Lipopolysaccharide로 유도된 BV-2 세포주의 염증반응에 대한 미세조류 부산물 당 가수분해물의 저해 활성 (Anti-neuroinflammatory Effects of Glycolytic Enzyme Extract of Microalgae Residues in LPS-stimulated BV-2 Microglia)

서지정보

· 발행기관 : 한국키틴키토산학회
· 수록지 정보 : Journal of Chitin and Chitosan / 20권 / 1호 / 10 ~ 19페이지
· 저자명 : 엄성환, 최인후, 권혁주, 이재화, 이상훈

초록

본 연구에서는 최근 차세대 바이오에너지 자원으로 관심이높은 미세조류의 경제성 향상 방안으로, 3종의 미세조류(Chlorella sp., Nannochloropsis sp., Phaeodactylum tricornutum) 부산물을 당분해 효소로 가수분해하여 항산화 및 뇌신경세포 염증 억제 효능 평가하여 식품소재 및 기능성 식품소재로서의 활용가능성을 확인해 보았다. 미세조류 부산물 가수분해물은 다양한 항산화 분석에서 활성을 나타내었으며BV-2세포에 대한 염증 저해 효능을 확인해 본 결과, 대부분농도 의존적으로 NO를 저해하였으며, 이중 가장 NO 저해활성이 높은 Nannochloropsis sp. 부산물을 celluclast 1.5 L로가수분해한 CN으로 추가적인 뇌염증 억제효능 실험을 진행하였다. CN의 경우 LPS로 인하여 과발현된 PGE2에 대하여농도의존적인 억제활성을 나타내었으며 IL-6, IL-1β, TNF-α 와 같은 pro-inflammatory cytokine에 대해서도 200 μg/mL 까지 농도의존적인 저해 효능을 나타냈다. 또한 NO와 PGE2 생성에 관여하는 iNOS와 COX-2에 대한 저해활성을 western blot으로 확인한 결과, CN이 농도 의존적인 발현 억제효능을나타내는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 토대로 볼때, 다양한 영양성분을 함유하고 있는 미세조류 부산물은 당가수분해를 통하여 생체활용성 및 생리기능성이 증진된 고부가가치의 기능성 소재로 개발될 수 있으며, 특히 항산화 및뇌염증 억제 소재로서의 활용가능성이 매우 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한 이러한 고부가가치 부산물 활용기술을 경제성 향상 방안으로 이용한다면 차세대 바이오에너지 자원개발에 있어 미세조류의 실질적인 산업화 가능성을 높일 수 있을 것으로 판단된다.

영어초록

In this study, we investigated anti-neuroinflammatory activities of enzymatic extracts of the microalgae residues, which werederived from the lipid extraction process, to improve the economic feasibility of algal biofuel. After lipid extraction, three microalgalresidues (Chlorella sp., Nannochloropsis sp., Phaeodactylum tricornutum) were enzymatically hydrolyzed by four carbohydrases(Celluclast 1.5 L, Dextrozyme DX 1.5X, Promozyme D2, and Viscozyme L). Antioxidative activities of various enzymaticextracts from algal residues evaluated by measuring 2,2’-azinobis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS), hydroxyl,1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) and alkyl radical-scavenging activities. All enzymatic extracts had scavenging potenciesto ABTS+and alkyl radicals. Among the enzymatic extracts, Celluclast 1.5 L extracts from Nannochloropsis sp. residues(CN) showed the highest inhibitory activities on LPS-induced production of nitric oxide (NO) and prostaglandin E2 (PGE2) inmurine BV-2 microglia, and expression of inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase-2 (COX-2) in a dosedependentmanner.
CN also significantly reduced the generation of proinflammatory cytokines, such as interleukin-6 (IL-6), interleukin-1β (IL-1β), and tumor necrosis factor (TNF)-α in a dose-dependent manner. Hence, these antioxidant and anti-neuroinflammatoryeffects of CN might assist potential of microalgae residues as nutraceuticals for treatment and prevention againstneurodegenerative diseases that are accompanied by microglial activation.

참고자료

· 없음