Journal of agriculture & life science (농업생명과학연구)

Institute of Agriculture & Life Science, Gyeongsang National University (경상대학교 농업생명과학연구원)
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In vitro Anti-oxidative and Anti-inflammatory Activities of Horse-bone Extract via Up-regulation of Heme-oxygenase 1

말뼈추출물의 Hemeoxygenase-1의 발현 조절을 통한 시험관내 항염증 효과

  • Im, Eun Ju (Department of Veterinary Medicine, College of Veterinary Medicine, Kyungpook National University) ;
  • Lee, Ki-Ja (Department of Veterinary Medicine, College of Veterinary Medicine, Kyungpook National University) ;
  • Cho, Gil-Jae (Department of Veterinary Medicine, College of Veterinary Medicine, Kyungpook National University) ;
  • Kim, Hyun-Kyoung (R&D Institute) ;
  • Kim, Suk (Department of Veterinary Medicine, College of Veterinary Medicine, Gyeongsang National University(IALS)) ;
  • Rhee, Man Hee (Department of Veterinary Medicine, College of Veterinary Medicine, Kyungpook National University)
  • 임은주 (경북대학교 수의과대학 수의학과) ;
  • 이기자 (경북대학교 수의과대학 수의학과) ;
  • 조길재 (경북대학교 수의과대학 수의학과) ;
  • 김현경 ((주)대덕바이오 부설연구소) ;
  • 김석 (경상대학교 수의과대학 수의학과(농업생명과학연구원)) ;
  • 이만휘 (경북대학교 수의과대학 수의학과)
  • Received : 2014.09.11
  • Accepted : 2016.03.08
  • Published : 2016.04.30
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Abstract

Few studies have been reported that horse-bone extract(HBE) can prevent and treatment of bone diseases. However, HBE' therapeutic activities are still not fully understood. This study determined whether HBE up-regulates hemeoxygenase 1(HO-1) and this mediates its anti-inflammatory effect in murine macrophages.Nitric oxide(NO) assay, MTT assay and DPPH assay were performed. In addition, Western blotting and real time PCR were used to determine protein expression, and gene expression, respectively. HBE significantly inhibited NO production without observable cytotoxicity. In addition, HBE attenuated inducible nitric oxide synthase (iNOS), cyclooxygenase-2(COX-2) and phospho (p)-ERK protein expressions in LPS(0.1㎍/ml) stimulated RAW264.7 cells. On the other hand, HBE alone up-regulated HO-1 and Nrf-2 expressions, which mediated HBE's anti-inflammatory effect in RAW264.7 cells. Finally, HBE up-regulated HO-1 and impaired ERK1/2 signaling pathways, and thus it may provide protection against cellular oxidation and inflammation.

말뼈추출물은 다양한 골질환의 예방과 치료에 탁월한 효능이 있다고 이전에 보고되었다. 하지만 말뼈추출물의 다른 약리학적 효능에 대해서는 아직 자세히 밝혀지지 않고있다. 본 연구에서는 말뼈추출물이 중요한 항산화 인자인 hemeoxygenase-1(HO-1)의 발현을 상승시킬 수 있는지, 만약 발현이 증가한다면 HO-1의 상향 조절이 대식세포에서 항염증 효과를 매개할 수 있는지에 관하여 조사하였다. 이를 위해서 nitric oxide(NO) 농도측정, 세포 생존능 측정, DPPH 라디칼 소거능 검사를 시행하였다. 또한 염증성 사이토카인 유전자 발현과 단백질 발현을 측정하기 위해 real time PCR과 Western blotting을 시행하였다. 말뼈추출물은 lipopolysaccharide(LPS, 0.1㎍/ml)로 자극한 대식세포주인 RAW264.7 세포에서 어떠한 세포독성 없이 NO의 생성을 유의성 있게 억제하였으며 inducible nitric oxide(iNOS)와 cyclooxygenase 2(COX-2)의 발현을 억제하였다. 뿐만 아니라 말뼈 추출물은 염증성 사이토카인인 tumor necrosis factor(TNF)-α와 interleukin(IL)-1β의 발현을 억제하였으며 ERK, JNK 및 p-38 MAPK의 단백질 인산화를 억제하였다. 그리고 말뼈추출물은 HO-1과 NF-E2-related factor-2(Nrf-2) 의 발현을 증가시켰고 이것은 말뼈추출물이 가지고 있는 항 염증효과를 매개할 수 있는 것으로 보인다. 즉, 말뼈추출물이 HO-1의 발현을 상향 조절한 반면 ERK1/2의 신호전달 경로에 손상을 주는 것으로 확인되었으며 이러한 말뼈추출물의 효과가 최종적으로 세포손상과 세포의 과산화 자극으로부터 세포를 보호 할 수 있는 것으로 사료된다.

Keywords