Immune-enhancing effects of Protaetia brevitarsis seulensis larvae extracts on RAW264.7 macrophages

Eu-Jin Ban,김봉선,최라영,김인우,서민철,황재삼,이준하 한국잠사학회 2022 International Journal of Industrial Entomology Vol.45 No.2

Protaetia brevitarsis seulensis larva is well-known as an edible insect. The present study aimed to explore the immune-enhancing effect of 30% ethanol extract of Protaetia brevitarsis seulensis larvae (PBE) in RAW264.7 macrophage cells. PBE were not cytotoxic to RAW264.7 cells and nitric oxide production increased on PBE treatment in a dose-dependent manner. Furthermore, PBE significantly promoted the expression of immune-related mediators (iNOS and COX-2) and cytokines (TNF-α, IL-6, and IL-1β) and the phosphorylation of MAPKs (ERK, p38, and JNK). Taken together, the immune-enhancing effects of 30% ethanol extract of PBE in vitro were identified. These findings can be used as data for the development of edible insect-based functional foods that improve immune function.

녹차 함유 strictinin과 1,4,6-O-trigalloyl-β-D-glucopyranose의 비만세포 분화 생육 억제 효과

반유진(Eu-Jin Ban),송시훈(Sihun Song),최수영(Su-Young Choi),이동준(Dong-Jun Lee),문제학(Jae-Hak Moon),김선재(Seon-Jae Kim),김성학(Sung-Hak Kim),조정용(Jeong-Yong Cho) 한국차학회 2021 한국차학회지 Vol.27 No.2

녹차는 지방분해 및 에너지 소비촉진, 지방 생성 억제, 그리고 지방 흡수 억제 등을 통해 비만 예방 및 억제 효과가 있다고 알려져 있다. 특히, 녹차의 대표적인 유용성분인 catechin류 또한 비만 예방 효과가 우수하고, 녹차 함유 polysaccharide류와 caffeine 또한 그 효과가 보고되고 있다. 본 연구에서는 녹차에 함유된 2종의galloyl 형 tannin 화합물들을 분리 및 구조해석하였으며, mouse fibroblast 3T3-L1 cell에서 이 화합물들의 지방세포 분화 억제 효과를 검증하였다. 화합물 1과 2는 Amberlite?? XAD-7 column chromatography and ODS-MPLC 를 이용하여 녹차 열수추출물로부터 분리되었으며, ESI-MS 및 1D-NMR 분석을 통해 strictinin과 1,4,6-Otrigalloyl-β-D-glucopyranoside로동정되었다. 화합물 1과 2를 3T3-L1 cell에 처리하였을 때, 지방 세포 분화를유도하는 peroxisome proliferator-activated receptor γ2 (PPARγ2)과 CCAAT/enhancer binding protein α (C/EBPα)의 발현이 강하게 억제되었다. 또한 이 화합물들은 지방세포에서 adipokine으로 작용하는 adiponectin 및 leptin의 발현도 현저하게 억제함을 확인하였다. 화합물 1과 2는 10과 20 μM의 두 농도 모두에서 3T3-L1 cell 의 지방 분화에 관여하는 전사인자들의 발현을 강하게 감소시키는 효과가 있음을 확인하였다. 화합물 1과 2의지방세포 분화 억제 효과는 거의 유사한 것으로 해석되었다. Catechin류는 녹차의 대표적인 항비만 효과를 갖는물질로 알려져 있다. 이상의 결과로부터 strictinin과 1,4,6-O-trigalloyl-β-D-glucopyranoside는 catechin류와 더불어 녹차의 비만 예방 또는 억제에 기여하는 유용성분으로 여겨진다. In this study, two bioactive compounds were isolated and purified from green tea by applying Amberlite?? XAD-7 column chromatography and ODS-MPLC. Based on mass spectrometry and nuclear magnetic resonance analysis, the compounds were determined to be strictinin (1) and 1,4,6-O-trigalloyl-β-D-glucopyranose (2). Inhibitory effects of 1 and 2 on adipogenesis of mouse fibroblast 3T3-L1 cells were subsequently evaluated. These compounds reduced the mRNA expression levels of peroxisome proliferator-activated receptor γ2 (PPARγ2) and CCAAT/ enhancer binding protein α (C/EBPα). Additionally, exposure to both compounds significantly decreased the mRNA expressions of adiponectin and leptin, and strongly inhibited the adipocyte differentiation of 3T3-1L cells at concentrations of 10 and 20 μM. Similar anti-adipogenic effects were observed for both compounds 1 and 2. Catechins are known potential candidates for application as anti-obesity agents. Our results indicate the partial contributions of strictinin (1) and 1,4,6-O-trigalloyl-β-D-glucopyranose (2) to the anti-obesity effects of green tea.

녹차로부터 β-Glucogallin, Coumaroyl Quinic Acid Derivative, 그리고 Flavonol Triglycoside의 분리·동정 및 항산화 활성

반유진(Eu-Jin Ban),김주형(Ju-Hyung Kim),이소진(So-Jin Lee),이동준(Dong-Jun Lee),문제학(Jae-Hak Moon),조정용(Jeong-Yong Cho) 한국차학회 2020 한국차학회지 Vol.26 No.2

본 연구에서는 Amberlite?? XAD-7 및 ODS open column chromatography을 이용하여 녹차에 함유된caffeine, 8종의 catechin류, 5종의 flavon-3-ol류 외 5종의 화합물을 분리하였다. 분리된 5종의 화합물은 MS 및NMR 분석을 통해 1-galloyl-β-D-glucopyranose (1), 5-O-cis-p-coumaroyl quinic acid methyl ester (2), quercetin 3-O-[β-D-glucopyranosyl(1→3)-O-α-L-rhamnopyranosyl(1→6)-O-β-D-galactopyranoside] (3), quercetin 3-O-[β -D-glucopyranosyl(1→3)-O-α-L-rhamnopyranosyl(1→6)-O-β-D-glucopyranoside] (4) 그리고 kaempferol 3-O-[β -D-glucopyranosyl(1→3)-O-α-L-rhamnopyranosyl(1→6)-O-β-D-glucopyranoside] (5)로 동정되었다. 화합물 1, 3, 4, 및 5는 우롱차나 홍차 등의 차에서 그 존재가 확인되었으나, 화합물 2는 차나무로부터는 처음 동정되었다. 화합물 1, 3, 4, 및 5를 대상으로 항산화 활성을 평가한 결과, free radical-scavenging 활성 및 철 환원력은 화합물 1 > 화합물 3 > 화합물 4 > 화합물 5 순으로 높았다. 동정된 화합물들의 항산화 활성은 catechol 및 gallol 골격에서 기인한 것으로 판단된다. Five antioxidative compounds were purified and isolated from green tea by Amberlite?? XAD-7 and ODS column chromatography. These compounds were identified as 1-galloyl-β-D-glucopyranose (1), 5-O-cis-p-coumaroyl quinic acid methyl ester (2), quercetin 3-O-[β-D-glucopyranosyl(1→3)-O-α-L-rhamnopyranosyl(1→6)-O-β-Dalactopyranoside] (3), quercetin 3-O-[β-D-glucopyranosyl(1→3)-O-α-L-rhamnopyranosyl(1→6)-O-β-D-glucopyranoside] (4), and kaempferol 3-O-[β-D-glucopyranosyl(1→3)-O-α-L-rhamnopyranosyl(1→6)-O-β-D-glucopyranoside] (5). These compounds were established by mass spectrometry and nuclear magnetic resonance analysis. Of them, the antioxidative activities of the four compounds (1, 3, 4, and 5) were evaluated using a 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl and 2,2´-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)+ radical-scavenging and ferric ion reducing power assays. Compound 1 showed higher antioxidant activities than the other compounds. Overall, these compounds may contribute to the antioxidative effects of tea leaf and its processed foods.

녹차로부터 분리한 epigallocatechin-3-O-(3-O-methyl) gallate의 Helicobacter pylori 생육 억제 효과

반유진(Eu-Jin Ban),송은정(Eun-Jung Song),이동준(Dong-Jun Lee),문제학(Jae-Hak Moon),김선재(Seon-Jae Kim),박종환(Jong-Hwan Park),조정용(Jeong-Yong Cho) 한국차학회 2021 한국차학회지 Vol.27 No.1

Epigallocatechin-3-O-gallate (EGCG)는 차의 대표적인 유용성분 중 하나로, 항산화, 항암, 그리고 항염증등 다양한 건강기능성과 더불어 Helicobacter pylori의 생육을 억제하는 효과도 우수하다고 알려져 있다. 그러나, EGCG에 methyl기가 결합된 형태인 epigallocatechin-3-O-(3-O-methyl) gallate (EGCG3 Me)에 대한 H. pylori의생육 억제 효과는 보고된 바가 없다. 본 연구에서는 H. pylori P1WT 및 SS1 균주를 대상으로 차로부터 분리한EGCG3 Me의 항균 활성을 평가하였다. EGCG3 Me은 octadecylsilane-medium performance liquid chromatography를 이용하여 가루녹차(Camellia sinensis var. sinensis cv. Benifuuki)의 70% ethanol 추출물로부터분리되었으며, 그 구조는 ESI-MS, 1D-, 그리고 2D-NMR 분석을 통하여 확인되었다. 가루녹차로부터 분리된EGCG3 Me는 EGCG와 거의 유사하게 농도 의존적으로 H. pylori P1WT와 SS1 균주에 대한 생육 억제 효과를나타내었다. 특히, 두 균주 모두 50 그리고 100 μM의 EGCG 및 EGCG3 Me 처리에 의해 성장이 크게 억제되었으며, 100 μM 농도의 경우 P1WT와 SS1 균주의 성장을 매우 높은 수준으로 억제하였음을 관찰할 수 있었다. EGCG3 Me의 H. pylori 생육 억제 효과는 EGCG와 거의 유사하였다. 이상의 결과로부터 EGCG3 Me는 EGCG 와 더불어 H. pylori 생육 억제 효과를 갖는 차의 유용 소재로 활용이 기대된다. Epigallocatechin-3-O-gallate (EGCG), a major bioactive compound in green tea, has been shown to strongly inhibit the growth of Helicobacter pylori (H. pylori) apart from its other multiple health benefits. However, no study on the anti-Helicobacter pylori activity of epigallocatechin-3-O-(3-O-methyl) gallate (EGCG3 Me), a unique O-methylated form of EGCG, is currently available. The present study aimed to compare the growth inhibitory activities of EGCG and EGCG3 Me against H. pylori strains P1WT and SS1. EGCG3 Me was isolated from a 70% ethanol extract of green tea (Camellia sinensis var. sinensis cv. Benifuuki) by using octadecylsilane-medium performance liquid chromatography. Its structure was confirmed by ESI-MS and 1D- and 2D-NMR experiments. Both EGCG and EGCG3 Me inhibited the growth of H. pylori strains P1WT and SS1 in a dose-dependent manner. The antibacterial activity of EGCG3 Me was similar to that of EGCG. EGCG is well-known to be a potential anti-H. pylori agent. These results indicate that EGCG3 Me may be a valuable therapeutic agent against H. pylori infection.

제주지역 차나무 품종 4월 신초의 카테킨 함량 및 그 생합성 관련 유전자 발현량 비교

김주형(Ju-Hyung Kim),반유진(Eu-Jin Ban),문두경(Doo-Gyung Moon),이소진(So-Jin Lee),이동준(Dong-Jun Lee),문제학(Jae-Hak Moon),조정용(Jeong-Yong Cho) 한국차학회 2022 한국차학회지 Vol.28 No.1

본 연구에서는 우리나라에서 육종하고 있는 차나무 유전자원의 찻잎 특성을 이해하고자 4월 제주지역에서 자란 차나무 7개 품종(재래종, 금설, 보향, 상목, 참녹, 대차, 야부기다)의 1아2엽 신초를 대상으로 catechin류 함량 및 그 생합성에 관여하는 유전자 발현량을 조사하였다. 먼저, ODS-HPLC를 이용하여 차나무 품종 별 4월 신초분말에서 caffeine 및 catechin류를 정량하였다. 그 결과, 금설 신초는 다른 차나무 품종의 신초에 비해 총 catechin 함량뿐만 아니라 esterified catechin류인 EGCG와 ECG의 함량이 높았으나, 그 생합성에 관여하는 유전자들의 발현량은 상대적으로 낮은 경향임을 알 수 있었다. 보향 신초는 EGC 함량이, 그리고 보향과 참녹 신초는 EC 함량이높은 경향이었다. 또한 차나무 품종 별 4월 신초에서 real-time qPCR을 이용하여 catechin 생합성에 관여하는 유전자의 발현량을 조사하였다. 그 결과, 차나무 품종에 따라 4월 신초에서 catechin 생합성에 관여하는 유전자 발현량은 다소 차이를 나타냈다. 특히 4월 신초에서 dihydroflavanol 4-reductase (DFR), anthocyanidin synthase (ANS) 및anthocyanidin reductase (ANR) 등의 유전자의 발현량은 total catechin 함량과 양의 상관관계를 나타냈다. 특히 4월제주지역에서 생육하고 있는 차나무 7개 품종 신초에서 DFR, ANS 및 FGS가 catechin 생성에 영향을 주는 주요 인자들임을 알 수 있었다. 본 연구결과는 고품질의 찻잎 생산 및 이를 이용한 다양한 용도의 차 가공품 개발을 위한우리나라에서 육종하고 있는 차나무 유전자원의 찻잎 특성을 파악하는 기초자료로 활용이 기대된다. The purpose of this study was to compare the catechin content and its biosynthesis-related gene expression in six different cultivar tea leaves of Camellia sinensis harvested in April at Jeju Island. The caffeine and catechin contents in tea shoots with one apical bud and two terminal leaves were analyzed by octadecylsilane-high performance liquid chromatography. The expression of the catechin biosynthetic genes was also investigated using a real-time polymerase chain reaction. The caffeine content of the tea shoots harvested in April ranged from 1.62 to 1.93 g/100 g dry wt. and the Chamnok cultivar tea shoot had the highest caffeine content among the cultivars. The total catechin content of the tea shoots harvested in April ranged from 5.22 to 7.18 g/100 g dry wt. The Kemsull cultivar had the highest total catechin content. The epigallocatechin gallate (EGCG) and epicatechin gallate (ECG) contents in the tea shoots of the Kemsull cultivar were 2.93 ± 0.04 and 1.26 ± 0.02 g/100 g dry wt., which was higher than the other cultivars. The EGC content in the tea shoots of Bohyang cultivar was 2.07 ± 0.04 g/100 g dry wt., followed by the Chamnok cultivar (1.69 ± 0.05 g/100 g dry wt.). Positive correlations between the expression levels of dihydroflavanol 4-reductase (DFR), anthocyanidin synthase (ANS), and flavan-3-ol gallate synthase (FGS) and the total catechin content were identified in the April tea shoots. However, negative correlations between the expression levels of flavonoid 3 ,5 -hydroxylase(F3 ,5 H), and total catechin content were also identified. These results indicate that DFR and FGS are potentially key genes that affect catechin accumulation in tea leaves grown in April at Jeju Island.

ARPE-19 세포에서 산화적 스트레스에 대한 갈색거저리 추출물의 항산화 효과

김봉선(Bong Sun Kim),최라영(Ra-Yeong Choi),반유진(Eu-Jin Ban),이준하(Joon Ha Lee),김인우(In-Woo Kim),서민철(Minchul Seo) 한국생명과학회 2022 생명과학회지 Vol.32 No.11

황반 변성은 현대 사회에서 발병율이 급격히 증가한 질환 중 하나이다. 황반 변성의 대표적인 원인은 노화로 인한 산화 스트레스로 널리 알려져 있고 최근 노령화로 인해 발병 연령은 40대부터 급격하게 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 TMH를 이용해 산화적 스트레스에 대한 항산화 효능 및 세포 사멸 억제 연구를 통해 눈 건강 개선 소재를 개발하였다. 먼저 TMH의 인간 망막색소상피세포 사멸 억제 효능 평가를 위해 MTS assay로 세포 생존율을 측정하였다. 망막색소상피세포에서 H₂O₂에 의한 산화적 스트레스로 인해 약 60%의 세포 생존율을 확인 할 수 있었고 TMH에 의해 농도 의존적으로 세포 사멸을 억제됨을 확인할 수 있었다. 또한 LDH release assay를 통해 세포막 보호 효능을 확인 하였으며 세포 내 ROS 측정을 통해 세포 내 활성산소종 조절을 통한 항산화 효능을 확인 할 수 있었다. 마지막으로 세포 생존과 사멸에 관여하는 세포 내 신호 단백질인 MAPKs의 인산화 조절, 항산화 효소인 HO-1 발현 조절, 세포 사멸 관여 단백질인 Bax/Bcl-2의 발현 그리고 cleaved caspase-3 단백질 분석을 통해 TMH의 산화 스트레스에 대한 항산화 그리고 세포 사멸 억제 경로를 확인 하였다. 위와 같은 결과 도출을 통해 TMH의 눈 건강 기능성 소재로서의 가능성을 확인하였다. Tenebrio molitor larvae is well known as edible insect. Then, although it has been widely studied that Tenebrio molitor larvae has various bioactive functions such as antioxidant, anti-wrinkle, and anticancer. Nevertheless, antioxidant effects of Tenebrio molitor larvae water extract (TMH) has not been well described in Adult Retina Pigment Epithelial cell line (ARPE-19). In this study, we demonstrated that antioxidant effects of TMH against H₂O₂-induced oxidative stress in ARPE-19. Thus, we selected for our studies and performed a series of dose-response assay to determine the working concentration that lead to a consistent and high degree of cytotoxicity, which we defined as the level of H₂O₂ that killed 40% of the ARPE-19 cells. ARPE-19 cells were pre-treated with various concentrations of TMH (0.1 up to 2 mg/ml) before exposure to 300 μM H₂O₂. As we expected, TMH effectively prevented ARPE-19 cells from 300 μM H₂O₂-induced cell death in a dose-dependent manner. Furthermore, TMH inhibited the phosphorylation of mitogen-activated protein kinases (MAPKs) such as extracellular signal regulated kinase (ERK), c-Jun N-terminal kinase (JNK), and p38. Overall, the inhibitory effects of TMH on H₂O₂-induced apoptosis and oxidative stress were associated with the protection cleaved caspase-3, Bax, Bcl-2, and HO-1. The TMH suppressed H₂O₂-induced cell membrane leakage and oxidative stress in ARPE-19 cells. Thus, these results suggest that the TMH plays an important role in antioxidant effect in ARPE-19.