백작약 열수추출물의 산화적 스트레스 억제효과 및 유효성분 동정

정일윤(Ill-Yun Jeong),이주상(Joo-Sang Lee),오 헌(Heon Oh),정우희(Uhee Jung),박혜란(Hae-Ran Park),조성기(Sung-Kee Jo) 한국식품영양과학회 2003 한국식품영양과학회지 Vol.32 No.5

백작약(Paeonia japonica)의 열수추출물로부터 산화적 스트레스에 대한 억제 효과를 나타내는 유효 성분을 규명하고자 하였다. 열수추출물은 용매의 극성도에 따라 4종의 분획물(CHCl₃, EtOAc, n-BuOH, water)로 구분하였다. 항산화 활성 시험 중 hydroxyl 라디칼 소거 시험에서는 열수추출물 및 각 용매 분획물은 모두 아주 낮은 활성을 보였다. 지질 과산화 시험에서는 열수추출물과 EtOAc 및 물 층 분획물이 50%(50 ㎍/mL 농도에서) 이상의 억제 활성을 보였다. DPPH라디칼 소거 시험에서는 열수추출물과 EtOAc 및 n-BuOH 분획물이 80% 이상의 높은 활성을 보였으며, 특히 EtOAc 분획물은 50과 100 ㎍/mL의 농도에서 BHA와 거의 동등한 전자 공여능(EDA값)을 나타내었다. 따라서, EtOAc 분획물에서 2종의 단일 물질을 분리하였다. 분리된 단일 물질인 PJE021-1과 PJE024-1은 10 ㎍/mL의 농도에서 BHA보다 높은 DPPH 라디칼 소거 활성을 나타냈다. PJE021-1은 H2O2 에 의한 DNA의 산화적 손상에 대해 최고 농도 50 ㎍/mL에서 H₂O₂ 처리구에 비해 93%의 경감 효과를 나타냈고, PJE024-1은 0.5 ㎍/mL의 낮은 농도에서 71%의 경감 효과를 나타냈다. 이상의 결과로부터 이 2종의 단일 물질이 산화적 스트레스 억제 유효 성분임을 확인하였다. 이 단일 물질은 분광학적기기 분석과 물리적 특성을 분석한 결과 gallic acid(PJE021-1)와 (+)-catechin(PJE024-1)으로 동정되었다. 상기의 결과로부터 백작약은 산화적 스트레스에 대한 경감제로서의 가능성이 시사되었다. This study was carried out to investigate the antioxidative activity and to identify the active components of hot-water extract of Paeonia japonica (PJ), which was a main ingredient of a herb mixture preparation recently established as a potent candidate of radioprotector in our laboratory. The water extract was fractionated with CHCl₃, EtOAc and n-BuOH. The extract and its fractions showed very low activity in hydroxyl radical scavenging test. In lipid peroxidation test, the extract, EtOAc and water fractions showed moderate inhibition with the ratio above 50%. In DPPH radical scavenging test, the extract, EtOAc and water fraction showed high activity with the ratio above 80%, especially. EtOAc fraction scavenged the radicals as much as synthetic antioxidant (BHA), even at low concentration. It is suggested that major partition for antioxidative activity of Paeonia japonica was EtOAc fraction. Subsequently, two active compounds (PJE021-1 and JE024-1) from EtOAc fraction were isolated by using MCI gel and silica gel column chromatography. The two compounds inhibited remarkedly the H₂O₂-induced DNA damage in human peripheral blood lymphocytes, measured by single-cell gel electrophoresis (SCGE). PJE021-1 protected the cells to almost negative control level, dose-dependently. PJE024-1 exhibited a potent inhibition with the ratio of 71% at even low concentration (0.5 ㎍/mL). Finally, their chemical structures were identified as gallic acid (PJE021-1) and (+)-catechin (PJE024-1), respectively, on the basis of the speculation of spectral and physical data.

백작약 조다당분획에 의한 대식세포 활성화를 통한 암세포 증식 억제

박혜란(Hae-Ran Park),정우희(Uhee Jung),정일윤(Ill-Yun Jeong),이성태(Sung-Tae Yee),조성기(Sung-Kee Jo) 한국식품영양과학회 2003 한국식품영양과학회지 Vol.32 No.1

백작약은 한의학에서 보기ㆍ보혈을 위한 탕제에 이용되는 구성 생약재 중의 하나로서 본 연구에서는 백작약이 면역세포를 활성화시켜 암세포의 생장을 억제할 수 있는 능력이 있는지를 확인하고자 하였다. 그 결과 백작약 조다당분획(PJ-P)는 대식세포를 활성화시켜 그 고유기능인 탐식기능을 항진시켰다. 또한 암세포를 저해하는데 중요한 작용을 하는 NO와 TNF-α, IL-1 그리고 IL-6의 분비를 향상시켰다. 이렇게 PJ-P에 의해 활성화된 대식세포는 cytokine들과 NO를 생산함으로써 시험관 내에서 암세포를 살해하였으며, 또한 PJ-P는 암세포를 이식한 마우스의 생존기간을 연장시켰다. 이 같은 실험결과는 백작약의 조다당분획이 항암보조제 및 면역반응조절제로 활용될 가능성이 있음을 시사한다. The immunomodulatory activity of PJ-P, a polysaccharide fraction extracted from Paeonia japonica, were reported in our previous paper. In the present study, we investigated that PJ-P inhibited cancer growth through activation of macrophages. The activities of peritoneal macrophage to induce tumor necrosis factor (TNF)-α, interleukin-1 (IL-1)β, interleukin-6 (IL-6) and interleukin-12 (IL-12) as well as to ingest fluorescence-latex microbeads were enhanced by treatment of PJ-P. Direct cytocidal activity of PJ-P against cancer cells was not shown. However, in vitro, peritoneal macrophages treated with PJ-P had an activity to kill cancer cells. Furthermore, PJ-P significantly prolonged the survival of mice implanted intraperitoneally with B16F0 mel-anoma cells. These results suggest that PJ-P could be a useful immunomodulator and assistant of anti-tumor agent.

방사선 유도 DNA 손상에 대한 인진쑥의 방어효과

조성기(Sung-Kee Jo),오헌(Heon Oh),천의현(Eui-Hyun Cheon),정우희(Uhee Jeong),조남정(Nam-Jeong Cho) 한국식품영양과학회 2004 한국식품영양과학회지 Vol.33 No.1

인진쑥의 방사선에 의한 산화적 손상에 대한 DNA 방어효과를 확인하기 위하여 마우스 림프구에서 단세포전기영 동법과 CHO 세포에서 미소핵 형성 시험 그리고 마우스의 간과 흉선 조직의 DNA에서 8-OHdG의 형성정도를 관찰하였다. 그 결과 단세포전기영동법 및 미소핵 형성 시험에서는 50 ㎍/mL의 농도에서 가장 높은 DNA 손상 억제 효과를 나타내었으며, 8-OHdG 형성 정도는 간과 흉선 모두 30 ㎎/㎏ 농도 투여군에서 높은 방어효과를 나타내었다. 이상의 결과에서 인진쑥 추출물은 DNA 상해를 효과적으로 방어하였고 특히, 기존에 알려진 방사선 방호물질에 비하여 독성이 적은 천연물이라는 관점에서 방사선 방어제로 적용이 가능할 것으로 사료된다. In the present study, the protective effects of Artemisia capillaris (AC) on the DNA damage induced by (60)^Co γ-rays were evaluated using alkaline single-cell gel electrophoresis (SCGE, comet assay) in the mouse peripheral lymphocytes and micronuclei (MN) formation test in the Chinese hamster ovary (CHO) cells. We also investigated the effect of AC on 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine (8-OHdG) formation in the mouse liver and thymus exposed to γ-ray. The tail moment and the frequency of MN, which were markers of DNA damage in the SCGE and MN formation test, were decreased in the groups treated with AC extract before exposure to 200 cGy of γ-ray. We also observed its activities, lowering 8-OHdG level, an index of oxidative DNA damage, in the groups treated with AC extract before whole body γ-irradiation (800 cGy). It is plausible that scavenging of free radicals by AC may have played an important role in providing the protection against the radiation-induced damage to the DNA. These results indicated that AC protects the DNA damage induced by γ-rays and might be a useful radioprotector, especially since it is a relatively nontoxic product.

감마선 조사 황기, 백출 및 승마 열수 추출물의 in vitro 유전독성학적 안전성 평가

박혜란(Hae-Ran Park),함연호(Yeon-Ho Ham),정우희(Uhee Jung),정일윤(Ill-Yun Jeong),조성기(Sung-Kee Jo) 한국식품영양과학회 2002 한국식품영양과학회지 Vol.31 No.5

생약재의 식품ㆍ생물 산업적 이용 증대에 따라 생약재의 안전한 위생화 기술이 요구되고 있다. 본 연구에서는 생약재의 위생화 기술로서 방사선 조사기법의 활용 가능성을 검토하기 위하여, 감마선을 조사한 생약재 3종에 대한 유전독성학적 안전성을 평가하고자 하였다. 공시 재료는 오염유기체 완전 구제선량인 10 kGy의 감마선을 조사시킨 황기, 백출 및 승마로 하였으며, 각각의 열수 추출물의 유전독성을 in vitro 시험으로 평가하였다. 유전독성 평가는 Salmonella typhimurium TA98 및 TA100 균주를 이용한 복귀 돌연변이 시험(Ames test)과 Chinese hamster ovary(CHO) 세포를 이용한 in vitro 소핵 유발시험으로 시행하였다. 각각의 시험은 S9 mix를 첨가한 대사활성화 시스템과 첨가하지 않은 비활성화 시스템으로 구분하여 실시하였으며, 시료의 최고 처리 농도는 복귀돌연변이 시험에서는 5 mg/plate로, 소핵유발시험에서는 50%의 세포증식 억제를 나타내는 농도(1 mg/mL)로 하였다. 복귀 돌연변이 시험 결과 대사 활성화 및 비활성화의 경우 모두에서 각 시료에 의한 복귀변이 집락수의 증가를 인정할 수 없었으며, 각 용량단계에서 감마선 조사군과 비조사군 간의 차이도 볼 수 없었으므로 음성으로 판정하였다. 소핵 유발시험에서도 음성대조군 및 감마선 조사군과 비조사군 모두 각 용량 단계에서 세포 내에 생성된 소핵의 빈도가 3% 이하로 나타남에 따라, 시료에 의한 소핵의 유발을 인정할 수 없었으므로 음성으로 판정하였다. 따라서 감마선이 조사된 각각의 시료는 직접 및 간접 돌연변이원으로 작용하지 않으며 세포유전 독성을 나타내지 않음을 확인할 수 있었다. 향후, 생체 내 유전독성시험, 만성독성시험 및 생식독성 시험 등의 추가적인 in vivo 실험이 행하여진다면 감마선 조사 생약재의 안전성을 보다 명확히 밝힐 수 있을 것으로 생각된다. As the utilization of medicinal herbs in food and bio-industry increases, safe hygienic technologies for them are demanded. To consider the possibility of application of radiation technology for this purpose, the genotoxicological safety of three γ-irradiated medicinal herbs were studied. Astragali Radix, Atractylodes Rhizoma and Cimicifugae Rhizoma were irradiated at 10 kGy, and then were extracted with hot water. The genotoxicity of the extracts was examined in two short-term in vitro tests: (1) Salmonella reversion assay (Ames test) in strains of TA98 and TA100; (2) Micronucleus test in cultured Chinese hamster ovary (CHO) cells. The extract was treated at maximum doses of 5 mg/plate in Salmonella reversion assay, and 1 mg/mL in micronucleus test where growth of CHO cells was inhibited by 50%. In Salmonella reversion assay with or without metabolic activation, both extracts of irradiated and non-irradiated herbs showed no significant differences in formation of revertant colonies compared with the negative control. And also in micronucleus test, the incidences of micronucleus in CHO cells cultured with extracts of irradiated herbs were almost same as negative control in less than 3%. These results of two in vitro tests suggest that γ-irradiated herbs do not show mutagenicity and cytogenetic toxicity. Further tests of in vivo genotoxicity and chronic toxicity are needed to ascertain the safety of γ-irradiated herbs.