게르마늄 수경재배 미나리 추출물 처리에 의한 In Vitro/In Vivo에서의 사이토카인 감소 및 면역 활성에 대한 효과 (Effect of Cytokine Reduction and Immune Modulation from Germanium Oenanthe javanica Extracts in In Vitro/In Vivo)

서지정보

· 발행기관 : 한국식품영양과학회
· 수록지 정보 : 한국식품영양과학회지 / 49권 / 1호 / 101 ~ 110페이지
· 저자명 : 김대원, 이의섭, 최윤표, 강승우, 정재준, 서보승

초록

본 연구에서는 게르마늄 수경재배 미나리 추출물의 게르마늄 함량 및 성분을 분석하였고, 게르마늄의 유무에 따른 효과를 알아보기 위하여 일반 및 게르마늄 수경재배 미나리 추출물을 처리한 RAW 264.7 세포에서 nitric oxide(NO) 농도와 전염증성 및 염증성 사이토카인에 미치는 영향을 비교하였으며, in vivo에서 정상 ICR 마우스(수컷)를 이용하여 위 일반 수경재배 미나리 추출물(OJ extracts) 및 게르마늄 수경재배 미나리 추출물(GO extracts)을 처리한 군과 정상대조군의 비장 및 복강 조직에서 NO 농도와 사이토카인 함량, NK 세포 활성의 변화에 대하여 차이를 살펴보았다. GO extracts의 경우 ICP-AES를 이용하여 게르마늄 함량을 분석한 결과 kg당 116.68 mg이 측정되었다. 또한 GO extracts의 성분을 분석하기 위해 LC-Q-orbitrap을 이용하여 분석한 결과 chlorogenic acid, neochlorogenic acid, caffeic acid, quercetin, isorhamnetin과 같은 화합물들이 검출되었다. 이들 화합물은 면역 활성에도 일부 영향을 줌으로써 일반 수경재배 미나리에서도 면역 활성을 나타나는 결과를 보았으며, 게르마늄의 면역증강 효과를 위해 비교군으로 실험을 하였다. In vitro의 경우 RAW 264.7 세포에서 LPS 처리한 후 OJ extracts, GO extracts 시료를 각각 처리한 군과 LPS를 단독으로 처리한 군을 비교했을 때, 시료처리군에서 모두 LPS로 유도된 NO 농도가 현저히 감소하였다. 또한 RAW 264.7 세포에서 IFN-γ를 제외한 TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-12와 같은 전염증성 및 염증성 사이토카인이 LPS 단독 처리군에서보다 LPS를 처리한 후 OJ extracts, GO extracts 시료를 각각 처리한 군에서 농도 의존적으로 점차 감소하였다. IFN-γ의 경우에는 두 시료 모두 농도 의존적으로 점차 증가하는 것을 확인하였다. OJ extracts와 GO extracts를 RAW 264.7 세포에서 NO 농도와 사이토카인의 변화를 비교한 결과, GO extracts가 OJ extracts에 비해 RAW 264.7 세포에서는 NO 저해 및 IFN-γ의 증가와 TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-12의 감소 효과가 나타났다. In vivo의 경우 정상 ICR 마우스 400 mg/kg의 처리군에서 OJ extracts, GO extracts 모두 정상대조군과 비교하였을 때, 비장 조직 내의 NO 농도가 30.57, 42.23% 감소하였다. RAW 264.7 세포와 마찬가지로 비장 조직 내의 IFN-γ, TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-12와 같은 5가지의 사이토카인 함량을 측정한 결과, In vitro 실험과 동일하게 IFN-γ를 제외한 4가지의 사이토카인 인자는 정상대조군과 비교했을 때 감소하였으며, IFN-γ는 증가하는 경향을 확인하였다. 마지막으로 비장 및 복강 조직의 NK 세포 활성을 51Cr assay로 측정한 결과 정상대조군과 비교하여 OJ extracts, GO extracts 처리군에서 33.33 및 64.50% 활성을 나타냄을 확인하였다. 본 연구 결과를 종합해볼 때 in vitro에서와 마찬가지로 게르마늄 수경재배 미나리 추출물 400 mg/kg은 적어도 본 실험의 조건하에서 동일한 용량의 일반 수경재배 미나리 추출물에 비해 더 우수한 면역 활성 효과를 정상 수컷 마우스에서 확인함으로써 게르마늄에 의한 면역 활성 효과로 판단되어 새로운 천연물 유래 면역 기능성 식품으로써 개발 가치가 높을 것으로 기대된다.

영어초록

RAW 264.7 cells were used to test if the extracts of water dropwort (Oenanthe javanica), cultivated in either tap water (OJ) or water containing germanium (GO) affect the secretion of nitric oxide and pro-inflammatory cytokines. Normal male ICR mice were administered OJ or GO extracts orally to evaluate the production of nitric oxide/pro-inflammatory cytokines and activities of natural killer (NK) cells in spleen and abdominal cavity. ICP-AES determined the germanium contents of the GO extracts with 116.68 mg germanium being found in 1 kg of the GO extracts. The chemical compositions of the GO extracts were analyzed using LC-Q-orbitrap and chlorogenic acid, neochlorogenic acid, caffeic acid, quercetin, isorhamnetin were detected in the GO extracts. In lipopolysaccharide-stimulated RAW 264.7 cells, the levels of nitric oxide and pro-inflammatory cytokines were decreased by treatments with the OJ and GO extracts, but the interferon-gamma (IFN-γ) levels were increased. The nitric oxide levels were reduced by both OJ and GO extracts in the spleen of normal male ICR mice fed 400 mg/kg of OJ or GO extracts. The levels of pro-inflammatory cytokines were also decreased by both OJ and GO extracts, but the IFN-γ levels were increased. Both OJ and GO extracts elevated the additional NK cell activities in the spleen and abdominal cavity. Overall, these results provide evidence that GO extracts are better than OJ extracts in terms of inhibiting the inflammatory responses. Therefore, GO extracts may be used as novel and natural functional food source to produce anti-inflammatory foods.

참고자료

· 없음