Anti-Inflammatory Activity of Dichloromethane Fraction from Katsuwonus pelamis Heart in LPS-Induced RAW 264.7 Cells and Mouse Ear Edema

Lipopolysaccharide로 자극된 RAW 264.7 세포와 마우스 귀부종 모델에 대한 참치 심장 Dichloromethane 분획물의 항염증 효과

This study investigated the effect of the dichloromethane fraction form Katsuwonus pelamis heart on anti-inflammatory responses in lipopolysaccharide-stimulated RAW 264.7 cells and mouse models. Ethanol extract was partitioned with dichloromethane, ethyl acetate, butanol, and water. Among the fractions, the dichloromethane fraction showed a significant decrease in nitric oxide (NO) and pro-inflammatory cytokines [interleukin (IL)-6, $IL-1{\beta}$, and tumor necrosis $factor-{\alpha}$] production compared to ethanol extract. The dichloromethane fraction attenuated the expression of inducible nitric oxide synthase and nuclear $factor-{\kappa}B$ ($NF-{\kappa}B$) p65 proteins in a dose-dependent manner. In addition, the expression of phosphorylation of mitogen-activated protein kinases (MAPKs) was also inhibited by the dichloromethane fraction. Moreover, the administration of 10, 50, and 250 mg/kg body weight-dose dependently inhibited the formation of edema by croton-oil and the application of dichloromethane (2 mg/ear) significantly reduced epidermal and dermal thickness and the infiltrated mast cell numbers. Therefore, the dichloromethane fraction exhibited an anti-inflammation effect by inhibiting $NF-{\kappa}B$ and MAPK signaling activation in macrophages.

본 실험에서는 참치 심장 70% ethanol 추출물을 dichloromethane으로 분획한 후 항염증 효과를 확인하기 위해 RAW 264.7 세포에 LPS로 염증을 유도시켜 염증 매개성 물질인 NO와 pro-inflammatory cytokine의 분비량의 변화를 확인하였다. 그 결과, 참치 심장 dichloromethane 분획물을 처리하였을 때, 농도 의존적으로 NO의 생성량을 감소시키는 것을 확인하였으며, 특히, $100{\mu}g/ml$에서 가장 높은 억제효과를 나타내었다. 따라서 dichloromethane 분획물의 억제 활성이 세포사멸에 의한 감소인지 알아보기 위해서 MTT assay를 하였을 때, 세포 생존율이 dichloromethane 분획물을 PBS 처리군과 비교하였을 때 유의적인 차이가 나타나지 않음을 확인하였고, 이를 통해 dichloromethane 분획물이 NO 및 전염증성 cytokine의 분비를 효과적으로 억제할 수 있는 물질임을 확인할 수 있었다. Dichloromethane 분획물을 처리하였을 때, 염증 관련 단백질 발현 정도를 western blot을 통해 확인한 결과, LPS에 의해 발현이 증가된 $NF-{\kappa}B$, iNOS 및 COX-2는 분획물을 처리함으로써 농도 의존적으로 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 dichloromethane 분획물의 처리가 인산화된 MAPKs의 발현을 저해함을 확인하여 참치 심장 dichloromethane 분획물이 $NF-{\kappa}B$와 MAPKs의 발현을 억제시킴으로써 NO 및 pro-inflammatory cytokine의 분비량을 감소시킴을 확인할 수 있었다. 동물 모델에서는, dichloromethane 분획물을 처리하였을 때 croton oil에 의한 귀 부종이 농도 의존적으로 감소함을 확인하였고, 특히, $250mg/kg{\cdot}body\;weight$ 농도로 투여시 시판 항염증제인 predinisolone을 $50mg/kg{\cdot}body\;weight$ 농도로 투여한 그룹과 유사한 효과를 나타내었다. 조직학적 변화를 확인한 결과에서는, 진피와 경피의 두께가 감소하였으며 진피내 mast cell 침윤이 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 참치심장 dichloromethane 분획물이 효과적인 염증 예방 및 부종 완화를 위한 치료제로서 활용 가능성을 확인하였다.