Sodium Dextran Sulfate로 유도한 궤양성 대장염 모델에서 발효 오미자의 예방 효과 = Preventive Effects of Fermented Schizandra chinensis on Sodium Dextran Sulfate(DSS)-Induced Ulcerative Colitis in Mice

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study was to investigate the preventive effects of fermented Schizandra chinensis on dextran sodium sulfate (DSS)-induced ulcerative colitis in Balb/c mice. The total polyphenols (1.8x) and total flavonoids (2.1x) were shown to increase significantly in fermented Schizandra chinensis juice, the DPPH and ABTS radical scavenging activity to increase by 1.8x respectively in FSC compared to FC (p < 0.05). It was found to be non-toxic at a concentration of 1000 µg/mL of SC juice by MTT assay with RAW 264.7 cells. NO production was reduced in a dose-dependent manner in RAW 264.7 cells stimulated by lipopolysaccharide (LPS), and significantly greater in FSC (p < 0.05). Based on this, SC juices were administered in the mouse animal model for three weeks, and 5% DSS was freely supplied for five days to induce ulcerative colitis. The length of the intestinal tract in the SC groups was significantly longer than that of the DSS group, and the FSC group was found to be more effective than the SC group (p <0.05). When the disease activity index (DAI) was measured through clinical symptoms, both the FSC and SC groups significantly alleviated clinical symptoms compared to the DSS group, especially the FSC group with 67% and the SC group with 50% improvement (p < 0.05). The serum concentrations of TNF-α and IL-1β were significantly reduced in both the FSC and SC groups compared to the DSS group (p < 0.05). The concentration of TNF-α significantly decreased in the FSC than in SC group (p < 0.05), but that of IL-1β showed no significant difference. Patological observation of colon tissue showed that inflammatory cell penetration and inflammation in basal membrane areas were reduced in both FSC and SC groups compared to DSS group. The results of this study showed that Schizandra chinensis was effective in preventing ulcerative colitis, and the effectiveness increased through the fermentation process. Therefore, fermenting the Schizandra chinensis juice with Lactobacillus mixture increases antioxidant and anti-inflammatory activity, and it is thought that it can effectively help prevent colitis by eating fermented metabolites together.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 sodium dextran sulfate(DSS)으로 궤양성 대장염을 유도한 Balb/c 마우스 모델에서 발효 오미자(Schizandra chinensis)액의 염증 예방 효과를 확인하고자 하였다. 발효 오미자액(FSC)와 비발효 오미자액(SC)의 총 폴리페놀 (1.8 배)과 총 플라보노이드(2.1 배)함량은 발효과정을 통해 유의적으로 증가하는 것으로 나타났으며, DPPH 및 ABTS 라디칼 소거활성도 각각 1.8 배 정도 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다 (p < 0.05). RAW 264.7 세포에 대해 1000µg/mL 농도에서 독성이 없음을 확인하였고, 오미자액이 농도 의존적으로 lipopolysaccharide(LPS)에 의해 유도 된 RAW 264.7 세포의 NO 생성량을 감소시켰으며, 발효 오미자액 (FSC)이 비발효 오미자액 (SC) 에 비해 유의적으로 감소효과가 더 큰 것으로 나타났다 (p < 0.05). 이를 바탕으로 마우스 동물모델에게 3주간 오미자액을 경구투여 한 후 5일간 5% DSS를 자유롭게 공급하여 궤양성 대장염을 유도하였다. 장 길이는 오미자액 섭취 군이 DSS군에 비해 유의적으로 길어져 장 길이 개선효과가 있었으며, FSC섭취 군이 SC군에 비해 더 효과적인 것으로 나타났다 (p <0.05). 임상증상을 통해 질병활성화도를 측정하였을 때, 오미자액 시료 섭취군은 DSS군에 비해 유의적으로 임상증상이 완화되었으며, 특히 FSC섭취군은 67%, SC섭취군은 50% 증상이 개선되었음을 확인할 수 있었다 (p < 0.05). 혈청 내 TNF-α와 IL-1β 농도는 DSS군에 비해 오미자액 섭취군 모두에서 유의적으로 감소하였다 (p < 0.05). FSC섭취군에서 SC군보다 TNF-α 농도가 유의하게 감소하였으나 (p < 0.05), IL-1β 농도는 유의적인 차이를 보이지 않았다. 대장조직을 관찰한 결과, FSC 및 SC 투여군에서 DSS군에 비해 염증세포 침투가 완화되고 기저막 부위에 염증도 완화하였음을 볼 수 있었다. 이러한 결과들을 종합해 보았을 때, 본 연구를 통해 오미자액은 궤양성 대장염을 예방하는데 효과적이었으며, 발효 과정을 통해 오미자액의 예방 효과는 증가하였다. 따라서 오미자액을 유산균 혼합균주로 발효하면 항산화활성 및 항염증 활성이 증가하며, 발효 대사산물도 함께 섭취하게 되어 대장염 예방에 효과적으로 도움을 줄 수 있는 것으로 생각된다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 8
• 1. 실험재료 8
• 가. 시료 8
• 나. 시약 8
• 다. 세포주 및 세포 배양 9
• 2. 실험방법 10
• 가. 발효 오미자액과 비발효 오미자액의 항산화 활성 10
• (1) 총 폴리페놀 함량 10
• (2) 총 플라보노이드 함량 11
• (3) DPPH 라디칼 소거활성 12
• (4) ABTS 라디칼 소거활성 13
• 나. 발효 오미자액과 비발효 오미자액의 항염증 효능 14
• (1) RAW 264.7 세포의 생존율 14
• (2) RAW 264.7 세포의 nitric oxide 생성량 15
• 다. 궤양성 대장염 유발 모델을 이용한 동물 실험 16
• (1) 실험동물 사육 및 식이 16
• (2) 군 분리 및 시료 투여 16
• (3) sodium dextran sulfate 에 의한 궤양성 대장염 모델 18
• (4) 질병활성화도 19
• (5) 혈청 내 염증성 사이토카인 21
• (6) 병리조직학적 분석 21
• 3. 통계처리 22
• Ⅲ. 결과 및 고찰 23
• 1. 발효 오미자액과 비발효 오미자액의 항산화 활성 23
• 가. 총 폴리페놀 함량 23
• 나. 총 플라보노이드 함량 24
• 다. DPPH 라디칼 소거활성 25
• 라. ABTS 라디칼 소거활성 26
• 2. 발효 오미자액과 비발효 오미자액의 항염증 효과 28
• 가. RAW 264.7 세포의 생존율 28
• 나. RAW 264.7 세포의 nitric oxide 생성량 30
• 3. 궤양성 대장염 마우스에서 대장염의 예방 효과 32
• 가. 장 길이 32
• 나. 질병활성화도 35
• 다. 혈청 내 염증성 사이토카인 37
• 라. 병리조직학적 분석 41
• Ⅳ. 요약 및 결론 43