Anti-inflammatory Effect on RAW 264.7 Cells and Antibacterial Effect on Cutibacterium acnes of Compounds Isolated from Sedum takesimense

한수지 54(4), 552-560, 2021

552

Copyright © 2021 The Korean Society of Fisheries and Aquatic Science pISSN:0374-8111, eISSN:2287-8815 Korean J Fish Aquat Sci 54(4),552-560,2021

Original Article

서 론

염증반응은체내에서발생하는방어기전중하나이지만과도 한염증반응은만성면역질환을일으킬수있으며이과정중에 는염증성사이토카인

(pro-inflammatory cytokine)

^{과인플라마} 좀

(inflammasome)

등의다양한물질이관여하는것으로알려 져있다

(Lee et al., 2015).

흔히염증성사이토카인의억제활 성을탐색하기위해마우스에서유래한대식세포

(RAW 264.7)

가사용되며이는단핵세포의형태로염증반응에관여하는주 요세포로알려져있고

, lipopolysaccharide (LPS)

^{등에의해대} 식세포또는단핵구를자극하여

tumor necrosis factor (TNF)-α

및

interleukin (IL)-1β

와같은사이토카인들의분비를촉진한다

(Kang et al., 2015).

본연구에서는

RAW 264.7 cell

을

LPS

로 염증을유도하여섬기린초추출물및분리된화합물을처리하 여

TNF-α, IL-1β

및

IL-8

과같은염증성사이토카인의발현억 제효과에대해연구하였다

.

또한

,

여드름은염증반응에서유래 되는만성염증질환으로과도한피지생성으로인한모공막힘과 피지선에서의염증반응으로발생하는흔한질병이다

(Omer et al., 2017; Wang et al., 2017a).

여드름은농포

,

낭종및면포등 을형성하고심각할경우흉터를남길수있는만성염증성피 부질환으로알려져있다

(Korean Dermatological Association Textbook Compilation Committee, 2008).

^{그중여드름을유} 발하는미생물인

Cutibacterium acnes

^{는모낭내에상주하여} 피지의중성지방을분해하고모낭내염증을유발하며피부중

섬기린초(Sedum takesimense)에서 분리된 화합물들의 RAW 264.7 Cell에 대한 항염증 효과와 여드름 원인균에 대한 항균 효과

정은탁 ^1,2 ·박슬기 ³ ·조경진 ² ·정금재 ² ·윤태미 ¹ ·최태호 ¹ ·김영목 ^2,3 *

1다인소재, ²부경대학교 식품공학과, ³부경대학교 식품연구소

Anti-inflammatory Effect on RAW 264.7 Cells and Antibacterial Effect on Cutibacterium acnes of Compounds Isolated from Sedum takesi- mense

Eun-Tak Jeong

^1,2

, Seul-Ki Park

³

, Kyung-Jin Cho

²

, Geum-Jae Jeong

²

, Tae-Mi Yoon

¹

, Tae Ho Choi

¹

and Young-Mog Kim

^2,3

*

1Antimicrobial Materials Lab., Dynesoze Co., Ltd., R&D Center, Yongin 16827, Korea

2Department of Food Science and Technology, Pukyong National University, Busan 48513, Korea

3Institute of Food Science, Pukyong National University, Busan 48513, Korea

This study investigated anti-inflammatory and antibacterial activities of Sedum takesimense ethanolic extract, and 3 isolated compounds. To confirm anti-inflammatory and anti-acne activities, a nitric oxide (NO) inhibition assay, pro-inflammatory factor (TNF-α, IL-1β, and IL-8) inhibition assays, and minimum inhibitory concentration (MIC) tests were performed. The 3 isolated compounds were identified as 4,6-di-O-galloylarbutin (OGA), 2,4,6-tri-O-gal- loyl-glucose (OGG), and 1,2,4,6-tetra-O-galloyl-β-glucose (TOGG). The ethanolic extract and isolated compounds (OGA, OGG, TOGG) effectively inhibited production of NO and pro-inflammatory cytokines (TNF-α, IL-1β, and IL-8). Furthermore, OGG and TOGG exhibited MIC values toward Cutibacterium acnes of 12.5 μg/mL and 3.2 μg/

mL, respectively. These results suggest that S. takesimense extract exerts an anti-inflammatory effect on LPS-induced RAW264.7 cells, and an antibacterial efficacy against C. acnes .

Keywords: Antibacterial activity, Anti-inflammatory activity, Cutibacterium acnes , Sedum takesimense

*Corresponding author: Tel: +82. 51. 629. 5832 Fax: +82. 51. 629. 5824 E-mail address: [email protected]

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Received 9 July 2021; Revised 3 August 2021; Accepted 19 August 2021

저자 직위: 정은탁(대학원생), 박슬기(연구원), 조경진(대학원생), 정금재(대학 원생), 윤태미(연구소장), 최태호(대표), 김영목(교수)

https://doi.org/10.5657/KFAS.2021.0552

Korean J Fish Aquat Sci 54(4), 552-560, August 2021

피지의생성증가는

C.acnes

^{의증식에좋은영향을줄수있다} 고알려져있다

(Lee et al., 2016).

특히여드름치료에는주로스 테로이드또는항생제및비타민

A

유도체가사용되고있으나

(Kim et al., 2006),

주로항생제가많이사용되고있고이로인 한부작용에대한문제가대두되고있다

.

수많은연구에서항생 제의남용과잦은사용은문제를유발할수있음을경고하고있 으며특히

, doxycycline, tetracycline, clindamycin

및

erythro-

mycin

과같은항생제에장기간노출되면내성균의생성과기관

의손상을유발하는것으로알려져있다

(Swanson, 2003; Tan, 2003; Park et al., 2004).

최근에는항생제의남용을막고사용 량을최소화하기위하여대체항생제역할을할수있는천연물 유래물질탐색에대한연구가활발히진행중에있다

.

섬기린초

(Sedum takesimense)

^{는돌나물과}

(Crassulaceae)

돌

나물속

(Sedum L.)

에속하는다년생초본으로한국의울릉도와

독도에주로분포하는특산식물이다

(Chung and Kim, 1989).

국내에서돌나물속의일부종은민간요법으로사용되어왔으

며혈액순환개선에효과가있다는일부보고가있으며

(Bae,

2000; Kim et al., 2004)

섬기린초및그추출물이나타내는효 능및효과에대한연구는국내외모두부족한실정이다

.

이에 본연구는섬기린초추출물과그로부터분리

,

동정된화합물

3

종에대해서염증성여드름및미생물에의한여드름발생을예 방및관리할수있는가능성을검토하기위해

RAW 264.7 cell

에서유도된염증성사이토카인의발현억제와여드름원인균 인

C. acnes

에대한항균효과에대해연구하였다

재료 및 방법

섬기린초 추출물 제조 및 화합물 분획

본연구에사용된섬기린초

(S. takesimense)

는경북의전통 시장에서구매하였다

.

섬기린초는추출전에

80°C

에서

4

일동 안건조하였다

.

^{건조된섬기린초에}

40% (v/v)

^의주정을

10

^배 로첨가하여

30

시간동안상온에서추출하였으며이후여과하 여감압농축한다음동결건조하여그분말을사용하였다

.

추출 물중화합물의분리는실리카겔컬럼

(3.5 by 60.0 cm; Kiesel gel 60, 150 g, 230 to 400 mesh; E. Merck)

을이용하여

1

차적 으로분리하였으며추출고형분

10 g

^{이포함된농축추출물을} 실리카겔컬럼충진재

150 g

과혼합하였다

.

이후농축시료에클 로로포름

,

메탄올

,

증류수및아세트산을부피비율로

55:36:8:1 (v/v/v)

로혼합한용매를흘려

1

차분취하였다

. 1

차분취를통해 수득한분액을

Shephadex LH-20 (3.5×60 cm, 130 g, 70-100 μm; Sigma-Aldrich, St. Louis, MI, USA)

^수지

150 g

^이담긴 오픈컬럼을이용하여메탄올로용리하여

2

차분취하였다

. 2

차 분취액을

YMC-ODS-A (reverse phase C18, 250×20 mm, 5 μm; Waters Co. Ltd., Milford, MA, USA)

컬럼이장착된

high performance liquid chromatography (HPLC)

에적용하여이동 상아세토나이트릴및물

(20:80, v/v; 15 mL/min)

^{을이용하여}

용리하였다

.

^{용리된물질은}

270 nm

^{파장으로검출하였으며컬} 럼과반응하여

chromatogram

에서

peak

를형성하는시간을기 준으로분취하여구조분석을진행하였으며이를통해정제된 단일물질을수득하였다

.

섬기린초 추출 분획물의 구조 동정

섬기린초추출분획물의구조동정은

Vu et al. (2013)

^의방법 에따라수행하였다

.

분취물들의화학구조동정을위해

liquid chromatography mass spectrometer (LC-MS)

는

MSD 1100 single quadrupole (Agilent Co. Ltd., Santa Clara, CA, USA)

와

ESI (electrospray ionization; Hewlett-Packard Co. Ltd., Houston, TX, USA)

^{를함께사용하였다}

.

^{또한분취물의화학} 구조를 결정하기 위하여¹

H-NMR

을 수행하였다

.

¹

H -NMR

은분리및정제된화합물을중수소화메탄올

(CD

₃

OD; Merck, Darmstadt, Germany)

에용해시켜

500 MHz

에서

1

시간동안

Bruker AMX-500 (Bruker Analytische Messtechnik GmbH;

Bruker Co. Ltd., Ettingen, Germany)

^{분광기를사용하여분석} 하였다

.

내부표준물질은테트라메틸실란

(tetramethylsilane)

으로사용되었으며커플링상수는

Hertz

가사용되었다

(Yoon et al., 2011).

정제된화합물의구조는

LC-MS

및¹

H-NMR

데 이터를문헌과비교하여결정하였다

.

세포 생존율 측정

섬기린초추출물의세포독성은

formazan [3-(4,5-dimethyl- thizol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide, MTT; Sigma- Aldrich Co., St. Louis, MI, USA]

시약을이용하여세포의생 존율을측정하는

Mosmann (1983)

의방법을변형하여수행하 였다

.

^{쥐의대식세포에서유래한}

RAW 264.7 cell line

^을사용하 였으며

96-well plate

에

3×10

⁶

cell/dish

로접종한후

10% fetal bovine serum (FBS)

를함유하는

Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM; Gibco, Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA)

를첨가하여

37°C, 5% CO

₂

incubator

에서

24

시간 배양후실험에사용하였다

.

^{세포배양액중섬기린초에탄올추} 출물을농도별로첨가한뒤

MTT

시약을

5 mg/mL

로첨가하 여

4

시간동안반응시켰다

.

이후생성된

formazan

을용해시키 기위해

dimethyl sulfoxide (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MI, USA )

를

100 μL

첨가하고

1

시간반응후

microplate reader

를 이용하여

517 nm

^{에서흡광도를측정하고}

,

^{대조구의흡광도값} 을기준으로세포생존율을비교하였다

.

Nitric oxide (NO) 생성 억제 활성

RAW 264.7 cell

을

10% FBS

가포함된

DMEM

배지를이용 하여

1.5×10

⁵

cells/mL

로희석하여

24 well plate

에접종하고

섬기린초추출물

(40%

^주정

)

^{과분리및동정된화합물그리고}

LPS (1 μg/mL)

를처리하여

24

시간배양하였다

.

섬기린초추 출물과분리및동정된화합물은

100 μg/mL

로

well

에처리되 었다

.

생성된

nitric oxide (NO)

의양은

griess

시약

(1% sulfa-

정은탁

ㆍ

박슬기

ㆍ

조경진

ㆍ

정금재

ㆍ

윤태미

ㆍ

최태호

ㆍ

김영목

554

nilamide, 0.1% N-1-naphthylenediamine dihydrochloride and 2.5% phosphoric acid)

을처리하여

540 nm

에서흡광도를측정 하였다

.

생성된

NO

의양은

sodium nitrite (NaNO

₂

)

를이용하여 표준곡선을작성하여도출하였다

.

염증성 사이토카인 (TNF- α, IL-1β 및 IL-8) 생성 억제 효과

염증성사이토카인억제 생성시험은

Masuki et al. (2016)

의방법을약간변형하여

ELISA kit (Abcam Co., Cambridge, UK)

^{를사용하여측정하였다}

. RAW 264.7 cell

^을

24

^시간동안 전배양후배지를제거하고

0.1 mg/mL

의농도로섬기린초추 출물과분리및동정된화합물을처리하여

2

시간동안반응시 켰다

.

^반응이후

1 μg/mL

^의

LPS

^{를첨가하여}

6

^{시간동안염증} 반응을유도하고

, ELISA kit

공급사에서제공하는매뉴얼에따 라시험을수행하여

TNF-α, IL-1β

^및

IL-8

^{과같은사이토카인} 생성억제효과를측정하였다

.

여드름 유발균 C. acnes에 대한 항균활성

여드름유발균인

C. acnes KCTC 3314

는한국생물자원센 터

(Korean Collection for Type Cultures, KCTC)

에서분양받 아사용하였다

. C. acnes

^{에 대한섬기린초추출물의 항균활} 성평가를위해

National Committee for Clinical Laboratory Standards (NCCLS)

에서 제시하는 최소저해농도

(minimum inhibitory concentration, MIC)

평가를수행하였으며

, MIC

는

two-fold serial dilution

을통해수행되었다

.

최소저해농도평 가를위해

C. acnes

^는

tryptic soy agar (TSA; Difco, Detroit, MI, USA)

에서

37°C, 72

시간동안

5% CO

₂

incubator

에서전 배양되었으며

,

이를

10

⁵

-10

⁶

CFU/mL

의농도로희석하여접종 균액으로사용하였다

.

섬기린초로부터추출및분리된물질을

96 well plate

^에

two-fold serial dilution

^{으로희석하여접종한} 뒤

37°C, 72

시간동안

5% CO

₂

incubator

에서배양하였으며배 양후

microplate reader

를이용하여

600 nm

에서흡광도를측 정하여대조군과측정된흡광도값의차이로최소저해농도를 도출하였다

.

통계분석

모든실험의측정값은

3

회이상반복실험한결과의평균값 과표준편차

(means±SD)

^{로표시하였고}

,

^{각실험군간의통계학} 적분석은

SPSS ver. 12.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)

를사 용하였다

.

각시험군간의측정값비교는

one-way analysis of variance (ANOVA)

^{를수행하여분석하였으며}

,

^{유의성은신뢰} 구간

P<0.05

수준에서

Duncan

의다중검정법

(Duncan’s mul- tiple range test)

^{으로사후검정하여유의성을검증하였다}

.

결과 및 고찰

섬기린초 추출물의 분리 및 구조 동정

섬기린초조추출물

(CE)

^{을이용하여재료및방법에서서술한} 바와같이분획을수행한결과

1

차분취액에서는고형분이

3.5 g

이확인되어추출수율은약

35% (w/w)

으로나타났다

.

이후

2

차분취된분액중고형분은

1.5 g

으로나타났으며이분액을이 용하여

270 nm

로검출한결과화합물

1, 2, 3

이각각

14.33

분

, 14.67

^분및

15.12

^{분에용리되는것을확인하고분취하여각각}

25 mg, 20 mg

및

215 mg

의단일화합물을확보하였다

(Fig. 1).

확보된물질들의구조동정은

LC-MS

와¹

H-NMR

이수행되었 으며기존의연구결과

(Tanaka et al., 1983; Tanaka et al., 1985;

Xin-Min et al., 1987; Thuong et al., 2007; Wang et al., 2007b;

Fig. 1. HPLC chromatogram of 3 compounds isolated and identified from Sedum takesimense.

Abscorbance (λ 270 nm)

Times (min)

5 10 15 20

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0

섬기린초 추출물의 항염증 및 항아크네균 효과

555

Yang et al., 2007; Yuan et al., 2012; Hisham et al., 2011;Vu et al., 2013)

^{와비교하여구조를결정하였다}

(Fig. 1 and Table 1).

Vu et al. (2013)

이보고한바와같이

,

섬기린초에서분리된물 질들은

gallic acid

와그유도체로서가수분해가능한

tannin

류 에속하며

,

유도체는

2-4

개가

galloylation

된

galloyarbutin

로구 성된것을확인하였다

.

분리된화합물

1

은

4,6-di-O-galloylar- butin (OGA),

^화합물

2

^는

2,4,6-tri-O-galloyl-glucose (OGG),

화합물

3

은

1,2,4,6-tetra-O-galloyl-β-glucose (TOGG)

로동정 되었다

(Fig. S1).

섬기린초 추출물의 세포 독성 평가 결과

섬기린초추출물의세포독성평가는에탄올을이용한조추출 물

(CE)

^{로수행되었으며그결과는}

Fig. 2

^와같다

. CE

^는

1 mg/

mL

이상의농도에서유의적인세포독성을

RAW 264.7 cell

에 대하여나타내었다

.

하지만

, 1 mg/mL

의농도에서 세포독성 은

7.07%

로나타났으며세포생존률은

92.93%

로높게측정되

어

1 mg/mL

이하의농도에서는세포독성을나타내지않았다

.

세포독성평가는추출물농도에대하여세포의생존률을분석 하여세포생존률에영향을미치지않는농도를도출한다

.

또 한

, Jang et al. (2016)

은본연구에서와같이섬기린초추출물 이

RAW 264.7 cell

에대한

1 mg/mL

미만의농도에서는독성 을나타내지않아본연구와유사한경향의결과를보고한바있 다

.

^{따라서이를바탕으로이후진행된실험의추출물농도는}

RAW 264.7 cell

에대해독성을나타내지않는

100 μg/mL

로 결정하여수행하였다

.

섬기린초 추출물 및 그 유래 화합물의 NO (nitric oxide) 생성 저해 활성

Fig. 2. Cytotoxic effect on Sedum takesimense ethanolic extracts (CE) in RAW 264.7 cell. CE were treated at a concentration of 100 ng/mL, 1 μg/mL, 10 μg/mL, 100 μg/mL, 1 mg/mL, 10 mg/mL, and NC, negative control. Values with different letters above the bars mean that significantly different (P<0.05).

a a a a ab b

c

a

b b

c c

LPS + + + + +

d

-

a

b

c c c

d (A)

a

b b c c c

d (B)

a

b c c c

d (C)

RA W 264.7 cellviabiltiry (%)

NC 10 0 n g/m L

1 µ g/m L 10 µg /m L

10 0 µ g/m L 1 m g / mL

10 m g/m L 100

80 60 40 20 0

Nitric oxide production inhibitory activity (%)

Co n

N. C. CE OG A

OG G TO GG 100

80 60 40 20 0

TNF-α inhibitory activity (%)

100 80 60 40 20 0

IL-1β inhibitory activity (%)

100 80 60 40 20 0

100 80 60 40 20 0

IL-8 inhibitory activity (%)

LPS - + + + + +

Co n

N. C. CE OG A

OG G TO GG

LPS - + + + + +

Co n

N. C. CE OG A

OG G TO GG

LPS - ^{+ + + + +}

Co n

N. C. CE OG A

OG G TO GG

상처및염증과같은면역방어기전의다양한메커니즘을매개 하는

IL-1

또는

TNF

등에의해유도된

inducible nitric oxide (i-

NOS)

에의해생성되는

NO

는생체내에서다양한역할을수행

하지만염증과같은원인으로인해과량존재할경우혈관투과 성을증가시켜부종을일으키고만성염증질환및자가면역질 환등을초래하는것으로알려져있다

(Yang et al., 2016).

세포 등은염증유래인자또는

ultra violet

등에노출되었을때

NO

생성수준이높아지고이후염증을일으키는사이토카인의생 성이유도되는것으로알려져있다

(Vicentini et al., 2011).

^섬기 린초에서유래한추출물및분리된화합물

(CE, OGA, OGG,

및

TOGG)

는

LPS

처리로인하여

NO

가유도된

RAW 264.7 cell

에

100 μg/mL

로처리되었을때

NO production

을저해하는효 과를나타내었으며결과는

Fig. 3

에나타내었다

. Fig. 3

에따르 면섬기린초조추출물은

LPS

^{에의해유도된}

NO

^{의생성량을} 약

81%

감소시켰으며분리된화합물

OGA, OGG

및

TOGG

는

NO

생성을각각

85%, 93%

및

95%

감소시키는것으로나타났 다

.

섬기린초와같은식물유래추출물들의항염증활성은다양 하게보고되어있으며

(Jang et al., 2016; Yang et al., 2016; Kim et al., 2017; Cho et al., 2017; Chang et al., 2018),

^{많은종류의} 식물유래추출물및그유래화합물들은효과적으로

NO

생성 을억제하는것으로나타난다

. Kim et al. (2017)

에따르면누리 장나무잎추출물중폴리페놀함량이가장높은

EtOAc (ethyl acetate)

분획물이항산화활성이높게측정되었으며

LPS

로유 도된

RAW 264.7 cell

^의

NO

^{생성도효과적으로억제한다고보} Fig. 3. Inhibitory effect of crude extract and single compounds on the production of nitric oxide (NO) in RAW 264.7 cell. Cells were treated with LPS (1 μg/mL) for 24 h, then extract and compounds treated at a concentration of 100 μg /mL. Values with different let- ters above the bars mean that significantly different (P<0.05). NC, negative control; CE, crude extract of Sedum takesimense with 40% ethanol; OGA, 4,6-di-O-galloylarbutin; OGG, 2,4,6-tri-O- galloyl-glucose; TOGG, 1,2,4,6-tetra-O-galloyl-glucose.

c

a

b b

c c

LPS + + + + +

d

-

a

b

c c c

d (A)

a

b b c c c

d (B)

a

b c c c

d (C)

RA W 264.7 cellviabiltiry (%)

NC 10 0 n g/m L

1 µ g/m L 10 µg /m L

10 0 µ g/m L 1 m g / mL

10 m g/m L 60

40 20 0

Nitric oxide production inhibitory activity (%)

Co n

N. C. CE OG A

OG G TO GG 100

80 60 40 20 0

TNF-α inhibitory activity (%)

100 80 60 40 20 0

IL-1β inhibitory activity (%)

100 80 60 40 20 0

100 80 60 40 20 0

IL-8 inhibitory activity (%)

LPS - + + + + +

Co n

N. C. CE OG A

OG G TO GG

LPS - + + + + +

Co n

N. C. CE OG A

OG G TO GG

LPS - ^{+ + + + +}

Co n

N. C. CE OG A

OG G

TO GG

정은탁

ㆍ

박슬기

ㆍ

조경진

ㆍ

정금재

ㆍ

윤태미

ㆍ

최태호

ㆍ

김영목

556

고되었다

.

^{식물유래추출물의경우폴리페놀을포함하는항산} 화물질또는다양한종류의생리활성물질의함량에의존하여

NO

생성능이저해되는것으로판단된다

.

따라서섬기린초추

출물과그유래단일물질들은염증반응의결과로발생하는

NO

의생성을효과적으로저해할수있는것으로판단된다

. 염증성 사이토카인(TNF- α, IL-1β 및 IL-8) 생성 억제 효 과

섬기린초 유래의 조추출물

(CE)

와 분리 및 동정된 화합물

(OGA, OGG, TOGG)

에의해

LPS

로유도된

NO

감소활성을 나타냈기때문에이를이용하여전염증사이토카인에해당하 는

TNF-α, IL-1β

^및

IL-8

^{의생성에미치는영향을확인하였다}

(Fig. 4).

그결과양성대조군으로

RAW 264.7 cell

에

LPS

를처 리한경우각염증성사이토카인들은발현되었으며섬기린초 유래의

CE, OGA, OGG,

및

TOGG

를처리한처리군은사이토

카인발현이감소한것으로확인되었다

. TNF- α

^{는양성대조군} 대비

CE

를

100 μg/mL

으로처리하였을때약

75%

의발현이감 소하였으며

, OGA, OGG

및

TOGG

를같은농도로처리한경 우약

87%, 89%,

및

90%

의발현량이감소되는것을확인하였 다

(Fig. 4A).

또한

IL-1β

도마찬가지로유의적인감소값을나타 내었는데

, CE

^의경우약

82%, OGA

^의경우약

86%, OGG

^및

TOGG

의경우각각약

87%

가감소하여효과적으로

IL-1β

의 발현을억제하는것으로나타났다

(Fig. 4B). IL-8

도

CE, OGA,

OGG

및

TOGG

에의해효과적으로감소되어양성대조군대비

발현량이약

80%, 85%, 88%

및

86%

가감소되는것으로나타

났다

(Fig. 4C).

^{정상조직에서도발현되는전염증사이토카인들}

은병변과정에서발현정도가증가하며류마티스성관절염및 암발생등에중요한역할을하는것으로알려져있다

(Lee et al., 2011). TNF-α, IL-1β

및

IL-8

과같은전염증성사이토카인들은 식물유래추출물들에의해발현량이감소되는효과에대해다

Table 1. Chemical shifts of hydroxyl proton in p- hydroxylphenyl, galloyl and glucose in the purified compound

Position Compounds

OGA OGG TOGG

p-hydroxylphenyl 2’,6’

3’,5’ 6.93 (1H, dd, 9.0)

6.61 (1H, dd, 9.1) Galloyl

2’, 6’

2’’, 6’’

2’’’, 6’’’

2’’’’, 6’’’’

7.14 (2H, s)

7.12 (2H, s) 7.14 (2H, s)

7.11 (4H, s)

7.10 (2H, s) 7.09 (2H, s) 7.05 (2H, s) 7.03 (2H, s) Glucose

12 34 56

4.87 (1H, d, 7.9) 3.69 (1H, dd, 8.1, 9.5)

3.70 (1H, t, 9.0) 5.22 (1H, t, 9.5) 3.83 (1H, m) 4.58 (1H, dd, 2.3, 12.0) 4.47 (1H, dd, 6.7, 12.2)

4.85 (1H, d, 7.9) 5.13 (1H, dd, 8.1, 9.5)

3.75 (1H, t, 9.2) 3.59 (1H, t, 9.4) 3.79 (1H, m) 4.62 (1H, dd, 2.0, 11.9) 4.48 (1H, dd, 6.6, 11.9)

6.04 (1H, d, 8.4) 5.35 (1H, dd, 8.3, 9.6)

4.18 (1H, t, 9.5) 5.37 (1H, t, 9.7) 4.19 (1H, m) 4.47 (1H, dd, 2.2, 12.3) 4.27 (1H, dd, 2.2, 12.3)

Compound R₁ R₂ R₃ R₄ R₆

OGA A H H G G

OGG H G H G G

TOGG G G H G G

OGA, 4,6-di-O-galloylarbutin; OGG, 2,4,6-tri-O-galloyl-glucose; TOGG, 1,2,4,6-tetra-O-galloyl-β-glucose.

섬기린초 추출물의 항염증 및 항아크네균 효과

557

양한연구가수행되어왔다

.

^{누리장나무}

ethanol

^과

ethyl acetate

추출물이 효과적으로

NO

생성을억제하였으며이후수행된 전염증사이토카인발현저해활성시험에서도

TNF-α, IL-6,

iNOS

및

COX-2

와같은염증성사이토카인들을농도의존적으

로발현량을감소시켰다

(Kim et al., 2017).

또한그라비올라잎 을에탄올을이용하여추출한추출물도

NO, TNF-α, IL-6, IL- 1β, iNOS

및

COX-2

와같은다양한사이토카인을농도의존적 으로감소시키는것으로보고되었다

(Cho et al., 2017).

따라서

,

본연구에서사용된섬기린초조추출물과그로부터분리및동 정된

3

가지화합물은

(OGA, OGG

및

TOGG) NO

와염증성사 이토카인들

(TNF-α, IL-1β, IL-8)

^{을효과적으로감소시키는활} 성을나타내어항염증제로서의가능성을나타내었다

. 여드름 원인균(C. acnes)에 대한 항균 효과

피부질환중대표적인여드름은일반적으로피지생산의증 가와

C. acnes

^{등염증유발균주의증식등다양한주요인자가} 복합적으로 작용하여 발생하는 것으로알려져있다

(Cunliffe et al., 2004).

미생물학적인관점에서는

C. acnes

^{외다양한피} 부상재균이 관여하는 것으로 알려져있으며

(Jang and Park, 2014) C. acnes

모낭에상주하며피부중생성된피지를이용 하여증식하여모낭내염증을유발한다고알려져있다

(Lee et al., 2016).

^{본연구에서는섬기린초유래의추출물과분리된화}

합물을이용하여

C. acnes

^{에대한항균활성을확인하기위해}

재료및방법에서술된방법대로

MIC

를수행하였다

(Table 2).

그결과섬기린초추출물및그화합물중

OGA

를제외한

CE, OGG

및

TOGG

모두높은항균활성을나타내었다

. OGA

의 경우

1,000 μg/mL

^의

MIC

^{농도를나타내어여드름원인균인}

C. acnes

^{에대하여항균활성이없는것으로나타났으며}

, CE

는

150 μg/mL

의농도에서최소생육저해가나타났다

. OGG

및

TOGG

는

12.5 μg/mL

및

3.2 μg/mL

의농도에서최소생육저 해를나타내어여드름원인균에대한높은항균활성을나타내 었다

. Yang et al. (2016)

^{에따르면산벚나무가지추출물및용} 매분획물을이용하여

disc diffusion assay

를수행하였을때여 드름원인균에대한항균효과를나타냈다고보고하였다

.

또한

Sohn et al. (2006)

은

335

종식물의각부위별추출물을이용하 여여드름균에대한항균활성을

disc paper

법을이용하여보고 하였다

.

^그결과

25

^{종의식물유래추출물에서}

clear zone

^이관

Fig. 4. Inhibitory effect of crude extract and single compounds on the production of TNF-a (A), IL-1b (B), and IL-8 (C) in RAW 264.7 cell. Cells were treated with LPS (1 μg/mL) for 24 h, then extract and compounds treated at a concentration of 100 μg/mL.

Values with different letters above the bars mean that significant- ly different (P<0.05). NC, negative control; CE, crude extract of Sedum takesimense with 40% ethanol; OGA, 4,6-di-O-galloylar- butin; OGG, 2,4,6-tri-O-galloyl-glucose; TOGG, 1,2,4,6-tetra-O- galloyl-glucose.

c

a

b b

c c

LPS + + + + +

d

-

a

b

c c c

d (A)

a

b b c c c

d (B)

a

b c c c

d (C)

RA W 264.7 cellviabiltiry (%)

NC 10 0 n g/m L

1 µ g/m L 10 µg /m L

10 0 µ g/m L 1 m g / mL

10 m g/m L 60

40 20 0

Nitric oxide production inhibitory activity (%)

Co n

N. C. CE OG A

OG G TO GG 100

80 60 40 20 0

TNF-α inhibitory activity (%)

100 80 60 40 20 0

IL-1β inhibitory activity (%)

100 80 60 40 20 0

100 80 60 40 20 0

IL-8 inhibitory activity (%)

LPS - ^{+ + + + +}

Co n

N. C. CE OG A

OG G TO GG

LPS - ^{+ + + + +}

Co n

N. C. CE OG A

OG G TO GG

LPS - + + + + +

Co n

N. C. CE OG A

OG G TO GG

Table 2. Minimum inhibitory concentration (MIC) values of Se- dum takesimense extract and its isolated 3 compounds (OGA, OGG and TOGG) against Cutibacterium acnes

Strain MIC (μg/mL)

CE OGA OGG TOGG

C. acnes KCTC 3314 150.0 1,000.0 12.5 3.2 CE, crude extract of S. takesimense with 40% ethanol; OGA, 4,6-di-O-galloylarbutin; OGG, 2,4,6-tri-O-galloyl-glucose; TOGG, 1,2,4,6-tetra-O-galloyl-glucose.

정은탁

ㆍ

박슬기

ㆍ

조경진

ㆍ

정금재

ㆍ

윤태미

ㆍ

최태호

ㆍ

김영목

558

찰되었으며같은종류의식물도부위에따라활성이달리나 타났다

(Sohn et al., 2006). Seong et al. (2003)

은오미자와솔 잎을이용하여여드름원인균의성장에미치는효과를연구하 였으며그결과에서

C. acnes

의

MIC

값은

75 μg/mL

로보고 되어있다

.

또한

Vu et al. (2013)

에따르면섬기린초유래에서 분리된

OGA, OGG

^및

TOGG

^{등을포함하는}

gallotanin

^계열 의단일물질들은토마토풋마름병원인세균들에대해서항균 효과를나타내었다

. OGA

는토마토풋마름병을유발하는

9

개 의세균에대해서

0.10-1.00 g/L

최소저해농도를나타내었으 며

, OGG

는

0.04-0.50 g/L, TOGG

는

0.03-1.78 g/L

의최소저해 농도를나타내었다

.

^이중

TOGG

^{는다른단일물질들과의}

FIC (fractional inhibitory concentration)

결과에서토마토풋마름 병유발세균저해에대한시너지효과를나타내었다

(Vu et al., 2013).

이와같이본연구결과에서분리된화합물

2

종인

OGG

와

TOGG

는매우낮은농도에서

MIC

값을나타내어여드름원 인균을효과적으로생육저해를할수있는물질로써잠재력을 나타내었다

.

본연구는섬기린초유래의조추출물과분리및동정된화합 물

3

종의항염증활성과여드름원인균에대한항균활성에대해 연구하였다

.

그결과

RAW 264.7 cell

에대해세포독성은

100

μg/mL

^{이하에서나타나지않았으며염증반응에서발생되는산}

물인

NO

를효과적으로감소시켰다

.

또한전염증사이토카인 에해당하는

TNF-α, IL-1β

및

IL-8

에대해서도발현량을현저 히감소시키는활성을나타내었으며

,

마지막으로여드름원인 균인

C. acnes

^{에대한항균활성도높게나타났다}

.

이중

OGG

와

TOGG

^{는여드름원인균에대해최소저해농도가}

12.5 μg/mL

및

3.2 μg/mL

로매우강력한항균활성을나타내었다

.

섬기린 초에서유래한단일물질들은세포독성을나타내지않는최대농

도인

100 μg/mL

에서는항염증활성과항균활성효과를기대할

수있다

.

따라서섬기린초추출물에서분리및동정된

3

가지화 합물은염증인자를효과적으로감소시키며

,

^{관련된사이토카} 인발현을저해하고여드름원인균에대해높은항균활성을가 져피부에서발생하는염증반응과여드름등의트러블을제어 할수있는제재로써의잠재력을확인하였다

.

사 사

이논문은부경대학교자율창의학술연구비

(2021

년

)

에 의하 여연구되었음

.

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