본 연구는 4종의 별의별간(SS) 음료의 간보호 소재로서의 이용 가능성을 조사하고자 항산화능 평가, t-BHP 와 $CCl_4$로 산화적 손상 및 급성 간독성 유도한 in vitro, in vivo 모델을 활용하여 간보호능을 평가하였다. 실험결과, 별의별간 01~04는 $50{\mu}M$ vitamin C 와 유사한 항산화 효과를 나타내었다. HepG2 세포에 t-BHP로 산화 스트레스를 유도한 뒤 나타나는 세포독성에 대해 별의별간 01 및 04에서 농도 의존적인 세포 보호효과를 보였으며, ROS 생성 억제에서 별의별간 01, 03, 04에서 농도의존적인 억제를 나타내었다. 미나리가 혼합된 별의별간 04에 대한 급성 간손상 in vivo 모델을 활용하여 간보호능 검증 결과, 별의별간 04는 $CCl_4$로 증가된 혈중 ALT, AST의 유의적 감소, 간 조직중 증가된 MDA 함량 감소 및 감소된 GSH의 유의적 증가를 나타내었다. 또한, 혈청 및 간 조직에서 증가된 중성지방과 콜레스테롤을 유의적으로 감소시켰다. 이러한 결과를 종합하며, 별의별간 04는 in vitro 및 in vivo 모델에서 산화적 손상에 대해 간보호 효과를 나타내었다.
천연물을 기반으로 한 신약 개발은 일반적으로 오랜 기간 동안의 원료 약물로써 사용해 온 경험에 의한 다양한 임상적 결과의 축적과 이로 인한 안정성(stability)과 안전성(safety)의 확보 및 신약 개발 시간의 단축과 같은 이점을 가지고 있어, 천연물 유래 약물 연구는 꼭 필요한 실정이다. 다양한 신경질환에서 신경세포의 사멸과 미세아교세포의 과도한 활성화 즉 뇌염증이 관찰되며 이를 억제할 수 있는 물질에 대한 연구는 활발히 진행 중이지만, 현재까지 신경세포 사멸과 뇌염증을 동시에 억제하는 물질 개발 시도는 거의 없었다. 따라서, 본 연구에서는 천연물에서 추출한 물질로 총 240개로 구성된 라이브러리로부터 신경전달물질 중의 하나인 glutamate 과잉처리에 의한 산화적 스트레스 유도 신경세포(HT22) 사멸과 LPS에 의한 미세아교세포(BV2)의 과도한 활성화 즉 뇌염증의 표지 인자 중 하나인 NO의 생산량의 감소 효과가 동시에 나타나는 물질을 검출한 결과, 대황에서 추출한 Chrysophanol이 검출되었으며 더욱이 Chrysophanol이 신경세포와 미세아교세포 모두에서 glutamate와 LPS에 의해 각각 유도된 세포내 활성산소(ROS) 발생을 억제하는 것을 확인하였다. 앞으로 Chrysophanol에 대한 보다 깊은 연구를 통하여 산화적 스트레스에 의한 신경세포 사멸과 미세아교세포의 과잉 활성화에 따른 뇌염증의 발생을 동시에 억제하는 신경질환의 치료 및 예방 신약개발 후보 물질 가능성을 제시 하고자 한다.
Glutamate는 포유류의 중추신경계에 분포하는 흥분성 신경전달물질로, 기억, 인지, 그리고 학습 등에 있어서 중요한 역할을 한다. 하지만 고농도의 Glutamate는 신경세포에 독성을 유발하여 신경세포사멸을 유도함으로써 알츠하이머병, 파킨슨병, 뇌졸중 등의 신경퇴행성질환을 일으키는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서 아열대 천연물의 항산화 활성과 신경보호 효과를 분석하였다. 11종의 아열대 추출물 중에서 Salacca wallichiana 추출물 (SE)의 라디칼 소거활성이 뛰어난 것으로 나타났다. 그리고 SE의 신경보호 효과를 조사한 결과 glutamate로 유도되는 cell death로부터 신경세포를 보호하였다. 또한 glutamate로 유도되는 apoptosis로부터 HT22 세포를 보호하는 효과는 Annexin V와 PI로 염색한 후 flow cytometry를 통해 분석되었다. 추가적으로 H2DCFDA 염색을 이용하여 SE가 glutamate로 유도되는 세포 내 활성 산소 종 (ROS)을 억제한다는 것을 확인했다. SE의 신경보호 효과는 oxidative stress로 유발되는 Mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway를 억제함으로써 신경세포를 보호하는 것으로 나타났다. 결과적으로 SE가 신경퇴행성질환을 예방하기 위한 치료제 개발에 기여할 수 있음을 나타낸다.
Seasonal variation of biogeochemical characteristics was determined in Lake Shihwa from October 2002 to August 2003. When the lake was artificially constructed for the freshwater reservoir in 1988, the development of the strong haline density stratification resulted in two-layered system in water column and hypoxic/anoxic environment prevailed in the bottom layer due to oxidation of accumulated organic matters in the lake. Recently, seawater flux to the lake through the sluice has been increased to improve water quality in the lake since 2000, but seasonal stratification and hypoxic bottom layer of the lake still developed in the summer due to the nature of artificially enclosed lake system. As the lake is still receiving tremendous amount of organic matters and other pollutants from neighboring streams during the rainy summer season, limited seawater flux sluicing into the lake may not be enough for the physical and biogeochemical mass balance especially in the summer. The excess of accumulated organic matters in the bottom layer apparently exhausted dissolved oxygen and affected biogeochemical distributions and processes of organic and inorganic compounds in the stratified two-layered environment in the summer. During the summer, ammonia and dissolved organic carbon remarkably increased in the bottom layer due to the hypoxic/anoxic condition in the bottom layer. Phosphate also increased as the result of benthic flux from the bottom sediment. Meanwhile, dissolved organic carbon showed the highest value at the upstream area and decreased along the salinity gradient in the lake. In addition to the sources from the upstream, autochthonous origin of particulate organic carbon from algal bloom in the lake might be more important for sustaining aggravated water quality and development of deteriorated bottom environment in the summer. The removal of trace metals could be attributed to scavenging by strong insoluble metal-sulfide compounds in the hypoxic/anoxic bottom layer in the summer.
이번 연구에서 우리는 골풀의 부위별 추출물의 항산화 활성을 측정하였다. 골풀의 부위는 상층부와 하층부, 고갱이 부위로 결정하였다. 실험은 골풀 50 % 에탄올 추출물, 에틸아세테이트(ethyl acetate) 분획, 아글리콘(aglycone) 분획 세 가지로 진행하였다. 항산화 활성 중 라디칼인 DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 소거활성($FSC_{50}$)을 살펴본 결과 50 % 에탄올 추출물의 경우 고갱이 부위(42.9 ${\mu}g/mL$)가, 에틸아세테이트 분획은 지하 부위(12.1 ${\mu}g/mL$), 아글리콘 분획은 지하 부위(12.1 ${\mu}g/mL$)가 가장 높은 라디칼 소거능을 나타내었다. Luminol 발광법을 이용한 $Fe^{3+}$-EDTA/$H_2O_2$ 계에서 생성된 활성산소종에 대한 소거활성(총 항산화능, $OSC_{50}$)을 살펴본 결과, 50 % 에탄올 추출물은 고갱이 부위(0.29 ${\mu}g/mL$), 에틸아세테이트 분획은 지하 부위(0.25 ${\mu}g/mL$), 아글리콘 분획은 고갱이 부위(0.20 ${\mu}g/mL$)가 가장 높은 총 항산화능을 나타내었다. Rose-bengal로 증감된 $^1O_2$에 의한 적혈구 파괴에 대한 세포보호 효과는 10 ${\mu}g/mL$ 농도에서 고갱이 부위의 아글리콘 분획이 ${\tau}_{50}$ 321.0 min으로 가장 높은 세포 보호 활성을 나타내었다. 이와 같은 항산화 효과로 볼 때 골풀의 지하 부분과 고갱이 부위의 추출물은 천연 항산화제로서 여러 산업 분야에 응용 가능할 것이라 생각된다. 특히 높은 ${\tau}_{50}$ 값을 갖는 것으로 보아, 태양광 노출에 의해서 $^1O_2$이 많이 생성되는 부위인 피부를 효과적으로 보호해줄 수 있을 것으로 생각되어진다.
본 연구에서는 어성초(Houttuynia cordata)의 추출물 및 분획물을 제조하고 이들에 대한 생리활성과 성분분석을 하였다. 어성초는 50% 에탄올 추출물 및 에틸아세테이트 분획물을 제조하여 실험에 사용하였다. 항균활성 측정결과, S. aureus, B. subtilis에 대한 에틸아세테이트 분획의 MIC 값은 각각 78, $312{\mu}g/mL$으로 나타나 그람 양성균에 대하여 높은 활성을 보이는 것으로 나타났다. 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH)에 대한 자유라디칼 소거활성($FSC_{50}$)은 50% 에탄올 추출물($27.15{\mu}g/mL$) 및 에틸아세테이트 분획($12.00{\mu}g/mL$)을 측정한 결과 에틸아세테이트 분획에서 활성이 더 크게 나타났다. Luminol-의존성 화학발광법을 이용한 $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 총항산화능($OSC_{50}$)은 50% 에탄올 추출물($2.91{\mu}g/mL$), 에틸아세테이트 분획($0.983{\mu}g/mL$) 측정 결과 DPPH에 대한 소거활성과 같은 경향성을 보였다. 어성초 추출물의 HaCaT 세포보호효과를 확인하기 위해 UVB 조사 후 세포 내 ROS 소거활성을 확인한 결과, 어성초 에틸아세테이트 분획은 $1.6{\mu}g/mL$부터 농도 의존적으로 ROS 소거활성을 나타내었으며, 최고 농도인 $12.5{\mu}g/mL$에서 54.3%의 감소율을 보였다. 과산화수소로 유도된 세포보호효과 또한, 어성초 에틸아세테이트 분획은 $0.8{\mu}g/mL$부터 세포생존율을 유의적으로 증가시켜 최대 86.9%까지 증가시켰다. 실험에 사용된 어성초 추출물의 에틸아세테이트 분획을 가지고 TLC와 HPLC를 이용한 성분분석을 수행하였다. 그 결과 quercitrin, isoquercitrin, hyperoside, chlorogenic acid, neochlorogenic acid, cryptochlorogenic acid, rutin 및 afzelin이 있음을 확인하였다. 이상의 결과들로부터, 어성초 추출물 및 분획물은 ROS를 소거하고 항균효과를 나타냄으로써 외부 환경으로부터 세포막을 보호할 수 있는 천연 항산화제 및 천연 방부제로서 화장품 분야에서 응용가능성이 있음을 시사하였다.
니아울리 잎 추출물의 항산화 효능과 성분 분석에 관한 연구를 시행하였다. 실험에 사용한 시료는 건조된 니아울리 잎의 50% 에탄올 추출물, 에틸아세테이트 분획 및 아글리콘 분획을 이용하였다. 자유라디칼(1,1-phenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성($FSC_{50}$)은 에틸아세테이트 분획이 $10.05{\mu}g/mL$로, 지용성 항산화제로 알려진 (+)-${\alpha}$-tocopherol ($8.89{\mu}g/mL$)과 유사한 효과를 나타내었다. 루미놀 발광법을 이용한 $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$ 계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 니아울리 잎 추출물의 총 항산화능($OSC_{50}$)에서 에틸아세테이트 분획은 $1.61{\mu}g/mL$, 아글리콘 분획은 $1.07{\mu}g/mL$를 나타냈다. 에틸아세테이트 분획과 아글리콘 분획 모두 항산화 활성이 매우 큰 비교 물질인 L-ascorbic acid ($1.50{\mu}g/mL$)와 비슷한 활성산소 소거활성을 나타내었다. Rose-bengal로 광증감된 $^1O_2$에 의한 세포손상에 대한 세포보호능 측정에서 추출물 및 분획 모두 농도 의존적($5{\sim}50{\mu}g/mL$)으로 세포보호 활성을 나타내었다. 특히 아글리콘 분획과 50% 에탄올 추출물의 ${\tau}_{50}$은 $10{\mu}g/mL$에서 각각 158.80 min, 50.1 min으로 지용성 항산화제로 알려진 (+)-${\alpha}$-tocopherol (38.0 min)보다 더 큰 세포 보호 효과를 나타내었다. TLC와 HPLC를 이용하여 니아울리 잎 추출물의 에틸아세테이트 분획으로부터 avicularin과 quercitrin이 존재함을 처음 확인하였다. 이상의 결과들은 니아울리 잎 추출물 또는 분획이 항산화 원료로서 화장품에 응용 가능함을 시사한다.
본 연구에서는 갈조류인 감태의 추출물과 그 분획들의 항산화 활성을 측정하였다. 모든 실험에서 감태의 50% 에탄올 추출물과 에틸아세테이트 분획, 아글리콘 분획을 사용하였다. DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)법을 이용한 자유 라디칼 소거 활성($FSC_{50}$)에서 에틸아세테이트 분획($FSC_{50}=6.98{\mu}g/mL$)과 아글리콘 분획($7.03{\mu}g/mL$)은 비교물질인 (+)-${\alpha}$-tocopherol($8.98{\mu}g/mL$)과 유사한 활성을 나타냈다. 루미놀 발광법을 이용하여 $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$계에서 활성산소 소거 활성(총 항산화능, $OSC_{50}$) 결과, 모든 추출물과 분획들 중에서 아글리콘 분획($OSC_{50}=14.48{\mu}g/mL$)이 가장 큰 항산화능을 나타내었으나, 강력한 항산화제인 L-ascorbic acid ($6.88{\mu}g/mL$)보다는 낮았다. $^1O_2$로 유도된 사람 적혈구 세포 손상에 있어서 50% 에탄올 추출물은 $5{\sim}50{\mu}g/mL$에서 농도 의존적인 세포보호 효과를 나타냈다. $10{\mu}g/mL$에서 에틸아세테이트 분획과 아글리콘 분획의 세포보호 효과(${\tau}_{50}$)는 각각 442.0 min 및 539.9 min으로 세포보호 활성이 크게 나타났다. 3종류의 감태 추출물 및 분획은 $10{\mu}g/mL$에서, 비교물질인 지용성 항산화제 (+)-${\alpha}$-tocopherol (40.6 min)보다 훨씬 더 큰 세포보호 활성을 나타냈다. 이러한 결과들은 감태 추출물과 그 분획물들이 항노화 관련 화장품 분야에서 항산화제로서 이용 가능성이 있음을 시사하였다.
본 연구에서는 드럼스틱 잎 추출물과 분획들의 항산화 활성 및 HaCaT 세포와 적혈구 세포에서의 세포보호효과를 측정하였다. 모든 실험은 드럼스틱 잎의 50% 에탄올 추출물, 에틸아세테이트 분획 및 아글리콘 분획을 이용하였다. 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl radical을 이용한 자유 라디칼 소거 활성($FSC_{50}$)은 50% 에탄올 추출물($77.10{\mu}g/mL$) < 에틸아세테이트 분획($20.63{\mu}g/mL$) < 아글리콘 분획($17.00{\mu}g/mL$) 순으로 증가하였다. 루미놀을 이용한 $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$계에서의 활성산소 소거 활성(총항산화능, $OSC_{50}$)은 아글리콘 분획의 $OSC_{50}$ 값이 $0.63{\mu}g/mL$로 추출물 중 가장 큰 항산화능이 나타났으며, 이는 L-ascorbic acid ($1.50{\mu}g/mL$)의 항산화 활성보다 컸다. $^1O_2$로 유도된 적혈구 세포 손상에 있어서 50% 에탄올 추출물 및 아글리콘 분획의 세포 보호 효과(${\tau}_{50}$)는 $10{\mu}g/mL$에서 각각 46.9 및 122.1 min을 나타냈다. 이는 지용성 항산화제로 알려진 (+)-${\alpha}$-tocopherol (37.7 min)보다도 훨씬 큰 세포 보호 활성을 보여주었다. $400mJ/cm^2$의 UVB를 HaCaT 세포에 조사하여 세포손상을 유도한 후 에틸아세테이트 분획 및 아글리콘 분획은 $0.20{\sim}1.56{\mu}g/mL$ 농도에서 농도 의존적으로 세포보호효과를 나타내었다. 이상의 결과들은 자외선에 노출된 피부에서 드럼스틱잎 추출물과 분획들이 ROS 소거를 통하여 세포를 보호함으로서 화장품에서 천연 항산화제로서 사용 가능함을 시사하였다.
본 연구에서는 자소엽의 50% 에탄올 추출물 및 에틸아세테이트 분획을 제조하여 항균 및 항산화 활성을 평가하고 성분 분석을 진행하였다. 피부 상재균에 대한 항균 활성을 측정한 결과, S. aureus 및 P. aeruginosa에 대해서 에틸아세테이트 분획의 최소저해농도(minimum inhibitory concentration, MIC) 값은 모두 $78{\mu}g/mL$로 나타나 항균 활성이 매우 우수함을 확인하였다. 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) 라디칼 소거 활성($FSC_{50}$)과 $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$계에서의 활성산소 소거 활성($OSC_{50}$) 측정 결과 50% 에탄올 추출물 보다 에틸아세테이트 분획에서 높은 활성을 보였고 각각 25.90, $1.40{\mu}g/mL$로 나타났다. HaCaT 세포에서 세포 내 ROS 억제 효능은 최고 농도인 $32{\mu}g/mL$에서 50% 에탄올 추출물과 에틸아세테이트 분획 각각 PC군 대비 28.6, 40.7%의 감소율을 보였고 UVB에 대한 세포보호효과는 에틸아세테이트 분획의 $2.0-16.0{\mu}g/mL$ 농도에서 농도 의존적으로 나타났다. 자소엽 추출물의 에틸아세테이트 분획을 이용한 성분 분석 결과 rosmarinic acid, luteolin, apigenin, caffeic acid 및 ethyl caffeate가 있음을 확인하였다. 이상의 결과들은 자소엽 추출물 및 분획이 항균 및 항산화 효과를 가짐을 보여주며 외부 환경으로부터 피부를 보호할 수 있는 천연 소재로써 화장품 분야에서 응용 가능성이 있음을 시사한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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