두류 에탄올 추출물의 항산화 활성, 항변이원성 및 변이원성 검정

장수민(Su Min Chang),남석현(Seok Hyun Nam),강미영(Mi Young Kang) 한국식품과학회 2002 한국식품과학회지 Vol.34 No.6

유색미 에탄올 추출물의 변이원성 및 화학적 직접변이원에 대한 항변이원 활성 검정

남석현,장수민,강미영,Nam, Seok-Hyun,Chang, Su-Min,Kang, Mi-Young 한국응용생명화학회 2002 한국농화학회지 Vol.45 No.4

The cytotoxic, mutagenic and antimutagenic activities against chemical direct mutagens such as mitomycin C, 4-nitroquinoline-N-oxide, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone of the 70% ethanol extracts of 29 colored rice varieties and chuchung as a control were examined. The results obtained using authentic alkaline phosphatase activity as a growth representative of the indicator cell E. coli PQ 37 demonstrated that the extracts of 13 kinds of colored rice varieties including Jumlalocal and Jumlalocal-1 showed strong toxic effect on the cell growth. However the extracts of DK 1, SC-5, LK 1A-2-12-1-1 and wx 139-3-64-20-3-1 seemed to have stimulatory effects on the cell growth. The mutagenicity and antimutagenicity of the colored rice varieties were screened using SOS chromotest. The mutagenic activity was detected from Jumalocal-1, IR 17491-5-4-3-3 and Jumlalocal. On the contrary, 7 samples including LK 1-3-6-12-1-1, Parnkhari 203, Jumlalocal, wx 139-3-64-20-3-1, Muthumanikam, HP 883-1-1-1-B-1-1 and Jumlalocal-1 were shown to have antimutagenic acitivities against the chemical direct mutagens used in this study. 국내외에서 수집 재배한 29품종 유색미의 70% 에탄올 추출물로 세포독성, 변이원성, 화학적 직접변이원 mitomycin C, 4-nitroquinoline-N-oxide, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone에 대한 항변이원성을 측정하였다. 세포 내재성 alkaline phosphatase활성을 지표로 유색미 추출물이 지시세포인 E. coli PQ 37의 성장에 미치는 영향을 조사한 결과 Jumlalocal, Jumlalocal-1을 포함하는 13종류의 유색미 추출물이 세포독성을 나타낸 반면 DK 1, SC-5, LK 1A-2-12-1-1및 wx 139-3-64-20-3-1등의 품종은 세포성장 촉진활성을 나타내었다. SOS chromotest 기법을 이용하여 유색미가 가지는 변이원성 및 항변이원성을 조사한 결과에서는 Jumlalocal-1, IR 17491-5-4-3-3 및 Jumlalocal 등의 품종이 변이원성을 유도하는 품종이었다. 화학적 직접변이원 mitomycin C, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone 및 4-nitroquinoline-N-oxide 에 대해서 공통적으로 항변이원성 효과가 인정되는 유색미 품종은 LK1-3-6-12-1-1, Parnkhari 203, Jumlalocal, wx 139-3-64-20-3-1, Muthumanikam, HP 883-1-1-1-B-1-1, Jumla-local-1 등 7품종이었다.

유색미 에탄올 추출물의 품종간 항산화 활성 변이

남석현,장수민,강미영,Nam, Seok-Hyun,Chang, Su-Min,Kang, Mi-Young 한국응용생명화학회 2003 한국농화학회지 Vol.46 No.1

갈색에서부터 흑자색까지의 색상을 가지는 국.내외에서 수집한 23종류 유색미의 항산화 활성, 색소체 함량의 변기 및 상관성을 검정하였다. 유색미 에탄올 추출물 시료가 나타내는 환원력은 일반미 품종인 추청에 비해서 거의 모든 품종에서 높게 나타났으며, 환원력이 특히 높은 품종은 LK 1-3-6-12-1-1, Elwee, DZ 78, Jumlalocal-1, SC-45 등이었다. 전자공여능이 높은 품종은 HP 883-1-1-1-B-1-1, HP 833-1-3-1-1-1, LK-2-7-12-1-1, DZ 78 등이었고 hydroxy radical 소거활성이 큰 품종은 DK-1, IR 1544-38-2-2-1-2-2, SC-5, SC-45 등이었으며, LK 2-7-12-1-1은 오히려 산화촉진효과를 나타내는 품종이었다. 자동산화에 의한 지질 과산화물 형성을 강하게 억제하는 품종들은 RGS No. 336, LK IB-2-1-1, LK 1B-4-12-1-1, LK 1A-2-12-1-1, LK 2-7-12-1-1, HP 833-1-1-1-B-1-1등이었고 Elwee, Jumlalocal-1, SC-45 등의 품종은 산화적인 활성을 나타내고 있었다. 23품종의 유색미 중에서 색소체의 함량이 가장 많은 품종은 Elwee이었으며, 색소체 함량은 환원력과 정의 상관성이 있었고, 추출물이 고농도로 처리되었을 때 높은 환원력을 보인 유색미 품종은 linoleic acid 자동산화반응에서 지질 과산화를 촉진하는 경향이 있었다. 유색미 23품종 중에서 SC-5는 모든 반응계에서 비교적 높은 항산화 활성을 나타내었다. Interrelation between the antioxidative activities of 70% ethanol extracts from bran fraction of 23 kinds of colored rice and chuchung as a control were examined. Antioxidative activities were evaluated by assaying reducing power, electron-donation ability to DPPH free radical, scavenging activity of hydroxy radical $({\cdot}OH)$ generated through Fenton reaction and inhibitory activity on lipid peroxidation using linoleic acid autoxidation system, respectively. Among 24 varieties of colored rice LK 1-3-6-12-1-1 had the strongest reducing power followed by Elwee, DZ 78, Jumlalocal-1 and SC-45 in decreasing order. The electron-donating ability to DPPH radical was higher in order of HP 883-1-1-1-B-1-1, HP 833-1-3-1-1-1, LK 2-7-12-1-1 and DZ 78. The hydroxy radical scavenging activity was higher in order of DK-1, IR 1544-38-2-2-1-2-2, SC-5 and SC-45 but LK 2-7-12-1-1 had oxidative effect. In the liaoleic acid autoxidation model system, RGS No 336, LK 1B-2-1-1, LK 1B-4-12-1-1, LK 1A-2-12-1-1, LK 2-7-12-1-1 and HP 883-1-1-1-B-1-1 exhibited strong antioxidative activities but Elwee, Jumlalocal-l and SC-45 showed to have oxidative effects. The rice variety of highest pigment content was Elwee and the next were RGS-No 336, IR 1544-38-2-2-1-2-2 and SC-5 with the order of higher content. The reducing power was correlated with the quantity of the pigment in the ethanolic extract of rice bran and SC-5 showed relatively high antioxidative activity in every results of antioxidative activity tests.

태생 전 임신 15일째 Methylazoxymethanol에 노출된 쥐의 수면각성주기 이상 및 신경생리학적 이상

김정일(Jung Il Kim),장수민(Su Min Chang),박성파(Sung-Pa Park),장일성(Il-Sung Jang),최병주(Byung-Ju Choi),김상헌(Sang Heon Kim),이호원(Ho-Won Lee),이만기(Maan Gee Lee) 대한생물치료정신의학회 2006 생물치료정신의학 Vol.12 No.2

뇌 발육이상 중 신경이주장애(neuronal migration disorder)에 의해 나타나는 비정상적인 피질 층 구조는 난치성 간질과 발달장애, 정신지체, 행동 및 정서장애 등과 관련 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 태생기 MAM에 노출시켜 신경이주장애를 유발시킨 쥐에서 수면 이상과 뇌파 이상을 수면-각성 상태의 주기의 관찰과 각 상태에서 뇌파의 정량적 기술을 이용하여 살펴보았다. 그리고 신경이주장애와 관련된 질환에 동반되어 생길 수 있는 수면 이상 및 뇌파 이상을 고찰하였다. MAM 노출 동물에서 역설수면 기간이 정상 동물과 비교할 때 유의하게 감소되었으나 다른 수면 각성 상태의 기간들의 유의한 변화는 없었다. 전체 7시간 관찰(10:30-17:30) 동안 MAM 노출 쥐에서는 전두피질, 중앙피질, 두정피질에서 저명한 진폭 스펙트럼의 변화가 관찰되었다. 특정 뇌영역의 기능 상태를 나타내는 진폭분포스펙트럼 비교에서 모든 피질 영역의 쎄타 파가 MAM 노출 쥐에서 정상 쥐에서보다 감소되었다. 반대로 역설수면 동안 정상 쥐에서 두정부에서 저명한 쎄타 활동이 관찰되지만 MAM 노출 쥐에서는 진폭이 작고 빠른 쎄타파가 관찰되고, 정상 동물의 전두피질에서 쎄타 및 느린 주파수의 쎄타가 관찰되는 반면 MAM 노출 쥐에서는 알파 대역의 빠른 주파수의 방추형파가 기록되었다. MAM 처리된 쥐들에서 나타나는 활동성의 증가와 수면 지연 등의 결과를 고려해 볼 때, 발달동안의 유발된 피질의 기형은 수면 각성의 특성을 변화시킬 뿐만 아니라 전반적인 기능의 이상을 가져옴을 시사한다. Several neuropsychiatric disorders, including intractable epilepsy, mental retardation or schizophrenia, are consequences of cortical malformation. We examined the sleep-wake profiles and the electroencephalographic(EEG) abnormalities in the adult rats exposed to methylazoxymethanol acetate(MAM) at embryonic day 15 whether cortical disorganization could affect sleep-wake cycle and neurophysiological characteristics. In the MAM-exposed rats, only the duration of the paradoxical sleep(PS) decreased significantly while the durations of other sleep-wake states did not differ from the normal control group. The amplitude spectrum of the 7-hour EEG recordings(10:30-17:30) of the frontal, central and parietal cortices of the MAM-exposed group was compared with that of the control group. A significant amplitude decrease was seen in high delta and theta bands of the frontal EEG, in the theta band of the central EEG and in from the delta to low beta ranges of the parietal EEG. The relative amplitude distribution spectrum, which represents a specific functional state of the brain, of the MAM-exposed rats was compared with that of the control group. Significant decrease of the percentage of amplitude was seen in the theta band of the frontal, central and parietal EEG. Conversely, significant increase was seen in the beta band of the central EEG and in the beta and low gamma bands of the parietal EEG. The peak frequency of the theta wave, which is prominent in the parietal EEG, was higher in MAM-exposed rats than in the control group. In visual inspection of the EEG trace of the MAM-treated rat, spindle rhythms of the beta range were prominent during the transition to PS, the PS and even during the slow wave sleep and delta wave amplitude was smaller and the theta frequency was faster as compared with the control group. These observations correspond to the changed in the percentage of amplitude in the relative distribution spectrum. Taken together, the findings suggest that the cortical malformation during development produces an alteration in the global functional state indicated by the EEG changes as well as alters the sleep-wakefulness characteristics.

유색미 에탄올 추출물의 변이원성 및 화학적 직접변이원에 대한 항변이원 활성 검정

남석현 ( Seok Hyun Nam ),장수민 ( Su Min Chang ),강미영 ( Mi Young Kang ) 한국응용생명화학회 2002 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.45 No.4

The cytotoxic, mutagenic and antimutagenic activities against chemical direct mutagens such as mitomycin C, 4-nitroquinoline-N-oxide, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone of the 70% ethanol extracts of 29 colored rice varieties and chuchung as a control were examined. The results obtained using authentic alkaline phosphatase activity as a growth representative of the indicator cell E. coli PQ 37 demonstrated that the extracts of 13 kinds of colored rice varieties including Jumlalocal and Jumlalocal-1 showed strong toxic effect on the cell growth. However the extracts of DK 1, SC-5, LK l!-2-12-1-1 and wx 139-3-64-20-3-1 seemed to have stimulatory effects on the cell growth. The mutagenicity and antimutagenicity of the colored rice varieties were screened using SOS chromotest. The mutagenic activity was detected from Jumalocal-1, IR 17491+5-4-3-3 and Jumlalocal. On the contrary, 7 samples including LK 1-3-6-12-1-1, Parnkhari 203, Jumlalocal, wx 139-3-64-20-3-1, Muthumanikam, HP 883-1-1-1-B-1-1 and Jumlalocal-1 were shown to have antimutagenic acitivites against the chemical direct mutagens used in this study.

유색미 에탄올 추출물의 품종간 항산화 활성 변이

남석현 ( Seok Hyun Nam ),장수민 ( Su Min Chang ),강미영 ( Mi Young Kang ) 한국응용생명화학회 2003 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.46 No.1

Interrelation between the antioxida6ve activities of 70% ethanol extracts from bran fraction of 23 kinds of colored rice and chuchung as a control were examined. Antioxidative activities were evaluated by assaying reducing power, electron-donation ability to DPPH fi-ee radical, scavenging activity of hydroxy radical (´ OH) generated through Fenton reaction and inhibitory activity on lipid peroxidafion using linoleic acid autoxidation system, respectively. Among 24 varieties of colored rice LK 1-3-6-12-1-1 had the strongest reducing power followed by Elwee, DZ 78, Jumlalocal-1 and SC-45 in decreasing order. The electron-donating ability to DPPH radical was higher in order of HP 883-1-1-1-B-1-1, HP 833-1-3-1-1-1, LK 2-7-12-1-1 and DZ 78. The hydroxy radical scavenging activity was higher in order of DK-1, IR 1544-38-2-2-1-2-2, SC-5 and SC-45 but LK 2-7-12-1-1 had oxidative effect. In the linoleic acid autoxidation model system, RGS No 336, LK IB-2-1-1, LK 1B-4-12-1-1, LK 1A-2-12-1-1, LK 2-7-12-1-1 and HP 883-1-1-1-B-1-1 exhibited strong antioxidative activities but Elwee, Jumialocal-1 and SC-45 showed to have oxidative effects. The rice variety of highest pigment content was Elwee and the next were RGS-NO 336, IR 1544-38-2-2-1-2-2 and SC-5 with the order of higher content. The reducing power was correlated with the quantity of the pigment in the ethanolic extract of rice bran and SC-5 showed relatively high antioxidative activity in every results of antioxidative activity tests.

흰쥐의 수면 및 뇌파에 대한 카페인의 효과

권도훈(Do Hoon Kwon),원승희(Seung-Hee Won),김기민(Ki Min Kim),장수민(Su Min Chang),김상헌(Sang Heon Kim),이만기(Maan Gee Lee) 대한생물치료정신의학회 2006 생물치료정신의학 Vol.12 No.2

카페인은 기저전뇌의 아데노신의 아데노신 수용체의 작용을 차단함으로써 각성을 유발하고 피질에서 서파 활동의 감소를 야기한다. 또한 카페인은 용량-의존적인 각성상태의 증가를 초래한다. 따라서 카페인의 각성 효과는 아데노신의 뇌 조직 내 농도가 증가하여 수면 압력이 상승되어 있고 각성 중추의 활동이 감소된 상태의 각성인 반면, 정상 각성 상태는 아데노신의 농도가 낮아 수면 압력이 없이 각성 중추의 활동이 증가된 상태의 각성으로 생각된다. 이 연구는 이러한 각성의 서로 다른 상태가 피질 영역별 활동의 차이로 나타날 수 있는지 보기 위하여 뇌파의 스펙트럼 분석 방법을 이용하여 활동의 정량화를 시도하였다. 더 나아가 수면박탈로 수면 압력이 증가된 상태에서의 각성과 비교하여 카페인과 아데노신의 상호작용을 고찰하였다. Sprague-Dawley 수컷 쥐 8마리를 마취하에 뇌파 및 근전도 전극을 전두엽, 두정엽, 그리고 목근육에 각각 설치하고, 수술에서 회복된 후 뇌파/근전도 기록을 시작하였다. 기록은 10:30부터 시작하여 17:30까지 수행되었으며 13:30경에 카페인 7.5, 15, 또는 30㎎/㎏을 복강내 주사한 후, 각각의 수면-각성 단계와 그 기간 및 변화 방향을 계산하였다. 수면에 대한 카페인의 주된 효과는 활동각성의 증가와 수면의 감소로 나타났으며, 이 효과는 카페인 용량에 의존적이었다. 활동각성 기간의 증가는 그 단계의 유지기간의 증가로 야기되었고 서파수면의 감소는 서파수면 상태로 변화되는 빈도의 감소에 주로 야기되었다. 활동각성 단계에서 정적각성, 서파수면 단계로 변화가 감소되었고 그 반대로 변화는 증가되었다. 한편 수면박탈은 서파수면의 반동 증가를 초래하지 못했고 활동각성의 유의한 감소를 초래하지 못했다. 그러나 역설수면 기간의 유의한 감소를 초래하였다. 뇌파 스펙트럼 프로파일에서 수면박탈이 델타의 상대적 증가를 초래한 것을 제외하고는 수면박탈과 카페인 투여 모두 알파의 상대적 감소 및 감마의 증가를 초래하였다. 실제 진폭은 전두피질에서 25㎐ 이하 대역에서 감소와 이상 대역에서 증가, 두정피질에서 35㎐ 이하 대역에서 감소와 이상 대역에서 증가를 야기하였다. 주파수 대역별로 델타, 쎄타, 알파의 감소가 있었고 감마의 증가가 있었다. 감마의 증가는 전두피질에서 더 현저하게 나타났다. 결론적으로, 카페인에 의한 각성의 촉진은 수면-각성 상태의 천이를 한 방향으로 가속화함으로써 발생되며 그 방향은 수면박탈에 의한 방향과 반대이다. 따라서 수면박탈에서는 아데노신이 축적되어 수면 압력을 증가시키고, 수면 압력의 증가는 아데노신 수용체 길항제에 의해 차단될 수 있다. 델타 대역의 감소는 본 연구에서 사용한 최소 용량 투여 후 포화되어 최대 효능을 보인다. 이것은 뇌파의 주파수별 파워의 측정이 수면기간이나 각성기간과 같은 행동적 지표보다 더 민감한 방법임을 시사한다. 앞으로 사람에서 사용되는 정도의 카페인 투여에 의한 동물에서 효과를 검증해 보는 것이 생리학적 효과에 대한 이해를 도울 수 있을 것이다. Caffeine induces arousal and reduces slow-wave activity of the cortex by blocking adenosine action on the adenosine receptor. Caffeine induces dose-dependent arousal. Therefore, caffeine-induced arousal may be a different state from an arousal in waking subjects. So we compared EEG spectra between of a state produced by intraperiotoneal caffeine injection and of a state produced by 3-hour sleep deprivation. A total of 8 Sprague-Dawley male rats underwent EEG/EMG recording session from 10:30 to 17:30. They received intraperitoneal caffeine injection(7.5, 15, and 30mg/kg) at 13:30 and some cases received sleep deprivation from 10:30 to 13:30. Caffeine dose-dependently reduced the duration of slow-wave sleep and increased the duration of waking state. The increase of waking state resulted from the increase of maintanence of the state while the reduction of sleep state resulted from the decrease of transition from waking to sleep. Sleep deprivation did not show rebound increase of sleep but it decreased the period of paradoxical sleep. In spectral profile, sleep deprivation increased relative proportion of delta activity and both caffeine and sleep deprivation decreased relative proportion of power in alpha band and increased in gamma band. Caffeine decreased the absolute power of delta and alpha bands and increased absolute power of gamma band which was more prominent in the frontal cortex. In conclusion, caffeine promoted waking state by acceleration of transition to waking state from other states which was reverse in sleep deprivation. Therefore, adenosine may accumulate during sleep deprivation and mediate sleep pressure and caffeine may block its action on the adenosine receptor. The comparison of the spectral profiles indicates that caffeine-induced waking state may differ from normal awake state and from awake state after sleep deprivation.