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ISSN : 1738-7248(Print)
ISSN : 2287-7428(Online)
Korean Journal of Food Preservation Vol.19 No.3 pp.443-450
DOI :

3T3-L1 지방세포내 ROS 생성에 대한 천년초 열수 및 에탄올 추출물의 항산화 효과

윤보라1,이영준1,김선구2,장중영2,이효구2,이성갑3,홍희도4,최현선5,이부용5,이옥환1,†
1강원대학교 식품생명공학과, 2공주대학교 식품공학과, 3호서대학교 식품생물공학과, 4한국식품연구원, 5차의과학대학교 식품생명공학과

Antioxidant Effect of Hot water and Ethanol extracts from Cheonnyuncho (Opuntia humifusa) on Reactive Oxygen Species (ROS) Production in 3T3-L1 Adipocytes

Ok-Hwan Lee1,†, Bo-Ra Yoon1, Young-Jun Lee1, Sun-Gu Kim2, Jung-Young Jang2, Hyo-Ku Lee2, Seong-Kap Rhee3, Hee-do Hong4, Hyeon-Son Choi5, Boo-Yong Lee5
1Department of Food Science and Biotechnology, Kangwon National University
2Department of Food Science, Kongju National University, 3Department of Food and Biotechnology, Hoseo University, 4Korea Food Research Institute, 5Department of Food Science and Biotechnology, CHA University

Abstract

Recently, NADPH oxidase 4 (NOX4)-mediated generation of intracellular reactive oxygen species (ROS) was proposedto accelerate adipogenesis of 3T3-L1 cell. We have previously shown that Cheonnyuncho (Opuntia humifusa) extractsignificantly inhibited adipocyte differentiation via downregulation of PPARγ (peroxisome proliferator-activatedreceptor gamma) gene expression. In this study, we focused on the molecular mechanism(s) of NOX4, G6PDH(glucose-6-phosphate dehydrogenase) and antioxidant enzymes in anti-oxidative activities of 3T3-L1 adipocytes.Our results indicate that Cheonnyuncho extracts markedly inhibits ROS production during adipogenesis in 3T3-L1cells. Cheonnyuncho extracts suppressed the mRNA expression of the pro-oxidant enzyme such as NOX4 and theNADPH-producing G6PDH enzyme. In addition, treatment with Cheonnyuncho extract was found to upregulatemRNA levels of antioxidant enzymes such as Mn-SOD (manganese-superoxide dismutase), Cu/Zn-SOD(copper/zinc-SOD), glutathione peroxidase (GPx), glutathion reductase (GR), and catalase, all of which are importantfor endogenous antioxidant responses. These data suggest that Cheonnyuncho extract may be effective in preventingthe rise of oxidative stress during adipocyte differentiation through mechanism(s) that involves direct down regulationof NOX4 and G6PDH gene expression or via upregulation of endogenous antioxidant responses.

서 론

 최근 식생활의 서구화로 인해 육류 섭취를 비롯한 고열량 식사가 늘어나면서 비만, 당뇨, 고지혈증과 같은 대사증후군 관련 질환들의 발병률이 점차 늘어나고 있으며 이들 대사증후군을 개선하고자 하는 노력들이 지속되고 있다(1). 대사증후군은 오랜 기간 꾸준히 관리하여야 되는 만성질환이기 때문에 의약품에 의한 단기간의 치료 보다는 식이조절, 운동 및 건강기능식품 등을 통한 예방의학적 차원에서의 관리가 중요하며 특히 천연 소재를 이용한 건강기능식품에 대한 개발이 꾸준히 요구되고 있다(2,3).

 전 세계적으로 4,000여종이 존재하고 있는 선인장은 건조한 기후에 적응력이 매우 뛰어난 식물로서 탄수화물과 비타민의 공급원으로 사용되어 왔으며 사막 여러 국가에서 기초식품으로서 가치를 인정받아 잼, 젤리, 주스 등과 같은 다양한 선인장 가공 식품이 개발되어 왔다(4). 또한 선인장 중 열매가 달린 것은 손바닥 선인장(Opuntia ficus-indica var. saboten Makino)이라 불리며 선인장과(Cactaceae)에 속하는 열대성 식물로서 줄기가 손바닥처럼 평평한 것으로 가장 흔한 종류이다. 또한 우리나라에서 자생하는 ‘Opuntia'속 선인장 중 제주도 등지에서 자생하는 것을 제주도 기념물 제 35호인 백년초 선인장이라 하고 내륙에서 -20℃의 겨울에도 생존하는 다년생 선인장을 천년초 선인장으로 부르고 있다(5,6).

 선인장은 기관지, 천식, 기침 등의 폐질환과 위염, 변비, 장염, 신장염 등의 장 기능에 효과가 좋으며, 그 외에도 고혈압, 당뇨, 심장병, 신경통, 관절염 등에 효능이 있는 것으로 알려져 있다(7). 최근 연구에 의하면 항염 및 진통억제, 혈당강하, 항동맥경화, 항산화 효과, 항균작용 및 면역계 활성에도 효과가 있는 것으로 보고되고 있다(8-11). 특히, 내륙지방에서 재배되는 천년초는in vitro 라디칼 소거능을 비롯한 강력한 항산화활성을 가지며 taxifolin과 같은 플라보노이드 화합물이 천년초의 주요 생리활성 성분으로 밝혀진 바 있다(12). 또한, 천년초 추출물이 3T3-L1 지방세포의 분화를 억제하고 adipogenesis 및 지방축적과 연관된 PPARγ 및 aP2 (adipocyte protein 2)의 mRNA의 발현을 억제하여 항비만 활성을 나타낸다고 보고된 바 있다(13). 하지만, 천년초에 대한 항산화활성 연구는 주로in vitro 라디칼소거능을 이용하여 평가하였을 뿐, 체내 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)의 생성 및 소거에 대한 유전자 수준에서의 작용기전 연구는 아직 초기 단계에 불과하다.

 ROS의 증가는 세포 및 조직에 oxidative stress로 작용하게 되고 인슐린 저항성 등과 같은 만성질환에 직간접적으로 영향을 주는 것으로 알려져 있다. ROS를 주로 생산하는 지방세포는 분화과정 동안 세포 내로 유입된 포도당들을 에너지 저장을 위하여 지방합성과 연관된 에너지대사 경로(pathway)를 거치게 되며, 이들 대사 경로 중 hexose monophosphate (HMP) shunt를 통하여 지방합성에 필요로 하는 NADPH를 G6PDH에 의하여 생성하게 된다(14). 생성된 NADPH는 NOX4에 의하며 NADP+로 전환되는 반면, 세포내 superoxide와 같은 ROS를 생성하여 세포의 성장 및 사멸을 조절하기도 한다(15). 하지만, 지방세포 모델에서 분화과정 중 NOX4에 의한 ROS의 생성 및 ROS 소거를 위한 항산화효소의 반응에 대한 식품성분들의 효과를 구명하는 연구들은 아직 체계적으로 이루어지지 않고 있다.

 따라서, 본 연구에서는 천년초 선인장의 건강기능식품 소재화시 기초를 제공하고자 세포수준에서의 천년초 추출물의 ROS 생성억제 및 이와 관련된 주요 유전자의 발현을 조사하였다. 또한, ROS를 소거하는 지방세포내 주요 항산화 효소의 변화를 관찰하여 천년초 추출물의 항산화활성을 평가하고자 하였다. 천년초의 열수 및 80% 에탄올 추출물을 제조 한 후, 3T3-L1 지방세포 분화과정 동안 천년초 추출물을 처리하여 ROS의 생성량을 비교하고, ROS 생성과 연관된 주요 유전자인 NOX4와 G6PDH의 변화조사, ROS의 소거와 연관된 SOD, catalase, GPx 및 GR의 발현 양상을 비교, 분석하였다.

재료 및 방법

실험 재료 및 시

 본 연구에서 사용된 천년초(Opuntia humifusa) 선인장의 줄기는 충남 아산 소재 천년초 농장에서 2009년에 수확한 신선한 상태의 줄기를 구입하여 사용하였다. 천년초 선인장의 줄기는 물로 잘 씻어 흙이나 먼지 등의 이물질을 제거하고 2~3 cm 크기로 절편하여 동결건조 한 후 분쇄기(IKA M20, IKA, Staufen, Germany)로 20~30 mesh로 조분쇄하여 시료로 사용하였다. 항산화 측정에 사용된 시약은 insulin, dexamethasone (DEX), 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX), N-acetyl cysteine (NAC)은 Sigma (Sigma-Aldrich Co, St Louis, MO, USA)로부터 구입하였고, Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM), bovine serum (BS), fetal bovine serum (FBS), penicillin-streptomycin (P/S), phosphatebuffered saline (PBS) 및 trypsin-EDTA는 Gibco (Gaithersburg, MD, USA)로부터 구입하여 사용하였다.

천년초 추출물의 제조

 천년초 추출물은 식품에 사용할 수 있는 용매인 물과 에탄올을 이용하여 천년초 열수 추출물 및 80% 에탄올 추출물을 제조하였으며 Kim 등(13)의 방법에 따라 제조하였다. 천년초 80% 에탄올 추출물은 분쇄한 천년초 분말에 80% 에탄올을 가한 뒤 상온에서 24시간 교반하면서 (150rpm, HY-HS11, Hanyang Science, Seoul) 유용 성분들을 추출하였고 Whatman No 2 (Whatman Ltd, Maidstone, Kent, UK) 여과지를 이용하여 여과한 후, 회전진공농축기(EYELA N-1000, Tokyo, Japan)를 사용하여 40℃에서 감압 농축하였다. 농축된 추출물은 동결건조기 (Modulyod-115, Thermo Electon Co, Waltham, MA, USA)를 이용하여 건조된 분말을 제조하였다. 또한 열수 추출물은 분쇄된 천년초 추출물에 10배 (w/w)의 물을 가한 후, 100℃수욕상에서 3시간동안 환류냉각 (GLHMP-F200, Global Lab, Seoul)하면서 추출하여 조여과 (Whatman No.2) 한 후, 40℃에서 감압농축하여 동결건조하였다. 건조된 천년초 추출물들은 무게를 측정하여 추출 수율을 측정한 후, -20℃냉동고에 보관하면서 실험에 사용하였다.

항산화 성분 함량 측정

 천년초 열수 추출물 및 80% 에탄올 추출물의 총 폴리페놀 함량은 Velioglu 등(16)의 방법에 따라 측정하였다. 즉, 천년초 추출물들을 일정한 농도의 DMSO에 녹인 후, 2% Na2CO3 용액 2 mL를 가하고 3분간 방치시킨 후, 50% Folin-Ciocalteu reagent 100 μL를 첨가하였다. 30분 동안 반응시킨 후, 750 nm에서 흡광도 값을 측정하여 gallic acid를 표준물리로 한 표준 검량선에 대입하여 mg GAE (gallic acid equivalent)/g으로서 천년초 추출물들의 총 폴리페놀 함량을 나타내었다. 총 플라보노이드 함량은 Jia 등(17)의 방법을 변형하여 사용하였다. 즉, 각 천년초 추출물에 증류수 1.25 mL를 가하고 5% NaNO2 용액 75 μL를 넣고 5분간 방치하였다. 10% AlCl3·6H2O 용액 150 μL를 가하고 다시 6분간 방치하였다. 위 반응액에 1 M NaOH 500 μL와 증류수 275 μL를 가한 후 510 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질은 catechin을 사용하여 표준 검량선을 작성 후 추출물의총 플라보노이드 함량은 μg CE (catechin equivalent)/g으로 나타내었다.

3T3-L1 지방세포 분화

 마우스 유래 3T3-L1 세포주는 American Type Culture Collection (ATCC, CL-173)으로부터 분양 받아 사용하였다.3T3-L1 지방세포의 배양방법은 Blumberg 등(18)의 방법에 따라 고농도의 포도당을 함유한 DMEM에 10% BCS 및 1% P/S를 함유한 배지로 배양한 3T3-L1 전구지방세포(preadipocyte)가 100% confluence 하게 되면 이로부터 2일 후에, 분화유도 물질(5 μg/mL insulin, 1 μM DEX, 0.5 mM IBMX) 및 천년초 추출물들을 처리하여 지방세포로 분화유도하였다. 분화유도 물질을 처리한 후, 2일마다 지속적으로 여러 농도의 천년초 추출물 및 5 μg/mL insulin, 1% P/S, 10% FBS가 함유된 배지로 배양시키면서 분화과정 중의 ROS 생성량을 조사하였다.

NBT assay를 이용한 지방세포내 ROS 생성량 조사

 천년초 추출물에 의한 지방세포내 활성산소종(ROS) 생성량을 측정하였다(19). 먼저 24-well에서 천년초 추출물을 처리하여 8일 동안 분화된 3T3-L1 세포의 배양액을 제거한 후 멸균된 PBS (pH 7.4)를 이용하여 2회 세척, 0.2% NBT 용액 0.2 mL를 첨가하여 CO2 incubator 안에서 90분간 반응시켰다. 지방세포내에 축적된 ROS들은 NBT 용액과 반응하여 dark blue formazan을 생성하게 되며, 100% acetic acid를 이용하여 이들 dark blue formazan을 모두 용출시켜 570nm에서 흡광도를 측정하였다.

주요 유전자의 발현

 지방세포내 ROS 생성 및 소거에 영향을 미치는 주요 관련 유전자들의 발현 변화를 검토하기 위하여 8일 동안 분화된 지방세포의 total RNA를 추출한 후, 역전사중합효소(reverse transcriptase)를 사용하여 complementary DNA (cDNA)를 만들고 합성된 cDNA와 primer로 RT-PCR을 이용하여 유전자의 발현정도를 측정하였다. 주요 유전자의 primer 및 sequence는 Table 1과 같다. RT-PCR 산물은 1.5% 한천(agarose) 겔에서 전기영동 후 EtBr (ethidiumbromide)로 염색하여 UV에서 증폭된 DNA band를 확인하였다. DNA band는 Carestream MI SE 프로그램을 이용하여 band intensity로 수치화하여 나타내었다.

Table 1. Primer sequences for semi-quantitative RT-PCR analysis

통계분석

 실험결과는 SAS package (release 8.01)를 이용하여 one-way ANOVA 분석을 수행하였고 평균값의 통계적 유의성은 p<0.05 수준에서 검정하였다.

결과 및 고찰

천년초 추출물의 추출 수율 및 항산화

 추출용매별 천년초 추출물의 추출수율은 열수 및 에탄올 추출물에서 각각 44.70 및 17.17% 이었고, 총페놀 함량은 천년초 열수 추출물 및 에탄올 추출물에서 각각 16.52±3.87 및 13.44±0.85 mg GAE (gallic acid equivalent)/g로 나타난 반면, 총 플라보노이드 함량은 에탄올 추출물에서만 778.08 μg CE (catechin equivalent)/g의 수준으로 검출되었다(13).

지방세포내 ROS 생성에 대한 천년초 추출물의 효과

 최근 연구에 의하면, 지방세포에서 과도하게 생성되는 ROS는 지방세포의 인슐린 저항성 및 지방축적을 촉진하여 당뇨와 비만의 주요 원인으로 밝혀진 바 있다(14). 따라서, 비만과 당뇨의 주요 원인 중에 하나인 ROS의 저감효과를 평가하고자 천년초 열수 및 에탄올 추출물을 3T3-L1 지방 세포에 처리하여 ROS의 생성량을 비교하였다. ROS 생성량은 NBT assay를 통하여 세포내 ROS와 반응하여 생성된 formazan의 양을 비교하여 나타내었다. 처리농도는 Do 등 (20)의 연구에서 3T3-L1 지방세포에 늙은 호박(Cucubita moschata Duch) 추출물의 항비만 효과를 보기 위한 추출물의 농도를 0.5-5 mg/mL로 설정한 것과 Yoon 등(21)의 연구에서 쓴메밀 및 단메밀 에탄올 추출물의 항산화 및 지방세포 분화 억제 효과를 보기위한 시료의 농도를 50-400 μg/mL로 설정한 것을 참고로 하여 천년초 열수 및 에탄올 추출물의 농도를 50, 100, 200 및 400 μg/mL로 설정하였으며, 본연구진에 의해 천년초 추출물의 세포독성 결과를 비추어 볼 때, 천년초 추출물 400 μg/mL 농도까지 세포 생장에 영향을 주지 않는 것으로 나타나 50-400 μg/mL의 농도로 실험하였다.

 천년초 열수 및 에탄올 추출물을 처리한 지방세포의 ROS 생성량을 비교한 결과를 Fig. 1에 나타냈었다. 대조구에 비해 천년초 열수 및 에탄올 추출물을 처리한 지방세포의 ROS 생성량이 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었으며(p<0.05), 양성대조군으로 사용된 NAC는 대표적인 항산화제의 일종으로 지방세포내 생성된 ROS를 대조군에 비해 유의적으로 억제하는 것으로 나타났다. 추출용매별 천년초 추출물의 ROS 저감효능은 열수 추출물에 비해 에탄올 추출물에서 높게 나타났으며, 이러한 경향은 Kim 등(13)에 의해 보고된 천년초 에탄올 추출물의 라디칼 소거능 및 항비만활성의 결과와 유사한 경향을 나타내었다. 천년초 에탄올 추출물에는 778.08 μg CE/g 수준의 플라보노이드 화합물이 존재하여 이들 플라보노이드 성분에 의한 지방세포내 활성산소종 소거효능이 나타난 것으로 사료되었다. 천년초에 존재하는 taxifolin과 같은 플라보노이드 화합물들은 강력한 항산화 성분으로 알려져 있고 물추출물에 비해 에탄올 추출물의 총 플라보노이드 함량이 높게 나타난 것을 비추어 볼 때, 천년초 추출물들에 함유된 플라보노이드의 조성 및 함량의 차이가 이들 추출물의 항산화 활성에 주요한 영향을 미치는 것으로 판단되었다.

Fig. 1. Effect of Cheonnyuncho extracts on ROS production during adipogenesis of 3T3-L1 preadipocytes. a-cValues are the means ± SD of four samples. Bars with different letters indicate statistically significant differences among groups at p<0.05.

 또한, 천년초 추출물을 처리한 지방세포내 ROS 생성 (NOX4) 및 소거(항산화효소)에 관여된 주요 효소들의 발현 양상도 지방세포내 ROS 저감 효과에 관여하였을 것으로 사료되었다. 따라서, 지방세포내 ROS 생성 및 소거와 연관된 주요 효소들의 유전자 발현 양상을 비교하였다.

G6PDH 및 NOX4 유전자 발현에 대한 천년초 추출물

 G6PDH는 모든 세포 내에서 NADPH의 생산과 HMP shunt를 통한 carbon flow에 반드시 필요로 하는 효소로서 HMP shunt의 첫 번째 반응에서 G6PDH에 의해 glucose-6-phosphate가 6-phosphogluconolactone으로 분해될 때 NADP+를 NADPH로 전환시켜 주는 역할을 한다(14). 이때 생성되는 NADPH는 HMP shunt를 통한 포도당 대사는 물론, 지방산 합성(fatty acid synthesis) 및 glutathione 반응을 조절할 뿐만 아니라 NOX4의 반응에도 관여하여 ROS의 생성을 유도하게 된다. 이때 생성되는 ROS는 세포의 생존과 사멸, redox 시스템 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다(14). Fig. 2에서와 같이, G6PDH 및 NOX4의 유전자 발현 양상은 천년초 열수 추출물과 에탄올 추출물에서 모두 농도가 50-200 μg/mL로 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었고 열수 추출물에서 보다는 에탄올 추출물에서 감소하는 경향이 더 뚜렷하게 나타났다. 이는 NBT assay를 통한 ROS의 생성억제 효과와 유사한 경향으로, NOX4의 감소로 인한 ROS의 생성억제가 지방세포 내 ROS를 저감화하는 것으로 사료되었다. 천년초 추출물에 의해 NOX4 발현 감소는 지방 세포내 ROS의 생성을 억제시켜 ROS에 의한 지방축적 및 인슐린 저항성의 주요 원인을 감소시키는 것으로 사료되었다.

Fig. 2. Effect of cheonnyuncho extracts on gene expressions of NOX4 (A) and G6PDH (B) dur ing adipogenesis of 3T3-L1 preadipocytes. On day 8, total cellular RNA was extracted and subjected to RT-PCR. NOX4 and G6PDH mRNA levels were quantified and normalized with GAPDH. The band intensities were measured with the Image J program.

항산화효소에 대한 천년초 추출물의 효과

 ROS로부터의 세포 또는 조직의 손상은 당뇨병뿐만 아니라 염증, 노화 관련 변성, 종양의 생성 등과 관련이 있는것으로 알려져 있고, 세포내 에너지 대사과정에서 생성된 ROS를 소거하는 방어기작으로 항산화효소들이 존재하여이들 사이의 항상성(homeostasis)이 깨어지게 되면 질병의 발병률이 증가하게 된다(21,22).

 3T3-L1 지방세포에 존재하는 주요 항산화효소로는 cytosol 및 mitochondria에서 생성된 superoxide를 hydrogen peroxide로 전환시켜 주는 Cu/Zn-SOD와 Mn-SOD가 있으며, hydrogen peroxide를 물로 전화시켜 주는 catalase 및 GPx 등이 있다(14). 따라서, 천년초 추출물을 처리한 3T3-L1 지방세포를 8일간 분화시킨 후 지방세포 내 항산화 효소(Cu/Zn-SOD, Mn-SOD, catalase, GPx 등)의 발현 양상을 비교하여 ROS 소거 효과를 평가하였다.

 Fig. 3은 Cu/Zn-SOD와 Mn-SOD의 발현양상을 나타낸 결과로, 100-400 μg/mL의 농도에서 천년초 열수 및 에탄올 추출물에 의해 Cu/Zn-SOD와 Mn-SOD의 발현이 증가하는 것으로 나타났다. 한편, Fig. 4에서와 같이 hydrogen peroxide를 물로 전환시켜주는 catalase 및 GPx의 발현 양상도 천년초 열수 및 에탄올 추출물에서 모두 대조군에 비해 증가하는 경향을 나타내었으며 GR의 유전자 발현도 같은 경향을 보였다. 지방세포의 분화 과정에 따른 Cu/Zn-SOD 및 Mn-SOD 활성의 변화는 지방 세포내 축적되는 ROS 함량의 변화와 반비례 하는 것으로 나타났다. 이는 Araki 등(23)의 보고와 일치하는 것으로 지방세포의 분화가 증가됨에 따라 발생되는 TNF-α에 의하여 SOD의 활성은 반비례적으로 감소한다는 결과와 같은 경향을 나타내었다. 이러한 이유로 분화 후기 세포내 NOX4 등에서 생성된 ROS는 지방 세포내에 지속적으로 축적되고, 축적된 ROS는 세포의 사멸 또는 다른 조직에 oxidative stress로 작용하여 ROS와 관련된 질병들을 유발시키게 된다. 하지만, 천년초 추출물을 처리한 지방세포에서는 ROS의 생성이 억제되어 oxidative stress에 의한 세포내 인슐린 저항성을 효과적으로 억제할 수 있을 것으로 사료되었다. 하지만, 이들 효소에 대한 보다 명확한 설명을 위해서는 향후 이들 효소들의 protein 발현 양상 및 효소활성(enzyme activity) 측면에서 보다 광범위한 연구가 필요하며 여러 대사 경로들과의 연관성을 복합적으로 연구해 볼 필요성이 있다.

Fig. 3. Effect of cheonnyuncho extracts on gene expressions of Mn-SOD (A) and Cu/Zn SOD (B) during adipogenesis of 3T3-L1 preadipocytes. On day 8, total cellular RNA was extracted and subjected to RT-PCR. Cu/Zn-SOD and Mn-SOD mRNA levels were quantified and normalized with GAPDH. The band intensities were measured with the Image J program.

Fig. 4. Effect of Cheonnyuncho extracts on gene expressions of CAT (A), GR (B) and GPx (C) during adipogenesis of 3T3-L1 preadipocytes. On day 8, total cellular RNA was extracted and subjected to RT-PCR. CAT, GR, and GPx mRNA levels were quantified and normalized with GAPDH. The band intensities were measured with the Image J program.

 이상의 결과들을 종합해 볼 때, 천년초 추출물은 지방세포가 분화하는 과정에서 ROS의 생성을 억제하며 ROS 발생원인 중에 하나인 NOX4는 억제하고 ROS의 소거와 연관된 항산화효소들의 발현은 증가시키는 것으로 나타났다. 최근 비만과 연관된 질병들이 급격하게 증가하고 있는 실정에서 비만으로부터 야기된 ROS를 효과적으로 방어할 수 있는 식품 성분들의 발굴이 요구되며, 이들 식품성분들이 지방 세포 내에서 어떠한 작용기전을 거쳐 지방세포의 분화 및 ROS 생산을 조절하는지 밝혀낸다면 예방의학적 차원에서의 건강기능식품의 개발이 가능할 것으로 기대된다.

요 약

 최근 연구에 의하면, NOX4에 의해 생성된 세포내 ROS는 지방세포의 분화를 촉진하는 것으로 알려져 있다. 본 연구진의 보고에 의하면 천년초 추출물은 PPARγ의 발현 및 지방세포의 분화를 억제하는 것으로 밝혀진 바 있다. 따라서 본 연구에서는 천년초 선인장의 건강기능식품 소재화시 기초자료를 제공하고자 지방세포내 생성되는 ROS에 대한 천년초 열수 및 에탄올 추출물의 억제효과 및 주요 유전자(NOX4, G6PDH 및 항산화효소)의 발현 양상을 조사하였다. 천년초 열수 및 에탄올 추출물을 처리한 지방세포에서는 대조군에 비해 ROS 생성량이 유의적으로 감소하는 것으로 나타내었고, 추출용매별 천년초 추출물의 ROS 저감효능은 열수 추출물에 비해 에탄올 추출물에서 높게 나타났다. 천년초 추출물을 처리한 지방세포에서는 ROS 생성과 연관된 주요 유전자 NOX4 및 G6PDH의 발현이 대조군에 비해 감소하는 경향을 나타낸 반면, Cu/Zn-SOD,Mn-SOD, catalase, GPx 등과 같은 항산화효소의 발현은 대조군에 비해 증가한 것으로 나타났다. 이상의 결과들로 볼 때, 천년초 추출물은 지방세포의 분화과정에서 ROS의 생성을 억제하고 항산화효소의 발현을 증가시켜 ROS에 의한 산화적 스트레스를 효과적으로 저감화하는 것으로 밝혀졌다.

감사의 글

 본 연구의 일부는 강원대학교 농업생명과학연구원의 지원에 의한 것으로 이에 감사드립니다.

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