[논문]열대마 영여자 추출물의 항응고 및 혈소판 응집저해 활성

전수경; 최소영; 임경란; 이종필; 박준홍; 손호용

doi:10.5352/jls.2024.34.3.153

열대마 영여자 추출물의 항응고 및 혈소판 응집저해 활성
Anti-coagulation and Platelet Aggregation Inhibitory Activities of the Ethanol Extract of Aerial Bulbils of Dioscorea alata L. 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.34 no.3, 2024년, pp.153 - 159

전수경 (경북농업기술원 경북생물자원연구소) , 최소영 (경북농업기술원 경북생물자원연구소) , 임경란 (경북농업기술원 경북생물자원연구소) , 이종필 (경북농업기술원 경북생물자원연구소) , 박준홍 (경북농업기술원 경북생물자원연구소) , 손호용 (안동대학교 식품영양학과)

초록
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열대마로 알려진 Dioscorea alata L.는 전 세계 650여종의 마 중에서도 가장 많이 소비되고 있으며, 적도, 아적도 지역에서 광범위하게 재배하고 있다. 실제 중국과 인도에서는 주요 식용자원 및 약용으로 이용되고 있다. 최근 국내에서는 기존의 단마 및 장마에 비해 2배 이상 높은 수확량을 나타내는 열대마 재배가 증가하고 있으며, 열대마에 높은 관심이 집중되고 있다. 그러나 현재까지 열대마의 주아(영여자)에 대한 연구는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 국내 단마 및 열대마 영여자의 에탄올 추출물을 조제하여, 단마 영여자와 비교하여 열대마 영여자의 영양특성 및 추출물의 항혈전 활성을 평가하였다. 그 결과, 열대마 영여자는 특유의 황색과 함께 영양적으로 우수하며, 단마 영여자와는 달리, 열대마 영여자 추출물은 1.25 mg/ml 농도에서 아스피린보다 우수한 트롬빈, 프로트롬빈 및 혈액응고인자 저해를 나타내어 강력한 항응고 활성을 나타냄과 동시에 혈소판 응집저해 활성도 우수하였다. 또한 열대마 영여자 추출물은 2.5 mg/ml 농도까지 인간 적혈구에 대한 용혈활성도 전혀 나타나지 않았다. 이러한 결과는, 열대마 영여자가 새로운 항혈전 소재로 개발 가능함을 제시하고 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Dioscorea alata L, commonly known as "tropical yam" is the most widely consumed yam species among the 650 yam species belonging to the Dioscoreacea family. It is extensively cultivated in tropical and subtropical regions and is a major food source in Africa and India. Also, it is used for medicinal purposes, particularly in China and Taiwan, for its anti-inflammatory properties. In comparison to other yam varieties such as D. batatas or D. opposita, the tropical yam has gained popularity in Korea due to its higher yield per unit area. In this study, the nutritional characteristics and anti-thrombosis activity of the aerial bulbils of D. alata L. tropical yam were compared to those of D. opposita. The results showed that the aerial bulbils of tropical yam exhibited nutritional characteristics and potent anticoagulant activity compared to those of domestic yam varieties. The bulbils extract of tropical yam showed superior anticoagulant activities against thrombin, prothrombin and blood coagulation factors. Furthermore, the bulbils extract of tropical yam exhibited strong platelet aggregation inhibition at 0.25 mg/ml and showed no hemolytic activity up to a concentration of 2.5 mg/ml. These findings suggest the potential development of high-value anti-thrombosis agents utilizing the aerial bulbils of tropical yam.

주제어

표/그림 (8)

그림 Fig. 1. Photography of aerial bulbils of Dioscorea opposita and D. alata L.
표 Table 1. Approximate nutritional composition of the aerial bulbils of Dioscorea opposita and D. alata L.
표 Table 2. Approximate nutritional composition of the aerial bulbils of Dioscorea opposita and D. alata L.
표 Table 3. Component analysis of the ethanol extracts prepared from the aerial bulbils of Dioscorea opposita and D. alata L.
표 Table 4. In vitro anticoagulation activities of the ethanol extracts prepared from aerial bulbils of Dioscorea opposita and D. alata L.
표 Table 5. In vitro platelet aggregation inhibitory activities of the ethanol extracts prepared from aerial bulbils of Dioscorea opposita and D. alata L.
그림 Fig. 2. In vitro platelet aggregation inhibitory activities of the ethanol extracts of aerial bulbils of Dioscorea opposita and D. alata L. (A) DMSO, (B) aspirin (0.25 mg/ml), (C) aspirin (0.5 mg/ml), (D) ethanol extract of aerial bulbils of D. opposite, (E) ethanol extract of aerial bulbils of D. alata L.
표 Table 6. Hemolytic activities of the ethanol extracts prepared from aerial bulbils of Dioscorea opposita and D. alata L.against human red blood cells

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 최근 국내에서 재배가 증가되고 있는 열대마 영여자에 대한 연구는 거의 이루어진 바 없다. 따라서 본 연구에서는 국내에서 재배된 단마 영여자와 열대마 영여자의 에탄올 추출물을 조제하고 이의 항응고, 혈소판 응집 저해활성 및 적혈구 용혈활성을 평가하여, 영여자의 혈행 개선활성을 확인하고자 하였다.

제안 방법

단마 및 열대마 영여자 추출물의 혈액응고 저해 활성은 thrombin time (TT), prothrombin time (PT) 및 activated partial thromboplastin time (aPTT)을 각각 측정하여 평가하였다[3, 13]. 모든 실험은 3회 반복하여 평균과 편차로 나타내었으며, 각각의 저해 활성은 시료 첨가 시 혈액 응고시간의 평균치를 용매 대조구 DMSO (최종농도 4.
단마 및 열대마 영여자의 영양성분을 대한민국 식품공전(Food code 2015)에서 규정한 방법대로 분석하였으며[10], 수분, 조단백, 조지질, 조회분 함량 분석 이후 조탄수화물 함량은 계산법으로 나타내었다. 단마 및 열대마 영여자의 평균 크기는 무게로 나타내었으며, 절단면의 색도를 명도, 적색도, 황색도를 측정하여 평가하였다. 색차 분석은 Hunter Color Difference meter(Super color SP-80 Colormeter, Tokyo Denshoku Co.

대상 데이터

본 실험의 단마 및 열대마 영여자는 2021년 경북 안동에서 수확된 단마 및 열대마의 영여자를 회수하여 사용하였으며 시료는 안동대학교 식품영양학과에서 보관하고 있다(voucher specimen 2022-AB1, 2022-AB-3). Dimethyl sulfoxide (DMSO), Triton X-100 및 기타 사용 시약은 Sigma Co.

데이터처리

분석결과는 SPSS 27.0 버전을 사용하여 mean ± SD로 나타내었으며, 각 군 간의 차이는 ANOVA로 분석하였으며 유의수준은 p<0.05로 하였다.

이론/모형

이후 분말 시료들은 DMSO 용액에 녹여 성분 분석, 항혈전 활성 및 적혈구 용혈 활성 평가에 사용하였다. Total polyphenol 및 Total flavonoid 함량 측정은 기존 보고된 방법[28]에 따라 측정하였으며, 각각 rutin과 tannic acid를 표준시약으로 사용하였다. 총당 정량은 phenol-sulfuric acid법[23]을 사용하였으며, 표준 시약은 sucrose를 사용하였다[30].
단마 및 열대마 영여자의 영양성분을 대한민국 식품공전(Food code 2015)에서 규정한 방법대로 분석하였으며[10], 수분, 조단백, 조지질, 조회분 함량 분석 이후 조탄수화물 함량은 계산법으로 나타내었다. 단마 및 열대마 영여자의 평균 크기는 무게로 나타내었으며, 절단면의 색도를 명도, 적색도, 황색도를 측정하여 평가하였다.
단마 및 열대마 영여자의 인간 적혈구 용혈 활성은 기존 보고된 방법[13, 26]으로 측정하여 평가하였다. 용혈 활성은 다음의 수식을 이용하여 계산하였다.
Total polyphenol 및 Total flavonoid 함량 측정은 기존 보고된 방법[28]에 따라 측정하였으며, 각각 rutin과 tannic acid를 표준시약으로 사용하였다. 총당 정량은 phenol-sulfuric acid법[23]을 사용하였으며, 표준 시약은 sucrose를 사용하였다[30]. 각각의 분석결과는 3회 반복한 실험의 평균과 편차로 나타내었다.

성능/효과

단마 영여자 및 열대마 영여자의 영양성분을 분석한 결과, 열대마 영여자는 water yam이라는 이름에 어울리게 높은 수분함량(80.8%)를 보였으며, 단마 영여자보다 낮은 조단백질(1.19%), 조지질(0.12%), 조회분 함량(0.57%)을 보였다. 반면, 조탄수화물 함량은 단마 영여자보다 높은 1.
단마 및 열대마 영여자 추출물의 항응고 활성을 fibrin polymer 생성에 관여하는 트롬빈의 저해정도를 나타내는 TT, 프로트롬빈 활성화에 관련되는 PT 및 내인성 혈전 생성과 연관된 혈액응고인자의 저해정도를 확인하는 aPTT[26, 30]를 측정하여 평가한 결과는 Table 4에 나타내었다. 먼저 임상에서 항혈전제로 사용되고 있는 아스피린은 5.0 mg/ml 농도에서 용매 대조구보다 15배 이상 연장된 TT, PT, aPTT를 나타내었으며, 1.5 mg/ml 농도에서는 용매 대조구보다 각각 1.57배, 1.42배 및 1.63배 연장된 TT, PT, aPTT를 보여 우수한 항혈전 효과가 나타남을 확인하였다. 한편 단마 영여자 추출물의 경우에도 5 mg/ml 농도에서 용매 대조구보다 각각 2.
99%로 비해 낮게 나타났다. 반면 열대마 영여자 추출물은 281.4 mg/g의 총 폴리페놀 함량을 보여 단마 영여자 추출물보다 4.6배 높은 함량을 보였으며, 총 플라보노이드 함량도 90.9 mg/g으로 단마 영여자 추출물보다 5.5배 높게 나타났다. 반면 총 당의 경우 열대마 영여자 추출물은 93.
2%의 응집도를 나타내었다. 열대마 영여자 추출물의 경우에는 0.25 mg/ml 농도에서 89.3%의 응집도를 나타낸 반면, 단마 영여자의 경우 178.2%의 응집도를 보여 오히려 혈소판 응집을 촉진함을 알 수 있었다.
단마 및 열대마 영여자의 에탄올 추출효율 및 추출물의 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 총 당 함량을 분석한 결과는 Table 3에 나타내었다. 열대마 영여자 추출효율 1.45 %로 단마 영여자의 에탄올 추출효율 1.99%로 비해 낮게 나타났다. 반면 열대마 영여자 추출물은 281.
경북 안동의 경북생물자원연구소에서 수확된 단마 영여자 및 열대마 영여자의 평균 크기 및 절단면의 색차는 Table 1에 나타내었다. 열대마 영여자는 국내 단마 영여자와 달리 평균 27배 이상의 무게를 보였으며, 절단면은 단마 영여자의 흰색과는 달리 진한 황색을 나타내었다(Fig. 1).
63배 연장된 TT, PT, aPTT를 보여 우수한 항혈전 효과가 나타남을 확인하였다. 한편 단마 영여자 추출물의 경우에도 5 mg/ml 농도에서 용매 대조구보다 각각 2.81배, 1.11배 및 1.83배 연장된 TT, PT, aPTT를 보여 우수한 트롬빈 저해 및 혈액응고인자 저해가 확인되었다. 한편, 열대마 영여자 추출물의 경우 1.
83배 연장된 TT, PT, aPTT를 보여 우수한 트롬빈 저해 및 혈액응고인자 저해가 확인되었다. 한편, 열대마 영여자 추출물의 경우 1.25 mg/ml 농도에서도 모두 15배 이상 연장된 TT, PT, aPTT를 보여 아스피린보다 우수한 항응고 활성을 보였다. 이러한 열대마 영여자 추출물의 항응고 활성은 향후 아스피린과 같은 부작용이 알려진 항혈전제[25]를 보완할 수 있으리라 판단된다.
1). 황색도 측정 결과, 단마 영여자의 9.91에 비해, 열대마 영여자는 27.83의 매우 높은 황색도를 나타내는 특성을 보였다.

후속연구

5 mg/ml 농도까지 용혈활성을 전혀 나타내지 않았다. 이러한 결과는 열대마 영여자추출물이 항응고, 혈소판 응집저해 활성을 가진 신규의 항혈전 소재로 개발 가능함을 제시하고 있다.
25 mg/ml 농도에서도 모두 15배 이상 연장된 TT, PT, aPTT를 보여 아스피린보다 우수한 항응고 활성을 보였다. 이러한 열대마 영여자 추출물의 항응고 활성은 향후 아스피린과 같은 부작용이 알려진 항혈전제[25]를 보완할 수 있으리라 판단된다.
46%를 나타내었다(Table 2). 이러한 특성은 향후 열대마 영여자의 영양 용도, 식품가공 및 장기 저장 시 고려되어야 할 것으로 판단된다.

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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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