Herbal Formula Science (대한한의학방제학회지)

The Korean Medicine Society for the Herbal Formula Study (대한한의학방제학회)
권호 표지

Inhibitory Effects of Water Extract of Cervi parvum cornu, Carthami tinctorii fructus and Their Combination on Osteoclast Differentiation and Bone Resorption

녹용(鹿茸), 홍화자(紅花子) 단일 및 혼합 물 추출물( 抽出物)의 파골세포(破骨細胞) 분화(分化) 억제(抑制)와 골흡수(骨吸收) 억제(抑制) 효과(效果)

  • Ann, Ji-Young (Dept. of Oriental Pharmacy, College of Pharmacy, Wonkwang Oriental Medicines Research Institute) ;
  • Kim, Ju-Ho (Dept. of Oriental Pharmacy, College of Pharmacy, Wonkwang Oriental Medicines Research Institute) ;
  • Ki, Ji-Ye (Dept. of Oriental Pharmacy, College of Pharmacy, Wonkwang Oriental Medicines Research Institute) ;
  • Kwak, Han-Bok (Dept. of Anatomy, School of Medicine, and Wonkwang Medical Science Institute, Wonkwang University) ;
  • Oh, Jae-Min (Dept. of Anatomy, School of Medicine, and Wonkwang Medical Science Institute, Wonkwang University) ;
  • Kim, Yun-Kyung (Dept. of Oriental Pharmacy, College of Pharmacy, Wonkwang Oriental Medicines Research Institute)
  • 안지영 (원광대학교 약학대학 한약학과.원광한약연구소) ;
  • 김주호 (원광대학교 약학대학 한약학과.원광한약연구소) ;
  • 기지예 (원광대학교 약학대학 한약학과.원광한약연구소) ;
  • 곽한복 (원광대학교 의과대학 해부학교실.의과학 연구소) ;
  • 오재민 (원광대학교 의과대학 해부학교실.의과학 연구소) ;
  • 김윤경 (원광대학교 약학대학 한약학과.원광한약연구소)
  • Received : 2010.11.22
  • Accepted : 2010.12.08
  • Published : 2010.12.30
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Abstract

Cervi parvum cornu (Deer Antler) and Carthami tinctorii fructus (Also known as Carthami seed) are widely used for treating osteoporosis and rheumatoid arthritis. In this study, We found out that the water extract of Cervi parvum cornu(WECPC), Carthami tinctorii fructus(WECTF) and their combination have effects of suppressing the RANKL-induced osteoclast differentiation. We assayed mRNA expression levels of NFATc1, c-Fos, TRAP and GAPDHS from bone marrow macrophages(BMMs) by means of RT-PCR. Similarly, the protein expression levels of NFATc1, c-Fos, MAPKs and $\beta$-actin in cell lysates were analyzed by means of Western blotting. then we determined the anti-osteoporotic effects of WECPC, WECTF and their combination using Lipopolysaccharide (LPS)-induced bone-loss mouse. WECPC, WECTF and their combination showed remarkable inhibition on RANKL-treated osteoclast differentiation without cytotoxicity. WECPC suppressed degradation of I-${\kappa}B$. WECPC, WECTF and their combination down-regulated the induction of c-Fos and NFATc1 by RANKL. Lastly, in vivo data showed that WECPC, WECTF and their combination rescued the bone erosion by LPS treatment. Thus, these results demonstrate that WECPC, WECTF and their combination can be efficacious remedies for bone-loss diseases such as osteoporosis and rheumatoid arthritis.

Keywords

References

  1. 대한골대사학회. 骨多孔症. 서울:한미의학. 2006 ;51:343-8.
  2. 이기행. 骨多孔症의 진단. 대한고관절학회지. 2007 ;19(3):260-5.
  3. 윤상호, 김정구. 폐경후 骨多孔症의 최신 치료. 대한산부회지. 2005;48(4):844-56.
  4. Colditz GA, Hankinson SE, Hunter DJ, Willett WC, Manson JE, Stampfer MJ, Hennekens C, Rosner B, Speizer FE. The use of estrogens and progestins and the risk of breast cancer in postmenopausal women. New Eng J Med. 1995 ;332:1589-93. https://doi.org/10.1056/NEJM199506153322401
  5. 이병익 고승권 황성욱 박지현 김종화. 폐경기증 상 치료에서 升麻抽出物과 호르몬 보충요법의 비교연구. 대한산부회지. 2002;45(8):1330-5.
  6. Bhavnani BR, Strickler RC. Menopausal hormone therapy. J. Obstet Gynaecol Can. 2005;27(2):137-62. https://doi.org/10.1016/S1701-2163(16)30186-4
  7. Practice Committee of American Society for Reproductive Medicine. Estrogen and progesteron therapy in postmenopausal women. Fertil Steril. 2008;90(5 Suppl):S88-102. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2008.08.091
  8. Yazigi R. etc. Carcinoma of the endometrium in patients treated with tibolone. Gynecol Oncol. 2004;93:568-70. https://doi.org/10.1016/j.ygyno.2004.02.003
  9. 양유걸. 黃帝內經素問譯解. 서울:성보사. 1980:6, 52, 89, 90, 140, 210, 269, 337-40.
  10. 金完熙, 崔達永. 臟腑辨證論治. 서울:성보사. 1996:286-93.
  11. 안지영, 기지예, 김주호, 박혜정, 김현주, 이정호, 김윤경. 국내학술지에 발표된 한약추출물의 골다공증에 대한 효능실험 결과 고찰. 대한한의학방제학회지. 2008;16(2):75-97.
  12. 식품의약품안전청. 대한약전외한약규격집. 서울: 동원문화사. 2002:103.
  13. 전국한의과대학본초학교수. 본초학. 서울:영림사. 1998;424-425,545-546.
  14. 김창민 외. 中藥大辭典. 서울:정담. 1998:794-9.
  15. Hong ND, Won DH, Kim NJ, Chang SY, Youn WG, Kim HS. Studies on the analysis of constituents of deer horn(I). Korean J. Pharmacogn. 1991;22:171-82.
  16. Han NY and Jhon GJ. Purification and analysis gangliosides from deer antler. Korean Biochem. J. 1994;27:459-65.
  17. Sunwoo HH, Nakano T., Hudson RJ. and Sim JS. Isolation characterization and localization of glycosaminoglycans in growing antlers of wapiti (Cervus elaphus). J. Agric Food Chem. 1995;43:2846-9. https://doi.org/10.1021/jf00059a014
  18. 김혜영, 류미라. 국내산 鹿茸(Cervi parvum Cornu)의 부위별 무기질 조성. 한국식품과학학회지. 2000;32(1):31-6.
  19. 이부용, 이옥환, 최현선. 국내산 鹿茸의 부위별 식품학적 성분 분석. 한국식품과학학회지. 2003;35(1):52-6.
  20. 최향순, 김혜인, 조성구. 수용성 鹿茸抽出物이 랫드의 지방대사 및 혈액성분에 미치는 영향. 한국동물자원과학회지. 2008;50(3):417-28.
  21. 이경애, 정혜영. In vitro에 의한 鹿茸抽出物 의 생리활성 효과. 한국식품영양학회지. 2007; 20(2):114-9.
  22. 장수정, 전호남, 윤숭섭, 이임식, 이연숙. 鹿茸抽出物이 성장기 흰쥐의 혈중 IGF-1 농도, 골격성장 및 비장세포 증식능에 미치는 영향. 한국영양학회지. 2006;39(3):225-35.
  23. 김정숙 김연태. 노화 촉진 생쥐에서 鹿茸의 조혈 작용에 관한 연구. 생약학회지. 1996;27(4) :371-7.
  24. 전찬일, 이진용, 김덕곤. 鹿茸이 흰쥐의 비만 억제에 미치는 영향. 대한한약회지. 2005;26(1) :148-60.
  25. 이수영, 안택원. 鹿茸대보탕의 노화억제 효과 에 대한 실험적 연구. 한의학논문집. 2007;16(2) :327-48.
  26. 김기태 김명규 임강현. 鹿茸과 녹각의 성장기 흰쥐 장골 길이 성장에 대한 효과. 대한본초학회지. 2006;21(1):63-9.
  27. 김혜영, 전은재, 박유경, 강명희. 당뇨환자에 있어서 鹿茸추출물의 섭취가 혈압, 혈당 및 임파구 DNA 손상에 미치는 영향. 한국영양학회지. 2004;37(9):794-800.
  28. 김일훈. 神藥. 서울;광제원. 1994:83-4.
  29. 張貴君, 常用中藥鑑定大全. 中國:黑龍江科學技術出版社. 1993:383-4.
  30. 徐富一外. 韓藥臨床要訣. 慶山大學校出版社. 2000:165.
  31. Alam MR, Kim SM, Lee JI, Chon SK, Choi SJ, Choi IH, Kim NS. Effects of Safflower Seed Oil in Osteoporosis Induced-Ovariectomized Rats. The American Journal of Chinese Medicine. 2006;34(4):601-12. https://doi.org/10.1142/S0192415X06004132
  32. Alam MR, Kim SM, Lee JI, Chon SK, Choi SJ, Choi IH, Kim NS. Effects of Safflower Seeds on the Serum Levels of Insulin-like Growth Factors, Insulin-like Growth Factor Binding Protein-3 and BASP in Osteoporosis Induced-ovariectomized Rats. J Wet Clin. 2003 ;20(3):263-73.
  33. 정기화, 정춘식, 정정숙. 紅花子분획물이 사염 화탄소 유발 간손상 흰쥐에서 지질과산화와 oxygen free radical 제거 효소 활성도에 미치 는 영향. 한국식품위생안전성학회지, 1999;14(2) :179-85.
  34. 정기화, 정춘식, 정정숙. 사염화탄소로 유발된 간손상에서의 효소 활성도의 변화로 본 紅花子분획물의 간손상 보호 작용. 한국식품위생안전성학회지. 1999;14(2):172-8.
  35. 서부일 이은숙 박지하 김상찬 변부형 최호영. 한국산 紅花子와 중국산 紅花子가 진통, 소염 및 관절염에 미치는 효과. 대한본초학회지. 2001;16(1):1-10.
  36. 임대정, 조재용, 정웅채, 박인식, 김갑성, 김경호. 紅花子약침의 항염증능이 백서의 LPS로 유발된 류마티스성 관절염에 미치는 영향. 대한침구학회지. 2008;25(3):95-106.
  37. 박원, 김경호, 이창환, 이동건, 이현진, 황지혜, 김갑성. 紅花子약침의 윤활관절막내에서의 MIF 활성 억제를 통한 LPS 유발 관절염의 치료 효과. 대한침구학회지. 2007;24(4):157-66.
  38. 강동휘, 김철호. Effects of Honghwain-Jahage extracts on cytokines -induced production of nitric oxide synthases and nitric oxide in mouse calvarial osteoblasts. 대한부인과학회지. 2003;16(3):1-16.
  39. 주병주. 홍화씨가 난소적출 흰쥐의 골대사에 관련된 Hormone과 Cytokine에 미치는 영향. 대한부인과학회지. 2002;15(2):41-55.
  40. 송해룡, 라도경, 김종수, 정태성, 김용환, 강호 조, 강정부, 연성찬, 김은희, 이후장, 신기욱, 박미림, 김곤섭. 홍화씨가 신생골 형성에 미치는 영향. 한국임상수의학회지. 2002;19(1):66-72.
  41. 배기환 이용무 신승윤 정종평 구영. 후박 및 홍화종자 추출 혼합물이 치주인대세포 및 골 아세포의 활성도 및 백서의 두개골 재생에 미 치는 영향. 대한치주과학회지. 1998;28(4):545-59.
  42. 윤동환, 이승철, 김명은, 김은철, 유형근, 김윤철, 신형식. 홍화씨 추출물이 조골모유사세포활성 및 골재생에 미치는 영향. 대한치주과학회지. 1998;28(4):769-86.
  43. 곽한복, 김주호, 김동주, 권영미, 오재민, 김윤 경. Effect of Water Extract of Deer Antler in Osteoclast Differentiation. Korean J. Oriental Physiology & Pathology. 2008;22(4):891-5.
  44. Kwak HB, Yang D, Ha H, Lee JH, Kim HN, Woo ER, Lee S, Kim HH, Lee ZH. Tanshinone∥A inhibits osteoclast differentiation through down-regulation of c-Fos and NFATc1. Experimental and Molecular Medicine. 2006; 38(3):256-64. https://doi.org/10.1038/emm.2006.31
  45. Han KY, Yang D, Chang EJ, Lee Y, Huang H, Sung SH, Lee ZH, Kim YC, Kim HH. Inhibition of osteoclast differentiation and bone resorption by sauchinone. Biochemical Pharmacology. 2007;74:911-23. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2007.06.044
  46. Tsai HY, Lin HY, Fong YC, Wu JB, Chen YF, Tsuzuki M, Tang CH. Paeonol inhibits RANKL-induced osteoclastogenesis by inhibiting ERK, p38 and NF-$\kappa$B pathway. European Journal of Pharmacology. 2008;588:124-33. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2008.04.024
  47. Raisz LG. Local and systemic factors in the pathogenesis of osteoporosis. New Engl. J. Med., 1988;18(13):818-28.
  48. Garnero P, Delmas PL. New developments in biochemical markers for osteoporosis. Calcif Tissue Int. 1996;54(Supp1):S2-5.
  49. 송방호, 배수영, Hoang Ngoc AiTran. 석류 (Punica granatum)의 Phytoestrogen 및 항암활성 성분. 한국미생물생명공학회지. 2007;35(2) :81-97.
  50. 박형무. 최신임상강좌: 폐경여성에서의 식물성 에스트로겐의 효용성. 대한산부학회지. 2007; 50(3):389-415.
  51. Lloyd M. Treatment of postmenopausal osteoporosis. The New England Journal of Medicine. 1998; 338:736-46. https://doi.org/10.1056/NEJM199803123381107
  52. Ron GA., Martin TJ. Therapeutic approaches to bone diseases. Science. 2000;289:1508-14. https://doi.org/10.1126/science.289.5484.1508
  53. Boyle WJ., Simonet WS., Lacey DL., Osteoclast differentiation and activation. Nature. 2003; 423:337-42. https://doi.org/10.1038/nature01658
  54. Darnay BG, Ni J, Moore PA, Aggarwal BB. Activation of NF-KappaB by RANK requires tumor necrosis factor receptor-associated factor (RRAF)6 and NF-KappaB inducing kinase. Identification of a novel TRAF6 interaction motif. J Biol Chem. 1999;274:7724-31. https://doi.org/10.1074/jbc.274.12.7724
  55. Takayanagi H, Kim S, Koga T, Nishina H, Isshiki M, Yoshida H, Saiura A, Isobe M, Yokochi T, Inoue J, Wagner EF, Mak TW, Kodama T, Taniguchi T. Induction and activation of the transcription factor NFATc1 (NFAT2) integrate RANKL signaling in terminal differentiation of osteoclasts. Developmenta Cell. 2002;3:889-901. https://doi.org/10.1016/S1534-5807(02)00369-6
  56. Takayanagi, H. Osteoimmmunolgy: shared mechanism and crosstalk between the immune and bone systems. Natrue Reviews Immunology. 2007;7:292-304. https://doi.org/10.1038/nri2062
  57. 이희영, 이대실, 차정헌, 유윤정. The effect of Lipopolysaccharide on the migration of osteoclast precursors. 대한치주과학회지. 2007;37(1):23-34.