Anti-inflammatory effect of barley leaf ethanol extract in LPS-stimulated RAW264.7 macrophage

LPS로 자극한 RAW264.7 대식세포에서 보리순 에탄올 추출물의 항염증 효과

This study investigated the anti-inflammatory activity of barley leaf extract in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated RAW264.7 cells and hairless mice. Pre-treatment with barley leaf extract significantly inhibited the protein expression of inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase-II (COX-II) in a dose-dependent manner in LPS-stimulated RAW264.7 cells. Barley leaf extract also significantly inhibited the secretion of inflammatory cytokines, such as tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$), interleukin-$1{\beta}$ (IL-$1{\beta}$), and interleukin-6 (IL-6). Moreover, phosphorylation of mitogen-activated protein kinases (MAPKs) and nuclear translocation of nuclear factor-kappa B (NF-${\kappa}B$) were strongly suppressed by barley leaf extract in LPS-stimulated cells. In hairless mice, barley extract significantly decreased the pathological phenotypes of contact dermatitis, such as erythema, edema, and scabs. These results indicate that barley leaf extract has an anti-inflammatory effect and therefore a possible role in the treatment of inflammatory diseases or in functional cosmetics.

다양한 제품들에 사용되고 있는 천연물 소재들의 효능에 대한 체계적이고 과학적인 증거자료와 임상자료는 매우 부족한 실정이다. 이러한 천연물 소재의 과학적 연구는 국민보건과 건강증진을 위한 다양한 제품개발의 기초자료로 활용할 수 있는 중요한 자료이다. 따라서 본 연구에서는 보리순 추출물을 이용하여 기능성 천연물 소재로서의 가능성을 검토하였다. 항염증 활성을 조사하기 위해서 대식세포 RAW264.7에 LPS로 자극시켜 유도된 염증반응에서 보리순 에탄올 추출물의 매개체 억제 효과를 수행하였고 oxazolone을 이용하여 hairless 마우스에 접촉성 피부염을 유도하여 보리순 추출물의 항염 효과를 확인하였다. 연구의 결과에서, LPS로 자극한 RAW264.7 세포에서 COX-II, iNOS와 같은 염증성 매개체뿐만 아니라 염증성 사이토카인의 생성 및 발현이 보리순 에탄올 추출물에 의하여 현저히 억제됨을 확인하였다. 이러한 보리순 에탄올 추출물의 억제효과는 $I{\kappa}B$의 분해반응을 억제함으로써 NF-${\kappa}B$의 핵으로 이동을 억제하여 신호전달체계를 불활성화시키는 것과 관련이 있는 것으로 나타났다. 또한 보리순 에탄올 추출물은 NF-${\kappa}B$의 상위 신호전달경로인 MAPKs에도 영향을 미치는 것으로 증명되었다. 대식세포에서의 실험결과를 토대로 hairless 마우스에 oxazolone으로 접촉성 피부염을 유발시킨 모델에서 보리순 에탄올 추출물을 처리하여 2주간 피부 병변을 관찰한 결과 염증반응이 현저히 감소됨을 확인하였다. 이상의 결과에서 보리순 추출물이 항염증 효능을 가진 천연물 소재로서의 가능성을 제시하고 있다. 기존 연구에 의하면, 보리 추출물에는 항산화 효과가 뛰어난 폴리페놀류인 루테오린(luteolin), 사포나린(saponarin) 등이 풍부하며, 항염증 효과가 우수한 페루릭산(ferulic acid), 루토나린(lutonarin), 그리고 각종 비타민, 미네랄 등이 풍부하다고 알려져 있다. 또한 superoxide와 hydroxyl 라디칼 생성을 억제할 수 있는 2"-O-glycosylisovitexin이 함유되어 있는 것으로 밝혀졌다. 이러한 성분들에 의하여 보리순 추출물의 항염 효과가 나타날 것으로 생각된다. 다양한 염증성 질환에서 여러 매개체들의 과도한 발현이 그 질환의 원인임을 생각해 볼 때 보리순 추출물은 항염증에 관련된 여러 제품들에서 다양하게 활용할 수 있는 천연물 소재가 될 것으로 판단되며 앞으로 보리순 추출물에서 항염 효과를 나타내는 유효화합물의 분리동정 및 생리활성평가에 대한 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.