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추출 용매에 따른 Lactobacillus plantarum 발효 우슬의 항염증 효과 증진
조은솔 ( Eun Sol Jo ),우영민 ( Young Min Woo ),김옥주 ( Ok Ju Kim ),조민영 ( Min Young Jo ),안미영 ( Mee Young Ahn ),이재화 ( Jae-hwa Lee ),하종명 ( Jong-myung Ha ),김안드레 ( Andre Kim ) 한국공업화학회 2019 공업화학 Vol.30 No.2
본 연구에서는 우슬(Achyranthes japonica, AJ)과 Lactobacillus plantarum으로 발효한 우슬(AJ-LP)을 5가지 용매(물, 에탄올, 헥산, 아세트산에틸, 부탄올)로 추출하여 RAW264.7 세포에서 항염증 활성에 미치는 영향을 확인하였다. Lipopolysaccharide (LPS)로 유도된 RAW264.7 세포에서 nitric oxide (NO) 및 cytokine 생성을 측정하였으며 western blot으로 cyclooxygenase-2 (COX-2)와 nitric oxide synthase (iNOS)의 발현 정도를 관찰하였다. 세포 독성은 CCK assay를 통해 확인하였으며 독성을 가지지 않는 농도인 100 μg/mL로 실험을 진행하였다. NO 생성 저해 활성 결과 AJ-LP를 에탄올(E)로 추출한 시료가 LPS만 처리한 control군에 비해 약 74%로 저해율이 가장 높았으며 염증관련 cytokine인 Interleukin-6 (IL-6), tumor necrosis factor-α (TNF-α), and Interleukin-1β (IL-1β)의 결과에서도 약 57, 70, 74%의 저해율로 우수한 효능을 보였다. COX-2와 iNOS 발현결과 AJ군에서 대조군(20-hydroxyecdysone)의 저해율이 가장 높은 것으로 나타났다. AJ-LP군에서 COX-2 발현량은 헥산(H)으로 추출한 시료가 대조군에 비해 약 16%로 감소하였고 iNOS 발현량은 부탄올(B)으로 추출한 시료가 약 7%로 감소하였다. 이상의 결과들에서 우슬보다 L. plantarum으로 발효한 우슬이 천연물 소재로서의 활용 가능성이 높음을 시사하였다. In this study, we used extracts obtained from five different solvents (water, ethanol, hexane, ethyl acetate, butanol) of Achyranthes japonica (AJ) and also AJ fermented with Lactobacillus plantarum (LP) to confirm effects on the anti-inflammatory activity in RAW264.7 cells. Experiments of measuring nitric oxide (NO) and cytokine production were performed in lipopolysaccharide (LPS)-induced RAW264.7 cells, and the expression of both cyclooxygenase-2 (COX-2) and inducible nitric oxide synthase (iNOS) was observed by a western blot method. The cytotoxicity of RAW264.7 was confirmed by the cell counting kit (CCK) assay at a concentration of 100 μg/mL, which has no toxicity. As a result of the inhibition of NO production, the inhibition rate of AJ-LP extracted with ethanol samples was about 74% higher than that of using the control group. Interleukin-6 (IL-6), tumor necrosis factor-α (TNF-α), and Interleukin-1β (IL-1β), which are inflammatory cytokines, also showed an excellent efficacy with inhibition rates of about 57, 70, and 74%, respectively. Comparing to the results of COX-2 and iNOS expression in the AJ group, the inhibition rate of 20-hydroxyecdysone was the highest than others. On the other hand, the COX-2 expression level of AJ-LP group decreased about 16% compared to that of the control group, and the iNOS expression level was also decreased about 7%. These results suggest that the extract of AJ fermented from L. plantarum can be used as an anti-inflammatory natural material.
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우영민(Young Min Woo),김옥주(Ok Ju Kim),조은솔(Eun Sol Jo),조민영(Min Young Jo),안미영(Mee Young Ahn),이상현(Sang-Hyeon Lee),하종명(Jong-Myung Ha),김안드레(Andre Kim) 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.12
본 연구는 추출 용매별 땅두릅 추출물과 Lactobacillus plantarum으로 발효한 후 용매별로 추출한 땅두릅 발효추출물을 이용하여 항염증 효과를 측정한 연구이다. 땅두릅은 중추신경 계통에 대한 흥분작용이 있고 혈압강하 작용이 알려져 있으며 관절염, 감기, 신경통, 류마티스, 피부가려움증 등에 쓰인다. LPS (lipopolysaccharide)로 염증을 유도한 마우스 유래 macrophage에서의 NO 생성 및 염증관련인자의 발현에 미치는 영향을 검토하여 항염증 소재로서의 이용 가능성을 확인하였다. 건조 땅두릅을 water, ethanol, hexane, ethyl acetate, butanol을 이용하여 추출한 추출물들과 L. plantarum으로 발효한 후 추출한 추출물들에서 RAW264.7 대식세포에 대한 독성 여부를 측정하였고, 세포에 대한 독성이 나타나지 않는 농도에서 추출물의 항염증 활성을 확인하였다. 본 실험에 사용된 추출물은 LPS로 유도된 NO 생성을 유의적으로 억제하였으며, 주요 염증 유발인자인 COX-2와 iNOS의 발현 또한 유의적으로 억제하는 효과를 나타냈다. 염증관련 cytokine인 IL-1β, IL-6 및 TNF-α의 생성량 또한 유의적으로 감소시켰다. 이상의 결과로부터 땅두릅을 L. plantarum으로 발효한 후 water, ethanol, butanol로 추출하였을 때 염증억제 효과가 있는 기능성 식품 소재로서의 개발 가능성이 있을 것으로 사료된다. We investigated the anti-inflammatory activities of various organic solvent extracts with and without Lactobacillus plantarum fermentation of Aralia continentalis Kitagawa which has hypotensive effects in addition to excitatory effects on the central nervous system. It has been used to treat arthritis, colds, neuralgia, rheumatism, and itchy skin. Our extracts were tested for their anti-inflammatory potential on NO production and the expression of inflammatory factors in lipopolysaccharide-stimulated RAW264.7 macrophages. Extracts with and without L. plantarum fermentation were prepared using water, ethanol, hexane, ethyl acetate, and butanol. The RAW264.7 cells were tested for toxicity and the anti-inflammatory activity of each extract was determined at a concentration with no toxicity to the cells. The extracts used in this study significantly inhibited both the production of NO and the mRNA expression of COX-2 and iNOS, the major inflammatory factors. The production of inflammation-related cytokines IL-1β, IL-6, and TNF-α was also significantly reduced. These results suggest that the extracts involving fermentation by L. plantarum can inhibit cytokines by controlling the expression of inflammatory cytokine genes. It is considered that the water, ethanol, and butanol extracts after fermentation with L. plantarum could be useful as functional natural materials with anti-inflammatory effects.
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