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Anti-Inflammatory Effect of Chondrus ocellatus Holmes Ethanol Extract on Lipopolysaccharide-induced Inflammatory Responses in RAW 264.7 Cells

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Academic year: 2021

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(1)

Lipopolysaccharide 로 유도된 RAW 264.7 세포와 마우스모델에 대한 진두발 에탄올 추출물의 항염증 효과

배난영1, 김민지1, 김꽃봉우리2, 박지혜1, 박선희1, 성낙윤3, 변의홍3, 안동현1*

1부경대학교식품공학과

/

식품연구소

2부경대학교수산과학연구소

3공주대학교식품공학과

Received: March 21, 2016 / Revised: July 15, 2016 / Accepted: July 29, 2016

서 론

염증은각종부상이나상처

,

감염

,

세포손상과같은유해 자극이나물리적작용

,

다른질병에대한방어반응혹은 다양한면역세포들의활성에의한조절작용으로

cytokines, free radical, lysosomal enzyme

다양한매개물질들이 여한다

[35].

이는신경변성질환

,

관절염

,

,

심혈관질환

많은만성질환에서근본적인병태생리학적기전으로

려져있다

[37].

이러한반응은면역력에결함이생겨충분한

면역반응이일어나지않을경우감염을유도할있으며 역을위한염증반응이과도하게발생하게되면기능장애와 같은조직변질순환장애와조직증식을유발한다

[38].

한편

,

염증반응에서중요한역할을하는대식세포는외부자극에 반응하여 염증반응을 매개함에 따라

interleukin (IL)-6, tumor necrosis factor-

α

(TNF-

α

), IL-1

β와 같은 전염증성

cytokine

생성한다

.

또한

inducible nitric oxide synthase (iNOS)

의해생성되는

nitric oxide (NO)

cyclooxygenase (COX-2)

의해생성되는

prostaglandin E

2

(PGE

2

)

등의

Anti-Inflammatory Effect of Chondrus ocellatus Holmes Ethanol Extract on Lipopolysaccharide-induced Inflammatory Responses in RAW 264.7 Cells

Nan-Young Bae

1

, Min-Ji Kim

1

, Koth-Bong-Woo-Ri Kim

2

, Ji-Hye Park

1

, Sun-Hee Park

1

, Nak-Yun Sung

3

, Eui-Hong Byun

3

, and Dong-Hyun Ahn

1

*

1

Department of Food Science & Technology/Institute of Food Science, Pukyong National University, Busan 48513, Republic of Korea

2

Institute of Fisheries Sciences, Pukyong National University, Busan 46041, Republic of Korea

3

Department of Food Science and Technology, Kongju University, Kongju 32588, Republic of Korea

This study aimed to investigate the anti-inflammatory effect of the ethanol extract from Chondrus ocellatus Holmes (COHEE) in RAW 264.7 cells and in a mouse ear edema model, by measuring the production of lipopolysaccharide-induced inflammatory response mediators. There were no cytotoxic effects on the proliferation of macrophages treated with COHEE compared with the control. COHEE inhibited the production of nitric oxide and pro-inflammatory cytokines [interleukin (IL)-6, tumor necrosis factor- α, and IL-1 β]. The extract also reduced the expression of inducible nitric oxide synthase, cyclooxygenase-2, nuclear factor- κB p65, and phosphorylated mitogen-activated protein kinase in a dose-dependent manner.

In the croton-oil-induced ear edema model, COHEE decreased the formation of mouse ear edema at the highest dose compared with the control, and histological analysis revealed that the epidermal/dermal tissue thickness and mast cell numbers were reduced. Therefore, these results suggest that COHEE may be a promising topical anti-inflammatory therapeutic material through its action of modulating NF- κB and the MAPK signaling pathway.

Keywords: Chondrus ocellatus Holmes, anti-inflammatory effect, pro-inflammatory cytokines, NF-

κ

B, MAPKs

*Corresponding author

Tel: +82-51-629-5831, Fax: +82-51-629-5824 E-mail: [email protected]

© 2016, The Korean Society for Microbiology and Biotechnology

(2)

증유발인자들도생성된다

[26, 32].

염증이유발되는대표적 경로로는

nuclear factor-

κ

B (NF-

κ

B)

또는

mitogen- activated protein kinase (MAPK)

통한경로가있다

. NF-

κ

B

다양한

cytokine, chemokine, growth factor

합성을 조절하는전사인자로

p50

p65

구성되어인산화됨에 내로이동해

iNOS, COX-2

염증관련

cytokine

성한다

[10].

이러한염증유발경로는

gram-negative bacteria

세포벽외층의절편혼합물인

lipopolysaccharide (LPS)

인체내에서내독소로작용하여활성화된다

.

대식세포의

TLR4 (toll-like receptor 4)

결합하고

MyD88

통하여

IRAK

인산화

TRAF6

활성화를통하여

, I

κ

B kinase cascade

통하여다양한

cytokine

생성시킨다

[18].

또한

NF-

κ

B

활성화는

extracellular signal-regulated kinase (ERK), c-Jun N-terminal kinase (JNK), p38 kinase

포함 하는

mitogen-activated protein kinases (MAPKs)

의해 조절되는것으로알려져있어

NF-

κ

B

MAPKs

신호 경로를통해염증성매개물질의발현이조절되게된다

[18].

이러한염증질환을치료하기위해개발된항염증제는

스테로이드계와비스테로이드계로분류할있는데이러한 항염증제는위장장애

,

신장염심장질환등을초래하여

용이한정적인문제점이있다

[25].

그에따라천연자원으로

부터보다안정적이고효과적인항염증제를개발할필요성 대두되고있으며최근년간일상생활에서도섭취 능한식품을항염증제로이용하기위한다양한연구가진행 되고있는실정이다

[23].

한편

,

해조류는일상생활에서섭취가능한천연물의하나 항산화

[29],

고지혈증개선

[22],

항아토피

[11],

콜레스테롤 침착방지

[15],

항균

[27],

항염증

[16]

등의생리활성이보고 되고 있어 최근각광받고 있는 천연물이다

.

진두발

(Chondrus ocellatus Holmes)

홍조류돌가사리과해조류 다른홍조류의생리활성에관한연구

[1, 2, 35]

비해 두발에관한생리활성연구는거의전무한실정이다

.

구에서는진두발에탄올추출물

(COHEE)

LPS

자극한

대식세포에서

NF-

κ

B

MAPKs pathway

전사활성저해 통해나타내는항염증효과를연구하고마우스모델에서 항염증효과를관찰함으로써

COHEE

천연염증치료제 로서개발의발판을마련하고자하였다

.

재료 및 방법

실험재료

부산청사포에서

2014

년도에채취한진두발은담수로 깨끗하게수세한자연건조하였다

.

동결건조하 분말화하였으며진공포장상태로

-20

℃에서저장하며 험에사용하였다

.

진두발 에탄올 추출물 제조

분말상태의진두발에

10

배양의

95% ethanol

가한 반기

(H-0820, Dongwon Science Co., Korea)

이용하여

24

시간 실온에서 추출하였다

.

원심분리기

(UNION 32R, Hanil Co., Korea)

추출물로부터상층액을취하였다

.

남은 잔사는동일한방법으로

2

반복하여추출하였고상층액은

37

℃에서감압농축기

(RE200, Yamoto Co., Japan)

농축하

37

℃에서건조시킨

, -20

℃에보관하며실험에사용하 였다

.

에탄올추출물의폴리페놀

, flavone

flavanone

함량은각각

1.65

±

0.13%, 0.05

±

0.00%, 0.93

±

0.00%

이였

(data not shown).

세포배양

한국세포주은행

(KCLB 40071, Korea)

에서

cell line

으로서

murine

대식세포주인

RAW 264.7

세포를분양받아사용 하였으며

, Dulbecco’s Modified Eagle Medium (GIBCO, USA)

10% inactivated fetal bovine serum (FBS)

1%

penicillin-streptomycin

첨가한배지를배양액으로

37

, 5% CO

2조건에서배양하였다

.

세포독성 측정

Park

[30]

방법을약간변형해

MTT assay

실시하 시료의세포독성을평가하였다

. 1 × 10

6

cells/ml

농도

RAW 264.7

세포를

96-well plate

분주하고

20

시간 배양하여농도별로

(0.1, 1, 10, 50, 100

μ

g/ml) COHEE

가한

22

시간 배양하였다

. 5 mg/ml MTT (thiazolyl blue tetrazolium bromide, Sigma-Aldrich Chemical Co., USA)

용액을첨가하고

2

시간배양하였다

.

이를

4

, 2,000 rpm

에서

10

분간원심분리하여상층액을걷어내고

dimethyl sulfoxide 100

μ

l

분주하여 생성된

formazan

녹여내

microplate reader (Model 550, Bio-Rad, USA)

이용하여

540 nm

에서흡광도를측정하였다

.

세포증식능은다음

의해계산하였다

.

Proliferation index (%) = Sample 흡광도 / Control 흡광도 × 100

Nitric oxide

분비량 측정

배양액내의

nitrite

농도를측정하기위해

Griess

반응

[24]

이용하였다

. 2.5 × 10

5

cells/ml

조절한

RAW 264.7 cell

24 well plate

접종하고

5% CO

2

incubator (MCO-

15AC, Sanyo, Japan)

에서

20

시간 배양하였다

.

COHEE

0.1, 1, 10, 50, 100

μ

g/ml

처리하고

1

μ

g/ml

LPS

자극하여

24

시간 배양하였다

.

이를

4

, 2,000

rpm

에서

10

분간원심분리하여상층액을얻어정량실험에 사용하였다

.

상층액은

Griess

시약

(1% sulfanilamide + 0.1%

(3)

naphthylendiamine dihydrochloride, 1:1)

배양액을

1:1

상온에서

10

분간반응시켜

microplate reader

이용해

540 nm

에서흡광도를측정하였다

.

세포배양액

NO

도는

sodium nitrite (NaNO

2

)

농도별표준곡선과비교하 산출하였다

.

Pro-inflammatory cytokines 분비량 측정

ELISA kit (Mouse ELISA set, BD Bioscience, USA)

이용하여

RAW 264.7 cell

세포배양액내의

TNF-

α

, IL-6

IL-1

β

cytokine

분비량을측정하였다

.

세포배양액을 위해

RAW 264.7 cell

2.5 × 10

5

cells/ml

조절하여

24 well plate

접종하고

18

시간배양하였다

.

0.1, 1, 10, 50, 100

μ

g/ml

농도별

COHEE

1

μ

g/ml

LPS

리하고

12

시간의본배양을거쳐원심분리를통해상층액을 얻었다

. ELISA

microplate

capture antibody

anti- mouse TNF-

α

, IL-6

IL-1

β를분주하여

4

℃에서하룻밤 동안

coating

시켰다

.

이후

0.05% Tween 20

포함된

PBST

세척한

10% FBS

용액으로

blocking

하였고

PBST

세척한

microplate well

세포배양상층액을분주하 실온에서

2

시간반응시켰다

.

반응

PBST

세척하고 희석한

biotinylated anti-mouse TNF-

α

, IL-6 detection antibody

streptavidin-horseradish peroxydase conjugate

분주하여 실온에서

1

시간 반응시켰다

. IL-1

β의 경우

, biotinylated anti-mouse IL-1

β

detection antibody

첨가 하고

1

시간 반응

, streptavidin-horseradish peroxidase conjugate

첨가하여

30

반응시켰다

.

반응이를다시

PBST

세척하고

OPD

용액을첨가하여실온에서

30

암반응시켰다

. 2 N H

2

SO

4 반응을 종료시킨

microplate reader

이용하여

490 nm

에서흡광도를측정 하였다

.

iNOS, COX-2 및 NF-κB p65 발현량 측정

COHEE

세포질생성되는

iNOS, COX-2

NF-

κ

B p65

발현량에미치는영향을알아보기위하여

RAW 264.7

세포를배양하였다

.

배양이끝난세포를수집하여

3

PBS (phosphate buffered saline)

세척한

, Sheeba

Asha [34]

방법에 따라

cytosol lysis buffer [50 mM HEPES (pH 7.4), 150 mM NaCl, 5 mM EDTA, 1% deoxycholate, 5 mM phenylmethylsulfonyl fluoride, 1

μ

g/ml aprotinin, 1% Triton X-100, 0.1% NP-40]

첨가하여

30

분간

4

℃에서

lysis

시킨

, 15,520 × g

에서

20

분간원심분리하여세포막 성분 등을 제거하였다

. BCA protein assay kit (Pierce, USA)

사용하여단백질을정량하였으며

30

μ

l

lysate

Laemmli [20]

방법을사용하여

10% SDS-PAGE

분리

하였다

.

분리된단백질은

Towbin

[36]

방법을참고하여

PVDF (polyvinylidene difluoride) membrane (Bio-Rad)

1

시간 동안 전사시켜

5% skim milk

포함된

TBSS (tris buffered saline, pH 7.5)

용액으로 상온에서

2

시간 동안

blocking

하였다

. iNOS, COX-2

NF-

κ

B

발현양을검토 하기 위한 항체로는

anti-mouse iNOS, COX-2

NF-

κ

B p65 (Santa Cruz Biotechnology, Inc., USA)

사용하여

1:500

으로희석하고상온에서

2

시간반응시킨

TBSS

3

세정하였다

. 2

항체로

HRP (horseradish peroxydase)

결합된

anti-mouse IgG

anti-rabbit IgG

1:2,000

희석하여상온에서

1

시간반응시킨

, TBSS

3

정하여

ECL

기질과

1

3

분간반응각각의단백질밴드는

Gene tool (GeneGnome5, Syngene, UK)

이용하여가시화 하였다

.

MAP kinase (JNK, ERK, p-38) 발현량 측정

MAPKs

발현량을알아보기위하여

RAW 264.7

세포를

1 × 10

6

cells/ml

으로

18

시간배양하고

COHEE

처리하

30

동안배양한

MAPKs

발현량을알아보기

anti-mouse c-Jun N-terminal kinase (JNK), p-JNK, extracellular signal-regulated kinase (ERK), p-ERK, p38 protein kinase (p38)

p-p38 (Cell Signaling Technology Inc., USA)

항체를사용하여

1:500

으로희석해서사용하였다

.

이후의실험은

iNOS, COX-2

실험법과동일하게진행하였다

.

귀부종 측정 및 조직 관찰

COHEE

항염증효과를

in vivo

상에서알아보기위하

Kim

[14]

Saraiva

[33]

방법에의거하여귀부종 측정실험을실시하였다

.

생후

8

주령의수컷

, ICR

마우스에

COHEE

10, 50

250 mg/kg· body weight

농도로

200

μ

l

단회경구투여하고시간

,

오른쪽귀에

2.5% croton oil

20

μ

l/ear

농도로도포하였다

.

도포

5

시간두께 측정하였고

croton oil

처리로두께가증가한것을 부종의형성으로간주하였다

.

조직관찰은

ICR

마우스의

오른쪽 귀에 진두발 에탄올 추출물을

100 mg/ml

농도로

20

μ

l

도포하고

15

, 5% croton oil

20

μ

l

도포하 였다

. 6

시간

, diethylether

마취사시키고

,

조직을 제하여

10% formaldehyde

72

시간고정하였다

.

고정 라핀블록을만들어박편을제조하고

hematoxylin-eosin

toluidine-blue

염색을하여조직을관찰하였다

.

부종생성율 다음과같은식에의해계산하였다

.

Edema formation (%)

= Sample

두께

/Control

두께

× 100

(4)

통계 처리

모든실험결과에대한유의차검정은

SAS software (ver.

9.3, SAS Institute, Inc., USA)

에서평균값을분산분석한

, Duncan's multiple range test

법에따라

p < 0.05

수준에서 검정하였다

.

결과 및 고찰

RAW 264.7 cell

에 미치는 진두발 에탄올 추출물의 세포독성 추출물이 대식세포에 미치는 독성을 평가하기 위하여

COHEE

농도에 따라

(0.1, 1, 10, 50, 100

μ

g/ml) RAW 264.7 cell

처리하였을세포생존의변화여부를

MTT assay

이용해측정하였다

.

결과

,

세포의생존율이

PBS

처리군과비교유의적인차이가없음을확인하였다

(Fig.

1).

이를통해

COHEE

0.1

100

μ

g/ml

에서독성이없는 으로사료되어염증억제활성을확인하기위한추후실험을 동일한농도로진행하였다

.

이는참도박에탄올추출물의 포독성실험결과

,

농도의존적으로세포독성이나타나지 결과

[1]

잘피에탄올추출물의세포독성실험결과

성을나타내지않은결과와유사하다

[20].

Nitric Oxide 생성 억제 효과

NO

반응성이강한무기저분자라디칼로L

-arginine

기질로하여

NOS

의해 L

-citrulline

으로합성된다

.

이는 경전달기능

,

혈액응고혈소판억제

,

혈관확장에관여하는

neurotransmitter,

암세포에대항하는

apoptosis

유도작용 등의인체생리적이나병적인반응에서중요한물질로서 알려져있다

.

하지만여러세포에서

LPS, interferon-

γ

(IFN-

γ

), IL-1

TNF-

α등의자극에의해

NO

필요이상으로

성되면

shock

의한혈관확장

,

염증반응으로유발되는

직손상

, mutagenesis,

신경조직의손상면역질환을포함 관절염

,

기관지염

,

다발성경화증과같은병적반응을 으켜생체에유해한작용을나타낸다

[19, 27].

연구에서는 진두발에탄올추출물이

NO

생성에미치는효과를알아보 위하여

LPS

염증반응을유발한

RAW 264.7 cell

에서의

NO

생성량을

Griess

시약을이용해측정하였다

. LPS

증반응을유발한

RAW 264.7 cell

NO

생성량을확인한

(Fig. 2), LPS

단독으로 처리했을

NO

생성량이

27.42

±

0.36

μ

M

,

아무것도처리하지않은

PBS

처리구의

3.04

±

0.07

μ

M

보다

9

증가함을보였다

.

세포의생존 율에영향을미치지않는농도

(0.1, 1, 10, 50, 100

μ

g/ml)

COHEE

처리하였을

, LPS

단독처리구와비교하여

농도의존적으로

NO

생성량을유의성있게감소시킨것을 확인하였다

.

특히

,

비교적낮은농도인

50

μ

g/ml

에서

35%

상의억제효과를나타냈다

.

연구결과는잘피에탄올 출물과홍조류인참도박에탄올추출물이농도의존적으로

NO

생성량의억제효과를보인결과

[1, 19]

유사함을확인 하였다

.

Pro-inflammatory cytokines 생성 억제 효과

COHEE

염증반응매개물질인

pro-inflammatory cytokines

분비억제효과를통해항염증효과를확인하기위하여

RAW 264.7

세포배양액 내의

IL-6, TNF-

α

IL-1

β

cytokine

분비량을

ELISA

방법으로 측정하였다

. Pro- inflammatory cytokine

면역반응에서필연적으로동반되

Fig. 1. Effect of Chondrus ocellatus Holmes ethanol extract on

proliferation in RAW 264.7 cells. Proliferation index (%) = (sample absorbance / control absorbance) × 100. ND: not significantly dif- ferent.

Fig. 2. Effect of Chondrus ocellatus Holmes ethanol extract on

nitric oxide production in RAW 264.7 cells. Cells were incubated

in the presence of LPS (1 μg/ml) alone or in combination with

COHEE (0.1, 1, 10, 50, and 100 μg/ml) for 24 h. The culture media

of the treated cells were used to measure NO levels.

a-g

Means

with different superscripts are significantly different (p < 0.05).

(5)

매개물로 정상조직에서도 발현되지만 과도한

pro- inflammatory cytokine

분비량증가는

PGE

2

NO

현으로이어지게되고전신성염증반응증후군

,

패혈증 심한조직손상을야기한다

[9].

IL-6

대표적인염증 반응의매개인자로서

T cell, monocyte, macrophage, synovial fibroblast

등의면역세포에서 발현되는

pro-inflammatory cytokine

으로비만세포로부터분비되어

B

림프구의항체 성을촉진시키고

T

림프구의분화를유도한다

[4].

종양괴사 인자인

TNF-

α는

LPS

반응의주요내인성매개체로서

T

프구의활성과성장을조절하여염증부위로의

cytokine

내피세포부착분자의발현을증가시키며염증부위에서 성이증가된다

.

전신적으로분비량이증가할경우

eicosanoid,

산화질소

,

활성산소등과같은 매개물질을다량 분비시켜 조직손상을촉진하게된다

[3].

또한

IL-1

β는낮은농도에 서는세포성장이나항상성유지에필수적이지만염증초기 분비되어숙주면역반응의매개자로서작용하다가지속 적인자극에의해대량생산될경우

T cell

활성화시키고

B cell

성숙시켜증상을악화시킨다

[21].

따라서이러한

pro-inflammatory cytokine

조절하는물질은염증반응으 유도된다양한질병을조절할있는가능성이있음을 있다

.

연구에서

LPS

유도된

RAW 264.7 cell

에서

COHEE

영향을알아본결과

(Fig. 3), IL-6, TNF-

α

IL-1

β의분비량은염증반응을유도하는강한자극물질인

LPS

단독으로처리하였을시에

2081.30

±

20.32

μ

M, 2334.41

±

19.81

μ

M, 84.28

±

11.74

μ

M

PBS

처리구에비해

122, 233

84

증가하였으며

, COHEE

처리에따라농도 존적으로유의성있게감소하였다

. IL-6

TNF-

α의분비 량은각각

50, 100

μ

g/ml

농도로처리하였을시에

LPS

단독

처리구에비해

50%

이상의억제효과를나타내었다

(Fig.

3A, 3B). IL-1

β또한

LPS

처리에의해급격히증가한분비

량을

COHEE

처리로농도에따라유의적으로억제하는

결과를확인하였다

(Fig. 3C).

특히

100

μ

g/ml

농도로처리하 였을시에

LPS

단독처리구에비해

93%

이상의억제효과를 나타내어이는잔가시모자반에탄올추출물이

100

μ

g/ml

도에서

94%

이상의억제효과를나타낸

[12]

비교하였을 때도매우뛰어난항염증효과를가짐을있다

.

iNOS, COX-2 및 NF-κB 발현 억제 효과

LPS

cytokine

같은전염증성매개물질은

NF-

κ

B

성화시켜

iNOS

같은효소를유도하여장시간동안다량

NO

생성시켜세포독성

,

유전자변이

,

신경손상

,

조직 손상등과함께혈관투과성을증가시켜염증반응을심화시 킨다

.

또한

COX-2

arachidonic acid

세포막의인지질로 부터염증매개물질인

PGE

2

, thromboxane A2, prostacyclin

생성에관여하는효소로종양의세포사멸을억제하고

Fig. 3. Effect of Chondrus ocellatus Holmes ethanol extract on

the production of IL-6 (A), TNF- α (B), and IL-1β (C) in RAW 264.7 cells. Cells were incubated in the presence of LPS (1 μg/

ml) alone or with various concentrations of COHEE (0.1, 1, 10, 50,

and 100 μg/ml). The levels of pro-inflammatory cytokine in the

cell culture media were measured by ELISA.

a-g

Means with differ-

ent superscripts are significantly different (p < 0.05).

(6)

생성을유도하는관여한다

[7]. NF-

κ

B

염증반응과 련된유전자의

promoter

결합하여

iNOS, COX-2

발현

관여하는것으로알려져있다

[5]. COHEE

이러한염증

매개인자를생합성하는효소인

iNOS

COX-2, NF-

κ

B

현에미치는영향을알아보기위해

western blot

의해

사한결과

, COHEE

농도의존적으로단백질들의발현을

효과적으로억제하는것을확인하였다

(Fig. 4).

이러한결과

COHEE

의한

NF-

κ

B

발현억제로

iNOS

COX-2

발현을억제함으로써

NO

pro-inflammatory cytokine

생성억제효과를나타낸것으로사료된다

.

MAP kinase (JNK, ERK, p-38)

발현 억제 효과

MAPKs

지금까지알려진세포신호전달체계

하나인데경로들

ERK, JNK/stress-activated protein kinase (SAPK), p38 MAPK

주요한기전으로밝혀져있다

.

외부자극에반응해서상위

MAPK kinases

의해인산화

일어남으로써활성화된다

. MAPKs

LPS

TNF-

α와 염증자극에반응해활성화되어다른

kinase,

전사인자들 활성화 되도록 하고 세포의 성장

,

분열

,

스트레스나

cytokine

의한세포반응을조절한다

[31].

이러한인산화된

MAPKs

발현량을분석한결과

, RAW 264. 7 cell

에서

LPS

유도된

p-p38, p-ERK, p-JNK

발현이진두발에탄올 출물의처리에의해농도의존적으로감소하였다

(Fig. 5).

COHEE

NF-

κ

B

활성억제와함께

MAPKs

인산화 억제함으로써염증매개성물질들의발현을조절하여 염증효과를나타냄을시사한다

.

귀부종 억제 효과 및 조직 관찰

진두발에탄올추출물이염증반응의하나인부종의완화 효과조직내의

mast cell

침윤억제효과를확인하기

10, 50

250 mg/kg

농도로경구투여한

croton oil

염증을유발하고두께를측정하였다

.

피부는외부환경에

Fig. 4. Effect of Chondrus ocellatus Holmes ethanol extract on LPS-induced iNOS, COX-2, and NF-κB p65 expression in RAW

246.7 cells. The levels of iNOS, COX-2 in the cytosolic protein and the p65 subunit of NF- κB in nuclear protein were determined by a

western blot analysis. RAW 264.7 cells were treated with the indicated concentrations of COHEE (0.1, 1, 10, 50, and 100 μg/ml) and LPS

(1 μg/ml) for 18 h or 30 min and the proteins were detected using specific antibodies. Means with different superscripts (a-e) are sig-

nificantly different (p < 0.05).

(7)

의해손상부위를복구시키기위해염증반응을일으켜 관확장

,

부종등의대표적인생리현상이발생하고세포질 과립을 다량 가진 비만세포는 활성화되어

protease

histamine

등과 같은 혈관확장물질들을분비한다

[8, 33].

Croton oil

강력한피부자극제로서

, phorbal esters, 12- O-tetradecanoylphorbol-13-acetate (TPA)

같은 물질을 함유하고있어피부에도포하면즉각적으로강한급성염증 반응을유도하게된다

.

이와같은물질은

PGE

2

leukotriene B

4

(LTB

4

)

생성을증가시키며

,

조직내로

mast cell

이나 혈구들의침윤을도와피부의급성염증반응에관여한다

[6].

특히혈관이확장되고조직내로면역세포들이침윤되는 상은

protein kinase C (PKC)

활성에의해자극되는데

,

phospholipase A2 (PLA2)

활성을증가시켜

arachidonic acid

분비를증가시키고

prostaglandin

leukotriene

같은 대사산물을 분비시킨다

.

또한 면역세포로부터

pro- inflammatory cytokine

chemokine

생성에관여함으로 피부의급성염증반응을일으키게된다

[32].

따라서진두 에탄올추출물을도포하여

croton oil

유발된부종 완화정도를관찰한결과

(Fig. 6), croton oil

만을처리하

부종이발생한대조군과비교

COHEE

처리에의해

농도에서유의적으로두께가감소하였으며

,

특히

,

Fig. 5. Effect of Chondrus ocellatus Holmes ethanol extract on MAPKs expression in RAW 246.7 cells. The levels of p-p38, p-ERK, and p-JNK in the cytosolic protein were determined by western blot analysis. RAW 264.7 cells were treated with the indicated concen- trations of COHEE (0.1, 1, 10, 50, and 100 μg/ml) and LPS (1 μg/ml) for 30 min, and the proteins were detected using specific antibodies.

Means with different superscripts (a-e) are significantly different (p < 0.05).

Fig. 6. Inhibition of Chondrus ocellatus Holmes ethanol extract

against croton oil-induced mouse ear edema.

a-d

Means with

different superscript are significantly different (p < 0.05).

(8)

사용되고있는합성스테로이드제인

prednisolone

50 mg/kg

농도로경구투여했을때와

250 mg/kg body weight

경구투여했을때의부종억제효과가

30%

유사한 정도를나타내었다

.

이러한결과는조직관찰결과와유사하 였는데조직관찰결과

(Fig. 7), croton oil

부종을유발한 마우스조직에

COHEE

처리하였을

prednisolone

리구와유사한정도로경피진피두께가얇아졌다

.

또한

COHEE

toluidine-blue

염색한진피에서

mast cell

침윤 눈에띄게억제하였음을확인하였다

.

이는잔가시모자반

[12],

외톨개모자반

[13]

이용한항염증효과에서추출물

250 mg/kg body weight

처리구에서대조구인

prednisolone 50 mg/kg body weight

비슷한귀부종억제조직학적 으로

mast cell

침윤억제경피

/

진피두께감소결과와 사하다

.

외에도비틀대모자반에탄올추출물의항염증 효과에서

250 mg/kg body weight

처리구에서

46%

부종완화효과를보고한있다

[17].

요 약

연구는

COHEE

항염증효과를확인하기위한실험

으로써

pro-inflammatory cytokine

분비량

iNOS, COX-2, NF-

κ

B

MAPKs

발현량을 관찰하였다

.

먼저

MTT assay

통해

COHEE

세포생존율에있어독성을 나타내지않음을확인한동일한농도로추후실험을진행

하였다

. COHEE

의해

NO

분비량이농도의존적으로

소하였으며

IL-6, TNF-

α

IL-1

β의분비량또한유의적으 감소하였다

.

특히

100

μ

g/ml

농도에서

LPS

단독처리

구인대조구에비하여

IL-6, TNF-

α

IL-1

β의분비량을

66%, 43%

93%

억제시켰다

.

이러한결과가전염증성 매개인자의전사인자인

NF-

κ

B

MAPKs

경로에의한것인

확인하기위하여발현량을관찰한결과

, COHEE

LPS

처리에의해현저히증가한단백질의발현을농도의존적으 유의성있게억제하였다

.

또한

COHEE

croton oil

종을유발한마우스모델에서귀부종억제효과를나타내었고

250 mg/kg

농도에서 조직의경피 진피 두께의 발달을

prednisolone 10 mg/kg

처리구와유사한정도까지현저히 제시키고염증성세포인

mast cell

침윤억제효과도확인 하였다

.

이를통해

COHEE

염증반응의전사인자인

NF-

κ

B

발현을조절함으로써

iNOS

COX-2

발현을억제 하고그에따라전염증성매개인자인

NO, IL-6, TNF-

α

IL-1

β의분비를억제하여항염증활성을가지는것을확인

하였으며

,

결과를종합해볼

, COHEE

염증치료제로 써의소재로이용될가치가충분할것으로사료된다

.

Acknowledgments

This research was a part of the project titled Yeongnam Seagrant funded by Ministry of Oceans and Fisheries, Korea.

References

1. Bae, NY, Kim MJ, Kim KBWR, Ahn NK, Choi YU, Park JH, et al. 2015.

Anti-inflammatory effect of ethanol extract from Grateloupia

elliptica Holmes on lipopolysaccharide-induced inflammatory

responses in RAW 264.7 cells and mice ears. Korean Soc. Biotech-

Fig. 7. Photomicrograph of transverse sections of mice ears sensitized with topical application of 5% croton oil (v/v) in acetone

(a-c) or vehicle acetone (d, non-inflamed), stained with hematoxylin-eosin (A) and toluidine-blue (B) examined under light

microscopy (magnification: 200×). Treatments: vehicle 2% Tween 80 (a), prednisolone 0.08 mg/ear (b) and Chondrus ocellatus Holmes

ethanol extract 20 μl/ear (c). The numbers 1 and 2 indicate dermis and epidermis, respectively and the arrows indicate mast cell infil-

tration.

수치

Fig. 2. Effect of Chondrus ocellatus Holmes ethanol extract on nitric oxide production in RAW 264.7 cells
Fig. 6. Inhibition of Chondrus ocellatus Holmes ethanol extract against croton oil-induced mouse ear edema

참조

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