Scopolamine으로 유발한 치매유도 쥐에 대한 저염 오징어(Todorodes pacificus) 젓갈의 인지 및 기억손상의 개선효과

허진선 ( Jin Sun Heo ),김종복 ( Jong Bok Kim ),조순영 ( Soon Young Cho ),손기호 ( Kic Ho Sohn ),최종원 ( Jong Won Choi ) 한국수산과학회 2014 한국수산과학회지 Vol.47 No.3

We investigated the effect low salt (2 or 4% salt) concentrations jeotgal made from Todarodes pacificus on the learn-ing and memory impairments in scopolamine-induced (2 mg/kg, i.p.) dementia rats. Rats treated with oral BF-7 (200 mg/kg, p.o.) as a positive control and Todarodes pacificus jeotgal had significantly reduced scopolamine-induced memory deficits in the passive avoidance test. The Morris water maze test or treatment with 2% salt jeotgal made from Todarodes pacificus significantly ameliorated the scopolamine-induced memory deficits in the formation of long- and short-term memory. The acetylcholine content and acetylcholine esterase acitivity paralleled the results of the behavior experiment. There were no significant differences in the brain acetylcholine contents of the experiment-tal groups, while the brain acetylcholine content of the group treated with 2%salt Todarodes pacificus jeotgal was higher than that of the control group. The inhibitory effect of 2% salt jeotgal made from Todarodes pacificus on the acetylcholine esterase activity in the brain was lower than that of the control group. These trends were similar to those of the gamma-aminobutyric acid content. We suggest that Todarodes pacificus jeotgal enhances learning memory and cognitive function by regulating cholinergic enzymes.

Bioactive Materials and Biological Activity in the Extracts of Leaf, Stem Mixture and Root from Angelica gigas Nakai

Jin Sun Heo(허진선),Jae Young Cha(차재영),Hyun Woo Kim(김현우),Hee Young Ahn(안희영),Kyung Eun Eom(엄경은),Su Jin Heo(허수진),Young Su Cho(조영수) 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.5

지리산 청정지역에서 재배되고 있는 참당귀의 생리활성 물질과 효능을 이용한 건강 기능성 식품 또는 화장품 소재 개발을 위한 기초연구의 일환으로 참당귀의 잎, 줄기 혼합물 및 뿌리의 추출방법에 따른 phenolic compounds, flavonoids, minerals, decursin 및 decursinol angelate 등의 생리활성 물질 분석과 항산화 활성 및 환원력을 측정하였다. 당귀 뿌리의 온수 추출물 수율은 21.89%로 가장 높았다. 페놀성 화합물 및 플라보노이드 함량은 참당귀잎, 줄기 혼합물의 에탄올 추출물에서 가장 높은 함량을 보였고, 참당귀 뿌리 보다는 잎, 줄기 혼합물에서 높았고, 수용성 추출물보다 에탄올 추출물에서 높았다. 미네랄함량은 참당귀 잎, 줄기 혼합물 및 뿌리 모두에서 K, Mg, Fe, Na, Ca, Mn, Zn 순으로 함유되어 있었다. HPLC 분석에 의한 참당귀 잎, 줄기, 뿌리의 decursin 및 decursinol angelate의 혼합 면적 비율은 각각 66.1%, 82.2%, 79.8%로 나타났으며, decursin은 13.0%, 37.6%, 47.1%로 뿌리에서 가장 높았고 decursinol angelate는 53.2%, 44.6%, 32.6%로서 잎에서 가장 높았다. Free radical scavenging 항산화 활성은 참당귀 잎, 줄기 혼합물 및 뿌리 각각의 열수 추출물에서 가장 높았으며, 뿌리보다는 잎, 줄기 혼합물의 모든 추출물에서 항산화 활성이 높았다. Fe 및 Cu 환원력은 참당귀 잎, 줄기 혼합물 및 뿌리의 온수, 열수 및 에탄올 추출물 순으로 높게 나타났으며, 참당귀 잎, 줄기 혼합물의 추출물이 뿌리 추출물 보다 높은 활성을 보였는데 이는 페놀성 화합물이나 플라보노이드 함량과 밀접한 관계를 보였다. Tyrosinase 저해 활성은 참당귀 잎, 줄기혼합물 및 뿌리의 열수 추출물에서 가장 높은 것으로 나타났다. 이상의 실험 결과 참당귀에탄올 추출물에서는 페놀성 화합물과 플라보노이드 함량 및 환원력이 높았으며, 열수 추출물에서는 항산화 효과가 높아 참당귀 유래의 생리활성물질과 그 활성을 이용한 제품 개발에 필요한 기초 자료를 제공해주는데 유용하게 사용될 수 있을 것으로 생각된다. The bioactive materials (phenolic compounds, flavonoids, minerals, decursin and decursinol angelate) and biological activities (DPPH [α,α'-diphenyl-β-picrylhydrazyl] free radical scavenging capability, reducing power, and tyrosinase activity) in the extracts of leaf, stem mixture (AGLS), and root (AGR) from Angelica gigas Nakai were examined by using water, hot water and ethanol solvent. The highest extract yield (21.89%) was found in the water extract of AGR. The highest concentrations of phenolic compounds and flavonoids in the ethanol extracts of AGLS and AGR were 14.99% and 14.79%. Major minerals of AGLS and AGR were K, Mg, Fe, Na and Ca. Decursin and decursinol angelate were the major ingredients of Angelica gigas, detected at 18.71 and 18.89 min of retention time by HPLC analysis, respectively. The highest concentrations of decursin and decursinol angelate in the Angelica gigas ethanol extract were found in root (41.7 ㎍/g ) and leaf (34.04 ㎍/g). The highest free radical scavenging activity was found in the hot water extracts of AGLS and AGR, and its activity was stronger in all extracts of AGLS than AGR. The highest reducing power was found in the ethanol extracts of AGLS and AGR and this was dependent on the sample concentration. The hot water extracts of AGLS and AGR revealed the highest inhibition activity on tyrosinase. Overall, these results may provide the basic data needed to understand the biological activities of bioactive materials derived from Angelica gigas.

발효 차가버섯 추출물이 인체 종양세포주 증식에 미치는 영향

차재영,박상현,허진선,조영수,Cha, Jae-Young,Park, Sang-Hyun,Heo, Jin-Sun,Cho, Young-Su 한국생명과학회 2007 생명과학회지 Vol.17 No.5

발효 및 비발효 차가버섯 수용성 추출물이 정상 세포주 NIH3T3 mouse normal fibroblast cell 및 인체 종양 세포주 AGS human gastric cancer cell(위암), HCT-15 human colon cancer cell(대장암), Hep3B human hepatoma cancer cell(간암), MCF-7 human breast cancer cell(유방암), HeLa human cervical cancer cell(자궁경부암)에서 MTT(3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyl tetrazolium bromide) assay 방법에 의한 세포 증식 억제와 암세포 증식억제의 기전 연구의 일환으로 apoptosis가 일어날 때 나타나는 DNA fragmentation을 agarose gel electrophoresis 방법으로 검토하였다. 인체 종양 세포주의 생육저해 효과가 발효 차가버섯 추출물이 비발효 차가버섯 추출물보다 강한 것으로 나타났다. 그러나 동일한 실험조건하에서 마우스 정상 세포주 NIH3T3은 80% 이상의 생존율을 나타내어 정상 세포주에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 특히, 발효 및 비발효 차가버섯 추출물에서 본 실험에 사용한 세포주 중에서 대장암 세포주 HCT-15에 대해 가장 세포 증식 억제효과가 뛰어났으며, 이러한 효과는 첨가 농도 의존적 이였다. 발효 및 비발효 차가버섯 추출물에 의한 암세포 증식억제가 기전 연구로 apoptosis가 일어날 때 나타나는 DNA fragmentation을 세포로부터 genomic DNA를 분리하여 agarose gel electrophoresis 방법으로 조사한 결과, 정상세포인 NIH3T3 세포는 DNA fragmentation이 거의 일어나지 않아 세포 생존율 결과와 유사한 경향을 보였으나, 특히 대장암 세포주인 HCT-15에서는 발효 차가버섯뿐만 아니라 비발효 차가버섯 추출물에서도 DNA fragmentation이 많이 일어나는 것이 관찰되어 암세포 증식억제 효과가 높다는 결과를 뒷받침 해주고 있다. This study was performed to investigate the effect of the water-extract from non-fermented or fermented Chaga mushrooms (Inonotus obliquus) on the proliferation and apoptosis of the NIH3T3 mouse normal fibroblast cells and various human cancer cell lines including HCT-15 human colon carcinoma, AGS human gastric carcinoma, MCF-7 human breast adenocarcinoma, Hep3B human hepatocellular carcinoma and HeLa human cervical carcinoma using MTT(3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl] -2,5-diphenyl tetrazolium bromide) assay and DNA fragmentation. In an anti-cancer test using various human cancer cells, fermented Chaga mushroom extract showed higher antiproliferating effect than that of non-fermented Chaga mushroom extract. Mouse normal NIH3T3 cells were exhibited 80% above survival under fermented or non-fermented Chngn mushroom extract of various concentrations(0, 0.5 and 1 mg/ml). Fermented Chaga mushroom extract significantly inhibited cell growth on HCT-15 cells in a dose-dependent manner. HCT-15 cells treated with non-fermented or fermented Chaga mushrooms extract produced a distinct oligonucleosomal ladder with different sizes of DNA fragments, a typical characteristic of cells undergoing apoptosis. These results suggest that fermented Chaga mushroom extract suppresses growth of HCT-15 human colon carcinoma cells through apoptosis.

Effect of Zinc-Enriched Yeast Supplementation on Serum Zinc and Testosterone Concentrations in Ethanol Feeding Rats

Jae-Young Cha(차재영),Jin-Sun Heo(허진선),Bo-Kyung Park(박보경),Young-Su Cho(조영수) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.7

아연은 많은 생리학적인 기능을 가지는 필수미량 원소로, 특히 성기능에 있어서 중요한 역할을 하는 것으로 잘 알려져 있다. 열대 과일 Rambutan으로부터 분리된 아연 고함유 효모의 미네랄 성분은 아연 306 ppm, K 28,640 ppm, Mg 2,342, Na 1,048 ppm, Ca 366 ppm, Fe 236 ppm 및 Mn 4 ppm이 함유되어 있었다. 혈청 중 성호르몬인 테스토스테론(testosterone) 농도는 정상군에 비해 에탄올 급여 실험군에서 감소 경향을 나타내었다. 에탄올 급여에 의한 성호르몬 테스토스테론의 농도 감소는 아연 고함유 효모 투여로 현저하게 증가하였다. 또한, 혈청 중 아연 함량은 에탄올 급여 실험군에서 감소경향을 보였고, 이러한 감소는 아연 고함유 효모 투여로 현저하게 증가하였다. 따라서, 에탄올 투여에 의한 혈중 아연 및 테스토스테론 농도의 감소효과는 아연 고함유 효모 투여로 상쇄되는 것으로 나타나 본 실험에 사용된 아연 고함유 효모는 성기능 관련 건강기능식품의 소재로서 산업적으로 유용하게 사용될 것으로 사료되어 진다. Zinc is an essential trace element participating in many physiological functions and notably an important function for sperm physiology. Zinc-enriched yeast strain, Saccharomyces cerevisiae, isolated from tropical fruit rambutan. This strain contained 306 ppm zinc concentration and other components contained by K 28,640 ppm, Mg 2,342 ppm, Na 1,048 ppm, Ca 366 ppm, Fe 236 ppm and Mn 4 ppm. The serum concentration of testosterone was decreased in ethanol treatment rats. As compared with ethanol treated control rats, the zinc-enriched yeast strain supplementation showed significantly increased the testosterone concentration in serum. In addition, zinc concentration in serum was decreased in alcohol treatment, but this reduction was significantly increased by zinc-enriched yeast strain supplementation in ethanol feeding rats. These results indicate that zinc-enriched yeast Saccharomyces cerevisiae strain could play an important role in the sperm physiology by the marked elevation of serum testosterone concentration.

Isolation and Identification of Zinc-Enriched Yeast Saccharomyces cerevisiae FF-10 from the Tropical Fruit Rambutan

Jae-Young Cha(차재영),Jin-Sun Heo(허진선),Jung-Wook Kim(김정욱),Seon-Woo Lee(이선우),Young-Su Cho(조영수) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.4

아연은 사람에 있어서 필수미량 원소 중의 하나이다. 열대과일 Rambutan으로부터 아연 고함유 효모를 분리하였으며, 이 균주의 아연 함량은 306 ppm (30.6 ㎎%)이었다. 아연 고함유 효모는 전형적인 둥근 모양과 보통 크기로 다출아 형태를 취하고 있었다. 분리 균주의 동정을 위하여 ITS1-5.8S rDNA sequences를 실시한 결과 효모 S. cerevisiae 와 99%의 높은 상동성을 보였다. 또한 Aspergillus oryzae로 코지를 만들어 알코올 발효를 시킨 결과 12% 정도의 알코올 수득을 얻을 수 있었다. 이상의 결과에서 신규 분리된 효모는 형태학적 및 생리학적 특성과 알코올 발효 특성을 가지는 것으로 보아 S. cerevisiae와 거의 일치하여 S. cerevisiae FF-10으로 명명하였다. 향후 실험에서는 S. cerevisiae FF-10 균주가 세포내에 아연을 최대로 축적할 수 있는 배양 실험조건을 확립할 필요성이 제기된다. Zinc is an essential trace element in Human Being. Highly zinc containing yeast strain isolated from the tropical fruit, rambutan and the zinc concentration in this yeast strain was 306 ppm (30.6 ㎎%) per dry matter basis. This strain was found to be a rounded type, normal size, and multi-polar budding. Phylogenetic analysis using the ITS1-5.8S rDNA sequences from isolated strain is most similar to yeast Saccharomyces cerevisiae at the level of nucleotide sequence identity at 99%. This strain was produced alcohol by about 12% using fully colonized koji-rice with Aspergillus oryzae. In conclusion, the isolated strain was found to be closely related to the S. cerevisiae based on its morphological and physiological properties, and alcohol fermentation. The phylogenetic analysis of strain FF-10 using ITS 5.8S rDNA sequence data also supported the closely related to the S. cerevisiae. Accordingly, the isolated yeast was named as S. cerevisiae FF-10. Further studies on the best culture conditions for zinc production from zinc-enriched S. cerevisiae FF-10 are under investigation.

삼채 추출물의 인슐린 저항성 개선 효과 및 기전 탐색

김지수(Ji-Soo Kim),허진선(Jin-Sun Heo),최종원(Jong-Won Choi),김군도(Gun-Do Kim),손기호(Kie-Ho Sohn) 한국생명과학회 2015 생명과학회지 Vol.25 No.10

본 연구는 우리나라에서 재배한 삼채 추출물의 주요생리활성 물질을 2형 당뇨 쥐에 투여하였을 때 인슐린 저항성 개선효과와 췌장에서 β-cell의 형태 및 간 조직의 2형 당뇨 관련 단백질의 발현을 확인 함으로써 그 메카니즘을 확인코자 하였다. 특히 TZDS당뇨약 계열로 현재 시판중인 actoz와 활성을 비교 함으로써 그 유효성 정도를 살펴보고자 본 실험을 디자인하였다. 먼저 식이섭취량, 물 섭취량의 경우, Control군은 2형 당뇨 특징인 다식, 다뇨, 다갈의 형태로 증가하였으나, 삼채 추출물 투여로 식이 및 물 섭취량이 감소하는 경향을 보였다. 식이 투여 2시간 후 혈당변화와 OGTT 검사결과, 2형 당뇨인 Control군에서 혈당의 농도가 가장 높았으나 삼채 추출물 8주 경구 투여로 인해 안정화되는 것을 확인할 수 있었으며, serum의 glucose농도 또한 삼채 추출물 투여로 2형당뇨 control군에 비해 혈당이 감소한 것을 확인할 수 있었다. HbA1c (당화혈색소)는 2형 당뇨군(control)에서 9% 수치 범위로 고혈당 범위였으나, 삼채 추출물 섭취로 인하여 Positive control군(actoz 투여군) 7% 수준으로 감소하는 경향을 확인할 수 있었으며, insulin농도는 2형 당뇨인 Control군에서 insulin 농도가 1 ng/ml로 가장 낮은 농도였으며, 삼채 추출물 및 SAC 1.5 ng/ml수준으로 insulin수치가 상승하는 것을 확인할 수 있었다. 혈중 triglyceride, total cholesterol 및 LDL-cholesterol 수치 모두 시료 투여군에서 혈중 지질관련 인자의 농도가 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 특히 AH 400군의 경우 triglyceride, total cholesterol 및 LDL-cholesterol 농도가 각각 482.86±13.40 mg/dl, 163.56±13.24 mg/dl, 142.04±3.24 mg/dl로 대조군에 비해 약 50% 감소한 결과를 나타내었다. 간장 조직 중 지질 과산화의 함량의 경우, 2형 당뇨인 Control군에서 467.74±1.12 MDA nmole/g of tissue로 삼채 추출물 투여(AH 400)로 319.61±26.98 MDA nmole/g of tissue 로 Normal군과 비슷한 수준으로 혈중 lipid peroxide의 함량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 간장조직을 H&E염색한 결과, Normal군에 비하여 2형 당뇨인 Control군의 간 조직에서 많은 지방적이 나타나 지방간이 확인되었으나, Positive control 및 삼채 추출물 투여에 의해 지방적의 크기와 수가 많이 줄어드는 결과를 얻어 조직학적 검사상 지방간의 소견이 현저히 호전되었으며, 췌장에서 insulin 면역화학 염색 결과 2형 당뇨로 췌도 세포가 거의 손상된 것과는 대조적으로, 삼채 추출물을 투여한 결과 정상군과 유사한 형태의 췌도 세포가 확인되었으며 췌도 세포의 형태가 다양한 정도의 과 형성을 보이는 것이 확인되었다. 또한 간장 조직의 PPARγ, PDK4, SREBP-1, FOX0 1의 발현을 확인한 결과, 발현이 2형 당뇨인 Control군에서 모두 발현이 증가하였으나, 삼채 추출물 투여로 인해 발현 정도가 낮게 나타나 앞서 확인하였던 glucose 및 HbA1c 및 insulin농도의 결과와 상통함을 확인하였다. 이들의 결과로 미루어 볼 때, 삼채 메탄올 추출물의 8주간 경구 투여로 인하여 2형 당뇨에 관여하는 PPARγ 단백질 및 비만 관련 단백질 인자를 조절하였으며, insulin농도 및 식후 혈당조절에도 도움을 주는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 췌장의 insulin 면역화학염색 결과, 췌도 세포 형태 및 insulin 합성에도 긍정적인 역할을 하는 것으로 미루어 보아 2형 당뇨에 대한 치료효과가 큰 것으로 사료 된다. Diabetes has been one of major health risks in industrialized countries. Allium hookeri is a wild herb distributed in India and Myanmar. The root of the plant has been used as food and medicine in Southeast Asia. We investigated Allium hookeri extract improves type 2 diabetes mellitus in C57BL/KSJ db/db obese mouse. C57BL/KSJ db/db obese mouse arise out of Type 2 diabetes and we treated Allium hookeri methanol extract 400 mg/kg (AH 400), 800 mg/kg (AH 800), positive control group (thiazolidinedine;TZDs) were administered orally for 8weeks. AH treated group normalized lipid enzyme system (triglyceride, total cholesterol, HDL-cholesterol and LDL-cholesterol) and serum glucose, HbA1c and plasma insulin level. AH treated group recovered β-cell damage by hyperglycemia and fatty liver disease. AH treated group significantly up regulated expression of Peroxisome proliferatoractivated receptor gamma (PPAR-γ), pyruvate dehydrogenase kinase4 (PDK4), Sterol regulatory element-binding protein 1c (SREBP 1) and fork head box O1 (FOX 01) proteins in C57BL/KSJ db/db obese mouse liver. And we found that AH treated group decreased hepatic malondialdehyde formation in C57BL/KSJ db/db obese mouse liver. These results indicate that Allium hookeri methanol extract might be a potential anti-diabetic agent and could be useful in the treatment of type 2 diabetes mellitus.

곰팡이 발효 참당귀의 유효성분 분석 및 생리활성 작용

Jae Young Cha(차재영),Hyun Woo Kim(김현우),Jin Sun Heo(허진선),Hee Young Ahn(안희영),Kyung Eun Eom(엄경은),Su Jin Heo(허수진),Young Su Cho(조영수) 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.9

국내산 참당귀의 생리활성 물질을 이용한 건강 기능성 식품 또는 화장품 소재 개발을 위한 기초연구의 일환으로 참당귀 뿌리를 3종류의 곰팡이 균주, A. oryzae, A. kawachii 및 M. purpureus 균주로 발효시켜 polyphenolic compounds, flavonoids, minerals, decursin 및 decursinol angelate 함량 분석과 항산화, 환원력 및 tyrosinase 활성을 측정 하였다. 참당귀 뿌리의 decursin과 decursinol angelate의 총 면적에 대한 함량 비율은 각각 44.0 및 27.3% 였으며, 한편 A. oryzae, A. kawachii 및 M. purpureus에 의한 발효 당귀의 decursin 함량 비율은 각각 52.0, 54.4 및 53.7% 였다. 참당귀 뿌리의 polyphenolic compounds 함량은 2.78% 였으나 발효 당귀에서 모두 약간씩 감소하였고, flavonoid 함량은 1.03% 함유되었으나 M. purpureus 발효 당귀에서 1.18%로 약간 증가하였다. 참당귀 뿌리의 미네랄 조성은 K, Mg, Fe, Ca, Na, Mn, Zn 순이였으며, 발효당귀에서 Na은 감소하고 나머지는 모두 증가하였다. 참당귀 뿌리의 항산화 활성 19%에 비해 A. oryzae, A. kawachii 및 M. purpureus 발효 당귀에서 각각 46, 49 및 56%로 모두 2배 이상 증가하였다. Fe- 및 Cu-환원력은 참당귀 뿌리보다 발효 당귀에서 모두 낮아지는 경향을 보였다. Tyrosinase 저해 활성은 당귀 뿌리의 18%에 비해 A. oryzae, A. kawachii 및 M. purpureus 발효 당귀에서 각각 34, 37 및 45%로 발효에 의해 2배 이상 증가하였다. 이상의 실험결과 발효 당귀에서 대표적인 화합물인 decursin과 decursinol angelate 함량이 증가하고, 항산화 활성 및 tyrosinase 저해 활성이 증가됨으로서 이를 활용한 건강기능 제품 개발 가능성이 높아졌으며, 이러한 제품 개발에 필요한 기초 자료를 제공해주는데 유용하게 사용될 것이다. Three mold strains, Aspergillus oryzae (AOFAG), Aspergillus kawachii (AKFAG), and Monascus purpureus (MPFAG) were used for fermentation of Angelica gigas Nakai powder. The contents of polyphenolic compounds, flavonoids, minerals, decursin and decursinol angelate and the activities of DPPH (α,α'-diphenyl-β-picrylhydrazyl) free radical scavenging, reducing power, and tyrosinase were measured. The highest contents of phenolic compound and flavonoid were NFAG at 2.78% and MPFAG at 1.18%, respectively. Major minerals were K, Mg, Fe, Na and Ca. Decursin and decursinol angelate were the major ingredients of Angelica gigas according to HPLC analysis. Decursin area was higher in all fermented Angelica gigas than in NFAG. The activities of free radical scavenging and tyrosinase were stronger in all fermented Angelica gigas than NFAG. However, the Fe/Cu reducing powers were stronger in NFAG than all fermented Angelica gigas. Overall, these results may provide the basic data needed to understand the biological activities and chemical characteristics of Angelica gigas fermented by mold for the development of functional foods.

Streptozotocin-유발 당뇨쥐에 대한 클로렐라 열수 추출물의 혈당 강하 효과

김정욱(Jung-Wook Kim),차재영(Jae-Young Cha),허진선(Jin-Sun Heo),진현진(Hyun-Jin Jin),조영수(Young-Su Cho) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.11

클로렐라의 생리활성작용 중 인슐린작용 활성 및 항당뇨 효능이 보고된 바 있으나 클로렐라 열수 추출물(Chlorella hot water extract, CE)에 의한 혈당치 조절에 관한 연구는 보고된 바 없다. 따라서 본 실험에서는 실험적인 당뇨유발물질 streptozotocin (STZ)을 성장기 SD계 수컷 흰쥐에 단회 복강 주사하여 당뇨를 유발시킨 CE 무첨가 STZ-Control군, CE 3% 첨가 STZ+CE3군 및 CE 6% 첨가 STZ+CE6군, 그리고 정상군(Normal군)으로 실험 설계하여 4주간 식이와 함께 물을 자유 급여하였다. 공복 및 비공복시 혈당치는 정상군보다 당뇨 대조군에서 현저히 증가하여 당뇨 유발이 확인되었고, 이러한 혈당치 증가는 클로렐라 열수 추출물 분말 3% 첨가 STZ+CE3군 및 6% 첨가 STZ+CE6군에서 각각 감소하였다. 혈중 인슐린 농도는 당뇨 대조군에서 낮게 나타났으나 클로렐라 열수 추출물 분말 첨가식이 투여군들에서 인슐린 농도 감소현상이 상쇄되었다. 또한 정상군보다 STZ-당뇨 대조군에서 Fructosamine 및 뇨당이 증가하였으나, 클로렐라 추출물 투여 STZ+CE3군 및 STZ+CE6군에서 감소하는 경향을 나타내었고, 특히 이러한 효과는 클로렐라 열수 추출물 첨가농도 의존적이었다. 클로렐라 추출물 투여군에서 혈당치 감소의 기작을 검토하기 위하여 인슐린 합성과 분비에 관여하는 췌장의 췌도 베타세포의 면역반응에 의한 조직검사에서 정상군의 정상적인 둥근 모양의 형태를 잘 유지하고 있었으나, STZ-당뇨 대조군에서는 베타세포가 심하게 파괴되어 극소수 존재함으로서 면역 반응성이 매우 미약하였다. 그러나 클로렐라 열수 추출물 투여군에서 농도 의존적으로 베타세포가 많아지면서 정상군과 비슷한 췌도 세포의 형태를 유지하고 있었다. 클로렐라 열수 추출물은 STZ에 의해 파괴된 베타세포를 회복시키는 효능이 강한 것으로 보여 진다. 이러한 결과는 클로렐라 열수 추출물에 의해 인슐린을 생산해 내는 췌도 베타세포가 회복됨에 따라 인슐린 증강 작용으로 혈당치 강하 효과가 실험 동물을 통하여 확인되었다. The effect of Chlorella hot water extract (CE) on hyperglycemia in streptozotocin-induced diabetic rats has not been studied. Therefore, hypoglycemic effect of CE in type I streptozotocin-induced diabetic rats was studied. Rats were fed a semisynthetic diet supplemented with either 3% (the STZ+CE3) and 6% (the STZ+CE6) CE or no supplement the Normal and the STZ-Control rats for 4 weeks. The concentrations of fasting and non-fasting blood glucose were higher in the STZ-Control rats than in the Normal rats, but this rise was lowered in the STZ+CE3 and the STZ+CE6 rats. Serum insulin concentrations were decreased with STZ injection, however, the decreased levels were almost restored to the Normal level with CE supplementation. The increased serum fructosamine levels associated with hyperglycemia were decreased with the CE treatment. The morphology of pancreatic islets in the Normal rat was round and maintained a typical arrangement. The STZ-Control pancreatic beta-cells were found to have significant swelling and severely morphological damaged, however, pancreatic tissue damage by STZ in the CE-supplemented diet group was ameliorated. This study shows that Chlorella hot water extract had a hypoglycemic effect on the STZ-diabetic rats via either increased insulin secretion during recovery or the prevention of STZ-induced pancreatic damage.

Suppressive Effect of Administrated Glutathione-Enriched Saccharomyces cerevisiae FF-8 on the Oxidative Stress in Alcoholic Fatty Liver

Jae-Young Cha(차재영),Sang-Hyun Park(박상현),Jin-Sun Heo(허진선),Young-Su Cho(조영수) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.8

글루타티온은 간 질환용 치료제 내지는 영양보충제로 시판되고 있다. 이전 실험에서 글루타티온 고함유 효모 Saccharomyces cerevisiae FF-8 균체(FF-8GY) 투여가 사염화탄소 및 알코올성 유발 간독성 개선효과를 나타내었다. 따라서, 알코올성 지방간의 산화 스트레스에 미치는 영향을 조사하기 위하여 시판되고 있는 글루타티온 고함유 효모 추출물(GYE)과 본 실험실에서 분리한 글루타티온 고함유 효모 FF-8GY을 비교실험 하였다. FF-8GY 또는 GYE 투여에 의한 간 조직 중의 산화스트레스 측정지표로서는 과산화지질(TBARS) 및 글루타티온 함량을 측정하였다. TBARS 농도는 간 조직 homogenize 분획에서 알코올 투여 대조군에 비해 FF-8GY 투여 실험군에서 5%수준에서 유의적으로 감소하였으며, GYE 투여에 의해서는 감소경향을 보였다. 간 조직 microsomal 및 mitochondria 분획에서도 같은 경향이 관찰되었다. 이때 간 조직 중의 글루타티온 농도는 정상군 보다 알코올 투여 대조군에서 5%수준에서 유의적으로 감소하였으며, 이러한 감소는 GYE 투여에 의해 더욱 감소되었으나 FF-8GY 투여에 의해서 정상군 수준까지 회복되는 것으로 나타났다. 한편 간조직의 손상정도를 나타내는 또 하나의 지표인 혈청총단백질 및 알부민 농도는 알코올 처리 대조군에서 낮게 나타난 반면 FF-8GY 투여에 의해 정상군 수준 이상으로 증가하는 것으로 나타났다. 이상의 결과에서 글루타티온 고함유 효모 Saccharomyces cerevisiae FF-8 균체(FF-8GY)의 투여에 따른 알코올성 유발 산화스트레스의 경감 효과는 시판되고 있는 글루타티온 고함유 효모 추출물 보다 더욱 현저한 개선 효과가 있는 것으로 확인되었다. Glutathione is a well known chemotherapeutic agent for liver disease and is a popular nutritional supplement in the United States. Previous our studies reported the suppressive effects of glutathione-enriched Saccharomyces cerevisiae FF-8 strain (FF-8GY) on carbon tetrachloride- and alcohol-induced hepatotoxicity. The primary objective of this study was to investigate the comparative effects of FF-8GY and commercially available glutathione-enriched yeast extract (GYE) against the oxidative stress in alcohol-induced fatty liver of rats. The lipid peroxidative index (thiobarbituric acid-reactive substances, TBARS) and antioxidant status (reduced glutathione level) were used to monitor those protective roles of FF-8GY or GYE treatment. When the rat was treated alcohol, the TBARS levels in the whole liver and the subfractions of microsomal and mitochondria were significantly increased but these were significantly decreased by FF-8GY treatment and tended to be lowered by GYE treatment. The concentration of hepatic glutathione is known to be closely associated with antioxidant system and this was slightly deplete in the alcohol-induced rats, but this was recovered by treating with FF-8GY. However, the glutathione concentration was more significantly decreased in the GYE supplementation in alcohol feeding rats. Alcohol treatment also negatively affected the serum total protein and albumin, but these were significantly increased near normal levels in FF-8GY coadministered rats. These results suggest that glutathione-enriched Saccharomyces cerevisiae FF-8 strain may have positively mediate the alcohol-induced oxidative stress, and this effect was more pronounced in FF-8GY compared to GYE.

Culture Conditions for Glutathione Maximum Production by Saccharomyces cerevisiae FF-8 in Bioreactor

Jae-Young Cha(차재영),Sang-Hyun Park(박상현),Jin-Sun Heo(허진선),Bo-Kyung Park(박보경),Jin-Woo Lee(이진우),Jung-Wook Kim(김정욱),Young-Su Cho(조영수) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.5

글루타티온은 의약품, 건강기능식품, 화장품 등에 널리 사용되고 있어서 오늘날 상업적인 수요가 증가하고 있다. 한국전통 발효주로부터 글루타티온-고함유 효모인 S. cerevisiae FF-8 균주를 분리한 바 있으며, FF-8 균주에서 글루타티온 생산량은 YM 기본배지를 이용한 플라스크 배양에서 90 ㎎/l이었으나, YM 최적배지에서는 2.27배 증가한 204 ㎎/l 이었다. 대량배양 발효방법은 일반적으로 효모에서 생리활성 물질을 더욱 효과적으로 생산하기 위하여 대량배양기를 이용한 S. cerevisiae FF-8에서 글루타티온 생산량을 증대시킬 수 있는 최적의 발효조건을 탐색하였다. 7 l 발효기에서 FF-8 균주에 의한 세포생육과 글루타티온 최대 생산량을 위한 발효조건은 교반 속도 200 rpm, 배양 온도 30℃, 초기 조절 pH 6.0, 통기조건 2.0 vvm이었다. 또한 100 l 대량배양기에서 S. cerevisiae FF-8에 의한 글루타티온 대량생산 조건은 내부압력 0.8 kgf/㎠ 이었고, 이때 글루타티온 생산량은 255.8 ㎎/l이었다. 글루타티온 생산량을 증대시키기 위한 중요한 요소의 검토는 최적의 프로세스 확립에 매우 유용하다. As glutathione is now widely used in medicine, functional health food and cosmetic industry, the commercial demand for glutathione has been expending. We have previously reported that Saccharomyces cerevisiae FF-8, an intracellular glutathione producing yeast strain, was isolated from Korean traditional rice wine. Glutathione production by FF-8 strain was 90 mg/l from basal YM medium in flask-scale fermentation, but that in optimal YM medium increased 2.27-fold to 204 ㎎/l. As large scale fermentation is generally applied to achieve more efficient production of bioactive components, this study was also tried to optimization of fermentation parameters to enhance the glutathione production using S. cerevisiae FF-8 in bioreactor process. The highest cell growth and glutathione concentrations of S. cerevisiae FF-8 in 7 l fermenter were observed to be the culture conditions containing culture temperature 30℃, adjusted initial pH 6.0, agitation speed 200 rpm, and aeration rate 2.0 vvm. The maximum glutathione production by FF-8 was cultured under the inner pressure 0.8 kgf/㎠ in a 100 l bioreactor and it was 255.8 ㎎/l. The investigation of significant parameters for improving the glutathione production could be very useful in optimizing processes.