HepG2 세포에서 알로에 베라 추출물에 의한 염증성 사이토카인 분비

김일낭,Kim, Ilrang 한국식품영양학회 2014 韓國食品營養學會誌 Vol.27 No.3

최근 알로에 베라 섭취에 의한 독성 간염이 보고되고 있으나, 아직까지 알로에 베라의 간에 대한 염증 효과가 명확히 밝혀지지 않았다. 본 연구는 알로에 베라 에탄올 추출물이 간세포의 염증 발현에 미치는 영향과 그 기전을 밝히기 위해 수행되었다. $0.001{\sim}100{\mu}g/mL$의 알로에 베라 추출물을 HepG2 세포에 처리하여 MTT assay를 시행한 결과, 모든 농도에서 세포사멸이 유도되지 않았다. 그러나 모든 농도에서 알로에 베라 추출물은 염증성 사이토카인인 IL-8의 분비를 15.7~25.8%까지 유의적으로 증가시켰다(p<0.05). 또 다른 사이토카인인 M-CSF도 알로에 베라 추출물에 의해 36.3~61.5%까지 유의적으로 분비가 증가되었다(p<0.05). 본 연구 결과는 알로에 베라 추출물이 IL-8과 M-CSF와 같은 염증성 사이토카인 분비기전에 의해 간에 염증을 유발할 수 있음을 보여준다. 또한 알로에 추출물에 의해 유발될 수 있는 간염기전을 제시함으로써, 향후 수행될 추가 실험을 위한 기초 자료로 그 가치가 높을 것으로 사료된다. Recently, cases of Aloe vera induced-toxic hepatitis have been reported. However, the precise inflammatory effects of Aloe vera extract have not been clearly elucidated yet. In this study, the inflammatory effects and the mechanism of 70% ethanolic Aloe vera extract on liver were evaluated by in vitro assays using human hepatoma HepG2 cells. Cell viability was investigated using MTT assay at $0.001{\sim}100{\mu}g/mL$ of Aloe vera extract. To evaluate inflammatory effect of the Aloe vera extract, the secretion of pro-inflammatory cytokine Interleukin 8 (IL-8) and Macrophage colony-stimulating factor (M-CSF) were detected. Aloe vera extract did not induce cell death at concentrations of $0.001{\sim}100{\mu}g/mL$. However, Aloe vera extract significantly increased the IL-8 secretion by 15.7~25.8% and the M-CSF secretion by 36.6~61.5% at the same concentrations. These results indicate that Aloe vera extract shows an inflammation-related mild hepatotoxicity than a severe toxicity such as cell death and this hepatitis is mediated by the secretion of inflammatory cytokine IL-8 and M-CSF.

함초의 항산화 및 산화 촉진 효과

김일낭,Kim, Ilrang 한국식품영양학회 2015 韓國食品營養學會誌 Vol.28 No.1

Hamcho (Salicornia herbacea) extracts were evaluated for total polyphenol content, antioxidant and pro-oxidant activities. The total polyphenol content was 1.81 g and 0.72 g per 100 g of dried sample in water and ethanol extracts respectively. Both water and ethanol extracts of Hamcho significantly exhibited antioxidant activity. The scavenging activity of hydroxyl radical was 13.8~26.2% and 14.2~16.0% in water and ethanol extracts respectively. The inhibitory effect of conjugated diene formation was 24.6~39.1% and 28.4~39.6% in water and ethanol extracts respectively. However, pro-oxidative effect was also observed in the Hamcho extracts. The Hamcho water extract showed the pro-oxidant effect by enhancing the formation of hydroxyl radical and conjugated diene. The ethanol extract of Hamcho induced conjugated diene formation at 0.5 mg/mL but not at 1 mg/mL. The hydroxyl radical formation was not induced by the Hamcho ethanol extract. Taken together, these results show that Hamcho extracts can act as pro-oxidants by generating hydroxyl radical or conjugated diene in addition to their antioxidant properties. Therefore, this study suggests that the physiological properties of Hamcho and its use as food materials should be considered with caution because antioxidant dietary plants such as Hamcho possess possible adverse effects induced by pro-oxidant activity.

사과 과피 추출물의 염증 관련 효소 억제 효과

김일낭(Ilrang Kim) 한국식품과학회 2015 한국식품과학회지 Vol.47 No.4

본 연구는 사과 과육을 이용한 잼, 음료, 소스, 통조림 등을 가공하는 과정 중 부수적으로 발생하는 사과 과피의 활용을 위해 70% 에탄올 추출물을 이용하여 생리활성을 측정하였다. 이를 위해 사과 과피 추출물의 총 페놀 및 플라보노이드 함량을 측정하고 항산화 활성과 항염 효과를 평가하였다. 사과 과피 추출물의 총 페놀 함량과 플라보노이드 함량은 각각 6.8±0.5 ㎎ GAE/g, 플라보노이드는 3.3±0.3 ㎎ CE/g으로 나타났다. 항산화 활성을 평가하기 위해 측정한 DPPH 라디칼 소거능은 추출물의 농도에 의존적으로 증가하여 0.1, 0.5 및 1.0 ㎎/mL의 농도에서 각각 18.9±1.6, 46.3±2.3 및 58.1±3.9%로 나타났다(p<0.05). 사과 과피 추출물에 의한 염증 관련 효소 활성 억제 효과를 측정한 결과 sPLA₂ 활성은 0.5 및 1.0 ㎎/mL 농도에서 각각 26.9±1.4 및 53.5±2.3% 유의적으로 감소하였다(p<0.05). COX-2 활성 억제 효과는 0.1, 0.5 및 1.0 ㎎/mL의 모든 농도에서 각각 16.7±2.6, 43.6±3.0 및 64.8±5.4%로 유의적이었으나 COX-1 활성은 1.0 ㎎/mL에서만 13.4% 유의적인 저해효과를 나타냈다(p<0.05). LOX 활성 저해 효과 또한 0.1, 0.5 및 1.0 ㎎/mL 농도에서 각각 11.9±1.3, 27.4±2.7 및 44.4± 4.5%로 나타나 유의적인 항염 효과를 보였다(p<0.05). 본 연구결과는 사과 과피 추출물이 라디칼 소거능을 통한 항산화 효과를 가지고, 다양한 염증 관련 효소의 활성을 억제함으로써 염증 반응을 전반적으로 조절하고 완화시킬 수 있음을 보여주어, 사과를 이용한 제품의 가공 과정에서 부산물로 생기는 과피를 항산화 및 항염 효과를 가지는 건강기능성식품 소재로 이용할 수 있는 가능성을 시사한다. The purpose of this study was to investigate the biological benefits of apple peel. The antioxidant and antiinflammatory activities of a 70% ethanol extract of apple peel were examined. The total phenolic compound and flavonoid contents of apple peel were 6.8±0.5 ㎎ gallic acid equivalent/g of fresh weight and 3.3±0.3 ㎎ catechin equivalent/g of fresh weight, respectively. Antioxidant activity was evaluated by measuring 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity. The DPPH radical scavenging activity of apple peel was 18.9±1.6, 46.3±2.3 and 58.1±3.9% at concentrations of 0.1, 0.5 and 1.0 ㎎/mL, respectively (p<0.05). The anti-inflammatory effect was investigated by measuring the inhibition of inflammatory enzymes. Apple peel significantly inhibited secretory phospholipase, cyclooxygenase-1, cyclooxygenase-2, and lipoxygenase activity by up to 53.5±2.3, 13.4±1.8, 64.8±5.4 and 44.4±4.5%, respectively (p<0.05). Taken together, these findings suggest that apple peel may act as an antioxidant by radical scavenging and may possess potential anti-inflammatory properties for suppressing the activity of inflammatory enzymes. These results also suggest that apple peel can be utilized as a health functional food ingredient possessing antioxidant and anti-inflammatory activities.

Chaparral 추출물에 의한 in vitro 간세포 염증반응

김일낭(Ilrang Kim) 한국식품과학회 2021 한국식품과학회지 Vol.53 No.3

본 연구에서는 chaparral 70% 에탄올 추출물을 0.01-100 μg/mL의 농도로 HepG2 간세포에 처리하여 세포 사멸, 염증성 사이토카인 분비, 세포 내 지방 축적을 측정하는 in vitro 실험을 통해 chaparral의 간독성 기전을 조사하였다. Chaparral 추출물 처리에 의해 1-100 μg/mL의 농도에서 세포 사멸이 관찰되었으며, 염증성 사이토카인인 IL-8과 M-CSF의 분비 및 지방 축적은 10배 더 낮은 농도부터인 0.1-100 μg/mL에서 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 본 연구결과에서 염증성 사이토카인 분비 및 지방 축적을 통한 간세포 염증은 chaparral 추출물에 의해 유발되는 간독성의 한 형태로 나타났다. 또한 간염 형태의 간독성은 세포 사멸이라는 심각한 독성을 야기시키는 농도보다 낮은 농도에서 발현되어 저농도의 chaparral 섭취에 의해 간염과 같은 간독성이 초래될 수 있음을 시사한다. In this study, the hepatotoxic mechanism of chaparral (Larrea tridentata) was investigated through in vitro experiments that measured cell death, inflammatory cytokine secretion, and intracellular fat accumulation by treating HepG2 hepatocytes with a 70% ethanol extract of chaparral at concentrations ranging from 0.001 to 100 μg/mL. Cell death was observed after treatment with chaparral extract at concentrations of 1-100 μg/mL (p<0.05). The secretion of the inflammatory cytokines, interleukin-8 and macrophage-colony stimulating factor, and fat accumulation were significantly increased even at a concentration of 0.1 μg/mL, which was 10 times lower than the observed concentration resulting in cell death (p<0.05). Hepatitis caused by inflammatory cytokine secretion and fat accumulation was shown to be a form of hepatotoxicity induced by chaparral extract. Hepatitis was expressed at a concentration lower than that causing serious toxicity such as cell death, suggesting that hepatotoxicity, including hepatitis, may be caused by ingestion of low concentrations of chaparral.

복숭아 과피 추출물의 항산화 및 항염 활성

김일낭 ( Ilrang Kim ) 한국식품조리과학회(구 한국조리과학회) 2021 한국식품조리과학회지 Vol.37 No.2

Purpose: This study was conducted to evaluate the physiological activity of peach peel, which is produced as a by-product during the processing of products using peach flesh. Methods: Anti-oxidant components were analyzed using 70% ethanol extract of peach peel, and antioxidant and anti-inflammatory activities were measured. Results: The total phenols and flavonoid content of the peach peel were 1,257.3±31.2 mg gallic acid equivalent (GAE)/100 g and 71.5±11.8 mg catechin equivalent (CE)/100 g, respectively. DPPH radical scavenging activity was found to be 22.1±2.3~64.0±4.6% at the concentration of 10~100 μg/mL (p<0.05). As a result of measuring the effect of peach peel on the inhibition of inflammatory enzyme activity, secretory phospholipase A₂ (sPLA₂) activity was significantly inhibited by 9.7±0.7 to 70.2±4.9% at the concentrations of 10 to 100 μg/mL (p<0.05). The inhibitory effect on cyclooxygenase (COX)-2 activity was significant at 15.3±3.3~57.8±1.5%, but the inhibition on COX-1 activity was 11.6±1.9% only at 100 μg/mL (p<0.05). Lipoxygenase (LOX) activity was also significantly inhibited at a concentration of 10 to 100 μg/mL, 14.9±3.6 to 38.3±5.0% (p<0.05). Conclusion: This study suggests that peach peel can be usefully used as a health functional food material with anti-oxidant and anti-inflammatory effects.

마황 추출물의 in vitro 간세포 염증반응 유도

김일낭(Ilrang Kim) 한국식품과학회 2019 한국식품과학회지 Vol.51 No.1

본 연구에서는 마황 70% 에탄올 추출물을 HepG2 세포에 0.001-100 μg/mL의 농도로 처리하여 세포사멸, 사이토카인 분비, 세포 내 지방 축적 정도를 측정함으로써 마황의 간독성 기전을 in vitro 실험을 통해 살펴보았다. 마황 추출물 처리에 의해 5-100 μg/mL의 농도에서 세포 사멸이 관찰되었다(p<0.05). 마황 추출물 처리에 의해 염증성 사이토카인인 IL-8과 M-CSF의 분비가 각각 0.05-100, 0.5-100 μg/mL의 농도에서 유의적으로 촉진되었으며, 세포 내 지방 축적은 0.01-100 μg/mL의 처리 농도에서 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 본 실험에서 마황 추출물은 IL-8 및 M-CSF와 같은 염증성 사이토카인의 분비를 촉진시키고, 간세포에 지방을 축적시킴으로써 간세포에 염증을 유발하는 것으로 나타났다. 이러한 형태의 간독성은 세포 사멸과 같은 심각한 독성을 유발하는 농도보다 10-500배 낮은 농도에서 관찰되어 저농도의 마황섭취에 의해 간염과 같은 간독성이 유발될 수 있음을 시사한다. In this study, the in vitro hepatotoxic mechanism of Ephedra sinica (ma-huang) was investigated by measuring the degree of cell death, secretion of cytokine, and fat accumulation by treating HepG2 cells with 70% ethanolic extracts of ma-huang. Cell death was observed at concentrations of around 5-100 μg/mL by treatment with ma-huang extracts (p<0.05). The secretion of interleukin 8 (IL-8) and macrophage colony-stimulating factor (M-CSF), which are inflammatory cytokines, were significantly promoted at concentrations of around 0.05-100 and 0.5-100 μg/mL, respectively (p<0.05). In this experiment, it was shown that the extracts of ma-huang stimulate the secretion of inflammatory cytokines, such as IL-8 and M-CSF, and lead to fat accumulation in the hepatocytes, thereby causing inflammation of the hepatocytes. Hepatotoxicity was observed at around 10-500 times lower concentration than the concentration required to cause serious toxicity, such as cell death, suggesting that hepatic toxicity (hepatitis) may be induced at a low dose.

알로에 베라 추출물에 의한 사람 간암 세포주 HepG2의 Apoptosis 유도

김일낭(Ilrang Kim),권훈정(Hoonjeong Kwon) 한국독성학회 2006 Toxicological Research Vol.22 No.4

Ethanolic extract of Aloe vera (Aloe barbadensis Miller) was examined for the cellular toxicity on HepG2 human hepatocellular carcinoma cells. Treatment with Aloe vera extract resulted in DNA fragmentation but not LDH release, suggesting an apoptosis instead of necrosis. Aloe vera induced cytotoxicity was mediated by decrease in ATP levels, whereas GSH depletion, increase in intracellular Ca²?, or activation of caspase-3/7 could not be observed with statistical significance. No activation of caspase-3/7 suggests the possibility of caspase-independent apoptosis. Taken together, our results show that Aloe vera extract induce HepG2 apoptosis by ATP depletion-related impairment of mitochondria, which is caspase-independent.

식물성 일반식품 자원의 에탄올 추출물이 염증 효소계에 미치는 영향

권은숙(Eun-Sook Kwon),김일낭(Ilrang Kim),권훈정(Hoonjeong Kwon) 한국식품과학회 2007 한국식품과학회지 Vol.39 No.3

한국인이 상용하는 식물성 식품 30종의 에탄올 추출물을 이용하여 sPLA₂, COX-1, COX-2, 12-LOX의 활성 억제 효과를 측정하여 식물 추출물이 염증 효소계에 미치는 영향을 포괄적으로 평가하였다. 그 결과 모든 식물 추출물은 적어도 한 개 이상의 염증 관련 효소의 활성을 저해하였다. 몇 가지 두류와 숙주나물, 일부 잎채소는 염증반응의 상위 단계 효소인 sPLA₂의 활성을 저해 하였으며, 12-LOX 활성은 발아나물인 콩나물과 숙주나물에 의해서만 특이적으로 저해되었다. 대부분의 식품들은 COX-1과 COX-2 활성을 동시에 저해하였고, 미나리와 비름만이 COX-1 활성 저해 없이 COX-2만을 선택적으로 저해하였다. 모든 두류 유래식품과 식물 뿌리류는 COX-2에만 선택적이지는 않았으나, COX-1보다 더 낮은 농도에서 COX-2 활성을 억제하였다. 여러 식품을 중 염증반응의 상위단계 효소인 sPLA₂ 활성을 억제하는 일부 두류와 잎채소류 및 숙주나물은 염증 초기에 작용하여 염증 반응의 발전을 차단하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 보인다. 특히, 녹두는 비교적 낮은 IC?? 값을 보이며 sPLA₂와 COX-2를 효과적으로 저해하는 것으로 나타나 염증반응의 여러 단계에서 항염 효과를 나타낼 수 있는 유용한 식품으로 판단된다. 또한 각각의 염증 관련 효소에 대한 억제 능력이 크지는 않았지만, 염증 반응의 초기 및 후기 단계의 모든 효소를 저해 하였던 숙주나물과 12-LOX 및 COX-2를 동시에 저해한 콩나물도 여러 염증 효소를 복합적으로 억제시킴으로써 항염능을 나타낼 수 있다는 점에 주목 할 필요가 있다. 본 연구 결과 식물성 식품에 의한 염증 완화 및 예방 효과는 각기 다른 염증 효소의 활성을 다양한 정도로 저해함으로써 발현됨을 알 수 있다. Inflammation is a complex process resulting from a variety of mechanisms. Combined inhibition of the activities of enzymes involved in the process may therefore be considered more important in anti-inflammatory property of plant extracts than any single contribution. In this study, the inhibitory effects of the ethanol extracts of thirty plant foods on the activities of secretory phospholipase A₂ (sPLA₂), cyclooxygenase-1 (COX-1), cyclooxygenase-2 (COX-2), and 12-lipoxygenase (12-LOX) were examined. Several legumes, mungbean sprout and some leaf vegetables inhibited the activity of sPLA₂, upstream enzyme of inflammation pathway. Only soybean sprout and mungbean sprout significantly inhibited 12-LOX activity. Although most of extracts inhibited the activities of both COX-1 and COX-2, water dropwort and amaranth showed selectivity for the inhibition of COX-2 over COX-1. Especially, mungbean showed anti-inflammatory property at both upstream and downstream of inflammation pathway with relatively low IC?? values for sPLA₂ and COX-2 enzymes. Mungbean sprout exhibited inhibitory effects on all enzymes related to early and late inflammation and soybean sprout suppressed 12-LOX and COX-2 simultaneously, although the activities of these plants were showed at relatively high concentration. Therefore, mungbean, mungbean sprout, and soybean sprout appear to exhibit anti-inflammatory effects by combined inhibition of inflammatory enzymes.