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In vitro model system을 활용한 마늘 추출물의 치매예방 특성
최귀남 ( Gwi Nam Choi ),김지혜 ( Ji Hye Kim ),곽지현 ( Ji Hyun Kwak ),정창호 ( Chang Ho Jeong ),정희록 ( Hee Rok Jeong ),신정혜 ( Jung Hye Shin ),강민정 ( Min Jung Kang ),성낙주 ( Nak Ju Sung ),허호진 ( Ho Jin Heo ) 경상대학교 농업생명과학연구원(구 경상대학교 농업자원이용연구소) 2010 농업생명과학연구 Vol.44 No.4
본 연구에서는 대표적인 퇴행성 신경질환인 알츠하이머성 치매에 대한 마늘 물, 100% 메탄올, 디클로로메탄 추출물들의 acetylcholinesterase (AChE) 저해 및 신경세포 보호효과를 조사하였다. 마늘 디클로로메탄 추출물은 농도 의존적으로 AChE를 저해하는 것으로 나타났으며, IC50은 36.1μg/mL로 나타났다. MTT reduction assay를 이용해 amyloid β protein (Aβ) 유도성 신경세포 독성에 대한 신경세포 보호효과를 측정한 결과, 세 가지 마늘 추출물들은 대부분 40% 미만의 세포생존율을 보였고 이 결과는 Aβ 유도성 신경세포 독성보다 상대적으로 더 높은 세포독성을 보여주었다. LDH assay에서는 마늘 물 추출물이 37%의 LDH 방출량을 나타내 200 μM의 vitamin C과 유사한 세포막손상 보호효과를 보였다. 마지막으로 neutral red uptake assay를 실시한 결과, MTT reduction assay와 마찬가지로 모든 마늘 추출물들에서 세포생존율의 감소를 확인하였으며 특히 디클로로메탄 추출물의 경우 현저하게 낮은 세포생존율을 나타내었다. AChE 저해활성을 갖는 마늘 디클로로메탄 추출물로부터 얻은 column fractionations에 함유된 생리활성물질을 탐색하기 위해 HPLC 분석을 실시하였으며, 마늘 98:2 fraction의 LC-MS 분석을 통하여 allyl methyl disulfide, diallyl monosulfide, diallyl disulfide로 추정되는 물질군이 확인되었다. In this study, the acetylcholinesterase (AChE) inhibition and neuronal cell protective effects of water, 100% methanol and dichlromethane extracts from garlic were investigated. We found that dichloromethane extract of garlic resulted in a dose-dependent manner on AChE inhibition (IC50: 36.1μg/mL). In cell viability assay using 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-tetrazoliumbromide (MTT), cell viabilities of water, 100% methanol and dichlromethane extracts were lower (almost under 40%) than amyloid β protein (Aβ)-induced neurotoxicity. Because Aβ is also known toincrease neuronal cell membrane breakdown, neuronal apoptosis was further confirmed by lactate dehydrogenase (LDH) and neutral red uptake (NRU) assay. Water extract presented relative protection against Aβ-induced membrane damage in LDH assay. However all garlic extracts showed significant problem with decrease of cell viability in NRU assay, especially at dichloromethan extract. To determine active compounds in column fractions (98:2 fraction) from dichloromethane extract which showed significant AChE inhibitory effect, we performed HPLC and LC-MS analysis. It was supposed that garlic may contain allyl methyl disulfide, diallyl monosulfide, and diallyl disulfide as active compounds.
리치 과피의 영양화학 성분 및 항산화성 신경세포 보호효과
정희록(Hee Rok Jeong),최귀남(Gwi Nam Choi),김지혜(Ji Hye Kim),곽지현(Ji Hyun Kwak),김연수(Yeon-Su Kim),정창호(Chang-Ho Jeong),김대옥(Dae-Ok Kim),허호진(Ho Jin Heo) 한국식품과학회 2010 한국식품과학회지 Vol.42 No.4
본 연구에서는 열대과일 리치의 부산물인 과피를 기능성 식품산업 소재로써의 활용가능성을 알아보기 위해 영양화학성분 분석, 항산화 및 신경세포 보호효과에 대해서 조사하였다. 리치 과피의 일반성분은 수분 0.11%, 조단백질 13.97%, 조지방 0.04%, 조회분 0.33% 및 가용성 무질소물 85.52%이었다. 주요 무기성분으로는 K 989.35 ㎎/100 g, Ca 399.81 ㎎/100 g 및 P 264.65 ㎎/100 g이었으며, 용매별 리치 과피의 총 페놀 함량을 측정한 결과는 열수 추출물 8.02 ㎎/g, 50% 메탄올 추출물 12.28 ㎎/g, 으로 각각 나타났다. 주요 아미노산으로는 proline이 672.59 ㎎/100 g으로 가장 높은 함량을 차지하였다. 주요 지방산으로는 palmitic acid(42.86%), stearic acid(14.88%)이었으며, 리치 과피의 DPPH와 ABTS radical 소거활성을 측정한 결과 열수 추출물에 비해 50% 메탄올 추출물의 소거활성이 상대적으로 높게 나타났다. 특히 열수와 50% 메탄올 추출물의 최대 처리농도 5 ㎎/㎖에서 DPPH와 ABTS radical 소거활성은 각각 17.68, 37.35%와 39.79, 50.33%로 나타났다. FRAP assay을 이용한 항산화 활성은 농도의존적인 경향을 보였으며, 열수 추출물에 비하여 50% 메탄올 추출물이 상대적으로 우수하였다. MTT, LDH assay를 통한 신경세포 보호효과를 측정한 결과 MTT 실험에서는 리치 과피 추출물의 모든 농도에서 positive control로서의 vitamin C와 유사한 세포 생존율을 나타냈고, LDH 실험에서는 추출물에 의한 농도의존적 효소 방출량 감소가 관찰되었고, 특히 최대 500 ㎍/㎖ 농도에서는 50% 메탄올 추출물이 열수추출물 보다 약 1.7배 가량의 방출량 저해 효과가 나타났다. 본 연구결과를 종합해 볼 때, 우수한 영양 구성 성분과 physiological phenolics를 함유한 리치과피 추출물은 항산화 및 산화적 스트레스로부터 신경세포 보호효과를 나타내면서 퇴행성 신경질환 등을 예방할 수 있는 기능성 산업소재로서의 가치가 높다고 판단된다. The nutritional components, antioxidant, and neuroprotective effects of water and a 50% methanol extract from litchi fruit pericarp were investigated. The most abundant mineral, amino acid, and fatty acid were K, proline, and palmitic acid, respectively. In addition, the total water phenolics and 50% methanol extracts were 8.02 and 12.28 ㎎/g, respectively. The DPPH, ABTS radical scavenging activities and ferric reducing antioxidant power of the water and 50% methanol extracts showed dose-dependent antioxidant activity. In a cell viability assay using MTT, almost all extracts showed a protective effect against H₂O₂-induced neurotoxicity, and lactate dehydrogenase leakage was also inhibited by the pericarp extracts. In particular, the 50% methanol extract showed a higher cell membrane protective effect than the water extract at the highest concentration. Consequently, these data suggest that litchi fruit pericarp can be utilized as an effective and safe functional food substances for natural antioxidants and may reduce the risk of neurodegenerative disorders.
In vitro system에서 청국장 메탄올 추출물의 신경세포 보호효과
정창호(Chang-Ho Jeong),곽지현(Ji Hyun Kwak),김지혜(Ji Hye Kim),최귀남(Gwi Nam Choi),정희록(Hee Rok Jeong),허호진(Ho Jin Heo) 한국식품과학회 2010 한국식품과학회지 Vol.42 No.6
청국장 메탄올 추출물의 H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB>로 유도된 신경세포 독성에 대한 보호 효과를 조사하였다. 청국장 분말의 일반성분을 분석한 결과 조단백질 40.95%, 조지방 22.49%, 가용성 무질소물 15.99%, 수분 7.91%, 조회분 6.74% 및 조섬유 5.92% 순으로 나타났으며, 총 페놀성 화합물 함량은 28.43 mg/g이었다. H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB>로 유발된 산화적 손상에 의한 ROS 축적량을 조사한 결과 H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB>단독 처리구보다 청국장 메탄올 추출물 처리구에서 낮은 ROS 축적량을 보였다. H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB>로 유도된 PC12 신경세포에 대한 보호효과를 MTT 방법을 이용하여 측정한 결과 모든 시료에서 40%정도의 신경세포 보호효과를 보였고, LDH release 실험 결과 5 mg/mL 농도에서 15%정도의 LDH 방출량 저해 효과를 나타내었다. 청국장 메탄올 추출물의 아세틸콜린에스터레이스 저해활성은 농도 의존적인 경향이었다. 본 연구 결과를 종합해 볼 때, 청국장 메탄올 추출물은 산화적 스트레스로부터 신경세포 보호효과 및 아세틸콜린에 스터레이스 저해활성을 나타내어 알츠하이머성 신경질환의 예방을 위한 식품으로서의 활용 가능성이 높다고 판단된다. In this study, the neuronal cell protective effects of methanol extract from cheonggukjang were evaluated. The proximate composition and total phenolics of the methanol extract were 40.95% crude protein, 22.49% crude fat, 15.99% nitrogen free extract, 7.91% moisture, 6.74% crude ash, 5.92% crude fiber, and 28.43 mg/g of total phenolics. Intracellular ROS accumulation resulting from H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> treatment of PC12 cells was significantly reduced when methanol extract was present in the media compared to PC12 cells treated with H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB> only. In a cell viability assay using 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-tetrazolium-bromide (MTT), the methanol extract showed protective effects against H<SUB>2</SUB>O<SUB>2</SUB>-induced neurotoxicity, and lactate dehydrogenase (LDH) release into the medium was also inhibited. Furthermore, the inhibitory effect of the methanol extract against acetylcholinesterase was dose-dependent.
저장 조건에 따른 녹차 추출물의 acetylcholinesterase(AChE) 저해 효과
곽지현(Ji Hyun Kwak),정창호(Chang-Ho Jeong),김지혜(Ji Hye Kim),최귀남(Gwi Nam Choi),신영희(Young-Hee Shin),이승철(Seung-Cheol Lee),조성환(Sung Hwan Cho),최성길(Sung-Gil Choi),허호진(Ho Jin Heo) 한국식품과학회 2009 한국식품과학회지 Vol.41 No.4
잎녹차 추출물 보다는 분말녹차 추출물의 경우가 그리고 저장된 sample보다는 fresh sample의 AChE 저해활성이 상대적으로 높았고 이는 생리활성 물질의 추출효율성과 생리활성 물질의 특성 변화 측면에서 기인되는 것으로 판단된다. 또한 본 연구팀에서 구성한 저장 조건에서, 4주간의 짧은 저장기간이 3개월 저장조건 보다는 우수한 효소 저해활성도를 나타냈다. 수분활성도 측면에서는 수분활성도 0.81의 조건을 갖는 sample에서의 효과가 비교적 우수했고, 3개월 저장하는 동안의 저장온도 조건은 효소 저해 활성도에 큰 차이를 보이는 요소로 작용하지 못했다. 다만 상온이나 냉장조건 보다는 냉동상태의 저장조건이 다소 우수한 것으로 판단된다. 결국 생리활성물질을 보다 효율적으로 추출할 수 있는 녹차의 상태와 처리 또는 섭취 농도가 더욱 중요한 것으로 사료되고, 추출 효율을 증가시키기 위해서는 잎 보다는 분말의 상태가 더 우수한 것으로 판단된다. 따라서 녹차 추출물은 acetylcholine성 신경세포의 기능을 강화시켜줄 수 있는 AChE 저해제로서 활용가치가 높을 것이다. Acetylcholinesterase (AChE) inhibitors, which enhance cholinergic transmission by reducing the enzymatic degradation of acetylcholine, are the only source of the compound that is currently approved for the treatment of Alzheimer’s disease (AD). In these experiments, the concentration samples of green tea extracts were 100, 500, and 1,000 μg/mL. Among them, the highest concentration (1,000 μg/mL) of fresh green tea extracts showed the most potent inhibitory effect on AChE by reducing more than 40% of enzyme activity, and in a concentration-dependent pattern. In addition, we examined the effect of other storing conditions on AChE inhibition. In order to maintain storage for 3 months, the materials were held at the certain storing conditions of temperature (room temperature, 4 and ?20℃) and for water activity (0.81, 0.69, and 0.23). In these storing conditions, the difference in temperature did not contribute to the AChE inhibitory effect. Our presented data showed that the AChE inhibitory effect was affected by the concentration of green tea extract and by water activity (0.81). These results suggest that green tea may serve as a potential dietary source of AChE inhibitor.
In vitro system에서 오미자 메탄올 추출물의 항산화 및 신경세포 보호효과
김지혜(Ji Hye Kim),정창호(Chang-Ho Jeong),최귀남(Gwi Nam Choi),곽지현(Ji Hyun Kwak),최성길(Sung-Gil Choi),허호진(Ho Jin Heo) 한국식품과학회 2009 한국식품과학회지 Vol.41 No.6
오미자 메탄올 추출물의 항산화 특성 및 H₂O₂로 유도된 신경세포 독성에 대한 보호효과를 조사하였다. ABTS radical 소거 및 FRAP방법을 이용하여 오미자 메탄올 추출물의 항산화 활성을 측정한 결과 추출물의 농도가 증가함에 따라 항산화 활성이 증가하는 농도의존적인 경향을 보였다. H₂O₂로 유도된 PC12 신경세포에 대한 보호효과를 측정한 결과 모든 시료에서 72-99% 정도의 신경세포 보호효과를 보였고, LDH release assay 결과 0.5 mg/mL 농도에서 47% 정도의 LDH 방출량 저해효과를 나타냈으며, neutral red uptake assay 결과 모든 농도에서 vitmain C에 비해 높은 생존율을 보였다. 본 연구 결과를 종합해 볼 때, 오미자 메탄올 추출물의 항산화력과 산화적 스트레스로부터 신경세포의 뛰어난 보호효과는 알츠하이머성 신경질환의 예방 및 치료제로서의 활용 가능성이 높다고 판단된다. In this study, the antioxidant and neuronal cell protective effects of methanol extract from Schizandra chinensis were evaluated. The proximate composition and total phenolics content of the extract were as follows: 64.88% nitrogen free extract, 10.56% crude fiber, 10.22% moisture, 8.33% crude protein, 5.05% ash, 0.96% crude fat, and 83.04 mg/g of total phenolics. In assays the methanol extract of Schizandra chinensis presented ferric reducing/antioxidant power (FRAP) and 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS) radical scavenging activity in a dose-dependent manner. In a cell viability assay using 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-tetrazoliumbromide (MTT), the methanol extract showed protective effect against H2O2-induced neurotoxicity, and lactate dehydrogenase (LDH) release into medium was also inhibited by various concentrations of extracts (68-80%). Cell viability after treatment of the methanol extract was higher than that shown for vitamin C (100 μM) using a neutral red uptake (NRU) assay. Therefore, these data suggest that the methanol extract of Schizandra chinensis may be useful for neurodegenerative diseases including Alzheimer’s disease.
연구노트 : 구아바 열매와 잎 열수 추출물의 신경세포 보호효과
정창호 ( Chang Ho Jeong ),정희록 ( Hee Rok Jeong ),최귀남 ( Gwi Nam Choi ),곽지현 ( Ji Hyun Kwak ),김지혜 ( Ji Hye Kim ),박수정 ( Soo Jeong Park ),김대옥 ( Dae Ok Kim ),심기환 ( Ki Hwan Shim ),최성길 ( Sung Gil Choi ),허호진 ( Ho 한국식품저장유통학회(구 한국농산물저장유통학회) 2011 한국식품저장유통학회지 Vol.18 No.1
PC12 neuronal cell-protective effects of hot water extracts of guava fruit and leaf were evaluated. Total phenolic levels in fruit and leaf were 11.75 and 293.25 mg/g, respectively. Gallic acid, the predominant phenoic, was detected in both extracts. Intracellular reactive oxygen species (ROS) accumulation after H2O2 treatment was significantly reduced when the hot water extract of guava leaf was added to cell medium, compared to PC12 cells treated with H2O2 only. In a cell viability assay using 3-(4,5-dimethyl-thiazol-2-yl)-2,5-diphenyl- tetrazoliumbromide (MTT), the hot water extracts of fruit and leaf protected against H2O2-induced neurotoxicity. The leaf extract was more effective in terms of inhibition of lactate dehydrogenase (LDH) release into medium, compared to the fruit extract. These in vitro data suggest that hot water extracts of guava fruit and leaf may be useful in treatment of neurodegenerative conditions such as Alzheimer`s disease.