Yakhak Hoeji Vol. 30, No. 4
ᄉ寥사포닌 분획이 단백부족 마우스의 면역체계에 미치는 영향
李 奈 曝 •金 榮 中
서울ᄎ學校 藥學ᄎ學
(Received June 10，1986)Studies on the Effects of the Saponin Fraction of Panax Ginseng on the Immune System of the Mouse Fed w ith Protein Malnutritive Diet
Na Gyong Lee and Young Choong Kim
College o f Pharmacy, Seoul National University, Seoul 151，Korea
Abstract—The thymus weight of the mouse
w as
54.\%
in protein malnutritive diet group and 39.2%
in group treated with saponin fraction of Panax ginseng in comparision to normal diet group. This decreasing effects of protein malnutritive diet and saponin fraction on the thymusweight practically disappeared after four weeks. The saponin fraction showed no
effecton the
spleen weight of the mouse. The supplement of the saponin fraction enhanced total peritoneal exudate cells, content of total serum protein and albumin content of the mouse, each 45， 8 and 10% respectively in comparision to that of normal diet group. And these values in protein malnutritive diet group were 61.2, 83.6 and 87
.096
respectively in comparision to that of normal diet group, and recovered to the level of normal diet group by the supplement of the saponin fraction. The electrophoregram of the serum protein of the mouse fed with protein malnutritive diet was different from that of the mouse fed with normal diet, but this difference practically disappeared by the supplement of the saponin fraction.면 역 체 계 가 적 절 한 기 능 을 유지 하 려면 알맞은 영양이 필 요 하 며 ，영 양 부 족 은 면연결핍의 주 요 한 요인이 되 기 도 한 다
.
단백부족시 모 든lymphoid
기관이 위축되며 특 히,
세포 생산율이 가장 높 은 기관중의 하나인 흉 선 은 가 장 심하게 손상되 므 로 » ， 흉선의 기 능 은 오래전부터 영양상태의 척도로 여겨져 왔 다.
단백부족시epinephrine, corticosteroid, insulin, thyroxin
등의 농 도 가 변화하여
T-lymphocyte
에 치명적인 영향을 줄 수도 있다
. 2)
단백질이 부 족 한 어린이는phytohe
magglutinin-induced lymphocyte transformation
이 상당히 손상되어 있 으 며 1>， 여러 항원에 대한delayed cutaneous hypersensitivity
가 감 소 된 다 는 보 고 도 있 다. 3>
단백부족시 체액성 면 역 에 서 는B-cell
의 수 와immunoglobulin
의 양의 변하지않 았다 는 보 고 가 있 으 며
,
여러 항원에 대 한 항 체 생 성 반 응 은 항원의 종류에 따라 차 이가 있어T-lymphocyte
와macrophage
의 도움이 필요한항원에 대한 항체생성만이 영향을 받 는 다
. u ， 4)
이 사 실 은 단백부족 환자의 혈청中에는endo
toxin,
항원ᅳ항체 복 합 체, C-reactive protein
과 같이 면 역 반 응 을 억 제 하 는 물질들이 증가되어 있 으 며 ， 더 구 나 이들의 혈 청 에 는 아직 규명되지않은
lymphocyte
의 활성에 필 요 한 저분자량의성분이 결핍되어 있 다 고 알려져 있 다
. 11
이런 모 든 인 자 들 과 더블어complement
와transferin
의양도 감소되어 단백부족시 감염률이 증가하게
된 다
. 5)
우리나라의 특산인
人 赛 은
약2000
년 전부터 한 국,
중 국 ， 일본 둥에서 불노장생의 약으로 알 려져 왔 다.
최 근 에 는 그 약효를 세 계 적 으 로 인 정받기에 이르러«
의약 품 으 로 는 물 론 건강식품 으로서 널리 이 용 되 고 있는 추 세 이 다.
따라서 ᄉ 夢 은 학자들의 관심의 대상이 되어 왔 으 며 ，인삼사포닌과 면역체계
175그 화 학 적 ， 생화학적 성질 및 약리학적 성질에 대 한 연구가 활발히 진 행 되 고 있 다
. 7-8)
지금까지 ᄉ裹의 약리작용에 대 한 연구로 ᄉ 夢 은 체내기 초 대 사 를 항 진 시 키 며91
중 추 신 경 계 를 강 화 하 고,
stress에 대한 방어작용이 있음이 밝혀졌 다. 10*
또 한 ᄉ夢은 피 로 회 복
11
ᅭ12>,
당 질 대 사 ，지 질 대 사 및 혈압과 조혈작용에도 크게 영향을 미치며, 9)
세포질의 polyribosome을 증가시켜 R N A 합 성을 촉 진 시 켜 다 고 알려 졌 다. 13)
ᄉ夢의 강 장 효 과 는 이러 한 다양 한 효능이 복합되어 나 타 나는 것이 라 할 수 있 다.
Brekhman은 강장 효 과 를 일종의 비특이적인 저항력을 항진시키는 현 상 ， 즉 생체 가 각종 질 병 이 나 stress 둥 유해한 환경에 처했 을 때 생체의 방 어 능 력 을 증진시켜서 신 체 를 보 호할 수 있는 작용을 뜻 한 다 고 하 였 다. 14)
이러 한 강장제의 질 병 예 방 과 의약적 효 과 는 생 체 가 ， stress, irradiation, cancer 등 병적 상태에 있을 때 두드러지게 나 타 난 다 는 보 고 가 있다.
본 연구는 이 러 한 점에 착 안 하 여 ， 실 험 동 물 을 정상식이와 단백부족식이로 사육하면서 ᄉ 夢 사 포닌 분획을 경구 투 여 하 여 ， ᄉ裹사포 닌 분획이 각 경우에 마우스의 면역체계에 미치 는 영향 을 비교하려 하 였 다
.
먼 저 ，T-lymphocyte의 성숙 과 분화에 큰 역활을 하는 흉 선 과 ，중 요 한 lymphoid 기관인 비장의 무게의 변화 를 측 정 하 였 다.
다음 으 로,
그 조성의 대부분이 비특이적 저항력에 관계하는 많은 세 포 로 이루어진 복강액을 채취 하여 총 복 강 세 포 수 를 측 정 함 으 로 써 ， ᄉ夢 사포 닌 분획이 stem cell의 증식을 촉진하는지를 보 았 다.
마지막 으 로， 혈청의 총 단 백 질 량 과 albumin 함 량을 측정하 고,
혈청을 전기영동하여 혈청단백 성분의 증 감 상 태 를 관 찰 하 였 다.
실 험 방 법
ᄉ蓉사포닌 분획의 제 조 一 고 려 ᄉ 夢 4년 근 으 로 부터 Namba의 방 법 15떼 의하여 人夢사포닌 분 획 을 제 조 하 였 다
.
ᄉ夢의 70% MeOH 엑기스에 증 류 수 를 가 하 고 ether로 3회 추출하여 수 충 을 취 하 였 다.
수충 을 다시 동량의BuOH
로 추 출 하 여 BuOH충을 취하여 BuO H 을 증발시켜 조 사 포닌 분 획 을 얻 었 다
.
이 것 을 alum ina column을 통 과 시 키 고 활 성 탄 으 로 처리하여 탈색시켜 정제 하 였 다.
실험 동 물 ᅳ 서 울 대 학 교 동 물 사 육 장 에 서 구입 한 몸무게 20〜 25g의 웅성 IC R 마 우 스 를 실험에 사 용 하 였 다
.
실험 식 이 一 실 험 기 간 동 안 섭 취 시 킨 정상식이 는 18%의 카제인을 함 유 하 고 단백부족식이는 5 % 의 카 제 인 을 함 유 하 도 록 만 들 었 다
. 16>
ᄉ 蓉 사 포 닌 분획의 투 여
_
마 우 스 를 정상식이 로2
일간 적응시킨 다 음,
무 작 위 적 으 로 각 군 20마리 4군 으 로 나 누 고 각 2군씩을 정상식이군 과 단백부족식이군 으 로 분리하여 사 육 하 였다.
각 군 은 각각 대 조 군 과 ᄉ 夢 사 포 닌 분획 투 여 군 으 로 나 누 었 다.
식 이 를 달리하여 사 육 한 날부터 ᄉ 夢 사 포 닌 분획 투 여 군 에 는 ᄉ 裹 사 포 닌 분 획 을 마 우 스 당 4mg/0. 2ml씩 14일간 1일 1회 위내로 경구투여하였으며,
대조군에는 탈이온 수 를 투여 하 였 다.
마 우 스 를 치사시 키 기2
일전 생리식염 수에1 %
starch 용 액 을 0 .5 m l씩 복 강 내 주 사 하 였 다.
마 우 스 를 ether로 마 취 시 킨 후 opthalmic venous plexus로부터 혈 액 을 채 취 하 고 cervical dislocation으 로 치사시켰다.
마우스의 총 복강 세 포 수 의 측 정 ᅳ 마 우 스 를 치 사 시 킨 후 즉시 복 막 을 노 출 시 키 고 복 강 내 로 빙냉의 H ank’s balanced salt solution 5ml를 주 사하여 마 사 지 해 준 다 음 ， 혈액이 적게 섞 이 도 록 주의하며 주 사 기 로 3ml의 복 강 세 척 액 을 뽑 았 다
.
이 중에 존재하 는 복 강 세포 수 를 직접 hem- acytometer로 세어 계 산 하 였 다.
흥 선 과 비장의 무게 측 정 ᅳ 흉 선 과 비 장 을 적 줄하여 무게를 즉정하 고 ， 몸무게에 대 한 비장 무게의 비 율을 백 분 율 로 계 산 하 였 다
.
또,
마우 스를 두 종류의 식 이 로 사 육 하 면 서 4주,
8주 간 계 속 ᄉ 夢 사 포 닌 분 획 을 투 여 한 후 흉 선 을 적 출 하여 무 게 를 측 정 하 였 다.
혈청 총 단 백 질 과
album in
의 정 량 一 채 취 한 각 군 5마리의 혈 액 을 합쳐 실온에서 1〜 2시간 방 치 한 후 원 심분리 하 여 혈 청 을 얻 었 다.
Bovine serum album in을 표 준 품 으 로 하여 Low ry방법17)
에 의하여 총 혈 청 단 백 질 을,
Albustrate k it (영 동Fig. 1—Effect of Panax ginseng saponin fraction on the thymus weight.
영향을 받지 않는다
. in vivo
실험에서cortico steroid
는thymic cell
의98%
를 파 괴 하 나 나머지2
% 는 전체의 면 역 능 력 을 가 지 고 있 었 다.
따라 서 ᄉ裹사 포닌 분 획 은 흉선의 크 기 를 감소시키 지만 흉선의 기 능 을 증 진 시 킨 다 고 생 각 된 다.
또 한 ，
2
주, 4
주, 8
주동안 정상식이와 단백부 족식이로 사 육 한 마우스의 흉선의 크기가 급 속 히 감소한 것 은 ，age
에 따 라 그 리 고 단백부족에 따라 흉선의 피질이 급속히 위 축 되 었 다 고 생 각 된 다.
그러나,
ᄉ 夢 사 포 닌 분획 투 여 군 은 분비 가 촉진된corticosteroid
에 민감한 피질부분이 이 미 위축되어 있기 때문에 거의 변 화 가 없 었 다 고 본 다.
마 우 스 를 단 백 부 족 식 이 로 사 육 하 였 을 때 정 상 식 이 로 사 육 한 경우에 비하여 체중이 감소하였 으며 비장의 크 기 도 함께 감 소 하 였 다
.
마 우 스 를 정상식이로 사육하면서 ᄉ夢사포닌 분획을 투여 하 였 을 때나 단백부족식이로 사육하면서 人夢 사 포닌 분 획 을 투 여 하 였 을 때 는 각각의 대조군에 비하여 비장의 크기에 별다른 차 이 가 없었 다(Table I ).
총 복강 세포수에 미치는 영 향 ᅳ 마 우 스 를 단 백부족식이로 사 육 하 였 을 때
,
정상식이로 사육 하 였 을 때에 비하여 총 복 강 세 포 수 가compaired t-test
결과 유의성있게 감 소 하 였 다(p<0. 05).
마 우 스 를 정상식이로 사 육 하 고 人裹사포 닌 분획을 투 여 하 였 을 때 ， 대조군에 비하여 총 복강 세 포 수가 유의성있게 증가하였으며,
단백부족식이로 사 육 하 였 을 때 에 도 人夢사 포닌 분획 투여군이제약 )을 이용하여 혈청
albumin
을 정량 하 였 다.
혈청 단백질의 전 기 영 동 一 disc polyacrylamide
gel
을 이용하여 마 우스 혈청을 전기영동 하 였 다.
stacking gel은 acrylamideZ% ,
resolving gel은7
% 가 되 도 록slab gel
을 제 조 하 고, 10
배 희 석 한 마우스혈청lOOjul
에40% sucrose 30j«l，tracking
dye로 0.Z%
bromophenol blue 20/ul, stackinggel buffer 200
사1
를 가 하 고 잘 섞어well
당50
찌 씩을 가하여sample
당1. 5mA
로8
시간동 안 전기 영동 하 였 다.
전기영동한gel
은10% TCA
용액 에서10
분 간 고 정시킨 다 음,
stainingsolution
에 하 룻 동 안 방치하여gel
을 염 색 하 고 다시desta-
ining solution을 갈아주면서 2일간 탈색시켰 다.
결과 및 고찰
ᄉ蓉 사 포 닌 분획이 흥선 과 비장의 크기에 미치 는 영 향 一 마 우 스 를
2
주간 단 백 부 족 식 이 로 사육 하 였 을 때,
정상식이로 사 육 한 마우스에 비하여 흉선의 크 기 가54.1
% 로 감 소 하 였 다.
또 한,
마 우 스 를 정상식이와 단백부족식이로 사육하면서 ᄉ 夢 사 포 닌 분 획 을 투 여 하 였 을 때 각각의 대 조군에 비하여
39.2%, 70.5
% 로 감소하였다.
그러나 마우스에 ᄉ 夢사포닌 분 획 을
4
주, 8
주 동 안 계속 투여한 경우에는,
정상식이나 단백부족식 이로 사 육 한 마우스의 흉선의 크 기 가 급속히 감 소 한 반면에 ᄉ募사포닌분획 투 여 군 은 거의 변 화 를 나타내지 않아, 4
주 이 후 에 는4
군간에 별 다른 차 이 를 나타내지 않았다(Fig. 1).
ᄉ 夢 사 포 닌 은
ACTH
의 분비를 촉진시켜 혈장 의corticosteroid
의 농 도 를 증 가 시 킨 다 고 알려져 있 고 ，corticosteroid
는 마우스의 흉선의 피질에 있는lymphocyte
대부 분을 파괴한 다 는V
고가 있 다
. 2>
이러한 이유에서 정상 식 이 와 단백부족식이로 사 육 한 마우스에 ᄉ夢 사 포 닌 분획을 투 여 하 였 을 때 각각의 대조군에 비하여 흉선의 크 기 가 감소된 것이 라 고 본 다
.
그 러 나steroid
는thymus
의 수 질 에 는 영향을 미치지 못 한 다 고 알려져 있다
- Thymic medullary cell
은 체내의 순 환T-lymphocyte
와 유사하여corticosteroid
에 저항력이 있 으 므 로 실제의 면역능력에 있 어서는Thymus We ig hi
J. Pharm. Soc. Korea
인삼사포닌과 면역체계 177
T ab le
I-Effect of Panax ginseng saponin fraction on the spleen weight.
Diet Norm al diet Protein m aln utritiv e diet
一
Spleen weight mg (mean
土SD)
*S /B ratio
%
Spleen w eight mg (m e an 土 S D )
*S /B ratio
%
Control
P. ginseng saponin fraction
112. 53±7. 80 111.8 ± 2 0 .6
0. 40±0. 052 0. 46±0. 091
76. 84 士 15. 6 75. 44 ±16. 6
0. 38±0. 060
0. 39土
0 .1 22*
S /B = S p le e n weight/Body weight
T able
II-Effect of Panax ginseng saponin fraction on
lthe number of peritoneal exudate cells (PEC ) ---
、''''시 사 Diet Total cell ( x 106)
Sample Norm al diet
(mean 土 SD)
Protein m alnutritive diet (m e a n ± S D )
Control (p < 0 . 05):|!
P. Ginseng saponin fraction (p < 0 . 01)*
14. 03 土 0.15
20. 34±3. 2 4 (p < 0 . 05)
8. 59± 2. 39
13.11 土 1 .9 2 (p < 0 . 05)**
* Significant enhancement of No. of PEC in treated Significant enhancement of No. of PEC in normal diet group
대조군에 비하여 급격히 증가하여 정상식이 대 조군의 수준까지 달 하 였 다 (Table D
).
즉 ᄉ夢 사포닌 분 획 은 stem cell의 증식을 촉진하여 복 강내 macrophage, lymphocyte, PM N 등의 수를 증가시키며 이것이 총 복강 세포 수 를 증가시켰 다고 할 수 있 다.
따라서 ᄉ 夢 사 포 닌 분 획 은 비 특이적 면 역 기 능 을 증 강 시 키 는 강 장 효 과 가 큼을알 수 있 다
.
혈청 총 단백질고
!■ albumin
함 량Oil
미치는 영 향 ᅳᄉ 夢 사 포 닌 분 획 이 마우스의 혈청 총 단백질 과 albumin 함량에 미 치 는 영향도 총 복강 세 포 수에 미치 는 영향 과 비슷한 경향을 나 타 내 는 것 을 블 수 있다(Table HI). 단 백 부 족 식 이 로 마우 스 를 사 육 한 경우 정상식이로 사 육 한 경우 보 다 혈청 총 단 백 질 과 albumin 함량이 감 소 하 였 으 며 ，group compared to that of control group
diet group compared to that of protein m alnutritive
ᄉ 暮 사 포 닌 분 획 을 투 여 하 였 을 때 는 각각의 대 조군에 비하여 증 가 하 였 는 데 ， 이 러 한 효 과 는 단 백 부 족 식 이 로 마 우 스 를 사 육 하 였 을 때 더 뚜렷 이 나 타 나 서 ， ᄉ 暴 사 포 닌 분획의 경 구 투 여 는 단 백부족에 의 한 혈청 총 단 백 질 과 albumin 함량 의 감소를 회복시켜 오히려 정상식이만 으 로 사 육한 마 우 스 에 서 보 다 높 았 다
.
혈청 단백질의 전 기 영 동
pattern
에 미 치 는 영 향 _ 정상식이와 단백부족식이로 사 육 한 마우스의 혈청 단백질의 전기영동 pattern을 비교하여 보 면 ， 단백부족식이군에서는Rf
치가 0. 34인 band 는 정상식이군에 비하여 함량이 적었 으 나 ， R f 0.51 인 band는 증 가 하 였 다 (Fig. 2). R f 0. 34인 band는 정상식이군에 人 夢 사 포 닌 분획을 투여하 였을 때 정상식이 대조 군 과 함량이 같 았 으 나 ， TableIII-Effect of panax ginseng saponin
protein and albumin, (g /d l)
fraction on the contents of total serum
Diet N orm al diet Proteiu m alnutritive diet
Sample
Total
protein A lb um in G lobulin* Total
protein A lb u m in G lobulin*
Control
P. ginseng saponin fraction
5. 84 6. 27
3.10 3. 38
2. 74 2. 89
4. 88 6
.02
2. 70 3. 30
2.18 2. 72
G lob ulin= Total serum protein-Albumin
0.0C
0 . 3 4
0 . 4 3
0 . 5 1
0 . 8 1
a . bovine serum albumin b . normal diet control group
c . protein malnutritive diet control group
d . normal diet treated group with saponin fraction e . protein malnutritive diet treated group with
saponin fraction
Fig. 2—Polyacryamide gel electrophoresis pattern of serum from mice supplemented with P.
ginseng saponin fraction.
단 백 부 족 식 이 군 에 ᄉ夢사포닌 분 획 을 투여하였 을 때 는 그 대 조 군 보 다 증가하여 정상식이 대조 군 과 비슷 하 였 다
.
R f0.51
인 band는 정상식이 군에 ᄉ夢 사 포 닌 분 획을 투 여 하 였 을 경우 정상 식이 대조 군 과 비슷 하 였 으 나 ， 단백부족식이군에 ᄉ 夢 사 포 닌 분 획 을 투여하였을 때는 그 대 조 군 보 다 함량이 감 소 하 였 다.
생체의 병 적 상 태 가 어떠하든지 정 상 상 태 로 회 복시키는 것이 강장작용이라는 것을 고려하 면 ， 이와 같이 단백부족식이로 사육 한 마우스에 ᄉ 夢사포닌 분 획 을 투 여 하 였 을 때
,
총 복강 세 포 수,
혈청 단 백 질 ， album in함량을 뚜렷이 증가시 켜 정상식이만 으 로 사 육 한 마우스의 수준에까지 올 려 놓 고,
혈청 단백질의 전 기영 동 pattern을 정 상식이 대 조 군 과 비슷하게 회복시킨 것은 주목 할만 한 일 이 라 하 겠 다.
?■
』예| |혈^ 예|
、
s > - .y
' af 쉐 NMI
표 ^^^^^^타
C p K I
출벼별표n 괄불님예활i
；... .
a to c d e
단백부족식이로 사육한 마우스의 면역능력이 저하되 는 것과 다른 여러 보고 를 고려해 블 때
,
Rf 0.34
인band
에 나타난 단백성분이 면역능력을 상승시 키 는 작용이 있고
Rf 0.51
에 나타난 단백성 분 은 면역능력 억제작용이 있 다 고 사료되나
,
단순한 전기영동pattern
만 으로 는 각 혈청단백성분의 기능을 알수 없으 므 로 ，각각의
band
롤 분리하여 단백 부 족 과 ᄉ藝 사 포닌 분획의 투 여에 의 하 여,
함량의 변화가 생기 는 혈청단백성 분을 동 정 하 고,
그 성분들이 생체의 면역능력에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 연구 가 계속 진 행되어야 하겠 다.
결 론
1) 2
주간 마우스를 단백부족식이로 사육하거나， ᄉ夢사포닌 분획 을 투 여 하 였 을 때 흉선의 크기가 감 소 하 였 으 나 ， 4주 이 상 계속 사 육 ， 또는 투여하였을 때는 흉선의 크기가 정상식이 대조 군 과 별다른 차이를 나타내지 않 았 다
.
2)
단백부족식이로 사육한 마 우 스 는 정상식이 로 사 육 한 마우스에 비 하 여,
총 복 강 세 포 수,
총 혈청 단 백 질, albumin
함량이 감 소 하 였 고 ， ᄉ夢사포 닌 분획 은 정 상 식 이 와 단 백 부 족 식 이 로 사 육 하 였 을 때 총 복강 세 포 수,
총 혈청 단백 질,
albumin
함량을 모두 증 가 시 켰 다.
3) 마우스를 단백부족식이로 사육하거나 人裹 하포닌 분획을 투 여 하 였 을 때
,
혈청단백질의 전기영동
pattern
의 변화를 관 찰 할 수 있 었 다.
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