본 연구는 싸리나무 잎에서 분리한 flavonoid 화합물인 eriodictyol의 항산화 활성을 평가하기 위해 hydrogen peroxide로 산화적 스트레스를 유도한 HepG2 세포에서 eriodictyol 화합물의 처리가 SOD-1, SOD-2, CAT 및 GPx의 유전자 발현에 미치는 영향을 분석하였으며, 또한 간 기능 지표효소인 GOT, LDH 및 GGT 활성을 분석하였다. 그리고 세포 내 활성산소종 생성 억제 효능을 분석하기 위하여 DCFH-DA assay를 실시하여 eriodictyol 화합물의 기능성 소재로서의 가능성을 알아보고자 본 실험을 하였다. Eriodictyol 화합물의 세포독성을 확인하기 위하여 HepG2 세포주를 이용하여 실시한 결과 eriodictyol 화합물을 $10{\sim}50{\mu}g/mL$의 농도로 처리한 모든 실험군에서 약 98% 이상의 세포생존율을 나타내었다. 항산화 효소 유전자 발현량을 통한 산화스트레스 억제 효과를 분석하기 위하여 HepG2 세포주에 hydrogen peroxide를 처리하여 산화스트레스가 증가시킨 조건에서 eriodictyol 화합물을 처리하여 SOD-1, SOD-2, CAT 및 GPx 발현량을 분석한 결과 eriodictyol 화합물의 처리 농도가 증가할수록 hydrogen peroxide 처리에 의해 감소한 SOD-1, SOD-2, CAT 및 GPx 발현량이 유의적으로 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 간 기능 지표효소 활성을 측정하기 위해 GOT, LDH 및 GGT 활성을 분석한 결과 hydrogen peroxide로 단독 처리한 대조군과 eriodictyol 화합물을 처리한 군을 비교하였을 때 eriodictyol 화합물을 처리한 군에서 hydrogen peroxide 처리에 의해 증가한 GOT, LDH 및 GGT 활성이 유의적으로 감소하였다. HepG2 세포주에 eriodictyol 화합물을 처리하여 세포 내 활성산소종 생성에 미치는 영향을 DCFH-DA assay로 확인한 결과 eriodictyol 화합물의 농도가 증가함에 따라 세포내 활성산소종의 생성을 억제하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 실험을 통하여 eriodictyol 화합물은 산화적 스트레스로부터 항산화 효소 활성을 증가시키며, 활성산소종의 생성을 억제하는 효과를 확인할 수 있었다. 또한 간 기능 지표효소의 활성을 감소시켜 세포 보호 효과를 나타내어 항산화 활성 및 세포 보호 효과를 나타내는 기능성 소재로써 이용 가능성이 높을 것으로 판단되며, 후속연구를 통해 싸리나무 유래 eriodictyol 화합물의 세포 내 항산화 단백질 발현에 미치는 영향 및 동물실험을 통한 항산화 효과를 검증하는 것이 필요할 것으로 생각된다.
유해산소제거효소는 세포내에서 생성되는 유해산소를 산소와 과산화 수소로 바꿈으로서 유해산소의 농도를 낮은 수준으로 유지하여 세포를 유해산소의 독성으로부터 보호하는 기능을 담당하고 있다. 이전의 연구에서 파낙사다이올(PD)와 진세노사이드 $Rb_2$가 전사조절인자 AP2를 유도하여 유해산소 제거효소의 전사조절부위 내의 AP2결합부위를 통해 유해산소제거효소의 함량증대를 유도함을 보고한 바 있다. 이를 토대로 본 연구에서는 인삼의 각부위에서 추출된 조사포닌으로 panaxadiol(PD)와 panaxatriol(PT)의 성분함유비가 다른 시료를 이용하여 이들이 유해산소제거효소의 발현 유도성에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 조사하기위해 유해산소제거효소의 전사조절부위를 클로람페니콜 아세틸트란스퍼라제의 구조유전자와 융합시킨 벡터를 인간의 간세포에 도입하여 활성도를 측정하였다. 그 결과, PD 성분의 함량비증가에 비례적으로 유해산소제거효소의전사가 증대 되었다. 또한 동일한 결과로서, PD 대 PT의 함량비가 약 2.6으로 PD의 함량이 가장높은 세세미 (finely-hairy root) 추출분획에서 유해산소제거 효소의 전사촉진이 대조군에 비해 3배이상 촉진됨을 관찰할수 있었다. 이상의 결과는 PD계의 분획이 유해산소제거효소의 유도성효과를 나타냄을 시사하고 있으며, 유해산소제거효소의 유도물질로서 PD분획과 세세미 추출물이 유용하게 이용될수있음을 제시하고 있다.
최근 본 교실에서는 two-bath system을 이용하여 혈관 내피세포에서 superoxide에 의존한 혈관 이완성 물질을 동정하여 발표하였다. 본 실험에서는 상기 system을 이용하여 돼지의 관상동맥 내피세포에서 유리되는 superoxide에 의존한 이완성 물질이 고양이의 흥부 대동맥 내피 및 소의 대동맥 배양내피세포에서 얻어진 이완성 물질에 의한 이완과 매우 유사함을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 고양이 흥부 대동맥, 돼지 관상동맥의 내피세포 및 소 대동맥 배양 내피세포 등에서 유리되는 superoxide에 의존한 이완 물질은 모두 유사한 이완 작용을 나타내었다. 2. 돼지 관상 동맥 내피세포에서 유리되는 superoxide 의존성 이완 물질이 고양이의 흥부 대동맥 내피세포나 소의 대동맥 배양 내피세포에서 유리되는 이완 물질과는 다소 다른 점도 있었다. 즉, 돼지 관상동맥 내피세포에서 유리되는 이완 물질의 작용은 catalase나 superoxide dismutase(SOD)에 의하여 억제되었으나, 후자의 두 동맥 내피세포에서 유리되는 이완 물질은 SOD에 의해서만 억제되었다. 3. 이러한 이완성 물질들의 생성은 여러 lipoxygenase억제제인 gossypol, nordihydroguaiaretic acid, AA 861 및 eicosatetraynoic acid 등의 전처치에 의하여 봉쇄되었다. 4. Cyclooxygenase 억제제인 indomethacin이 나 cytochrome P-450 monooxygenase 억제제인 proadifen과 cimetidine에 의하여는 봉쇄되지 아니하였다. 이상의 결과로부터 이러한 이완성 물질들은 비록 각기 다른 종의 동물 모델에서 얻었다고 하더라도 장기에 따라 다소 반응의 차이는 있으나 동질성 이완 물질이며, 나아가 이러한 이완성 물질은 여러 조직의 허혈-재관류 손상에 있어서 병리생리학적으로 관련될 것으로 사료된다.
This study was designed to investigate the effects of sea tangle (Laminaria japonica) extract and fucoidan components on anti-aging action. Sprague-Dawley(SD) male rats (210$\pm$5g) were fed experimental diets Dasi-Ex group: sea tangle extract powder of 4.0% added to control diet; Fuco-I, II and III groups: funcoidan powder of 1, 2 and 3% added to Dasi-Ex group for 45 days. Hydroxyl radical (.OH) formations were significantly inhibited (10-20% and 25-30%) in serum and brain mitochondria of Dasi-Ex and Fuco-I, II and III groups compared with control group. Significant differences in .OH formations of brain mitochondria in Dasi-Ex and Fuco-I groups could not be obtained, but.OH formations of brain microsomes resulted in a significant decrease (15-20%) in Fuco-II and III groups compared with control group. Basal oxygen radical (BOR) formations were significantly decreased about 10% and 13-15% in brain mitochondria of Dasi-Ex and Fuco-I group, and Fuco-II, III groups, and also decreased about 10% and 15-20% in brain microsomes of Dasi-Ex and Fuco-I groups, and Fuco-II, III groups. LPO levels of brain mitochondria and microsomes were significantly inhibited about 10% in Dasi-Ex and Fuco-I, II groups and 15% in Fuco-III groups. Oxidized proteins (>C=O) were significantly inhibited about 10% in serum of Dasi-Ex and Fuco-I, II, III groups and brain mitochondria of Dasi-Ex group, while remarkably inhibited (30~35%) in brain mitochondria of Fuco-I, II and III groups. Nitric oxide (NO) levels were significantly inhibited (12~15%) in serum of Fuco-I, II and III groups, but there no significant difference in serum NO levels of Dasi-Ex group. Superoxide dismutase (SOD) activities were remarkably increased (30~ 60%) in serum of Fuco-I, II and III groups, but there were no significant differences in SOD activities in serum of Dasi-Ex group. Catalase (CAT) activities were significantly increased about 20% in serum of Dasi-Ex and Fuco-I, II, III groups. Mn-SOD activities in brain mitochondria were significantly increased about 17% in Dasi-Ex group, while remarkably increased 26~36% in Fuco-I, II, III groups. Cu,Zn-SOD activities in brain cytosol were dose-dependently of fucoidan increased 10%, 12% and 18%, respectively, compared with control group. These results suggest that anti-aging effects of fucoidan may play a pivotal role in attenuating a various age-related changes such as chronic degenerative disease and senile dementia.
붉은 갈색계통 염색제 성분 중의 하나인 p-phenylenediamine(PPD)는 일반적으로 여성들이 사용하는 염색제의 주요 성분으로 시야 흐림 및 구토와 같은 전신적 아나필락시스, 피부염 또는 방광암 등이 유발된다고 한다. 그러나 PPD의 피부 독성과 유해산소와 관련된 연구는 아직까지 미흡한 실정이다. 본 실험에서는 체중 $230\pm20g$의 Sprague-Dawley 종의 흰쥐의 피부에 PPD을 도포하였을 때 조직의 손상정도를 상호비교하고 조직의 손상 원인을 구명하고자 실험동물에 PPD($2.5\%$ PPD in $2\%\;NH_{4}OH$)을 표면적 $25 mg/16.5\;cm^2$씩 2일 간격으로 3회 및 5회 도포하였다. PPD 3회보다 5회 도포군에서 피부조직 의 표피 및 케라틴 층의 비후, glucose 5-phosphatase 활성의 감소 및 acid phosphatase 활성의 증가 정도가 높게 나타났다. 또한 유해산소의 생성계 및 해독계와 관련하여 피부조직의 손상정도를 확인한 결과, 유해산소 생성계인 xanthine oxidase의 활성은 PPD 3회 보다5회 도포군에서 유의하게 증가하였다. 그러나 유해산소 해독계인 superoxide dismutase, catalase, glutathione S-transferase 활성 및 reduced glutathione 함량은 대조군보다 PPD 도포군에서 감소하였다. 한편, xanthine oxidase의 활성이 3회 PPD 도포군에서는 별다른 변동이 없음에도 불구하고 oxygen free radical system의 감소와 피부조직의 손상이 나타난 것은 흰쥐의 피부조직 에서 PPD를 대사하는 동안 생성된 대사산물에 의한 것으로 생각된다. 이상의 실험 결과를 종합해 볼 때 PPD 도포에 의한 피부조직의 손상은 PPD 도포 횟수에 비례하여 유해산소 생성율이 증가하여 나타난 결과로 생각된다.
수발아는 벼 재배에서 주요한 문제 중의 하나이다. 본 연구는 수발아시 배유 저장 양분의 이용능력과 항산화 효소의 수발아성과의 관련성을 조사하기 위하여 실시하였다. 배유 저장양분 이용능력과 항산화 효소를 포함하는 효소의 활성은 수발아 중인 종자와 완전 성숙 건조한 종자에서 측정하였다. 효소 활성을 조${\cdot}$중만생 품종으로부터 수발아성이 서로 다른 각각 4개의 품종을 비교하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 중만생종에서 출수후 40일된 종실의 수발아율은 남평벼, 퐁안벼, 호안벼, 동진벼 순으로 높았으며 동진벼의 수발아율은 약 $62\%$였다. 조생종에서 수발아율은 운봉벼, 오대벼, 대관벼, 대성벼 순으로 높았으며 대성벼의 수발아율은 약 $59\%$였다. 2. $\alpha$-amylase 활성은 수발아율과 상관관계가 있었으며 출 수 후 40일된 종파의 $\alpha$-amylase 활성은 중만생종에서는 동진벼자 가장 높았고 조생종에서는 대성벼가 가장 높았다. 또한, 완전 성숙한 건조 종자의 $\alpha$-amylase 활성은 수발아성이 높은 품종에서 더 높았다. $\beta$-amylase활성은 $\alpha$-amylase활성에 비하여 매우 낮았으며, 조${\cdot}$중만생 품종 모두에서 $\beta$-amylase 활성과 수발아성 사이에는 일정한 관련성이 없었다. 3. 수발아 종자와 완전 성숙한 건조 종자의 glucose 함량은 수발아성이 높은 품종에서 더 높았다. 4. peroxidase 활성은 조${\cdot}$중만생종 모두에서 수발아율과 밀접한 관련성을 보였으나 Catalase 활성은 수발아성과 관련성을 보이지 않았다.
수세미오이(Luffa cynlindrica)는 박과 채소작물로 우리나라에서는 주로 관상용으로 재배되어 왔다. 그러나 최근에는 미용소재, 한방약재, 건강보조용 등으로 수요가 증가하면서 재배면적이 증가하고 있다. 따라서 본 실험은 수세미오이의 기능성을 구명하기 위하여 재래종 수세미오이를 사용하여 수액의 무기성분을 분석하고 수액과 식물체 부위별 항산화 효소 활성과 항균활성을 측정하였다. 수세미오이 수액은 K, Ca, P, Mg이 주요 성분이었으며, K의 함량이 $470mg{\cdot}L^{-1}$으로 가장 높았다. Ca과 Mg의 함량은 오이의 약 2배와 1.7배로 높게 나타났다. 수세미오이의 조직별 항산화효소 활성을 분석한 결과 전체적으로 APX 활성이 CAT와 SOD 활성보다 높았다. 식물체 부위별로 비교해 볼 때 항산화효소 활성은 잎, 뿌리, 꽃, 과실, 종자, 수액보다 줄기에서 가장 낮게 나타났다. 수세미오이 수액의 식품유해균 10종에 대한 항균 활성은 Vibrio parahaemdyticus와 Propionibacterium acne에 대하여 미미한 활성을 보였을 뿐 그 외 8종의 균에 대해서는 효과가 없었다. 피부염 등 인체 감염을 일으키는 Candida albicans와 Malassezia furfur에 대한 수세미오이의 부위별 항균활성 분석 결과, 수액의 항균활성이 식물체의 다른 부위보다 높게 나타났다. 전체적으로 Malassezia furfur에 대한 항균활성이 Candida albicans에 대한 항균활성보다 높은 것으로 나타났다.
생체는 산소를 소비하는 대사 과정 중에 초산화물(superoxide, $O_{2}$), 과산화수소($H_2O_2$), 수산 라디칼(OH)과 같은 다양한 활성산소(reactive oxygen)들을 생성하게 되며, 그 중에서도 hydrogen peroxide ($H_2O_2$)는 biological membrane을 자유롭게 통과하며, 세포내에서 hydroxyl radical 등의 반응성이 큰 활성 산소종(reactive oxygen species, ROS)을 발생시키는 작용을 하는 강력한 산화제이다. 세포를 계대 배양 (5, 15, 25, 35 passage)하여 $H_2O_2$를 농도별(100 ${\mu}M$, 500 ${\mu}M$, 1 mM, 5 mM)로 처리하고, 또한 $H_2O_2$의 처리 시간(30 분, 1 시간)을 변화시킴으로써, Hepatoma 세포주에서 $H_2O_2$ 처리에 의한 Cu/Zn SOD의 발현을 Northern blot을 통하여 다음과 같이 분석하였다. 1)Hepatoma 세포주에서 시간별, 농도별로 산화제를 처리 했을 때 각각의 경우에서 발현양의 차이는 적었지만, 오랜 시간동안 고농도의 산화제에 노출시켰을 때 항산화 능력이 증가한다는 것을 확인할 수 있었다. 2)계대배양을 증가시키는 것은 노화가 진행된다는 것을 의미하므로, 산화제를 처리했을 때 25 passage에서 35 passage 단계에서 항산화 효소의 발현 정도가 급격히 감소되는 것으로 미루어 보아 이 단계에서 노화가 진행되었음을 추측할 수 있었다. 3)동일한 시간과 농도로 처리했을 때 각각의 passage의 발현 level에서 보이는 양상과는 다르게 35 passage에서는 500${\mu}M$이상의 농도를 1 시간동안 노출시켰을 경우에 Cu/Zn SOD가 거의 발현되지 않았으며, 30 분 동안 노출시켰을 때에는 500 ${\mu}M$의 농도까지 방어할 수 있는 능력을 가진 것으로 보인다.
대청의 이용성 향상을 위한 자료 확보 측면에서 식물체 부위 및 추출 용매별에 따른 항산화 효소 활성 및 항균효과를 조사하였다. APX(Ascorbate Peroxidase) 활성은 줄기의 에탄올 추출물, 잎의 메탄올 추출물, 잎의 증류수의 추출물 순으로 높아 각각 1601.7, 1133.7 및 524.3(Unit/mg protein)을 나타냈다. CAT(Catalase) 활성은 꽃의 에탄올 추출물, 잎의 메탄올 추출물, 꽃의 증류수 추출물 순으로 높았는데, 각각 177.1, 120.8 및 55.4(Unit/mg protein)를 나타냈다. POD(Ascorbate Peroxidase) 활성은 꽃의 에탄올 추출물, 꽃의 메탄올 추출물, 줄기의 증류수 추출물 순으로 높았으며, 각각 27.1, 14.6 및 10.4(Unit/mg protein)를 나타냈다. SOD(superoxide dismutase) 활성은 뿌리의 증류수 추출물, 꽃의 메탄올 추출물, 뿌리의 에탄올 추출물 순으로 높았으며, 각각 90.8, 80.1, 75.5%를 나타냈다. 대청의 꽃 추출물은 Vibrio parahaemolyticus에 대해서만, 뿌리는 Staphy lococcus aureus에 대해서만, 줄기 추출물은 Bacillus subtilis, Escherichia coli, Staphy lococcus aureus에 대해서만 용매에 관계없이 항균활성을 나타냈다. 특히 대청 잎의 증류수 추출물은 Bacillus subtilis, Escherichia coli에 대해 높은 항균활성을 나타내어 저해환 직경이 각각 30.0 및 24.0 mm이었다. 이와 같은 결과는 약용식물로서 대청의 가치가 높음을 시사해 주었다.
Objectives : This study aimed to investigate the anti-ulcer effect of an standardized herbal extracts mixture of Inulae Flos and Paeoniae Radix (HT074) on acidified ethanol induced gastric injury and its potential mechanisms. Methods : Antioxidant activities of HT074 and its constituents were measured by DPPH (2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl) and ABTS (2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) radical scavenging capacity. After the oral administration of HT074 at doses of 100, 300 mg/kg twice per day for 14 days, Gastric lesions were induced by oral administration of acidified ethanol in Sprague Dawley rats. Oxidative stress markers, such as super oxide dismutase (SOD) activity, concentrations of catalase (CAT) and glutathione (GSH) were measured in gastric mucosal tissues. Additionally, the expression of human mucin gene, Mucin 5AC (MUC5AC) mRNA in gastric mucosal tissues was measured. Results : HT074 showed dose dependent radical scavenging activities against DPPH and ABTS radicals. Oral administration of HT074 300 mg/kg for 14 consecutive days significantly decreased gastric lesions and histological damages induced by HCl/EtOH in rats. HT074 treatment significantly increased the activity of SOD (300 mg/kg) and concentration of GSH (100 and 300 mg/kg), however catalase concentration was not significantly increased. MUC5AC mRNA expression was significantly increased by HT074 100, 300 mg/kg treatment. Conclusions : HT074 protects the gastric mucosa from oxidative stress caused by acidified ethanol by increasing the activity of SOD, concentration of GSH and mucin biosynthesis. These findings suggest that HT074 could be an effective candidate for prevention and treatment of gastritis and gastric ulcer.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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