DOI QR코드

DOI QR Code

Inhibitory Effect of Extracts from Rhododendron Brachycarpum and Abies Koreana E.H. Wilson on Degranulation and Cytokine Expression in RBL-2H3 Cells

만병초와 구상나무 추출물의 RBL-2H3 세포 탈과립, 싸이토카인 유전자 발현에 미치는 영향

  • Jung, Eui-Man (College of Veterinary Medicine, Chungbuk National University) ;
  • Kim, Jae-Woo (Department of Forest Products, Korea Forest Research Institute) ;
  • Park, Mi-Jin (Department of Forest Products, Korea Forest Research Institute) ;
  • Lee, Sung-Suk (Department of Forest Products, Korea Forest Research Institute) ;
  • Choi, Don-Ha (Department of Forest Products, Korea Forest Research Institute) ;
  • Lee, Jungbok (Sonimedi co., Ltd.) ;
  • Jeung, Eui-Bae (College of Veterinary Medicine, Chungbuk National University)
  • 정의만 (충북대학교 수의과대학 수의학과) ;
  • 김재우 (국립산림과학원 임산공학부) ;
  • 박미진 (국립산림과학원 임산공학부) ;
  • 이성숙 (국립산림과학원 임산공학부) ;
  • 최돈하 (국립산림과학원 임산공학부) ;
  • 이정복 (소니메디) ;
  • 정의배 (충북대학교 수의과대학 수의학과)
  • Received : 2013.09.13
  • Accepted : 2013.11.13
  • Published : 2013.11.25

Abstract

Ethanol extracts from Rhododendrom brachycarpum and Abies koreana were investigated for their anti-allergic activities using RBL-2H3 cell line. After treatment with ethanol extracts of various concentrations on the immune response induced mast cell by concanavalin A (Con A), the expressions of cytokine interleukin-4 (IL-4), interleukin-13 (IL-13) were determined by using RT-PCR and the degranulation of mast cells was determined by measuring ${\beta}$-hexosaminidase release. Expression level of IL-4 was decreased by the extract from Rhododendrom brachycarpum in $10^{-7}$, $10^{-5}$ and $10^{-3}%$ concentrations. Expression level of IL-13 was also decreased by both extracts. ${\beta}$-Hexosaminidase release by RBL-2H3 cells was inhibited at the $10^{-5}$ and $10^{-3}%$ concentration of extracts from Rhododendrom brachycarpum and Abies koreana, respectively. These results demonstrate that ethanol extracts of Rhododendron brachycarpum and Abies koreana exert anti-allergic effects by regulating the reduction of IL-4 and IL-13 genes expression and also the secretion of ${\beta}$-hexosaminidase.

본 연구는 만병초와 구상나무 추출물의 항알러지 효과에 대해 조사하였다. 비만세포 RBL-2H3에 concanavalin A (Con A)를 처리하여 면역반응을 유도한 후 만병초와 구상나무 추출물을 농도별로 처리하여 real-time PCR을 이용하여 IL-4, IL-13의 mRNA 발현량을 확인하였다. 또한 ${\beta}$-hexosaminidase 분비를 측정하여 탈과립 유도효과를 평가하였다. IL-4의 발현은 만병초 $10^{-7}$, $10^{-5}$, $10^{-3}%$ 농도와 구상나무의 모든 농도에서 유의성 있게 감소하였으며, IL-13의 발현은 만병초와 구상나무 모든 농도에서 유의성 있게 감소되었다. 만병초 추출물과 구상나무 추출물의 $10^{-5}$, $10^{-3}%$ 농도에서는 ${\beta}$-hexosaminidase 분비가 유의성 있게 감소하였다. 이러한 결과를 통해 만병초와 구상나무 추출물이 면역반응 표적유전자의 발현을 감소시키고 면역반응에 의해 유도되는 탈과립유도 효과도 감소시킴을 확인할 수 있었다. 이는 만병초와 구상나무 추출물이 항알러지 효과가 있음을 제시하는 결과이다.

Keywords

References

  1. Prussin C., and D. D. Metcalfe. 2003. IgE, mast cells, basophils, and eosinophils. Journal of Allergy and Clinical Immunology 111(2 Suppl): S486-494. https://doi.org/10.1067/mai.2003.120
  2. Pulendran B., and S. J. Ono. 2008. A shot in the arm for mast cells. Nature Medicine 14(5): 489-490. https://doi.org/10.1038/nm0508-489
  3. Schwartz L. B., and T. F. Huff. 1998. Biology of mast cells. In : Middleton E, editor. Allergy : Principles and practice. 5th ed. Mosby : St. Louis, 261-276.
  4. Bardana Jr. EJ. 2004. Immunoglobulin E-(IgE) and non-IgE-mediated reactions in the pathogenesis of atopic eczema/dermatitis syndrome (AEDS). Allergy 59: 25-29. https://doi.org/10.1111/j.1398-9995.2004.00565.x
  5. Toru H., R. Pawankar. C. Ra, J. Yata, and T. Nakahata. 1998. Human mast cells produce IL-13 by high-affinity IgE receptor cross-linking : enhanced IL-13 production by IL-4-primed human mast cells. Journal of Allergy and Clinical Immunology 102: 491-502. https://doi.org/10.1016/S0091-6749(98)70140-X
  6. 이병철, 심이성. 2011. 만병초 자생지의 환경생태학적 특성. 한국환경과학회지 20(10): 1319-1328. https://doi.org/10.5322/JES.2011.20.10.1319
  7. 김인식, 현정오. 2000. RAPD 분석에 의한 구상나무 천연집단의 유전적 다양성. 한국육종학회지 32(1): 12-18.
  8. 김갑태, 추갑철. 2000. 지역별 구상나무 생육현황 비교. 한국환경생태학회지 14(1): 80-87.
  9. 송정호, 장경환, 허성두. 2010. 한국특산 구상나무 천연 집단의 종자.발아특성 변이. 한국임학회지 99(6): 849-854.
  10. 이윤원, 홍성천. 1995. 구상나무림의 군락생태학적 연구. 한국임학회지 84(2): 247-257.
  11. 박종희, 김진수, 정애영, 難破 桓雄. 1995. 만병초의 생약학적 연구. 생약학회지 26(2): 168-174.
  12. 김윤근. 1997. 구상나무의 추출성분에 대한 연구: 리그난에 관하여. 목재공학 25(4): 1-9.
  13. 김윤근, 문창국. 1994. 智異山産 구상나무의 정유특성에 관한 연구. 한국펄프종이공학회 26(3): 15-24.
  14. 이상극, 최돈하, 배영수. 2006. 국내산 주요 침엽수 잎의 추출성분(I): 구상나무(Abies koreana Maximowicz)와 전나무(Abies holophylla Wilson) 잎 추출성분의 항산화 활성. 목재공학 34(3): 73-83.
  15. Szymon B., H. Stephan. 2007. von Reuss, Wilfried A. Kӧnig and Danuta Kalemba. Composition of the essential oil of Abies koreana Wils. Flavour and Fragrance Journal 22: 78-83. https://doi.org/10.1002/ffj.1762
  16. Jeong, S.-I., J.-P. Lim, and H. Jeon. 2007. Chemical composition and antibacterial activities of the essential oil from Abies koreana. Phytotherapy Research 21: 1246-1250. https://doi.org/10.1002/ptr.2229
  17. Lee, J.-H. and S.-K. Hong. 2009. Comparative analysis of chemical composition and antimicrobial activities of essential oils from Abies holophylla and Abies koreana. Journal of Microbiology and Biotechnology 19(4): 372-377. https://doi.org/10.4014/jmb.0811.630
  18. Oh H. J., H. M. Ahn, K. H. So, S. S. Kim, P. Y. Yun, G. L. Jeon, and K. Z. Riu. 2007. Chemical and antimicrobial properties of essential oils from three coniferous trees Abies koreana, Cryptomeria japonica, and Torreya nucifera. Journal of Applied Biological Chemistry 50(3): 164-169.
  19. Yoon, W.-J., S.-S. Kim. T.-H. Oh, N. H. Lee, and C.-G. Hyun. 2009. Abies koreana essential oil inhibits drug-resistant skin pathogen growth and LPS-induced inflammatory effects of murine macrophage. Lipids 44: 471-476. https://doi.org/10.1007/s11745-009-3297-3
  20. 김윤근, 조종수, 문창국. 1998. 구상나무(Abies koreana Wilson) 정유의 항균활성과 성분분석. 농업연구소보 32: 7-14.
  21. Kim, H. J., Q. K. Le, M. H. Lee, T.-S. Kim, H.-K. Lee, Y. H. Kim, K. H. Bae, and I.-S. Lee. 2001. A cytotoxic secocycloarterpenoid from Abies koreana. Archives of Pharmacal Research 24(6): 527-531. https://doi.org/10.1007/BF02975159
  22. Baek, S. W., E. R. Kim, J. W. Kim, and Y. C. Kim. 2011. Chemical Constituents of Abies koreana Leaves with Inhibitory Activity against Nitric Oxide Production in BV2 Microglia Cells. Natural Product Sciences 17(3): 175-180.
  23. 박종희. 1993. 한국 민간약의 기원에 관한 조사보고. 생약학회지 24(4): 322-327.
  24. 이영노. 1998. 새로운 한국식물도감, pp. 383, 교학사.
  25. Choi, J. S., H. S. Young, J. C. Park, J. H. Choi, and W. S. Woo. 1986. Flavonoids from the leaves of Rhododendron brachycarpum. Archives of Pharmacal Research 9(4): 233-236. https://doi.org/10.1007/BF02856638
  26. 장기욱, 최상운, 이강노. 2005. 만병초의 세포독성 성분. 약학회지 49(3): 244-248.
  27. 최무영, 임태진. 2011. 만병초 추출물의 식중독 유발균에 대한 항균효과 및 항산화 활성. 한국식품영양과학회지 40(10): 1353-1360.
  28. 임태진, 최무영. 2011. 만병초(Rhododendron brachycarpum) 추출물의 항산화 효과. 한국자원식물학회지 24(4): 456-460. https://doi.org/10.7732/kjpr.2011.24.4.456
  29. 변경섭, 이영우, 진효주, 이미경, 이현용, 이근재, 허문영, 유창연, 이진하. 2005. 만병초 잎 추출물의 유전독성과 사람의 암세포주 등에 대한 세포독성. 한국약용작물학회지 13(4): 199-205.
  30. Wills-Karp, M., J. Luyimbazi, X. Xu, B. Schofield, T. Y. Neben, C. L. Karp, and D. D. Donaldson. 1998. Interleukin-13: Central Mediator of Allergic Asthma. Science 282(5397): 2258-2261. https://doi.org/10.1126/science.282.5397.2258
  31. Fish, S. C., D. D. Donaldson, S. J. Goldman, C. M. M. Williams, and M. T. Kasaian. 2005. IgE Generation and Mast Cell Effector Function in Mice Deficient in IL-4 and IL-13. Journal of Immunology 174(12): 7716-7724. https://doi.org/10.4049/jimmunol.174.12.7716
  32. MacDonald, A. J., D. M. Haig, H. Bazin, A. C. McGuigan, R. Moqbel, and H. R. Miller. IgE-mediated release of rat mast cell protease II, beta-hexosaminidase and leukotriene C4 from cultured bone marrow-derived rat mast cells. Immunology 67(3): 414-418.

Cited by

  1. Physiological Activity of the Glycyrrhiza uralensis Extracts as a Cosmetic Product vol.15, pp.1, 2017, https://doi.org/10.20402/ajbc.2016.0084