Protective Effect of Ferments of Hot-water Extract Mixture from Rhodiola sachalinensis and Red Ginseng on Oxidative Stress-induced C2C12 Myoblast

C2C12 근육세포의 산화적 손상에 대한 홍경천-홍삼 추출물 혼합액 발효물의 보호효과

Rhodiola spp. and red ginseng have been used for food and medicinal applications in disease chemoprevention in many Asian countries. Increased oxidative stress by reactive oxygen species (ROS) has been proposed to be a major cause of muscle fatigue. The present study was designed to investigate the protective effects of a fermented hot-water extract mixture from Rhodiola sachalinensis and red ginseng (MFR) on cell damage and the antioxidant enzyme system in $H_2O_2$-induced oxidative stress in skeletal muscle cells. C2C12 myoblasts were treated with various concentrations of NFR (non-fermented Rhodiola sachalinensis extract), FR (fermented hot-water extract from Rhodiola sachalinensis) and MFR for up to 5 days after the standard induction of differentiation, followed by semi-quantitative RT-PCR. MFR treatment dose-dependently protected oxidative damage of C2C12 cells. The treatment with MFR also enhanced mRNA expressions of MyoD, Cu/Zn SOD, Mn-SOD and GPX up to 16%. These results indicate that MFR exerts an anti-oxidative effect through a mechanism (s) that may involve the up-regulation of antioxidant enzymes, which may be important for the cellular redox environment in muscle cells.

본 연구에서는 피로 회복 또는 원기 회복에 효능이 있는 것으로 알려진 홍경천과 홍삼을 이용하여 홍경천-홍삼 복합 발효물의 산화적 손상 억제 효과를 평가하고자 $H_2O_2$로 산화적 스트레스를 유도시킨 C2C12 근육세포에 홍경천-홍삼 복합 발효물의 처리한 후, 세포의 morphology, cell viability 및 항산화 효소들의 유전자 발현 양상을 비교, 분석하였다. 홍경천-홍삼 복합 발효물은 C2C12 근육세포의 cell viability를 유의적으로 증가시켰으며, Cu/Zn-SOD, Mn-SOD 및 GPx 등과 같은 세포내 항산화 효소의 발현을 증가시킬 뿐만 아니라, 근육세포 분화의 주요 전사인자인 Myo D의 발현 또한 증가시키는 것으로 나타났다. 이상의 결과로, 홍경천-홍삼 복합 발효물은 세포내 항산화 효소 시스템을 증가시켜 외부로부터의 산화적 손상에 대한 방어효능을 갖는 것으로 나타났으며, 향후 in vivo 시스템 이용한 추가적인 연구가 수행된다면, 홍경천-홍삼 복합 발효물을 이용한 항피로 건강기능식품의 소재개발이 가능할 것으로 판단된다.