조리방법별 갈색거저리 유충의 물리적 및 관능적 특성

백민희,윤영일,김미애,황재삼,구태원,윤은영,Baek, Minhee,Yoon, Young-Il,Kim, Mi Ae,Hwang, Jae-Sam,Goo, Tae-Won,Yun, Eun-Young 한국식품조리과학회 2015 한국식품조리과학회지 Vol.31 No.5

Recently, the Tenebrio molitor larva was recognized as a novel food ingredient by the Ministry of Food and Drug Safety in Korea. Accordingly, we investigated its physical and sensory characteristics to establish the cooking conditions that may increase the demand of T. molitor larvae as a food. In this study, T. molitor larvae were cooked by various methods such as hot air dry, oven-broil, roast, pan fry, deep fry, boil, steam, and by microwave. In the physical evaluation of texture, the hardness and fracturability values were highest when larvae were cooked in the microwave. The adhesiveness, springiness, and chewiness values were highest when larvae were boiled. Boiled and steamed larvae had the highest lightness (L value), while oven-broiled larvae had the highest redness (a value) and yellowness (b value) values. Sensory evaluations assessed the appearance, aroma, flavor, and texture of cooked T. molitor larvae. Steamed and boiled larvae sizes were significantly large and the form was well preserved similar to fresh larvae. The moisture heat cooked (steamed and boiled) T. molitor larvae had the aroma and flavor of steamed corn, canned pupa, and boiled mushroom. In case of oven-broiled T. molitor larvae, the aroma and flavor of mealworm oil, seafood, sweet and roasted sesame were higher than in those cooked by other methods. In texture among sensory evaluation, the hardness and crispiness were the highest in the hot air dried and oven-broiled larvae, whereas juiciness was significantly higher in the boiled and steamed. Accordingly, we suggest that oven-broiled T. molitor larva will be prefered by consumer, due to its the rich aroma and flavor.

새로운 식품원료로 등록된 식용곤충의 영양성분 비교 분석

백민희(Minhee Baek),황재삼(Jae-Sam Hwang),김미애(Mi Ae Kim),김수희(Soo-Hee Kim),구태원(Tae-Won Goo),윤은영(Eun-Young Yun) 한국생명과학회 2017 생명과학회지 Vol.27 No.3

본 연구에서는 갈색거저리, 흰점박이꽃무지 및 장수풍뎅이 유충의 영양성분을 비교분석하였고, 이를 통해 식용곤충 이용 시 곤충 선택 기준확립에 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 3종 식용곤충의 영양성분 비교결과, 조단백질, 조지방, 탄수화물은 각각 흰점박이꽃무지, 갈색거저리 및 장수풍뎅이 유충에서 가장 높았다. 아미노산 함량 비교 분석 결과, 총 아미노산 함량과 필수 아미노산의 함량은 갈색거저리 유충에서 가장 높았다. 지방산의 조성은 갈색거저리와 흰점박이꽃무지 유충이 유사하였으며, 이들은 장수풍뎅이 유충에 비해 불포화 지방산 함량이 높았다. 또한, 무기질 함량의 비교 분석 결과, 칼슘과 철은 장수풍뎅이 유충에서 가장 높은 반면 인과 칼륨은 흰점박이꽃무지 유충에 가장 많이 함유되어 있었다. 위와 같은 결과를 통해 각각의 곤충이 함유하는 영양성분에 따라 노인, 어린이 및 임산부 등 다양한 영양 요구를 가지는 대상에 따라 필요한 곤충을 선택하여 섭취가 가능할 것이며 식용곤충을 다양하게 조합하는 경우 보다 풍부한 영양분을 섭취할 수 있을 것으로 사료된다. In this study, the nutritional components of Tenebrio molitor, Protaetia brevitarsis, and Allomyrina dichotoma larvae, which have been registered as novel foods, were analyzed and compared to expand the diversity of selection criteria for edible insects. The contents of crude components, amino acids, fatty acids, and minerals were analyzed. According to the results of comparative analysis of edible insects, crude proteins were abundant in all three kinds of insects. The content of crude fat was the highest in T. molitor, and the content of carbohydrate was the highest in A. dichotoma. When comparing the composition of amino acids, total amino acid content and essential amino acids were the highest in T. molitor larvae. In T. molitor and P. brevitarsis larvae, the compositions of fatty acids were similar, with higher amounts of unsaturated fatty acids than in A. dichotoma. In terms of mineral content, A. dichotoma contained the highest amounts of calcium and iron, whereas P. brevitarsis contained the highest amounts of phosphorus and potassium. With these results, it is expected that edible insects could be selected according to nutritional demand. In addition, multiple combinations of edible insects will offer a richer intake of nutrients.

풀무치 에탄올 추출물이 MG-63 조골세포 분화에 미치는 영향

백민희(Minhee Baek),서민철(Minchul Seo),이준하(Joon Ha Lee),김인우(In-Woo Kim),김미애(Mi-Ae Kim),황재삼(Jae-Sam Hwang) 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.12

최근 들어 곤충을 식품 및 바이오 소재로 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 곤충을 이용한 조골세포활성 및 분화에 따른 골 형성 촉진 효과에 대한 연구는 아직 미흡한 실정이다. 뿐만 아니라 풀무치를 이용한 기능성 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 골 형성 촉진 효능을 가진 새로운 천연물 소재 개발을 위해 풀무치 추출물의 MG-63 조골세포의 분화 촉진 효과를 연구하였다. 조골세포에서 풀무치 추출물의 독성 및 증식 효과를 평가하기 위하여 MTS assay를 진행한 결과, 1,000 μg/ml 농도까지 세포 독성이 나타나지 않았으며, 48시간 배양했을 때 500-1,000 μg/ml 농도에서 105%와 116%의 세포 증식 효능을 확인 하였다. 풀무치 추출물이 조골세포 분화에 미치는 영향을 확인하기 위하여 3일 및 5일간 풀무치 추출물을 MG-63 조골세포에 처리한 후 ALP 활성을 측정하였다. 그 결과 100 μg/ml 농도에서 positive control로 사용한 조골세포 분화배지(DM)군과 유사한 정도로 분화가 증가하였으며 500 및 1,000 μg/ml 농도에서는 2-3배까지 조골세포 분화가 촉진되었다. 이 결과는 ALP staining에서도 유사하게 나타났다. mRNA 발현량의 변화를 측정한 결과, Alpl과 Runx2 유전자 발현량이 증가하였고, 단백질 발현량을 측정했을 때에도 유사한 결과를 확인하였다. 이를 통해 ALP와 Runx2 유전자 및 단백질 발현에 의해서 ALP 활성이 증가하고 조골세포 분화가 촉진되었을 것으로 판단되며, 풀무치 추출물을 이용한 골 형성 촉진에 따른 골다공증 예방 및 치료 기능성 소재 개발에 대한 가능성을 확인하였다. Insects have been investigated as a novel source of food and biomaterial in several recent studies. However, their osteoblastogenic cell activity has not been sufficiently researched and so, to investigate the potential of this natural material for promoting osteoblastogenesis, we studied the activity of Locusta migratoria ethanol extract (LME) on MG-63 pre-osteoblast cells. The cytotoxicity and proliferation effects of LME on MG-63 cells were measured by MTS assay, and there was no cytotoxicity up to 1,000 μg/ml. With LME treatment of 500 and 1,000 μg/ml for 48 hr, cell proliferation increased to 105% and 116% versus control, respectively. The osteoblastogenic activity of the LME was measured through alkaline phosphatase (ALP) staining at three and five days. As a result, both 500 and 1,000 μg/ml LME concentrations were seen to increase ALP activity by more than three times compared with control at three and five days. In addition, the expression level of the osteogenic markers ALP and RUNX2 was markedly increased after LME treatment. These results demonstrate that Locusta migratoria ethanol extract promotes osteoblastogenesis as evidenced by the increased osteogenic markers and suggest that LME may be a potential agent for bone formation and osteoporosis prevention.

갈색거저리 유충 추출물의 항산화 활성 및 모발 성장 촉진 효과

백민희(Minhee Baek),서민철(Minchul Seo),김미애(Mi-Ae Kim),윤은영(Eun-Young Yun),황재삼(Jae-Sam Hwang) 한국생명과학회 2017 생명과학회지 Vol.27 No.11

최근 들어 곤충을 식품 및 바이오 소재로 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 곤충을 이용한 모발성장 효과에 대한 연구는 아직 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 탈모 예방 및 모발 성장 효과를 가진 새로운 천연물 소재 개발을 위해 갈색거저리 유충 추출물의 항산화 활성 및 모발 성장 촉진 효과를 연구하였다. 갈색거저리 유충 추출물의 항산화 활성 평가를 위해서 DPPH 라디칼 및 아질산염 소거능을 측정하였다. 모발 성장촉진 효과를 측정하기 위해서는 인간 모유두세포(human dermal papilla cell)와 섬유아세포(fibroblast, NIH3T3 cell)를 이용하였으며 MTS assay를 통해 세포생존율 및 세포증식률을 측정하였다. 모유두세포에서 dihydrotesteone (DHT)에 의한 세포사 억제 효과를 확인하였으며, 섬유아세포에서는 tolbutamide (TBM)의 potassium channel blocker 역할에 의한 세포사 억제 효과를 확인하였다. DPPH radical 및 아질산염 소거능 측정 결과 갈색거저리 유충 추출물은 항산화 역할이 뛰어난 것으로 보고된 블루베리와 유사하거나 높은 정도의 항산화능을 가지는 것으로 확인되었다. In vitro 상에서 갈색거저리 유충 추출물을 48시간 동안 처리한 경우, 모유두세포와 섬유아세포의 세포증식을 218% 및 116%까지 증가시켰다. 또한, 모유두세포에서 DHT 처리에 의한 세포사가 갈색거저리 유충추출물에 의해 억제되는 것을 확인하였으며, 섬유아세포에서는 potassium channel blocker인 TBM에 의해 세포생존율이 감소하였으나 갈색거저리 유충 추출물 처리 시 세포생존율이 정상군과 비슷한 정도로 회복되는 것을 확인하였다. 이상의 결과로부터 갈색거저리 유충 추출물을 이용한 모발성장 및 탈모방지 기능성 소재 개발 가능성을 확인하였다. Tenebrio molitor samples were investigated as novel biomaterials and sources of food in several recent studies. However, the insects" effects on hair growth were not sufficiently researched. To develop novel and natural materials for preventing alopecia and promoting hair growth, this study investigated the antioxidant activities and hair-growth promotion effects of TMEs. To determine the antioxidant activities, the TMEs" DPPH radical- and nitrite-scavenging activities were examined. To determine hair-growth promotion effects, proliferations of human dermal papilla cells (DPCs) and the murine fibroblast cell line NIH3T3 were evaluated by using an MTS assay. In addition, estimations were made for cell viabilities against cell death induced by dihydrotesterone (DHT) in DPCs and inhibitory effects against potassium channel blocking induced by tolbutamide (TBM) in NIH3T3 cells. The DPPH radical scavenging activity was 81.17%, and the nitrite scavenging activity was 43.69%; the activities were similar to the activities of blueberry extracts. Moreover, the TMEs promoted the proliferation of human DPCs and NIH3T3 cells, which were concentrated dependently. The TMEs prevented not only DHT-induced DPC cytotoxicity but also TBM"s action as a potassium channel blocker in NIH3T3 cells. The results suggested that TME could be used as a functional therapeutic alopecia reagent, to prevent hair loss and to promote hair growth.

RANKL 유도된 파골세포 분화에 대한 풀무치 에탄올 추출물의 분화 억제 효과

백민희(Minhee Baek),서민철(Minchul Seo),이준하(Joon Ha Lee),이화정(Hwa Jeong Lee),김인우(In-Woo Kim),김선영(Sun Young Kim),김미애(Mi-Ae Kim),Sunghyun Kim,황재삼(Jae-Sam Hwang) 한국생명과학회 2019 생명과학회지 Vol.29 No.10

최근 노령인구의 증가로 고령화 사회로 접어들면서 골다공증과 같은 골 대사 질환이 사회적 문제로 대두되고 있다. 파골세포는 골 흡수 역할을 하는 세포이며 골 흡수가 강하게 일어나는 경우 골다공증이 유발된다. 그러나 현재 사용 중인 골 흡수 억제제는 장기간 사용 시 부작용이 발생할 수 있어, 파골세포 분화 억제에 효과가 있는 새로운 소재 개발이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 풀무치 에탄올 추출물을 대상으로 RANKL에 의해 유도된 파골세포 분화에 대한 억제 효능 확인 및 그 기작을 구명하고자 하였다. RAW264.7 파골세포에서 풀무치 추출물의 독성 및 증식 효과를 확인하기 위하여 MTS assay를 진행하였고 2,000 μg/ml 농도까지 세포 독성은 확인되지 않았다. 풀무치 추출물이 파골세포의 분화에 미치는 영향을 확인하기 위해 3일 동안 RAW264.7 세포에 파골세포 분화 촉진제인 RANKL을 단독 처리 및 풀무치 추출물과 함께 처리한 후 TRAP 활성을 비교하였다. 그 결과 RANKL에 의해 증가한 파골세포 분화가 풀무치 추출물 처리에 의해 농도 의존적으로 감소하는 것을 확인하였다. 파골세포 분화와 관련된 유전자(TRAP, RANK, NFATc1 및 CK)의 발현량 변화를 확인한 결과, RANKL 처리 시에 증가한 유전자 발현량이 풀무치 추출물 처리에 의해 현저하게 감소하는 것을 확인하였고, NFATc1, c-Src와 같은 분화 관련 단백질 발현량 또한 풀무치 추출물 처리에 의해 감소하였다. 풀무치 에탄올 추출물은 NF-κB, ERK 및 JNK 신호전달에 영향을 미쳐 그 결과로 파골세포 분화 억제 효과가 나타나는 것으로 판단된다. 이러한 결과로 보아 풀무치 에탄올 추출물은 골 흡수를 억제하는 역할을 함으로써 골다공증 예방 및 치료를 위한 새로운 기능성 소재로 사용 가능성이 있음을 확인하였다. Recently, there has been an increase in the elderly population of the world. Consequently, bone metabolic diseases such as osteoporosis are emerging as a social problem. Osteoclasts play a role in bone resorption, and osteoporosis is induced when bone resorption occurs excessively. Because currently used bone resorption inhibitors may cause side effects when used for a long period of time, it is necessary to develop a new material that effectively inhibits osteoclast differentiation. This study aimed to confirm the inhibitory effect of ethanol extract of Locusta migratoria on RANKL-induced osteoclast differentiation and its mechanism. The toxicity and proliferation effects of LME on RAW264.7 osteoclasts were measured by an MTS assay. There was no cytotoxicity or proliferation when the osteoclasts were treated with up to 2,000 μg/ml of LME. In order to confirm the effect of LME on the differentiation of osteoclasts, osteoclasts were treated with RANKL alone or with LME for 3 days. As a result of a TRAP (tartrate-resistant acid phosphatase) assay, the increasing osteoclast differentiation by RANKL decreased in a concentration-dependent manner with the treatment of LME. In addition, LME suppressed the expression of differentiation-related marker genes (TRAP, RANK, NFATc1, and CK) and proteins (NFATc1 and c-Src) that had been increased by RANKL. Also, LME influenced the NF-κB, ERK and JNK signaling pathways, resulting in the inhibition of osteoclast differentiation. These results suggest that LME may be used as a novel functional material for the prevention and treatment of osteoporosis by playing a role in inhibiting bone absorption.

갈색거저리 유충 에탄올 추출물이 RANKL에 의해 유도되는 파골세포 분화에 미치는 영향

서민철(Minchul Seo),백민희(Minhee Baek),이화정(Hwa Jeong Lee),신용표(Yong Pyo Shin),이준하(Joon Ha Lee),김인우(In-Woo Kim),김미애(Mi-Ae Kim),황재삼(Jae-Sam Hwang) 한국생명과학회 2020 생명과학회지 Vol.30 No.11

파골세포에 의한 뼈의 재흡수와 조골세포에 의한 뼈 형성의 균형은 뼈 건강에 매우 중요한 요소이다. 따라서 이들의 불균형은 골다공증, 골연화증 및 골석화증과 같은 다양한 골 질환을 유발할 수 있다. 특히 파골세포의 기능이 비정상적으로 항진된 경우 골 파괴가 증가되어 골다공증이 야기되며 이런 현상은 류마티스 관절염 같은 염증성 질환의 골 소실과 밀접한 연관이 있다. 그러나 현재 사용중인 골 흡수 억제제는 장기간 사용시 부작용이 보고되고 있어 천연물 소재를 기반으로한 새로운 골 흡수 억제제 개발이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 갈색거저리 유충 에탄올 추출물이 RANKL에 의해 유도되는 파골세포 분화에 미치는 영향을 확인하고 그 작용기작을 구명하고자 하였다. 갈색거저리 유충 에탄올 추출물이 파골세포 분화에 미치는 영향을 조사하기 위하여 RAW264.7 세포에 RANKL을 단독 처리 및 추출물과 함께 5일간 처리한 후 TRAP 활성을 비교하였다. 그 결과 RANKL에 의해 증가한 파골세포 분화는 갈색거저리 유충 추출물 2 mg/ml 농도까지 세포독성 없이 농도 의존적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 갈색거저리 추출물이 TRAP, NFATc1 및 CtsK와 같은 파골세포 분화마커 유전자 및 단백질 발현량에 미치는 변화를 확인한 결과, RANKL 처리에 의해 현저히 증가한 이들 유전자가 갈색거저리 추출물에 의해 현저하게 감소하는 것을 확인하였다. 또한 갈색거저리 추출물의 파골세포 분화 억제작용기작을 확인한 결과 mitogen activated protein kinases (MAPKs)중 p38의 신호 전달 억제 기작을 통하여 파골세포 분화가 억제됨을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과로 보아 갈색거저리 유충 에탄올 추출물 및 그 생리활성 물질들은 골다공증과 같은 골 질환 치료 및 예방을 위한 잠재적 기능성 소재로 사용될 수 있음을 확인하였다. The balance between bone-resorbing osteoclasts and bone-forming osteoblasts is key to bone health. An imbalance between osteoclasts and osteoblasts leads to various bone-related disorders, such as osteoporosis, osteomalacia, and osteopetrosis. However, the bone-resorption inhibitor drugs that are currently used may cause side effects. Natural substances have recently received much attention as therapeutic drugs for the treatment of bone health. This study was designed to determine the effect of Tenebrio molitor larvae ethanol extract (TME) on receptor activator of nuclear factor-κB ligand (RANKL)-induced osteoclast differentiation. To measure the effect of TME on osteoclast differentiation, RAW264.7 cells were treated with RANKL with or without TME for 5 days. The tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP) activity was significantly inhibited by treatment of TME without cytotoxicity up to 2 mg/ml. In addition, TME effectively suppressed expression of osteoclast differentiation-related marker genes and proteins such as TRAP, NFATc1, and c-Src. TME also significantly inhibited the p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway without affecting ERK and JNK signaling in RANKL-induced RAW264.7 cells. Consequently, we conclude that TME suppresses osteoclast differentiation by inhibiting RANKL-induced osteoclastogenic genes expression through the p38 MAPK signaling pathways. These results suggest that TME and its bioactive components are potential therapeutics for bone-related diseases such as osteoporosis.

흰점박이꽃무지 유래 항균 펩타이드 프로테티아마이신 2의 항염증활성

이준하(Joon Ha Lee),백민희(Minhee Baek),이화정(Hwa Jeong Lee),김인우(In-Woo Kim),김선영(Sun Young Kim),서민철(Minchul Seo),김미애(Mi-Ae Kim),김성현(Seong Hyun Kim),황재삼(Jae Sam Hwang) 한국생명과학회 2019 생명과학회지 Vol.29 No.11

흰점박이꽃무지는 약용으로서 매우 유용하고 중요한 곤충종이다. 선행연구를 통해 전사체 분석결과를 바탕으로 인실리코(in silico) 분석을 실시하여 전사체유래 항균 펩타이드를 스크리닝하고 선발하여 항균활성 및 용혈활성을 확인하였다. 그 결과 선발된 항균 펩타이드들은 박테리아와 칸디다 진균에 강한 항균활성을 나타낸 반면 적혈구에 대한 용혈활성은 전혀 없었다. 선발한 펩타이드들 중 프로테티아마이신 2로 명명한 양이온 항균 펩타이드를 이용하여 항균활성뿐만 아니라 마우스의 대식세포 Raw264.7 세포주를 이용하여 프로테티아마이신 2의 항염증활성을 확인하였다. 그 결과 프로테티아마이신 2는 LPS로 유도된 Raw264.7 세포들의 산화질소 생성을 감소시키는 결과를 보여주었다. 또한 프로테티아마이신 2가 산화질소 합성효소(iNOS), 고리형 산소화 효소-2(COX-2)의 발현을 감소시킨다는 것을 실시간 역전사 중합효소 연쇄반응(qRT-PCR) 방법과 웨스턴 블랏(western blot)을 통해 확인하였다. 더욱이 Raw264.7 세포에서 전염증성 사이토카인(TNF-α, IL-6, IL-1β)의 발현이 MAPKs와 NF-κB 신호전달과정을 통해 약화되어짐을 알 수 있었다. 게다가 프로테티아마이신 2가 LPS와 상호작용을 통해 결합한다는 것을 확인하였다. 종합하여 보면 프로테티아마이신 2는 항균활성과 함께 LPS로 유도된 Raw264.7 세포에서 항염증활성도 가지고 있음을 나타내었다. The white-spotted flower chafer Protaetia brevitarsis seulensis is a medicinally beneficial and important edible insect species. We previously performed an in silico analysis of the Protaetia brevitarsis seulensis transcriptome to identify putative antimicrobial peptides and then tested their antimicrobial and hemolytic activities. These peptides had potent antimicrobial activities against bacteria and yeast without inducing hemolysis. In the present study, the cationic antimicrobial peptide, protaetiamycine 2, was selected for further assessment of its anti-inflammatory properties in mouse macrophage Raw264.7 cells. Protaetiamycine 2 treatment of Raw264.7 cells suppressed LPS-induced nitric oxide production and reduced the expression of inducible nitric oxide synthase and cyclooxygenase-2, as determined by real-time PCR and western blotting. The expression of proinflammatory cytokines (TNF-α, IL-6, and IL-1β) was also attenuated through the MAPKs and NF-κB signaling. We also confirmed that protaetiamycine 2 bound to bacterial cell membranes by a specific interaction with LPS. Collectively, these data obtained from LPS-induced Raw264.7 cells indicated that protaetiamycine 2 could have both antimicrobial and anti-inflammatory properties.

갈색거저리 유충 오일이 MG-63 조골세포 분화에 미치는 영향

서민철(Minchul Seo),백민희(Minhee Baek),이준하(Joon Ha Lee),이화정(Hwa Jeong Lee),김인우(In-Woo Kim),김선영(Sun Young Kim),황재삼(Jae-Sam Hwang),김미애(Mi-Ae Kim) 한국생명과학회 2019 생명과학회지 Vol.29 No.9

현재 우리나라는 고령화 사회에 접어들었으며, 이와 함께 골 대사 질환이 큰 문제로 대두되고 있다. 그 중 가장 흔하게 발생하는 골다공증은 여러 요인에 의해 발생하고 있으며 이의 예방 및 치료를 위한 소재 개발 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러나 곤충을 소재로 한 골다공증 예방 및 치료 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 골 형성 촉진 효능을 가진 새로운 소재 개발을 위해 갈색거저리 유충 오일의 MG-63 조골세포의 분화 촉진효과를 연구하였다. 조골세포에서 갈색거저리 유충 오일의 독성 및 증식 효과를 평가하기 위하여 MTS assay를 진행한 결과 80 μg/ml 농도까지 세포 독성이 나타나지 않았으며, 48시간 배양했을 때 40-80 μg/ml 농도에서 120% 정도의 세포 증식 효능을 확인 하였다. 갈색거저리 유충 오일이 조골세포 분화에 미치는 영향을 확인하기 위하여 5일간 갈색거저리 유충 오일을 MG-63 조골세포에 처리한 후 ALP 활성을 측정하였다. 그 결과 80 μg/ml 농도에서 무처리 군에 비해 약 180%의 조골세포 분화 촉진 효능을 관찰 하였다. 이 결과는 ALP staining에서도 유사하게 나타났다. mRNA 발현량의 변화를 측정한 결과, Alpl과 Runx2 유전자 발현량이 증가하였고, 단백질 발현량을 측정했을 때에도 유사한 결과를 확인하였다. 이를 통해 ALP와 Runx2 유전자 및 단백질 발현에 의해서 ALP 활성이 증가하고 조골세포 분화가 촉진되었을 것으로 판단되며, 갈색거저리 유충 오일을 이용한 골 형성촉진에 따른 골다공증 예방 및 치료 기능성 소재 개발에 대한 가능성을 확인하였다. Recently, Korea has seen a rapid increase in the elderly population. As a result, osteoporosis, a geriatric disease, has become a social problem. To investigate the novel and natural materials for promoting osteoblastogenesis, we investigated the osteoblastogenic activity of Tenebrio molitor larvae oil (TMO) on the MG-63 preosteoblast cells. The cytotoxicity and proliferation effects of TMO on MG-63 cells were measured by MTS assay. There was no cytotoxicity up to 80 μg/ml. At 40 and 80 μg/ml of TMO (treated for 48 hr), cell proliferation was elevated about 120% compared to the control. The osteoblastogenic activity of TMO was measured with alkaline phosphatase (ALP) activity at 5 days. Doses of 5 to 80 μg/ml of TMO increased ALP activities significantly compared with the control. In addition, expression of ALP and Runx2 (osteoblastogenic markers) were markedly increased after treatment of TMO for 5 days. These results provide evidence that TMO promotes osteoblastogenesis by increasing the gene and protein expression of ALP and Runx2, and they suggest that TMO may be a potential agent for bone formation and preventing osteoporosis.

LPS에 의해 활성화된 미세아교세포에서 흰점박이꽃무지 유래 항균 펩타이드 Protaetiamycine 6의 신경염증 억제 효과

이화정(Hwa Jeong Lee),서민철(Minchul Seo),백민희(Minhee Baek),신용표(Yong Pyo Shin),이준하(Joon Ha Lee),김인우(In-Woo Kim),황재삼(Jae-Sam Hwang),김미애(Mi-Ae Kim) 한국생명과학회 2020 생명과학회지 Vol.30 No.12

흰점박이꽃무지는 딱정벌레목 풍뎅이과에 속하는 곤충이며, 현재 국내에서는 식용곤충 자원으로써 단백질 공급원일 뿐만 아니라 간보호 효과와 혈행개선 등에 유용한 생리활성 물질을 다량 함유하고 있는 것으로 보고되고 있다. 항균 펩타이드(antimicrobial peptide, AMP)는 미생물에서부터 포유동물에 이르기까지 다양한 종에서 발견되며 생명체의 선천성 면역체계에서 중요한 역할을 한다. 또한 AMPs는 광범위하게 항균활성을 나타내며 면역, 거부반응, 내성 등의 문제없이 자연적으로 생성된 자연항생제로 알려져 있다. 활성화된 미세아교세포는 tumor necrosis factor-α (TNF-α), nitric oxide (NO) 및 reactive oxygen species (ROS) 등의 염증매개물질들을 다량 분비하는데 이러한 염증매개물질들은 신경세포사멸의 주원인으로 작용하게 된다. 그러므로 본 연구에서는 미세아교세포를 이용하여 흰점박이꽃무지 유래 항균 펩타이드 Protaetiamycine 6의 신경염증 억제 효과를 조사하였다. 그 결과, Protaetiamycine 6는 LPS에 의해서 증가한 NO 생성을 현저히 억제하였고, iNOS와 COX-2 발현량을 감소시켰으며 LPS에 의해 분비되는 염증성 cytokine의 생성량도 농도의존적으로 감소시켰다. 이러한 결과로 보아 Protaetiamycine6는 신경염증 및 퇴행성 신경질환의 예방 및 치료 기능성 소재 개발에 이용될 수 있을 것으로 판단된다. Protaetia brevitarsis seulensis is an insect belonging to the order Coleoptera. This insect is reported to contain large amounts of physiologically active substances useful for liver protective effect and improvements in blood circulation as well as a broad source of edible protein. Antimicrobial peptides (AMPs) are found in a variety of species, from microorganisms to mammals, and play an important role in the innate immune systems of living things. Microglia are the main source of proinflammatory cytokines and nitric oxide (NO) in the central nervous system. Activated microglia secrete large amounts of neuroinflammatory mediators (e.g., TNF-α, NO, and ROS), which are the main cause of neuronal cell death. In the present study, we investigated the inhibitory effect of Protaetiamycine 6 (PKARKLQKLSAYKTTLRN-NH²), an AMP derived from Protaetia brevitarsis seulensis, on LPS-induced neuroinflammation in BV-2 microglia. Protaetiamycine 6 significantly inhibited NO production without cytotoxicity and decreased the expression levels of inducible NO synthase and cyclooxygenase-2. In addition, Protaetiamycine 6 also reduced the production of neuroinflammatory cytokines on activated BV-2 microglia. These results suggest that Protaetiamycine 6 could be a good source of functional substance to prevent neuroinflammation and neurodegenerative diseases.

BV-2 미세아교세포에서 왕귀뚜라미 유래 Teleogryllusine의 신경염증 억제 효과

서민철(Minchul Seo),신용표(Yong Pyo Shin),이화정(Hwa Jeong Lee),백민희(Minhee Baek),이준하(Joon Ha Lee),김인우(In-Woo Kim),황재삼(Jae-Sam Hwang),김미애(Mi-Ae Kim) 한국생명과학회 2020 생명과학회지 Vol.30 No.11

최근 중추신경계에서 면역기능을 담당하는 미세아교세포(microglia)의 염증반응을 효율적으로 조절하는 것은 알츠하이머 병, 파킨슨 병 및 헌팅턴 병과 같은 퇴행성 뇌질환의 치료를 위한 중요한 타겟으로 인식되고 있다. 왕귀뚜라미(Teleogryllus emma)는 다양한 치료효능으로 인해 세계적으로 널리 이용되고 있으며, 본 연구팀에서는 최근 왕귀뚜라미의 전사체 분석을 통하여 항균활성을 가지는 다양한 종류의 새로운 항균 펩타이드(antimicrobial peptide; AMP) 후보들을 선별한 바 있다. 항균 펩타이드는 미생물에서부터 포유류까지 매우 다양한 종으로부터 발견되었으며, 현재는 항균활성뿐만 아니라 염증반응과 같은 다양한 질병의 치료제 개발을 위한 후보 물질로 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 선행연구를 통하여 선별된 왕귀뚜라미 유래 항균 펩타이드들 중에서 Teleogryllusine (VKWKR-LNNNKVLQKIYFVKI-NH₂)으로 명명된 항균 펩타이드의 신경염증 억제 효능을 관찰하였다. Teleogryllusine의 신경염증 억제 효능을 관찰 하기 위하여 immortalized mouse microglia 세포주인 BV-2 세포에 Teleogryllusine을 1시간 전처리 한 후 LPS를 이용하여 BV-2 세포의 염증 반응을 유도하였다. 그 결과 Teleogryllusin은 최대 처리 농도인 80 μg/ml까지 세포독성 없이 nitric oxide (NO) 생성을 현저히 감소시킴을 확인할 수 있었다. 또한 염증반응 매개인자인 iNOS와 COX-2 및 cytokine (Il-6, TNF-α)의 발현을 유전자 수준과 단백질 수준에서 확인한 결과 Teleogryllusine 처리농도에 의존적으로 감소됨을 확인할 수 있었다. 또한 Teleogryllusine의 신경염증 억제작용 기작을 확인한 결과 mitogen activated protein kinases (MAPKs)와 IκB의 인산화 및 proteosome에 의한 IκB의 분해를 억제함으로서 BV-2 세포의 신경염증반응이 조절됨을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 보아 왕귀뚜라미 유래 Teleogryllusine 펩타이드는 신경염증반응에 의해 유도되는 퇴행성 뇌질환 치료 및 예방을 위한 의료용 소재로 사용될 수 있을 것으로 기대된다. The suppression of neuroinflammatory responses in microglial cells, well known as the main immune cells in the central nervous system (CNS), are considered a key target for improving the progression of neurodegenerative diseases such as Alzheimer’s disease, Parkinson’s disease, and Huntington’s disease. Teleogryllus emma is widely consumed around the world for its broad-spectrum therapeutic effect. In a previous work, we performed transcriptome analysis on T. emma in order to obtain the diversity and activity of its antimicrobial peptides (AMPs). AMPs are found in a variety of species, from microorganisms to mammals. They have received much attention as candidates oftherapeutic drugs for the treatment of inflammation-associated diseases. In this study, we investigated the anti- neuroinflammatory effect of Teleogryllusine (VKWKRLNNNKVLQKIYFVKI-NH₂) derived from T. emma on lipopolysaccharide (LPS) induced BV-2 microglia cells. Teleogryllusine significantly inhibited nitric oxide (NO) production without cytotoxicity, and reducing pro-inflammatory enzymes expression such as inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase-2 (COX-2). In addition, Telegryllusine also inhibited the expression of pro-inflammatory cytokines such as interleukin-6 (IL-6) and tumor necrosis factor alpha (TNF-α) through down-regulation of the mitogen-activated protein kinases (MAPKs) and nuclear factor kappa B (NF-κB) signaling pathway. These results suggest that T. emma- derived Teleogryllusine could be a good source of functional substances that prevent neuroinflammation and neurodegenerative diseases.