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이삭물수세미(Myriophyllum spicatum L.) 에탄올 추출물의 항산화와 항염증 효과
김철환,이영경,김민진,최지수,황병수,조표연,김영준,정용태 한국자원식물학회 2023 한국자원식물학회지 Vol.36 No.1
Abstract - Myriophyllum spicatum L. has been used as an ornamental in ponds and aquariums, and as a folk remedy for inflammation and pus. Nevertheless, the biological activity and underlying mechanisms of anti-inflammatory effects are unclear. This study is aimed at investigating the antioxidative and anti-inflammatory activities of ethanol extract of Myriophyllum spicatum L. (EMS) in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated RAW 264.7 cells. Antioxidant activity of EMS was assessed by radical-scavenging effects on ferric reducing antioxidant power (FRAP) and 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) free radicals. As inflammatory response parameters produced by LPS-stimulated RAW 264.7 cells were quantified to assess the anti-inflammatory activity of EMS. Our results showed that EMS increased FRAP and DPPH radicalscavenging activity. In EMS-treated RAW 264.7 cells, the production of NO, PGE2, TNF-α and IL-1β was significantly inhibited at the non-cytotoxic concentration. In addition, EMS significantly attenuated LPS-stimulated the toll-like receptor (TLR) 4/myeloid differentiation protein (MyD) 88 signaling pathway, and inhibited nuclear translocation of nuclear factor-kappa B(NF-κB). Positive correlations were noted between anti-inflammatory activity and antioxidant activity. In conclusion, it was indicated that EMS suppresses the transcription of inflammatory factors by inhibiting the TLR4/MyD88/NF-κB signaling pathway, thereby suppressing LPS-stimulated inflammation in RAW 264.7 cells. This study highlights the potential role of EMS against inflammation and associated diseases. 적 요이삭물수세미는 민간에서는 전초를 고름, 염증 등에 약용으로 사용하였으나, 염증에 대한 연구가 미비한 상황이다. 이에본 연구에서는 이삭물수세미 추출물(EMS)의 항산화 효능과 항염증 효능을 분석하였다. 항산화 효능은 DPPH 라디칼 소거능과 환원력을 통해 산화적 스트레스를 통해 염증을 유발시킬 수있는 ROS (Hong et al., 2020; Snezhkina et al., 2019)를 억제하는지 확인하였고, 항염증 효능은 염증 발현 인자인 LPS를 이용하여 RAW 264.7 대식세포에 염증을 유도한 뒤pro-inflammatory cytokine (TNF-α, IL-1β)과 염증 매개체(NO, PGE2)의억제 및 TLR4/Myd88/NF-κB signaling pathway 발현 억제를통해 확인하였다. 연구 결과, 항산화 효능에 있어서는 DPPH 라디칼 소거능과 Fe3+를 Fe2+로 환원시키는 환원력이 농도 의존적으로 증가함을 확인하였다. 무독성 상태에서 실험하기 위해LPS와 EMS를 처리한 RAW 264.7 대식세포에서 90% 이상의 생존율을 나타내는 조건에서 실험을 진행하였다. LPS로 염증이유도된 RAW 264.7 세포에서 EMS는 염증 매개 인자의 발현 및생성 억제(iNOS에 의한 NO 생성 및 COX-2에 의한 PGE2 생성억제)와 pro-inflammatory cytokine (TNF-α및 IL-1β)의 생성 또한 억제하였다. 특이적으로 COX-2에 의한 PGE2 생성 억제에서는 고농도에서 작용함을 확인하였고, IL-1β에서는 약한억제력을 보였다. 이후signaling pathway에서 염증 전사인자경로를 확인하기 위하여 TLR4/MyD88의 활성을 확인하였고, EMS 처리에 따라 농도 의존적으로 억제되는 것을 확인하였다. 이에 따라 염증 초기 단계에서 NF-κB p65가 nuclear로 들어가는 것을 억제하는지 확인하기 위해 early time (LPS 처리 후30, 60 min) 조건으로 nuclear에서 p65 인산화를 확인하였다. 그 결과, LPS 자극으로 인해 증가된 p65 인산화가 EMS에 의해 부분적으로 억제됨을 확인하였다. 이상의 결과를 통해 LPS로 염증이 유도된 RAW 264.7 대식세포에서 EMS가 COX-2에 의한PGE2 생성 억제와 IL-1β의 생성에 있어 낮은 억제력을 가진 반면, iNOS에 의한 NO과 TNF-α생성 및 TLR4/MyD88 singnaling pathway에 있어 강한 억제력을 가짐을 확인하였다. 결론적으로 EMS가 ROS를 제거하고 TLR4/MyD88/NF-κB signaling pathway를 억제함으로써 염증 인자들의 전사를 억제하고, 염증 인자 부분에서는 iNOS에 의한 NO 생성과 TNF-α생성을 강하게 억제하여 RAW 264.7 대식세포에서 LPS로 자극된 염증을억제하는 것으로 판단된다. 또한 TLR4/Myd88/NF-κB signaling pathway를 통한 pro-inflammatory cytokine과염증 매개체와의 연관성에 대한 기초자료로 활용할 수 있는 근거 자료가 될 수있을 것으로 생각된다.
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LPS로 유도된 RAW 264.7 대식세포의 염증반응에서 MAPK 신호경로 조절을 통한 지칭개 에탄올 추출물의 항염증 효과
김철환(Chul Hwan Kim),이영경(Young-Kyung Lee),정진우(Jin-Woo Jeong),황병수(Buyng Su Hwang),정용태(Yong Tae Jeong),오영택(Yong Taek Oh),조표연(Pyo Yun Cho),강창희(Chang-Hee Kang) 한국자원식물학회 2021 한국자원식물학회지 Vol.34 No.1
Hemistepta lyrata Bunge (HL) has been used as a folk remedy to treat cancer, inflammation, bleeding, hemorrhoids and fever, and leaves and young shoots have been used as famine food. Nevertheless, the biological activities and underlying mechanisms of the anti-inflammatory effects remain unclear. In this study, it was undertaken to explore the functions of the aerial part of HL as a suppressor of inflammation by using RAW 264.7 cells. As immune response parameters, the productions of as nitric oxide (NO) and prostaglandin E2 (PGE2), cytokines such tumor necrotic factor (TNF)-α and interleukin (IL)-6 were evaluated. Although the release of TNF-α remained unchanged in HL-treated RAW 264.7 cells, the productions of NO, PGE2 and IL-6 were significantly increased at concentrations with no cytotoxicity. Furthermore, HL significantly attenuated the mitogen-activated protein kinases (MAPK) pathway including decreasing the phosphorylation of the extracellular signal-regulated kinase (ERK1/2) and p38 mitogen-activated protein kinases. Collectively, this study provides evidence that HL inhibits the production of major pro-inflammatory molecules in LPS-stimulated RAW 264.7 cells via suppression of ERK and P38 MAPK signaling pathways. These findings suggest that the beneficial therapeutic effects of HL may be attributed partly to its ability to modulate immune functions in macrophages.
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