Collagnase는 천연 collagen의 triple-stranded helix를 분해할 수 있는 protease로서 조직의 수복과 재생 과정에서 collagen의 재형성과 세포의 이동에 아주 중요한 역할을 하고, 숙주 감염시에는 collagen 기질을 빠르게 분해함으로써 감염을 돕는다. 본 연구에서는 일반가정에서 식용하는 김치로부터 collagenase를 생산하는 균주를 분리하여 Bacillus subtilis로 동정하였으며 이를 Bacillus subtilis JS-17이라 명명하였다. Bacillus subtilis JS-17이 생산하는 collagenase의 최적 생산 조건은 $1.5\%$ fructose, $1\%$ yeast extract, $0.5\%\;K_2HPO_4,\;0.4\%\;KH_2PO_4,\;0.01\%\;MgSO_4{\cdot}4H_2O,\;0.1\%\;citrate,\;0.1\%\;CaCl_2(pH\;7.0)$의 배지에서 $30^{\circ}C$, 200 rpm으로 72시간 동안 배양하는 것이다. 최적 조건에서 Bacillus subtilis JS-17이 생산하는 collagenase를 Amberlite IRA-900 column chromatography, Sephacryl S-300 HR column chromatography, DEAE-Sephadex A-30 column chromatography를 거쳐 분리 정제하고, 얻어진 정제 효소의 특성에 대하여 검토하였다. 정제된 collagenase의 비활성은 growth medium에서 192.1 units/mg였고, $1.1\%$의 수율로 얻어졌으며 분자량은 28 kDa이었다. 정제된 collagenase는 $55^{\circ}C$까지는 $100\%$의 활성을 유지하였고 $65^{\circ}C$에서도 $60\%$ 정도의 활성을 유지하였다. 또한 pH $6.0\~9.8$에서 $60\%$ 이상의 활성을 유지하였다. 정제된 collagenase는 metalloprotease inhibitor인 EDTA와 O-phenanthroline에 의해 효소 활성이 감소하였을 뿐만 아니라 Ammoninum persulfate, L-cysteine, N-ethylmaleimide, SDS, $NaN_3$, NaF, $KMnO_4$, PMSF에 대해서도 활성이 감소하였다. 정제된 collagenase를 여러 가지 기질에 대해 효소 활성을 비교한 결과 collagen (type I)에 대해 기질 특이성을 가지고 있었다.
A serine proteinase of molecular weight 60 kd was purified from culture supernatant of P. aeruginosa using DEAE-Trisacryl M ion-exchange and AcA 54 gel filtration column chromatography, and the properties of serine proteinase were characterized. By means of SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, the molecular weight of the enzyme was 55 kd. The optimal pH for the activity of purified enzyme was 7.5. The activity of the purified enzyme was completely inhibited by Di-isopropylfluorophosphate(DFP) and N-.alpha.-p-tosyl-L-lysine choloromethyl detone(TLCK) but not by other proteinase inhibitors such as E-64, pepstatin A, 1, 10-phenanthroline. The purified enzyme was capable of degrading type I and type IV collagen. Antisera obtained from hymans infected with Pseudomonas aeruginosa reacted to the purified serine proteinase in immunoblots. These results indicate that the purified enzyme is trypsin-like serine proteinase and this enzyme of P. aeruginosa may play an important role in tissue damage as a spreading factor and may be useful for serodiagnosis of Pseudomonas infections.
새로운 주름개선제 성분을 찾기 위해서 본 연구에서는 사람 피부 섬유아세포의 세포독성, 콜라겐 생합성, matrix metalloproteinase-I (MMP-1) 및 elastase 저해활성에 대한 Lactobacillus plantarum으로 발효된 오미자 발효액의 주름개선 효과를 평가하였다. 먼저, 오미자 추출물은 L. rhamnosus으로 $37^{\circ}C$에서 1일 동안 발효하였다. 발효물의 세포독성은 cytopathic effect reduction 방법에 의해 평가하였다. 콜라겐 생합성에 대한 발효물의 영향은 procollagen type-IC peptide EIA kit에 의해 평가하였으며, matrix metalloproteinase-I(MMP-1)에 대한 발효물의 영향은 Matrix Metalloproteinase-1 Biotrack activity Assay Kit에 의해 평가하였다. Elastase inhibition assay는 기질로써 N-Suc-$(Ala)_3$-nitroanilide을 사용하여 기질 반응에 의해 평가하였다. 결과로써 오미자 발효물은 사람 피부 섬유아 세포에 대해 $100{\mu}g/mL$의 농도에서 세포독성을 나타내지 않았다. 또한 오미자 발효물은 콜라겐 생합성을 촉진시켰으며, MMP-1의 저해 효과를 나타내었다(p < 0.05). Elastase inhibition assay에서 오미자 발효물의 $IC_{50}$은 $36.4{\mu}g/mL$이었다. 그러므로 본 연구에서 오미자 발효물은 주름개선 효과를 보유하고 있으며, 이것은 피부의 주름개선을 위해 사용가능하리라 사료된다.
지속적인 자외선 노출은 사람의 피부에 주름 형성을 유발한다. 본 연구에서 생강나무 추출물이 광노화에 의한 피부 주름 형성의 개선에 미치는 효능을 검증해 보고자 하였다. 우선 사람 섬유아세포를 이용하여 생강나무 추출물의 세포증식과 타입 I 콜라겐의 생합성 활성을 측정하였다. 그 결과 생강나무 추출물에 의한 세포증식과 타입 I 콜라겐의 생합성능은 대조군과 비교하여 각각 33.8 %와 91.8 % 증식함을 보였다. 동물실험에서는 SKH-1 무모쥐에 일주일에 3번 UV를 조사하면서 5 % 생강나무 추출액을 국부적으로 도포하였다. 10주 후에는 각각의 무모쥐의 피부 모사판을 제작하여 관찰하였다. 광노화에 의한 주름형성에 미치는 영향을 알아보고자 UVB를 무모쥐의 피부조직에 조사한 후 생강나무 추출액을 도포하여 피부 상태를 관찰하였다. 모사판을 접사카메라를 이용하여 관찰한 결과 5 % 생강나무 추출액의 도포는 생강나무가 포함되지 않은 도포액을 도포한 대조군에 비해 UV에 의해 생성되는 주름 형성 억제에 영향을 주는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 생강나무 추출액의 도포는 광노화에 의한 피부주름 생성을 억제하고 피부를 보호하는 효과가 있을 것으로 판단된다.
One of therapeutics in liver disease (morbus wilson) is D-penicillamin (D-pen: D-3-mercapto-valin). Especially the cross-linking of collagen molecules could be inhibited by D-pe n in extracellular space. In this study we investigated the antifibrotic effects of D-pen in rats that were induced the liver fibrosis by bile duct ligation and scission (BDL/S). Rats were treated for 4 weeks with D-pen after BDL/S operation or sham operation. The balance between fibrogenesis-marker (PNIIIP) and the fibrolysis-maker (PNIVP) were observed in sera by RIA (radioimmunoassay), and the parameter of collagen deposition in liver tissue (hydroxyproline: HYP) was measured by colorimetry. The weight of liver in BDL/S operated group was increased significantly in compared with sham operation group (15.2g${\pm}$1.1, vs 11.9g${\pm}$3.9: p<0.005, p<0.05). The rats group treated by D-pen showed the lower level of PNIIIP (6.7ng/ml${\pm}$1.5, vs 9.5ng/ml${\pm}$2.8) and the higher value of PIVCP (14.0ng/ml${\pm}$1.9, vs 7.9ng/ml${\pm}$1.5) in sera that compared to untreated rats. The content of HYP was decreased by 141% in BDL/S with D-pen treated group than that of it in BDL/S group. No correlation was revealed between collagen parameters in sera and HYP in liver tissue of BDL/S operated and D-pen treated rats. The group treated with D-pen showed the lower value of clinical biochemistry parameters (GOT: glutamate oxalacetate transaminase, Total-Bilirubin) in compared with only BDL/S operated rats, but the value of GPT (glutamate pyruvate transaminase) and Alkaline phosphatase in two BDL/S groups was nearly same. In the histological finding, we observed mild bile duct proliferation, weak inflammation and fibrosis in BDL/S with D-pen treated group, but BDL/S operated group showed the formation of septum (island of hepatocytes), massive bile duct proliferation. This result represents that the BDL/S operation induces liver fibrosis (cirrhosis) in 4 weeks, and D-pen inhibits the synthesis of collagen weakly and stimulates the degradation of collagen in the extracellular space. We conclude that the monitoring of PNIIIP, PIVCP in sera is useful parameter for screening of antifibrotic effect, and D-pen delay the liver fibrosis.
Lee, Je Hyeong;Shehzad, Omer;Ko, Sung Kwon;Kim, Yeong Shik;Kim, Hyun Pyo
Journal of Ginseng Research
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제39권1호
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pp.54-60
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2015
Background: The present study was designed to prepare and find the optimum active preparation or fraction from Korea Red Ginseng inhibiting matrix metalloproteinase-13 (MMP-13) expression, because MMP-13 is a pivotal enzyme to degrade the collagen matrix of the joint cartilage. Methods: From total red ginseng ethanol extract, n-BuOH fraction (total ginsenoside-enriched fraction), ginsenoside diol-type-enriched fraction (GDF), and ginsenoside triol-type-enriched fraction (GTF) were prepared, and ginsenoside diol type-/F4-enriched fraction (GDF/F4) was obtained from Panax ginseng leaf extract. Results: The n-BuOH fraction, GDF, and GDF/F4 clearly inhibited MMP-13 expression compared to interleukin-$1{\beta}$-treated SW1353 cells (human chondrosarcoma), whereas the total extract and ginsenoside diol-type-enriched fraction did not. In particular, GDF/F4, the most effective inhibitor, blocked the activation of p38 mitogen-activated protein kinase (p38 MAPK), c-Jun-activated protein kinase (JNK), and signal transducer and activator of transcription-1/2 (STAT-1/2) among the signal transcription pathways involved. Further, GDF/F4 also inhibited the glycosaminoglycan release from interleukin-$1{\alpha}$-treated rabbit cartilage culture (30.6% inhibition at $30{\mu}g/mL$). Conclusion: Some preparations from Korean Red Ginseng and ginseng leaves, particularly GDF/F4, may possess the protective activity against cartilage degradation in joint disorders, and may have potential as new therapeutic agents.
본 연구는 가시오가피 추출물의 UVB 조사에 따른 광노화에서의 피부 주름 형성 억제에 미치는 영향을 검토하기 위하여 진행하였다. 그 결과 가시오가피 추출물은 항산화 활성 및 콜라게네이즈 효소 억제에서 ascorbic acid보다 우수한 효능을 가지며, CCD-986SK 사람섬유아세포에서 콜라겐 생성을 유의적으로 증가시키는 것으로 나타났다. 또한 가시오가피 추출물의 실제적인 주름 형성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 UVB가 조사된 무모 생쥐에서 경구투여를 실시한 결과, 피부조직에서 주름의 형성 및 자외선에 의한 콜라겐 조직의 파괴 반응을 억제하고 콜라겐 생성을 촉진시켜 자외선에 의한 피부주름을 예방하거나 완화할 수 있는 효과가 있음을 증명하였다.
본 연구에서는 식물에서 추출된 천연 클로로필 a를 이용하여 UVB에 의해 유도되는 산화적 손상 및 MMPs의 변화를 평가하고, 콜라겐의 합성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 본 연구의 결과를 종합해 보면, 클로로필 a는 UVB에 의해 유도되는 ROS의 발생을 저해함으로써 그로부터 발생할 수 있는 일련의 물리화학적 혹은 생물학적 신호 전달을 방지하는 효능을 가지며, 지질 과산화 역시 억제하는 효과를 지닌다. 또한 피부의 콜라겐, 탄력 섬유 등 기질 단백질을 분해하는 효소인 MMPs의 발현 또는 활성을 억제하고 콜라겐의 합성을 촉진하는 효과를 보여 피부 광노화에 대한 예방제로서 클로로필의 임상 적용의 가능성을 확인 할 수 있었다. 현재까지 보고된 피부에 대한 클로로필의 효능은 DMBA 또는 TPA 등의 화학 물질로 유발된 피부암을 예방하거나 억제하는 효능에 대한 연구가 대부분이었으며, 본 연구와 같이 UVB에 의해 유발되는 세포 반응에 대한 클로로필 a의 효능연구는 체계적으로 이루어진 바가 없다. 따라서 본 연구는 클로로필의 피부암 예방 및 치료뿐 아니라 피부 노화의 예방 관점에서 클로로필의 효능을 검토하고 확인했다는 것에서 의미가 있다. 그러나 본 연구 결과만으로는 클로로필의 농도 의존적 효능에 대한 명확한 판단을 하기에 부족한 부분이 있어 클로로필 효능의 농도 의존성에 대한 검토가 필요할 것으로 보여진다. 클로로필의 농도에 따른 효능 및 세포 독성의 상관성을 파악하고 동물, 인체효능 용량에 대한 연구를 통해 가장 바람직한 효능을 나타내는 클로로필의 농도를 산정하기 위한 검토가 이루어져야 할 것이다. 또한 피부 노화 예방을 위한 유용한 소재로서 클로로필의 임상적 활용 가능성을 판단하기 위해서는 동물, 인체 시험을 통한 클로로필의 효능 검증이 체계적으로 진행되어야 할 것으로 보여진다.
Objectives The object of this study was to investigate the antioxidative and antiinflammatory effects of Jinmu-tang extract (JMT) on the Monosodium iodoacetate (MIA)-induced rat osteoarthritis. Methods To investigate the antioxidant capacities of JMT, we measured the total polyphenol and flavonoid, and 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) and 2,2'-Azino-bis(3-ethyl-benzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) radical scavenging activity. To evaluate the antioxidative and antiinflammatory effects of JMT, the rats were divided into 5 groups (n=8). Normal group was not induced by MIA and treated at all (N), control group was induced by MIA and not treated at all (Con), positive control group was induced by MIA and orally administered indomethacin 5 mg/kg (Indo) and experimental groups were induced by MIA and orally administered JMT 100 mg/kg (JMT100) and JMT 200 mg/kg (JMT200) for 4 weeks. The changes of anti-type II collagen antibody in serum, heme oxygenase-1 (HO-1), phosphorylated inhibitor of ${\kappa}B{\alpha}$ ($p-I{\kappa}B{\alpha}$), cyclooxygenase-2 (COX-2), inducible nitric oxide synthase (iNOS) and tumor necrosis factor alpha ($TNF-{\alpha}$) in knee joint tissue and histopathological observation (Hematoxylin & Eosin and Safranin-O stain) were measured. Results Total polyphenol and flavonoid levels of JMT were $26.90{\pm}0.33mg/g$ and $6.02{\pm}0.34mg/g$. $IC_{50}$ of L-ascorbic acid and JMT of DPPH radical scavenging activity were $1.35{\pm}0.07{\mu}g/ml$ and $52.95{\pm}0.97{\mu}g/ml$. $IC_{50}$ of L-ascorbic acid and JMT of ABTS radical scavenging activity were $3.18{\pm}0.02{\mu}g/ml$ and $91.49{\pm}1.74{\mu}g/ml$. In serum, the anti-type II collagen antibody levels of JMT100 and JMT200 groups were decreased significantly. In knee joint tissue, the HO-1 level of JMT200 was increased significantly. The $p-I{\kappa}B{\alpha}$ and $TNF-{\alpha}$ levels of JMT200 were decreased significantly. The COX-2 and iNOS levels of JMT groups were decreased significantly. In histopathological observation, in comparison with Con, synovial tissue, cartilage and proteoglycan of JMT100 and JMT200 were well preserved. Conclusions According to the results, It is considered that JMT has antioxidant and antiinflammatory effects for MIA-induced rat osteoarthritis, so it could be applied to osteoarthritis treatment.
연구배경 : 기관지천식에서 기도 재구성과 관련되는 병리학적 소견은 다양하다. 본 연구의 목적은 기관지천식 환자의 기도내 혈관분포정도 및 다른 기도 재구성 소견과의 관련성을 일아보는데 있다. 방 법 : 기관지천식환자(n=34)와 대조군(n=6)을 대상으로 기관지점막조직생검을 시행하였다. HE 염색으로 기저막 및 기저막하부의 두께를, type IV collagen 면역염색을 하여 혈관분포정도(점막하 단위면적당 혈관의 수와 혈관면적)를 image analyzer를 이용 하여 측정하였다. 결 과 : 1) 기관지천식환자에서 대조군에 비해 기저막 두께 ($6.92{\pm}2.01{\mu}m$ vs $9.67{\pm}2.84{\mu}m$, p<0.05) 및 기저막하부의 두께 ($44.49{\pm}31.92{\mu}m$ vs $121.22{\pm}72.79{\mu}m$, p<0.05) 가 유의하게 높았다. 2) 기관지천식환자에서 대조군에 비해 점막하 단위면적당 혈관면적은 유의하게 높았으며 ($4.51{\pm}2.13%$ vs $10.32{\pm}6.08%$, p<0.05) 점막하 단위면적당 혈관수는 높은 경향을 보였으나 통계적인 유의성은 없었다. 3) 기관지천식환자에서 점막하 단위면적당 혈관면적 및 혈관수는 기저막 두께, 기저막하부의 두께, 기관지천식의 중증도, $FEV_1$, $PC_{20}$ 등과 유의한 상관관계가 없었다. 결 론 : 본 연구결과 혈관분포정도가 기관지천식환자의 기도 재구성에 중요한 요소임을 확인할 수 있었으나 다른 기도 재구성의 요소들과는 직접적인 관련성은 없었다. 따라서 각각의 기도 재구성의 요소들은 서로 다른 임상적인 의의를 가칠 것으로 사료되며 이러한 요소들에 대한 추후 연구가 필요할 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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