• 한국버섯학회지
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• 제19권3호
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• pp.225-233
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• 2021

염증은 외부 자극으로부터 보호하는 중요한 면역반응이다(Jeong et al., 2012). 그러나 NO 및 inflammatory cytokine과 같은 염증 매개 인자의 과도한 생성은 비정상적인 염증 반응을 초래할 수 있다(Paradise et al., 2010). 염증 매개 인자의 생성과 염증 신호 전달을 조절하는 중요한 역할을 하는 대식세포는 LPS 자극에 의해 NF-κB가 활성화 되어 inflammatory cytokine 등의 염증 매개 인자들이 분비가 증가되며 염증 반응을 심화시킨다(Lee et al., 2012). 본 연구에서는 영지버섯균 발효 꾸지뽕나무 가지 톱밥 추출물을 이용하여 LPS로 염증을 유도한 Raw264.7세포에서 염증 관련 인자들의 생성 및 발현에 미치는 영향을 분석하여 항염증 효과를 확인하였다. NO는 염증에서 중요한 역할을 하며 대식세포의 염증 반응 조절 평가시 대표적인 지표로 사용되며 iNOS에 의해 생성이 유도되며 PGE₂는 염증 매개 인자로 inflammatory cytokine 생성에 관여하며 COX-2에 의해 생성이 유도된다(Paradise et al., 2010; Posadas et al., 2000). 발효추출물이 RAW264.7세포에서 세포독성 없이 NO의 생성과 PGE₂의 생성을 감소시켰으며 이 결과는 발효 추출물 처리에 의해 iNOS와 COX-2의 발현이 감소한 것과 일치하였다. 또한 염증 반응을 조절하는 대표적인 inflammatory cytokine으로 알려진 IL-1β, TNF-α의 생성이 감소되었다. 따라서 발효추출물은 NO, PGE₂, inflammatory cytokines 생성을 감소시켜 항염증 효과를 나타낸다고 볼 수 있다. NF-κB는 iNOS, COX-2 및 inflammatory cytokine의 발현을 조절하는 전사인자로 IκB와의 결합에 의해 NF-κB의 핵 내 이동이 억제되며 불활성화상태로 존재한다. LPS 자극에 의해 IκB가 인산화 및 분해되면 NF-κB가 활성화되어 핵 내로 이동하여 염증성 매개인자들의 발현을 유도하고, 염증성 질환 뿐만 아니라 다양한 질환을 유발시키는 것으로 알려져 있다 (Kawai and Akira, 2006; Ghosh and Ksarin, 2002). 본 연구에서는 LPS에 의해 자극된 RAW264.7 세포에서 IκB의 분해 및 NF-κB의 전이가 발효추출물에 의해 감소됨을 확인하였으며 발효추출물에 의한 iNOS, COX-2 및 inflammatory cytokine 감소는 NFκB 활성화 감소에 의해 조절되는 것으로 사료된다. 이러한 결과들을 통해서 발효추출물이 NF-kB 활성화 억제를 통해 염증 매개 인자들의 생성 및 발현을 감소시킴으로서 염증 반응 억제 효과를 나타냄을 확인하여, 염증 관련 질환에 대해 예방 및 개선을 위한 항염증 기능성 소재로 사용될 수 있음을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제29권1호
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• pp.76-83
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• 2019

본 연구에서는 생분해성 고분자인 poly(3-hydroxbutyrate) (PHB)의 생산 비용 절감을 위해, 탄소원으로 폐식용유(waste frying oil, WFO)을 사용하여 분리 균주 Pseudomonas sp. EML2의 최적 생장 및 PHB 생합성 조건을 확립하였다. WFO와 새 식용류(fresh frying oil, FFO)의 지방산을 분석한 결과 FFO의 지방산 함량은 불포화지방산 82.6%, 포화지방산 14.9%를 차지하는 것으로 나타났으나 WFO의 경우 불포화지방산 56.3%와 포화지방산 33.5%로 FFO와 비교할 때 지방산 조성의 변화를 확인할 수 있었으며, 이러한 불포화지방산의 조성 변화는 가열, 산화반응 및 가수분해에 의한 화학적, 물리적 특성의 변화 때문인 것으로 사료된다. 분리 균주 Pseudomonas sp. EML2의 최대 건조세포중량과 PHB 생합성량(g/l)을 확인하기 위해 플라스크를 이용하여 탄소원 농도, 질소원 종류 및 배양 pH와 온도 및 시간을 확립하였다. 그 결과 30 g/l의 WFO과 0.5 g/l의 $NH_4Cl$를 질소원으로 사용하여 pH 7 및 $20^{\circ}C$의 배양 조건에서 96시간 배양 시 최적의 건조세포중량과 PHB 생합성량을 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 3 l jar fermenter를 이용하여 Pseudomonas sp. EML2의 생장 및 PHB 수율을 확인하였다. 그 결과 30 g/l의 WFO를 단일 탄소원으로 사용하여 96시간 배양 시 3.6 g/l의 건조세포중량을 얻었으며 73.0 wt%의 PHB 축적률을 확인하였다. 이 경우 PHB 생합성량 2.6 g/l로 나타났다. FFO를 대조군으로 사용하여 대량배양 한 결과 WFO를 사용한 경우와 비슷한 건조세포중량(3.4 g/l), PHB 축적률(70.0 wt%), 그리고 PHB 생합성량(2.4 g/l)을 확인하였다. 본 연구에서 분리한 Pseudomonas sp. EML2는 WFO를 효과적으로 이용하여 PHB를 생합성 하였으며 이 균주와 WFO는 PHB의 산업적 생산을 위한 새로운 생산 후보자 및 탄소원으로서 이용될 수 있음을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제30권2호
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• pp.145-150
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• 2019

본 연구에서는 우슬(Achyranthes japonica, AJ)과 Lactobacillus plantarum으로 발효한 우슬(AJ-LP)을 5가지 용매(물, 에탄올, 헥산, 아세트산에틸, 부탄올)로 추출하여 RAW264.7 세포에서 항염증 활성에 미치는 영향을 확인하였다. lipopolysaccharide(LPS)로 유도된 RAW264.7 세포에서 nitric oxide (NO) 및 cytokine 생성을 측정하였으며 western blot으로 cyclooxygenase-2(COX-2)와 nitric oxide synthase (iNOS)의 발현 정도를 관찰하였다. 세포 독성은 CCK assay를 통해 확인하였으며 독성을 가지지 않는 농도인 $100{\mu}g/mL$로 실험을 진행하였다. NO 생성 저해 활성 결과 AJ-LP를 에탄올(E)로 추출한 시료가 LPS만 처리한 control군에 비해 약 74%로 저해율이 가장 높았으며 염증관련 cytokine인 Interleukin-6 (IL-6), tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$), and Interleukin-$1{\beta}$ (IL-$1{\beta}$)의 결과에서도 약 57, 70, 74%의 저해율로 우수한 효능을 보였다. COX-2와 iNOS 발현결과 AJ군에서 대조군(20-hydroxyecdysone)의 저해율이 가장 높은 것으로 나타났다. AJ-LP군에서 COX-2 발현량은 헥산(H)으로 추출한 시료가 대조군에 비해 약 16%로 감소하였고 iNOS 발현량은 부탄올(B)으로 추출한 시료가 약 7%로 감소하였다. 이상의 결과들에서 우슬보다 L. plantarum으로 발효한 우슬이 천연물 소재로서의 활용 가능성이 높음을 시사하였다.

• 생명과학회지
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• 제30권12호
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• pp.1078-1084
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• 2020

흰점박이꽃무지는 딱정벌레목 풍뎅이과에 속하는 곤충이며, 현재 국내에서는 식용곤충 자원으로써 단백질 공급원일 뿐만 아니라 간보호 효과와 혈행개선 등에 유용한 생리활성 물질을 다량 함유하고 있는 것으로 보고되고 있다. 항균 펩타이드(antimicrobial peptide, AMP)는 미생물에서부터 포유동물에 이르기까지 다양한 종에서 발견되며 생명체의 선천성 면역체계에서 중요한 역할을 한다. 또한 AMPs는 광범위하게 항균활성을 나타내며 면역, 거부 반응, 내성 등의 문제없이 자연적으로 생성된 자연항생제로 알려져 있다. 활성화된 미세아교세포는 tumor necrosis factor-α (TNF-α), nitric oxide (NO) 및 reactive oxygen species (ROS) 등의 염증매개물질들을 다량 분비하는데 이러한 염증매개물질들은 신경세포사멸의 주원인으로 작용하게 된다. 그러므로 본 연구에서는 미세아교세포를 이용하여 흰점박이꽃무지 유래 항균 펩타이드 Protaetiamycine 6의 신경염증 억제 효과를 조사하였다. 그 결과, Protaetiamycine 6는 LPS에 의해서 증가한 NO 생성을 현저히 억제하였고, iNOS와 COX-2 발현량을 감소시켰으며 LPS에 의해 분비되는 염증성 cytokine의 생성량도 농도의존적으로 감소시켰다. 이러한 결과로 보아 Protaetiamycine 6는 신경염증 및 퇴행성 신경질환의 예방 및 치료 기능성 소재 개발에 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한한의학방제학회지
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• 제31권1호
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• pp.1-10
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• 2023

Objectives : The main aim of this study was to examine the LC-MS/MS used to identify phenolic compounds of CRE(Coptidis Rhizoma 70% EtOH Extract). Also, we investigated antioxidative activities and Anti-inflammatory activities. Methods : LC-MS/MS Analysis HPLC and LC-MS/MS were performed on a 1260 series HPLC system (Agilent Technologies, Inc., California, USA) and 3200 QTrap tandem mass system (Sciex LLC) operated in positive ion mode (spray voltage set at -4.5 kV). The solvent used was DW and Acetonitrile containing 0.1% formic acid, a gradient system was used at a flow rate of 0.5 mL/min for analysis, and a Prontosil C18 column (length, 250 mm; inner diameter, 4.6 mm; particle size, 5 ㎛; Phenomenex Co., Ltd., California, USA, Biochoff Chromatography) was used. The solvent conditions used in the mobile phases were 0-10 min at 10-15% B, 10-20 min at 20% B, 20-30 min at 25%, 30-40 min at 40%, 40-50 min at 70%, 50-60 min at 95%, and 60-70 min at 95%. The analysis was performed at a wavelength of 284 nm and a temperature of 35℃. The cell viability was measured using a 3-(4,5-dimethyethiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay and 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity. We examined the effects of CRE on the lipopolysaccharide (LPS)-induced production of nitric oxide (NO) in a RAW 264.7 cells Results : The chemical analysis CRE by Liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) confirmed that Rosmarinic acid, Ferrulic acid, 3-O-feruloylquinic acid, and 5-O-feruloylquinic acid as phenolic components. DPPH radical scavenging activity was the inhibitory activity of CRE showed at 200 ㎍/mL a statistically significant level. MTT assay demonstrated that the CRE did not have a cytotoxic effect in RAW 264.7 and LPS-induced RAW264.7 cells. Also, CRE reduced NO production in RAW 264.7 cells stimulated with LPS. Conclusions : Based on these findings, The chemical analysis 4 major components CRE such as Rosmarinic acid, Ferrulic acid, 3-O-feruloylquinic acid, and 5-O-feruloylquinic acid. Moreover, we confirmed that CRE has effects antioxidant and anti-inflammatory. The results demonstrate that CRE can be used as an antioxidant and a powerful chemopreventive ingredient against inflammatory diseases.

• 생명과학회지
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• 제33권6호
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• pp.471-480
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• 2023

본 연구에서는 LPS로 자극된 RAW 264.7 세포에서 생물전환 루모라고사리 추출물(B-RAE)의 항염증 효과 및 작용기전을 연구하였다. B-RAE의 총 폴리페놀과 총 플라보노이드 함량을 측정한 결과 379.26±7.77 mg/g과 50.85±3.08 mg/g으로 각각 나타났다. B-RAE의 항산화효과를 측정한 결과 DPPH, ABTS, superoxide anion radical을 농도의존적으로 소거하는 것으로 확인되었다. 또한, B-RAE는 세포생존에 영향을 미치지 않으면서 NO 생성을 처리 농도의존적으로 저해하였다. 전염증성 사이토카인(TNF-α, IL-1β, IL-6) 발현에 미치는 영향을 정량적 실시간 PCR로 측정한 결과 전염증성 사이토카인의 mRNA발현량을 LPS 처리군과 비교하여 B-RAE 처리 농도 의존적으로 유의성 있게 감소시키는 것으로 나타났다. 염증 관련 단백질(iNOS, COX-2)의 발현 및 전사인자인 NF-κB와 MAPK 신호경로 단백질의 인산화에 미치는 영향을 Western blot분석으로 평가하였다. 그 결과 LPS 처리에 의하여 증가된 iNOS와 COX-2의 발현을 유의적으로 억제하였다. 또한, LPS 처리에 의하여 증가된 NF-κB와 IκB의 인산화가 B-RAE 처리에 의하여 감소되는 것으로 나타났다. MAPK 신호경로 단백질의 인산화에 미치는 영향을 측정한 결과 ERK와 p38 MAPK 단백질의 인산화는 농도의존적으로 감소하는 것으로 나타났으나 JNK의 인산화는 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 이러한 B-RAE의 항염증 효과는 높은 항산화 활성, iNOS와 COX-2 발현 억제를 통한 NO 생성 억제, NF-κB경로 저해, MAPK 신호경로 조절 및 전염증성 사이토카인 발현 저해에 의해 가능하다는 것을 제시한다.

• 생명과학회지
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• 제34권7호
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• pp.443-452
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• 2024

아가로오스의 효소가수분해산물로 부터 확보할 수 있는 3,6-무수갈락토오스(L-AHG), 네오아가로비오스(NA2), 네오아가로테트라오스(NA4) 및 네오아가로헥사오즈(NA6)의 항염증 활성을 규명하고자, 마우스 대식세포주 RAW264.7 세포를 대장균 유래 지질다당류(LPS)로 자극할 때 세포표면의 TLR4 수용체의 역할을 통해 유도되는 친염증성 M1 분극화 및 이에 따른 친염증성 반응에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과로서, 이들 아가로오스 분해산물들 중에서 단당류인 L-AHG만이 유일하게, LPS 자극에 의해 RAW264.7 세포에서 유도될 수 있는 M1 분극화의 대표적인 마커인 iNOS 효소의 발현과 이에 따른 NO 생성을 농도의존적으로 현저하게 저해하였고 염증 매개체인 프로스타글란딘 E2의 생성을 촉매하는 COX-2의 발현 수준도 LPS 자극후에는 증가하였지만, L-AHG의 존재에 의해서는 그 증가 수치가 다소 저해되는 것으로 나타났다. 이때 RAW264.7 세포에 대한 L-AHG의 세포독성은 확인되지 않았다. 또한 L-AHG는 LPS로 처리된 RAW264.7 세포내에서 유도되는 친염증 신호전달경로에 있어서 초기 신호전달 단계인 TAK1 활성화 단계까지는 별 영향을 나타내지 않았으나 TAK1의 촉매작용에 의한 JNK 및 p38 MAPK의 활성화 인산화(activating phosphorylation)는 현저하게 저해되었다. 특히, 대식세포의 친염증 신호전달경로에서 TAK1 활성화는, 그 하류 단계에서 NF-kB의 활성화가 성공적으로 일어날 수 있도록 해주며, 또한 TAK1에 의한 하류 신호분자인 p38 MAPK 활성화는 NADPH 활성화 및 이에 따른 친염증성 ROS 분자들의 생성을 유발하기 때문에, LPS에 의해 자극된 대식세포내의 친염증 신호전달경로에 있어서 TAK1-JNK/p38 MAPK 경로의 L-AHG에 의한 저해는 대식세포의 M1 분극화 및 친염증 반응을 억제하는 효과적인 기전이 되며, 그 활용성이 크게 기대된다. 아울러 L-AHG가 LPS와 RAW264.7 세포의 표면분자인 TLR4와 상호작용을 방해할 수 있는지에 대해서도 유세포분석기와 형광표지가 된 FITC-LPS를 이용하여 조사한 결과, L-AHG는 대식세포의 표면에서 이루어지는 LPS-TLR4 상호결합은 방해하지 않는 것으로 확인되었다. 이는 L-AHG의 항염증 작용의 표적이 LPS가 TLR4 수용체를 통해 유도하는 세포 내 신호전달경로에 있음을 지지해 준다. 이상의 연구결과들은 아가로오스 유래 희귀 단당류인 3,6-무수갈락토오스(L-AHG)가 LPS 자극에 의해 유발되는 RAW264.7 마우스 대식세포의 M1 분극화 및 염증 반응에 대해, TLR4의 친염증 신호전달경로의 TAK1-JNK/p38 MAPK 단계를 저해하는 항염증 활성을 효과적으로 발휘할 수 있음을 시사한다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제30권6호
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• pp.1095-1106
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• 2023

본 연구는 울릉 섬쑥부쟁이의 생리활성을 평가하여 기능성 농식품 소재로서의 자료 제공을 목적으로 하였다. 대식세포와 선충을 활용하여 울릉 섬쑥부쟁이의 항산화 및 항염증 효과를 평가하였다. 총폴리페놀 함량과 총플라보노이드 함량은 AG와 DAG의 에탄올(70%, 100%) 용매가 열수보다 추출수율이 높았으며, 추출 조건별 항산화 활성 분석도 열수보다는 에탄올 추출물에서 가장 높았다. AG의 경우 100% 에탄올 추출물(4.50%)이, DAG의 경우 70% 에탄올 추출물(4.19%)로 수율이 가장 높았다. 항산화 성분의 추출수율과 라디컬소거 활성 결과와 식품소재 활용을 고려하여 70% 에탄올을 최종 용매로 선정하였다. 시료의 효과평가를 위해 세포독성이 없는 100 ㎍/mL를 최대 농도로 설정하여 대식세포 RAW 264.7에서의 항염증 활성을 평가하였다. LPS로 염증을 유도하고 AG와 DAG 에탄올 추출물 처리군은 LPS 단독 처리군(양성 대조군)과 비교하여 NO의 생성과 iNOS의 발현이 유의적으로 감소하였다. 선충을 이용한 AG와 DAG 에탄올 추출물의 항산화 활성 분석 결과, juglone 처리로 인한 산화적 스트레스 조건하에서 선충의 생존율 연장에는 영향을 미치지 못했다. 선충에 LPS를 처리하여 염증 스트레스 조건하에서 AG와 DAG 에탄올 추출물이 LPS 단독 처리군에 비해 24시간 후 생존율이 증가하였고, 두 시료 모두 생존율 개선 효과가 농도 의존적으로 보였다. 염증과 산화의 스트레스 조건 없이 선충의 평균 수명 기간인 20일 동안 AG와 DAG 추출물을 처리하여 항노화 효과를 평가한 결과 AG와 DAG 에탄올 추출물을 처리한 선충의 생존율 중앙값(10일)은 CON보다 높았으며, DAG 에탄올 추출물은 농도 의존적으로 생존율을 높이는 경향을 보였으나, AG 에탄올 추출물은 그렇지 않았다. AG와 DAG의 20일 생존율은 CON보다 낮거나 유사(DAG 50)하였다. 본 연구의 결과, 울릉 섬쑥부쟁이 에탄올 추출물은 in vitro에서 항산화 활성을 보였고, 염증이 유도된 대식세포에서 iNOS 유전자 발현을 억제하여 NO의 생성량이 감소하였다고 사료된다. 또한, 염증 스트레스를 유도한 선충의 생존율 개선 효과를 보였다. 이 결과는 울릉 섬쑥부쟁이의 건강기능식품 개발 시 기초자료로 활용하고, 지역 농산물의 소비 활성화에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제31권2호
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• pp.315-323
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• 2024

현재 항염증 활성에 대한 효능이 검증된 acemannan과 aloesin을 다양한 비율로 혼합하여 비율에 따른 항염증 효능을 확인하고자 본 연구를 진행하였다. 항염증 활성은 NO, PGE₂, TNF-α 및 IL-6 생성량 및 염증 관련 단백질인 iNOS, COX-2의 발현량에 대한 효능을 검증하였다. Acemannan과 aloesin 각각의 NO 생성 저해 활성 결과와 혼합 시료인 AA-1, AA-2, AA-3, AA-4, AA-5의 NO 생성 저해 활성 결과를 비교하였을 때, 혼합 시료가 더 우수한 NO 생성 저해 활성을 나타내는 것을 확인하였다. 이후 최적의 배합 비율을 찾기 위해 PGE₂, TNF-α 및 IL-6 생성량에 대해 측정하였다. 그 결과, 시료 5종 모두 최종농도인 100 ㎍/mL 농도에서 LPS 단독 처리군 대비 저해 효과가 나타났으며, 이 중 AA-2의 저해 효과가 가장 높은 것을 확인하여 western blot을 통한 염증 관련 단백질 발현량은 AA-2를 이용하여 실험을 진행하였다. 염증 관련 단백질인 iNOS 및 COX-2의 발현량을 측정 결과, AA-2는 농도 의존적으로 감소하였으며, 최종 농도인 100 ㎍/mL 농도에서 LPS 단독 처리군 대비 각각 25% 이상의 억제 효과가 나타나는 것을 확인하였다. 이러한 결과들을 토대로 acemannan과 aloesin을 다양한 비율로 배합하였을 때, 항염증 활성을 가진 것을 확인하였으며, 이 중 acemannan과 aloesin이 1:2의 비율로 혼합되었을 때 가장 높은 항염증 활성을 나타내었다. 결론적으로 acemannan과 aloesin을 혼합한 시료는 다양한 기능성 소재로써 활용이 가능하며, 이후 항염증 활성 실험들의 기초자료로도 활용이 가능한 것을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제34권8호
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• pp.558-566
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• 2024

Kaempferia parviflora ethanol extract (KPE)의 골관절염 유도 연골세포 모델에서의 관절염 개선 효과에 대한 기전을 확인하고 골관절을 보호하는 건강기능성식품의 유효소재로써의 역할을 할 수 있는지 확인하고자 하였다. 사람 연골세포주인 CHON-001에 KPE 1 또는 5 ㎍/ml을 선처리하여 배양한 후 IL-1β 10 ng/ml을 첨가하여 관절염이 유도되는 경로를 확인하였다. 그 결과 KPE 처리군에서 염증성 사이토카인 TNF-α의 생성량이 관절염 유도군 대비 SL군과 SH군 각각 약 66%와 50%로 감소하였고, COX-2의 발현량 역시 관절염 유도군 대비 SL군과 SH군에서 약 26%와 34%가 감소하여 염증수준이 감소되는 것을 확인하였다. 또한 연골세포의 matrix protein인 aggrecan의 단백질 발현이 관절염 유도군 대비 각각 SL군은 5%, SH군은 8% 증가하였고, mRNA 발현량은 SL군에서 2%, SH군에서 12% 증가된 것을 확인하였다. Collagen II는 관절염 유도군 대비 단백질 발현량이 SL와 SH군 각각 62%, 47% 증가, mRNA발현량은 SL군과 SH군 각각 12%와 15%가 증가된 것을 확인하였다. 이는 MMP-1과 MMP-13의 발현이 관절염 KPE 처리군에서 유도군 대비 각각 39%와 38%, 27%와 48% 그리고 mRNA발현에서 10%와 14%, 20%와 18%가 억제됨을 통해 aggrecan과 collagen II의 분해가 억제되는 것을 확인하여 연골세포 matrix 보호에 대한 가능성을 확인하였다. 본 연구를 통해 KPE는 연골의 염증억제와 연골구성성분의 분해억제를 통해 연골세포 손상으로 인한 관절염으로부터의 개선 효과가 있음을 확인하였고 이를 바탕으로 기능성식품 원료로써 개발가능성을 시사하고 있다.