• 제목/요약/키워드: inflammatory injury

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주관절에서 이소성 골형성의 재발방지를 위한 예방적 방사선 치료 (Prophylactic Radiotherapy to Prevent the Recurrence of Heterotopic Ossification after Surgical Intervention of the Elbow)

  • 김학재;김진호;김규보;최자영;정문상;김일한
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제25권4호
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    • pp.206-212
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    • 2007
  • 목적: 주관절의 이소성 골형성은 수술이나 외상 후에 발생하는 흔한 합병증으로 알려져 있다. 본 연구는 주관절에서 발생하는 이소성 골형성의 재발 방지를 위해 예방적 방사선 치료를 시행한 환자들을 대상으로 후향적 분석을 시행하였다. 대상 및 방법: 주관절에 이소성 골형성으로 진단된 45명의 환자가 수술 후 방사선 치료를 시행 받았다. 이소성 골형성의 주된 원인은 골절과 외상이었고 수술 전 주된 증상은 가동관절범위의 제한이었다. 방사선 치료는 대부분의 환자에서 수술 후 2일 안에 시작하였고 1일 조사선량을 4 Gy씩 2회에 걸쳐 총 8 Gy를 조사하였다. 29명의 환자에서 $1{\sim}8$개월 동안 NSAID를 투약 받았다. 치료 후($60{\sim}145^{\circ}$) 측정한 가동관절범위에서 치료 전($0{\sim}135^{\circ}$)보다 통계적으로 유의한 향상을 보였고(p=0.028), MEPI를 이용한 기능지수 평가에서도 치료 전($15{\sim}90$)보다 치료 후($80{\sim}100$)에서 통계적으로 유의하게 증가하였다. 추적 관찰 시 방사선 사진의 판독이 가능했던 34명의 환자 중 2명에서 경미한 이소성 골형성의 재발이 있는 것으로 나타났다. 치료 후 합병증은 관찰되지 않았다. 결 론: 주관절의 이소성 골형성의 경우 수술 후 예방적 방사선 치료를 시행하는 것은 재발 방지를 위해 유용한 치료로 선택될 수 있고, 향후 더 많은 환자를 대상으로 연구가 진행되어야 할 것으로 생각된다.

Aspergillus Niger 감염에 의한 폐옥살산염 1예 (Pulmonary Oxalosis Caused by Aspergillus Niger Infection)

  • 조계중;주진영;박경화;최유덕;김규식;김유일;김수옥;임성철;김영철;박경옥;남종희;윤웅
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제55권5호
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    • pp.516-521
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    • 2003
  • Aspergillus 종 특히 Aspergillus niger는 폐조직에 칼슘 옥살산 결정(oxalate crystal)을 침착시키면서 페손상을 초래하는 것으로 보고되고 있다. 저자들은 Aspergillus niger에 의해 생성된 옥살산염(oxalaic acid)에 의해 환자의 폐손상이 야기되고 그 결과 대량객혈이 발생한 것으로 추정되는 증례를 경험하였기에 보고하는 바이다. 과거에 식도암파 폐결핵으로 치료받은 적이 있는 46세 남자 환자가 고열과 간헐적 객혈, 그리고 흉부 방사선상 공동을 갖는 폐의 이상 음영을 주소로 내원하였다. 입원 후 항생제와 항결핵 치료를 병합하였지만 고열이 지속되었다. 객담 검사상 Aspergillus niger가 반복적으로 배양되어 정맥내 amphotencin B를 주입을 시작하였고, 이후 환자는 간헐적인 객혈은 지속되었으나 열은 소실되었다. 경기관지폐생검으로 얻은 조직에서 균은 동정되지 않았으나, 수많은 칼슘 옥살산 결정과 주위로 급성 염증성 삼출물이 관찰되었다. 환자는 입원 63일째 약 800ml 가량의 대량 객혈이 발생하였고, 기관지 동맥 색전술을 시행하였으나 출혈이 지속되었고 결국 호흡부전으로 사망하였다.

손상된 불가사리 추출물 흡입이 포름알데히드 노출에 의한 항염증 작용에 미치는 효과 (Anti-inflammatory Effects of Inhalation of Injured Starfish Extracts on Formaldehyde Exposure)

  • 황경희;장수찬;박종석;와히드 파즈리;김유영
    • 생명과학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.501-509
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    • 2013
  • 포름알데히드는 주로 산업용으로 사용되는 독성이 강한 물질로서 생체에 노출 시 염증, 산화적 스트레스, 알레르기 반응, 나아가서 암을 유발하게 된다. 불가사리에서 추출되는 saponin은 sulphated sterol glycosides 등으로서 인삼 saponin (ginsenoside)들과 화학적 구조가 비슷하여 항균 및 세포독성을 비롯한 미생물을 괴사시키는 기능을 가지고 있음이 보고되었다. 또한 손상된 불가사리의 조직에는 염증성 사이토카인이 발현되는데 TGF-${\beta}$의 증가로 손상 받은 부위를 빠르게 치료, 재생하게 된다. 본 실험은 조직손상 후 8일 된 불가사리 추출물과 포름알데히드를 IMR-90에 처리했을 때와 포름알데히드에 노출시킨 ICR 마우스에 불가사리 추출물을 흡입시켰을 때 염증성 폐 손상의 방어 및 치료에 미치는 효과를 알아보았다. 포름알데히드에 노출된 IMR-90에 조직손상 후 8일이 경과한 불가사리 추출물을 처리한 결과, 세포의 유의한 증식을 보였으며 염증 조절에 영향을 주는 TNF-${\alpha}$, NF-${\kappa}B$의 발현억제 및 $I{\kappa}-B{\alpha}$의 합성을 촉진시켰다. 포름알데히드에 노출된 ICR 마우스에 조직손상 후 8일이 경과한 불가사리 추출물을 처리한 군에서 체중의 증가, 항산화 효소의 증가, 지질과산화 작용의 감소, surfactant protein A의 증가, TNF-${\alpha}$ 및 NF-${\kappa}B$의 발현억제, $I{\kappa}-B{\alpha}$ 발현의 증가와 조직재생에 우수한 효과를 보였다. 이러한 결과는 포름알데히드로 인한 세포 및 폐 손상을 불가사리 추출물의 항염증 작용을 통하여 억제하거나 완화시킴을 확인할 수 있다.

TNF-$\alpha$와 IL-1 자극에 의한 제대정맥내피세포에서의 IL-8 및 GRO/MGSA의 발현 (The Expression of IL-8 and GRO$\alpha$/MGSA in HUVEC Stimulated by the TNF-$\alpha$ and IL-1)

  • 송정섭;신문선;안중현;문화식;박성학
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제46권3호
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    • pp.338-349
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    • 1999
  • 연구배경: 호중구는 급성염증이 있을 때 존재하는 제일 많은 세포로서 폐의 염증이 있을 때에도 말초혈액에서부터 이동됨과 동시에 활성화된 호중구에서 분비하는 단백분해효소, 산화물 및 여러 가지 cytokine등에 의해 염증이 더욱 심해지고 호중구의 이동이 더욱 증가되는 것으로 알려져 있다. 호중구의 이동을 증가시키는 물질로 현재까지 LTB4, PAF, C5a, fMLP, TNF, IL-8 등이 밝혀져 있으며 특히 IL-8은 chemokine이라고 부르는 조그만 cytokine에 속하며 GRO/MGSA는 IL-8과 같은 C-X -C subgroup에 속하는 단백질로서 이 유전인자는 PF-4, IL-8등과 같은 chromosome 4q12-q21에 위치한다. IL-8이 호중구의 이동 및 활성화에 강력한 영향을 미치는 것은 잘 증명되어 있지만 같은 C-X-C subgroup에 속하며 최근에 발견된 GRO/MGSA의 기능 및 발현과정 등에 대해서는 잘 밝혀져 있지 않다. 내피세포는 TNF$\alpha$나 IL-1$\beta$ 등의 자극을 받으면 호중구의 유착을 돕는 접착분자 및 IL-8등의 생성이 증가되는등 염증반응에 능동적인 역할을 한다고 밝혀지고 있다. 저자들은 인체의 제대정맥에서 내피세포를 분리하여 TNF나 IL-1로 자극을 가하였을때 호중구의 이동을 증가시키는 IL-8이나 GRO/MGSA mRNA의 발현과 분비가 일어나는지 또한 호중구 화학주성에 미치는 각각의 기여도를 비교, 관찰하고자 하였다. 방 법: 제대정맥에서 내피세포를 분리, 배양하고 여기에 TNF-$\alpha$ IL-1$\beta$ 등을 0.2, 2, 20 ${\mu}g/ml$ 농도로 자극을 가하고 1, 4, 8, 24 시간이 경과하여 IL-8 및 GRO/MGSA mRNA의 발현을 RT-PCR로 관찰하고, 배양상층액내 IL-8 및 GRO/MGSA의 양을 ELISA로 측정하였으며 상층액의 호종구 화학주성 활성화도를 Neuro Probe 48 well chemotactic chamber를 이용하여 측정하였다. 결 과: 제대정맥 내피세포에 TNF-$\alpha$ 및 IL-1$\beta$로 자극하였을 때 내피세포에서의 IL-8 mRNA는 1 시간후부터, GRO/MGSA mRNA의 발현은 4 시간후부터 각각 관찰되었으며 TNF-$\alpha$ 및 IL-1$\beta$의 자극농도에 따른 뚜렸한 차이는 없었다. TNF-$\alpha$ 및 IL-1$\beta$로 자극한 내피세의 배양상층액에서 측정한 IL-8도 1시간후부터 현저히 증가되었고 GRO/MGSA의 양은 4시간후부터 현저히 증가되어 있었다. TNF-$\alpha$ 및 IL-1$\beta$로 자극한 내피세포의 배양상층액의 호중구 화학주성활성화도는 각각으로 1시간 자극 후에 현저히 증가되어 있었다. 결 론: 이상의 결과에서 제대정맥 내피세포를 TNF-$\alpha$ 및 IL-1$\beta$로 자극시 IL-8 및 GRO/MGSA mRNA 발현 및 단백이 분비되며, 특히 IL-8은 1시간 후에 GRO/MGSA는 4 시간후에 각각 증가되고 호중구화학주성활성화는 1시간후부터 최고치로 증가됨을 관찰하여, GRO/MGSA보다는 IL-8 이 호종구유주인자로서의 중요한 역할을 할것으로 생각된다.

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패혈증 동물 모델에서 Peroxiredoxin 및 Thioredoxin의 발현 변화 (Altered Expression of Peroxiredoxin and Thioredoxin in Septic Animal Model)

  • 김형중;채호준;안철민;김성규;이원영
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제47권4호
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    • pp.451-459
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    • 1999
  • 배 경 : 패혈증에서 과도한 활성산소종의 생성은 급성 폐손상의 병리 기전에 중요한 역할을 한다. Catalase 및 MnSOD 등의 항산화 단백은 패혈증 환자의 혈청내 증가하며 급성호흡곤란증후군의 발생 예측 인자 및 패혈증의 예후 인자로 알려져 있다. Peroxiredoxin(Prx) 는 최근 독특하고 중요한 세포내 항산화 단백으로 알려져 있다. 본 연구는 대식세포인 mouse monocyte-macrophages(RAW 264.7) 세포에 산화 스트레스 및 내독소 처리후 Prx I 및 Prx II의 발현 평가하고 패혈증 동물 모델에서 복강세척액 및 기관지폐포세척액내 Prx I, Prx II 및 Trx의 양을 측정하였다. 방 법 : Prx I, Prx II 및 Trx에 대한 특이 항체를 이용하여 immunoblot 분석으로 호중구, 대식세포 및 적혈구에 이들의 분포를 평가하였다. Mouse monocyte-macrophages 세포에 $5\;{\mu}M$ menadione 및 1 mg/ml lipopolysaccharide(LPS) 을 처치하여 Prx I 및 Prx II의 발현을 평가하였으며 6 mg/Kg LPS를 복강내 투여하여 유발한 복강내 패혈증 동물의 복강세척액내 Prx I, Prx II 및 Trx의 양을 측정하였으며 복강내 패혈증 동물 및 5 mg/Kg LPS를 정맥내 투여하여 유발한 정맥내 패혈증 동물에서 기관지폐포세척액내 Prx I, Prx II 및 Trx을 측정하였으며 폐장의 염증 정도와 비교하였다. 결 과 : Prx I 및 Prx II의 분포는 호중구, 폐포대식세포 및 적혈구에서 서로 다른 양상을 보였다. Mouse monocyte-macrophages 세포에 $5\;{\mu}M$ menadione 및 $1\;{\mu}g/ml$ lipopolysaccharide을 처치하였을 때 Prx I 발현은 증가하였으나 Prx II 발현은 변화하지 않았다. 복강내 패혈증 동물에서 복강세척액내 Prx I, Prx II 및 Trx의 양은 증가하였으나 복강내 패혈증 및 정맥내 패혈증 동물에서 기관지폐포세척액내 폐장 염증 정도와 관계없이 Prx I, Prx II 및 Trx의 양은 증가하지 않았다. 결 론 : 세포내 항산화 단백으로서 mouse monocyte-macrophages 세포에서 Prx I의 발현은 산화 스트레스 및 내독소 처치후 증가한다. Prx I, Prx II 및 Trx양은 패혈증 동물 모델에서 국소 염증 부위에서 증가하나 손상된 폐장에서는 증가하지 않는다.

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금은화(金銀花) 및 금은화전초(金銀花全草)가 Raw 264.7 cell에서 LPS로 유도된 NO의 생성, iNOS, COX-2 및 cytokine에 미치는 영향 (Inhibition of Lipopolysaccharide-Inducible Nitric Oxide Synthase, $TNF-{\alpha}$, $IL-1{\beta}$ and COX-2 Expression by Flower and Whole Plant of Lonicera japonica)

  • 이동언;이재령;김영우;권영규;변성희;신상우;서성일;권택규;변준석;김상찬
    • 동의생리병리학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.481-489
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    • 2005
  • Lonicerae Flos has antibacterial effects against Staphylococcus aureus, streptococci, pneumococci, Bacillus dysenterii, Salmonella typhi, and paratyphoid. It is an antiviral agent. The herb has a cytoprotective effect against $CCl_{4}-induced$ hepatic injury. It has antilipemic action, interfering with lipid absorption from the gut. Nowadays this herb is used mainly in the treatment of upper respiratory infections, such as tonsillitis and acute laryngitis. It is also used in the treatment of skin suppurations, such as carbuncles, and to treat viral conjunctivitis, influenza, pneumonia, and mastitis. Lonicerae Flos is dried flower buds of Lonicera japonica, L. hypoglauca, L. confusa, or L. dasystyla. But, for the most part, we use whole plant of Lonicera japonica, as a flower bud of it. And, little is known of the original copy of effects of whole plant, except for the 'Bon-Cho-Gang-Mok', which is written the effects of flower of Lonicera japonica are equal to effects of leaves and branch of it. The present study was conducted to evaluate the effect of flower and whole plant of Lonicera japonica on the regulatory mechanism of cytokines, inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase (COX-2) for the immunological activities in Raw 264.7 cells. In Raw 264.7 cells stimulated with lipopolysaccharide (LPS) to mimic inflammation, flower and whole plant of Lonicera japonica water extracts inhibited nitric oxide production in a dose-dependent manner and abrogated iNOS and COX-2. Flower and whole plant of Lonicera japonica water extract did not affect on cell viability. To investigate the mechanism by which flower and whole plant of Lonicera japonica water extract inhibits iNOS and COX-2 gene expression, we examined the on phosphorylation of inhibitor ${\kappa}B{\alpha}$ and assessed production of $TNF-{\alpha}$, $interleukin-1{\beta}$ $(IL-1{\beta})$ and interleukin-6 (IL-6). Results provided evidence that flower and whole plant of Lonicera japonica inhibited the production of $IL-1{\beta}$, IL-6 and activated the phosphorylation of inhibitor ${\kappa}B{\alpha}$ in Raw 264.7 cells activated with LPS. These findings suggest that flower and whole plant of Lonicera japonica can produce anti-inflammatory effect, which may play a role in adjunctive therapy in Gram-negative bacterial infections, respectively.

산화스트레스에 의해 유도된 C2C12 근세포 손상과, 신경절제에 의해 근감소가 유도된 C57BL/6 마우스에서 열처리 사균체 엔테로코커스 패칼리스 EF-2001의 효과 (Effect of Heat-Killed Enterococcus faecalis, EF-2001 on C2C12 Myoblast Damage Induced by Oxidative Stress and Muscle Volume Decreased by Sciatic Denervation in C57BL/6 Mice)

  • 장상진;이명헌;김완중;채유리;이와사 마사히로;한권일;김완재;김택중
    • 생명과학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.215-222
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    • 2019
  • 노화, 상해, 유전병 및 산화 스트레스와 같은 다양한 원인으로 인해 근육 위축을 유발한다. 그 동안의 연구에 의하면 열처리 사균체 엔테로코커스 패칼리스(EF-2001)는 항알레르기, 항염증 및 항종양 효과를 보였다. 그러나 항산화 및 항근위축에 대한 효과는 잘 알려져 있지 않고 있다. 본 연구에서는 EF-2001이 근육 위축에 미치는 영향을 연구 하였다. 산화 스트레스에 의한 EF-2001의 세포손상 보호 효과를 확인하기 위해 C2C12 근섬유 아세포는 H2O2로 처리되어, 산화 스트레스를 유도하여 세포 손상을 유발하였다. 그러나 EF-2001 처리로 인해 근세포 손상이 감소됨을 확인 하였다. 우리는 산화스트레스에 의한 EF-2001의 근세포손상의 감소 효과에 대한 메커니즘을 확인하였다. EF-2001는 산화스트레스로 유도된 근세포내의 HSP70 및 SOD1 단백질의 발현을 감소시켰다. 또한, 근세포내에 Atrogin-1/MAFbx 및 MuRF1의 mRNA 수준은 산화 스트레스 조건 하에서 증가하였으나, EF-2001에 의해 감소하였다. 더나아가 근감소를 유도한 좌골신경 절제 모델동물을 통한 근육량을 확인하기 위해 마이크로 CT를 활용해 2차원과 3차원으로 분석하였다. 근육량은 좌골 신경 절제 후에 감소하였고, EF-2001의 경구 투여에 의해 근육량이 회복되었다. 본 결과는 열처리 사균체 엔테로코커스 패칼리스인 EF-2001이 노인들에게 자주 발생하는 근감소증의 예방 및 개선할 수 있는 기능성 식품으로 다양한 분야에서 유용하게 활용 될 수 있음을 시사한다.

Proinflammatory Cytokines과 TGF-beta가 섬유모세포의 증식에 미치는 영향 (The Effects of Proinflammatory Cytokines and TGF-beta, on The Fibroblast Proliferation)

  • 김철;박춘식;김미호;장헌수;정일엽;기신영;어수택;문승혁;김용훈;이희발
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제45권4호
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    • pp.861-869
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    • 1998
  • 연구배경: 조식의 손상에의한 염증반응후 회복과정에서 정상조직으로 환원되지 않고 일부는 결체조직으로 대체되어 섬유화가 일어난다. 이 비정상적 섬유화에 의해 섬유화증이 일어나 조직의 원래 기능을 상설하기도 한다. 이때 염증에 관계되는 세포로부터 분비된 여러종류의 cytokine들이 섬유모세포의 증식과 교원질 합성을 조절한다. 이에 관계된 cytokine들의 상호 관련성과 섬유모세포증식에의 영향을 알아내어 조절함으로써 섬유화증을 예방하고 치료하는데 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 proinflammatory cytokine인 TNF-$\alpha$, IL-1$\beta$, IL-6와 섬유모세포의 증식에 큰 영향을 미치는 TGF-$\beta$의 상호 관련성을 알아보고자 하였다. 방 법: 섬유모세포는 사람 태아의 섬유모세포주인 MRC-5를 사용하였으며, 0, 0.5, 1, 5, 10, 20%의 우태아 혈청을 첨가하여 1, 2, 3, 4, 5일째의 MRC-5 증식을 측정하여, 최소한으로 MRC-5의 증식을 억제하면서 생존을 유지시킬 수 있는 배양액중 혈청농도를 먼저 확정한 후, TGF-$\beta$, TNF-$\alpha$, IL-1$\beta$, IL-6를 각각 RPMI 배지에 첨가하여 $37^{\circ}C$, 5% $CO_2$ 보온기에서 96 시간동안 배양하여 0.5 % naphthol blue black으로 염색한 뒤, 50mM의 NaOH로 naphthol blue black을 유리시켜 630nm에서의 분광흡수를 잼으로써 MRC-5의 수를 측정하였다. 또한 TGF-$\beta$와 다른 cytokine의 관련성을 알아보기위해 TGF-$\beta$와 함께 IL-1$\beta$, IL-6, TNF-$\alpha$를 각각 배지에 첨가하여 96 시간 배양 후, 위와 동일한 방법으로 MRC-5의 수를 측정하였으며, TNF-$\alpha$와 IL-1$\beta$, IL-6의 상호 관련성을 알아보기 위해 TNF-$\alpha$와 함께 IL-1$\beta$, IL-6를 각각 배지에 첨가하여 96 시간 배양한 뒤 위와 동일한 방법으로 MRC-5의 수를 측정하였고, 마지막으로 TGF-$\beta$와 TNF-$\alpha$의 섬유모세포 증식에 미치는 상호 관련성을 알아보기 위하여 TGF-$\beta$와 TNF-$\alpha$를 함께 배지에 첨가하여 96 시간 배양 후, MRC-5의 수를 역시 통일한 방법으로 측정하였다. 결 과: 1. 최소한으로 MRC-5의 증식을 억제하면서 생존을 유지할 수 있는 배양액중 혈청 농도를 측정한 결과, 0.5% 혈청 농도에서 MRC-5의 증식이 50% 증가된 상태로 배양 6일째 까지 유지되었다. 따라서 이후의 실험에서 사용된 배양액에는 0.5%의 우태아혈청을 포함시켰다. 2. 각 cytokine이 MRC-5 증식에 미치는 영향 0.5%의 우태아혈청만이 있는 상태에서의 MRC-5 증식 정도를 100%로 기준하였을 때, IL-1$\beta$는 50 ng/ml의 농도에서만 45%의 증식 촉진효과를 보였고, IL-6는 영향이 없었으며, TGF-$\beta$와 TNF-$\alpha$는 농도에 의존성을 보이며 MRC-5의 증식을 최고 160% 까지 증가시켰다. 3. TGF-$\beta$에 의한 MRC-5 증식능증가에 IL-1$\beta$, IL-6, TNF-$\alpha$가 미치는 영향 50 ng/ml의 TGF-$\beta$ 단독 자극에 비하여, IL-1$\beta$ 혼합배양시 농도에 의존성으로 보이며 최고 64% 까지, TNF-$\alpha$ 혼합배양시 농도에 의존성을 보이며 최고 159% 까지 MRC-5의 증식을 증가시켰다. IL-6는 약한 억제효과를 보였으나 TGF-$\beta$에 의한 MRC-5 증식능 증가에 영향을 미치지 못하였다. 4. TNF-$\alpha$에 의한 MRC-5 증식능 증가에 IL-1$\beta$, IL-6가 미치는영향 50 ng/ml의 TNF-$\alpha$ 단독자극에 비하여, IL-1$\beta$을 혼합 배양하였을때 농도에 의존성을 보이며 최고 50%까지 MRC-5의 증식을 억제하였고, IL-6는 영향을 미치지 못하였다. 5. TNF-$\alpha$와 TGF-$\beta$의 MRC-5 증식능 증가에서의 상호관련성 50 ng/ml의 TGF-$\beta$와 TNF-$\alpha$는 MRC-5의 증식을 각각 89%, 135% 증가시켰으며, TGF-$\beta$와 TNF-$\alpha$ 공존시에는 MRC-5의 증식을 222% 증가시켰다. 결 론: TNF-$\alpha$ TGF-$\beta$, IL-1$\beta$의 순서로 MRC-5에 대한 증식 자극효과가 있으며 IL-6는 증식을 억제하는 효과가 있었다. TGF-$\beta$의 MRC-5에 대한 증식 자극효과는 IL-1과 TNF-$\alpha$에 의해 첨가효과를 관찰할 수 있었고, TNF-$\alpha$의 MRC-5 증식 자극효과는 IL-1$\beta$에 의하여 억제되었다.

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보스웰리아 추출물의 골관절염 억제 효과 연구 (Effect of Boswellia serrata Extracts on Degenerative Osteoarthritis in vitro and in vivo Models)

  • 남다은;김옥경;심태진;김지훈;이정민
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제43권5호
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    • pp.631-640
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    • 2014
  • 본 실험에서는 primary culture된 연골세포 in vitro 실험모델과 MIA로 유발한 골관절염 in vivo 실험모델을 이용하여 보스웰리아 추출물의 골관절염 예방 효과를 확인하였다. 먼저 MTT 시험법을 통해 세포 사용 적정농도를 $20{\mu}g/mL$ 이하로 결정하여 연골세포 사멸 억제를 확인하고, 이를 근간으로 골관절염 동물실험 모델에서 골관절염 예방 효과를 확인하였다. $H_2O_2$ 처리에 따른 산화적 독성으로 연골세포 사멸을 유도한 실험에서 보스웰리아 추출물은 유의적으로 세포사멸을 억제하였으며 이러한 효과는 $5{\sim}20{\mu}g/mL$ 사이농도에서 비교적 높게 나타났다. 세포실험에서는 골관절염 발병에 따라 관절연골에 영향을 미치는 염증인자에 대한 기전연구를 진행하였으며, 연골세포에 LPS를 처리하여 염증을 유도한 후 보스웰리아 추출물의 효과를 확인한 실험 결과 면역과 염증반응을 조절하는 nuclear transcription factor ${\kappa}B(NF{\kappa}B)$, 염증관련 cytokine IL-6, TNF-${\alpha}$의 발현이 모두 보스웰리아 추출물 처리 시 유의적으로 감소하는 것으로 나타났으며 특히 $20{\mu}g/mL$ 농도에서 가장 효과가 뚜렷하고 일관되게 확인되었다. 또한 이들 cytokine에 의해 생성되는 COX-2 발현과 COX-2에 자극 받아 생성이 촉진되는 PGE2 생성을 확인한 결과 역시 $20{\mu}g/mL$ 농도에서 가장 효과적으로 생성이 억제되어 염증을 조절하는 것으로 나타났다. 특히 보스웰리아의 기능성분으로 알려진 보스웰릭산(boswellic acids)에 의해 억제되는 5-LO의 경우, 염증반응 유발의 핵심인자를 생성하는 효소로 알려져 있으며 이를 직접적으로 저해하는 것으로 알려진 보스웰리아의 효능을 확인 하고자 실험을 진행하였다. 실험 결과 염증을 유도한 연골세포에서 보스웰리아 추출물의 처리에 따라 5-LO 활성이 감소하였으며, 이는 곧 보스웰리아 추출물이 염증을 유발 핵심효소인 5-LO 활성을 효과적으로 억제함으로써 연골세포 보호 효과를 나타낸 것이다. 세포실험에서의 기전 결과를 바탕으로 골관절염을 유발한 동물모델에서의 보스웰리아 추출물의 섭취에 따른 효과가 나타날 것으로 기대되어 관절염 유발 동물모델에서 보스웰리아 추출물의 효능검증 실험을 진행하였으며, 세포실험 결과 및 기존의 연구내용을 참고하여 동물에서 보스웰리아의 섭취 농도를 50 mg/kg, 100 mg/kg 및 200 mg/kg으로 결정하고 AIN-93G diet에 보스웰리아 추출물 분말을 섞어 보스웰리아 diet를 제작하여 실험기간 동안 제공하였다. 골관절염 유발 동물모델을 만들기 위해 SD rat의 관절강에 MIA를 injection 하였으며, 보스웰리아 추출물 섭취에 따른 관절염 예방 효과를 관찰하기 위해 관절염 유발 2주일 전부터 제작된 식이를 제공하고 유발 후 3주간 지속적으로 식이 제공 및 관찰하였다. 연골의 주요 구성 성분인 collagen 및 aggrecan은 골관절염 발병 시 여러 인자에 의해 분해되는 것으로 알려져 있으며, 골관절염 유발동물모델에서 collagen type I, collagen type II 및 aggrecan 유전자 발현을 실시간 정량 PCR로 측정하여 변화를 살펴보았다. 그 결과 골관절염 유발 sham군에 비해 보스웰리아 추출물 섭취군에서 유의적으로 collagen type I, collagen type II 및 aggrecan 발현이 증가하였으며, 특히 BW200군에서 CLX 약물대조군과 비슷한 수준으로 발현이 증가하여 관절연골의 보호 효과가 가장 좋은 것으로 확인되었다. 교원질 합성을 억제하고 분해를 촉진시키는 MMPs(MMP-3, MMP-9, MMP-13)의 발현을 실시간 정량 PCR로 측정하여 발현 변화를 살펴보았다. 그 결과 앞선 다른 실험 결과와 마찬가지로 보스웰리아 섭취군에서 MMPs 유전자 발현이 유의적으로 낮아졌음을 살펴볼 수 있었다. 특히 BW200군에서 MMPs 발현이 유의적으로 감소하였으며, 관절염에 효과적으로 사용되는 약물인 CLX 투여 양성대조군과 비슷한 수치를 나타내었다. 이상의 결과를 통하여 보스웰리아 추출물은 골관절염에서 관절연골의 보호 효과가 있으며, 이는 골관절염 발생 시 나타나는 염증발현의 기전적인 측면뿐만 아니라 골관절염 유발 동물에서 섭취 효능까지 모두 일관되게 나타나 골관절염에서의 기능성 소재로써 개발가능성이 충분할 것으로 생각된다. 또한 추후 실험을 통해 골관절염이 유발된 동물에서 보스웰리아 추출물 섭취 시 관절연골의 형태학적인 변화 및 골상태의 분석과 더불어 관절염 유발 동물의 관절연골 및 혈액학적 분석을 진행하여 동물에서 기전적 측면을 보완하고 보스웰리아 추출물 효능에 대한 추가적인 검증을 하고자 한다.