우리나라 석곡과 석곡이 자연 분포하는 인접의 일본, 대만, 중국 석곡간의 유전적 차이를 규명하고 약재로 유통되는 석곡의 동종성을 검증하기 위하여, 4개국의 여러 집단에서 기원한 석곡 30여 개체 및 근연의 28종간 핵 ITS 지역 및 엽록체 rbcL, matK, trnH-psbA 지역 등의 염기서열을 비교분석하였다. 계통학적 분석 결과 한국산 석곡과 원기재지인 일본의 석곡은 단계통군을 이루었으며, 염기서열상으로도 큰 차이가 없어, 동일종으로 판단되었다. 그러나 중국 및 대만산 석곡은 한국 및 일본 석곡과는 매우 다른 분기군들을 이루어, 측계통군 또는 다계통군을 형성하였다. 근연의 다양한 석곡속 종들이 한국-일본 석곡과 중국-대만 석곡 사이에 위치하였고, 중국-대만 석곡 개체간에도 다양한 근연의 다른 종들이 위치하였다. 원래 석곡이 일본에서 기재되었으므로 한국-일본 석곡이 원종이다. 그러나 중국-대만 석곡은 다양한 다른 종의 복합체로 생각되며, 중국-대만 석곡의 경우 종의 실체 파악을 위하여 보다 자세한 조사가 필요하다. 우리나라-일본 석곡의 경우 집단 간의 유전적 차이가 거의 없었고, 대만-중국 석곡의 경우는 개체간의 유전적 이질성이 매우 높았다.
석곡은 난초과의 여러해살이풀 Dendrobium moniliforme의 지상부를 건조한 것으로 예로부터 양위생진(養胃生津), 자음제열(滋陰除熱) 등의 효능이 있어 해열, 진통의 작용과 위액분비 촉진, 혈압강하의 작용이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 석곡의 항염증 작용 기전을 알아보기 위하여 석곡 열수추출물을 대식세포주에 처리하여 NO 및 IL-$1{\beta}$의 생성에 미치는 영향을 조사하였다. LPS로 자극된 대식세포주 RAW264.7 세포에서 석곡은 NO 및 IL-$1{\beta}$ 생성과 iNOS 단백질 발현을 저해하였으며, LPS에 의해서 활성화되는 ERK, p38, JNK 효소의 활성을 현저히 억제하였다. 이 결과들로 보아 석곡의 항염증 작용이 MAPK 활성 저해로 인한 NO 및 IL-$1{\beta}$ 생성의 억제 때문인 것으로 사료된다.
116종의 생약을 75% 에탄올로 추출한 후 팜유와 돈지를 기질로 하여 Rancimat으로 항산화력을 측정하였다. 대부분의 추출물들이 항산화력을 나타내었는데 그중에서도 건강, 강황, 방기, 백작약, 석곡, 소목, 편축, 현호색, 황금 등의 에탄올 추출물이 다른 생약 추출물보다 높은 항산화력을 나타내었다. 에탄올 추출물들의 팜유에 대한 항산화력은 소목>강황>건강 순이었고, 돈지에 대해서는 소목>백작약>석곡>건강 순이었으며, 소목 추출물 1,000 ppm 첨가구의 팜유와 돈지에 대한 AI는 각각 2.16, 7.85 였다. 항산화력이 비교적 높았던 생약류의 에탄올 추출물들은 순차분획을 함에 따라서 항산화 효과가 증가되었는데, 팜유에 대한 생약류의 chloroform 및 ethyl acetate 분획물들의 항산화 활성은 소목>백작약>건강>산수유>석곡 순이었고, 돈지에 대해서는 소목>백작약>석곡>산수유>건강>강황 순이었다. 이들 추출물 중에서 소목 75% 에탄올 ethyl acetate 분획물 600 ppm 첨가구는 팜유의 유도기간을 2배 이상 증가시켰고, 돈지의 유도기간도 7배 이상 연장시켜 가장 높은 항산화 효과를 보였는데, 원인물질에 대한 연구는 계속 수행중에 있다.
난초과의 석곡(石斛; Dendrobii herba) 에탄올 추출물(EED)의 항당뇨 활성 및 항당뇨 기전을 조사하였다. 스트렙토 조 토신에 의해 유도된 당뇨병 마우스에서 EED를 하루 4회 경구 투여하여 공복 혈당, 당화혈색소 수치, 인슐린 수치 및 글루탐산 옥살 아세트산 트랜스 아미나 아제 및 글루탐산 피루브산 트랜스 아미나 아제의 간 기능을 감소시키는 실험연구를 통해 그 약리적 기전을 밝혀내고자 했다. EED는 L6 근육 세포에서 세포 내 포도당 섭취뿐만 아니라 RINm5F 베타 세포에서 포도당에 의한 인슐린 분비를 증가시켰다. 따라서 EED는 인슐린 분비를 증가시킬 뿐만 아니라 세포 당 흡수를 증가시킴으로써 항당뇨병 활성을 나타내는데 커다란 가능성을 보여주었으며, 향후 석곡(石斛; Dendrobii herba) 에탄올 추출물에 대한 약리적 기전에 대한 연구가 더욱 활발하게 이루어져 당뇨병 치료에 큰 공헌을 할 수 있게 되기를 기대해본다.
아토피성 피부염은 만성 재발성 염증성 피부질환으로 피부장벽기능의 이상과 환경유발인자에 대한 피부과민성과 연관되어 있다. 이전의 연구에서는 아토피성피부염에 효과적인 약용식물 추출물을 발굴하기 위하여 노회, 자회지정, 석류, 석곡 추출물들의 세포독성, 항산화, 항염, 항알레르기 효과를 검토하였다. 본 연구에서는 지질다당류로 활성화시킨 대식세포 RAW26.7 에 대한 약용식물 추출물들의 항염작용을 보다 상세하게 검토하여 항염작용의 근본적인 분자기전을 확인하고자 하였다. 역전사중합효소연쇄반응분석(reverse transcription polymerase chain reaction analysis) 결과, 석류, 석곡, 노회는 염증성 사이토카인인 IL-6 와 IL-$1{\beta}$ 유전자발현을 현저하게 억제시켰으며 자화지정은 영향이 없었다. 형질주입과 발광효소분석(transfection and luciferase analysis) 결과, 약용식물 모두가 전사 핵인자 카파비(NF-${\kappa}B$)의 활성화를 억제시켰다. 웨스턴 블럿 분석(western blot analysis) 결과, 노회는 JNK MAP 인산화효소의 활성화를 차단하였지만 p38 MAP 인산화효소의 활성화는 차단하지 못하였다. 반면에 자화지정, 석류, 석곡은 JNK MAP 인산화효소뿐만 아니라 p38 MAP 인산화효소의 활성화도 차단하였다. 이들 실험결과들은 노회, 자화지정, 석류, 석곡은 항염효능을 가지고 있으며 따라서 아토피성 피부염의 증상을 경감 또는 완화시키는 잠재력이 있음을 보여 준다.
본 연구에서는 석곡(Dendrobium nobile Lindl.) 추출물에 대한 신경세포 보호 효과를 확인하기 위하여 $H_{2}O_{2}$에 의해 유도된 스트레스 상태의 PC12 세포주에서 MTT-dye reduction assay와 LDH release assay를 이용하였다. MTT reduction assay 결과, 스트레스 상태에서는 47%의 생존율을 보인데 반하여 석곡 추출물 50${\mu}$g/ml 농도로 처리하였을 때 99.5%의 높은 세포 생존율을 확인할 수 있었다. 이 결과는 LDH release assay 에서도 일치하는 결과를 확인하였다. 그리고 광학 현미경을 이용한 형태학적 변화를 관찰한 결과에서도 신경돌기의 출현 유도를 통한 신경세포 생존을 확인 할 수 있었다. 또한 핵의 변화에 미치는 영향을 관찰한 결과 정상 세포의 핵은 타원형의 온전한 핵 모양을 나타낸 반면 산화적 손상을 입은 세포는 apoptotic body가 핵 주변에 나타나는 전형적인 apoptosis를 나타내었고 석곡 추출물을 처리한 결과 핵의 condersation현상과 fragmentation이 현저히 감소함을 확인 할 수 있었다. 그리고 $H_{2}O_{2}$에 의한 capase-3의 활성은 석곡 추출물을 50${\mu}$g/ml 처리 후 약 1.1배 이하로 감소함을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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