Antioxidaitve and Differentiation Effects of Artemisia capillaris T. Extract on Hydrogen Peroxide-induced Oxidative Damage of MC3T3-E1 Osteoblast Cells

In this study, the antioxidative activity of Artemisia capillaris T. extract on the proliferation and differentiation of MC3T3-E1 cells under $H_2O_2$-induced oxidative stress was investigated in order to determine its protective effect against oxidative stress as well as its availability as an antioxidant material related to treatment of bone diseases. As a result, the total polyphenol content of A. capillaris extract was 90.10 mg/g, whereas the flavonoid content was 4.45 mg/g. A. capillaris extract increased proliferation of MC3T3-E1 cells under $H_2O_2$-induced oxidative stress, and also increased the proliferation of differentiated osteoblast cells under oxidative stress. In addition, two differentiation markers, alkaline phosphatase activity and mineralization level, in A. capillaris extract tended to increase. These results indicate that A. capillaris extract suppresses the damage to osteoblasts caused by oxidative stress, which demonstrates its availability as an antioxidant material for preventing bone diseases.

사철쑥(Artemisia capillaris T.) 추출물의 항산화 활성 및 H2O2로 산화적 스트레스를 유도한 조골세포의 활성과 분화에 미치는 영향

본 연구에서는 사철쑥 추출물의 항산화 효과 및 $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 조골세포의 증식 및 분화에 미치는 영향을 분석하여 산화적 스트레스에 대한 사철쑥추출물의 조골세포 보호효과 및 골 질환 관련 항산화소재로서의 이용가능성에 대해 확인하였다. 항산화 능력을 알아보기 위해 총 페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, DPPH radical 소거능, ABTS radical 소거능을 측정하였다. 그 결과 총 페놀 함량 및 총 플라보노이드 함량은 각각 90.19${\pm}$2.03 mg/g 과 11.10${\pm}$0.38 mg/g으로 나타났고 DPPH와 ABTS radical 50% 소거 활성의 농도는 105.80${\pm}$4.27와 251.48${\pm}$14.00 ${\mu}g$/mL였다. 이를 바탕으로 사철쑥은 항산화 기능을 하는 페놀 및 플라보노이드를 가지고 있으며 항산화 활성이 있으므로 조골세포에서 산화적 스트레스에 대해 보호효과를 가질 것이라 기대되었다. 산화적 스트레스 상황에서 사철쑥 추출물이 조골세포의 증식에 미치는 영향은 MTT assay를 통해 분화에 미치는 영향은 분화 지표인 ALP 활성, 석회화를 측정하여 알아보았다. 그 결과 사철쑥 추출물은 산화적 스트레스로 인해 감소된 세포의 증식률을 유의적으로 증가시켰고 산화적 스트레스 상황의 분화된 세포의 증식률도 유의적으로 증가시켰다. 분화의 지표인 ALP 활성은 모든 농도에서 활성이 유의적으로 증가하였고 석회화 또한 유의적으로 증가하였다. 증식률 및 두 개의 분화지표인 ALP 활성, 석회화 모두 사철쑥 추출물 200 ${\mu}L$ 농도일 때 가장 높은 활성을 보였다. 사철쑥 추출물이 항산화 활성이 있고 산화적 스트레스 상황의 조골세포의 증식과 분화를 증가시키는 결과로 미루어 볼 때 사철쑥 추출물의 항산화 활성이 산화적 스트레스 상황의 조골세포를 보호하는 역할을 한다고 볼 수 있다. 이상의 연구결과 사철쑥 추출물은 항산화 작용을 통해 $H_2O_2$로 유도된 산화적 스트레스 상황에서 조골세포의 증식 및 분화를 촉진하고 손상 및 활성 감소를 억제하여 산화적 스트레스에 대해 보호하는 효과가 있는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 보아 산화적 스트레스에 대한 조골세포의 보호효과 및 골 질환 관련 항산화소재로서 사철쑥이 이용가능성이 있다고 사료된다.