3, 1184-1191.
Yoo, K. M., Kim, D. O. and Lee, C. Y. 2007. Evaluation of different methods of antioxidant measurement. Food Sci. Biotechnol. 16, 177-182.

원문보기 상세보기
Yoon, H. J., Moon, M. E., Park, H. S., Im, S. Y. and Kim, Y. H. 2007. Chitosan oligosaccharide (COS) inhibits LPS-induced inflammatory effects in RAW264.7 macrophage cells. Biochem. Biophys. Res. Commun. 358, 954-959.

상세보기

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증