복분자딸기 부위별 추출물의 비소로부터 유발된 산화적 스트레스에 대한 보호효과에 관한 연구

Abstract

최근 암에 의한 사망률이 증가하고, 암 치료를 위한 화학적 항암제의 부작용이 지속적으로 대두됨에 따라 암 예방 뿐 아니라, 항암제의 부작용을 감소시키면서 효과는 유지시킬 수 있는 방법이 필요하다. 이를 위해 최근 천연물과 항암제의 병용투여법이 주목 받고 있으며, 보다 안전하고 효과적인 천연물질의 개발이 요구된다. 복분자딸기(Rubus coreanus Miquel)는 장미과(Rosaceae)에 속하는 산딸기의 일종으로 원산지는 중국이며 우리나라에서는 전역에 분포되어 야생 및 재배 생산되며 6월 중순경 검붉은 완숙 열매를 수확하여 식용한다. 최근 복분자딸기에 포함된 항산화 물질인 flavonoids, anthocyanin, tannin, quercetin 등과 같은 다양한 페놀성 화합물의 생리활성이 부각되면서 소비가 지속적으로 증가하고 있다. 하지만,현재 우리가 일반적으로 식용하고 있는 복분자딸기 열매 외에 줄기와 잎에 대해서는 아직 연구가 미비한 상태이며,매년 많은 양의 줄기와 잎이 열매의 부산물로 여겨지며 버려지고 있다. 따라서 본 연구는 복분자딸기의 생리활성을 평가하기 위하여 열매, 잎과 줄기, 열매 및 잎과 줄기로 나누어 항산화 활성을 알아보고, mouse macrophage인 RAW264.7 세포를 이용하여 비소로 산화적 스트레스를 유도했을 때 복분자딸기 부위별 추출물이 갖는 보호효과에 관한 연구를 진행하였다. 복분자딸기 부위별 에탄올 추출물의 총 폴리페놀 함량은 열매, 잎과 줄기에서 각각 1.37±0.01와 2.80±0.02 gGA, 총 플라보노이드 함량은 54.95±1.65와 109.90±3.06 mgQE로 나타났으며, 잎과 줄기에서 모두 함량이 높은 수준으로 나타났다. 복분자딸기 부위별 에탄올 추출물의 항산화 활성을 확인하기 위하여 radical scavenging activity 및 ferric reducing antioxidant power (FRAP)을 측정한 결과, DPPH radical의 경우 scavenging activity가 100 μg/ml 기준, 열매, 잎과 줄기, 열매 및 잎과 줄기에서 각 70%, 84.4% 및 68.0%로 나타났다. 또한, FRAP value의 경우 양성 대조군으로 사용 된 ascorbic acid 대비 100 μg/ml 기준, 열매, 잎과 줄기, 열매 및 잎과 줄기에서 각 43.4%, 65.9% 및 51.3%로 나타났으며 두 가지 실험 모두 잎과 줄기 추출물에서 가장 우수한 항산화 활성을 보였다. 복분자딸기 부위별 에탄올 추출물이 비소로 유도한 산화적 스트레스 상태에서 세포의 생존률에 미치는 영향을 확인하기 위하여 RAW 264.7 세포에 비소를 2.5 μM 농도로 처리하였을 때, 복분자딸기 열매, 잎과 줄기 100 μg/ml 농도에서 대조군 대비 최대 90% 이상 수준으로 회복되었으며, 잎과 줄기의 경우 50 μg/ml 농도에서도 90% 이상 수준의 유의적으로 높은 회복률을 나타냈다. ROS 생성에 미치는 영향을 측정한 결과, 2.5 μM 비소 처리 후 ROS 생성 수준이 대조군에 비해 유의적으로 증가하나, 복분자딸기 에탄올 추출물 50과 100 μg/ml 농도에서 비소 처리군 대비 각각 56~78%와 54~80% 수준의 ROS를 생성하였다. 항산화 효소관련 단백질인 SOD1, SOD2와 catalase의 발현에 미치는 영향을 확인한 결과, 2.5 μM 비소 처리 후 SOD1, SOD2와 catalase의 발현량이 유의하게 증가하나, 복분자 딸기 추출물 100 μg/ml 농도에서 비소처리군 대비 각 56~89%, 48~69% 및 59~100%로 발현량을 감소시켰다. 항산화 유전자관련 단백질인 Heme oxygenase (HO)-1의 발현에 미치는 영향을 확인한 결과, 2.5 μM 비소 처리 후 HO-1의 발현이 유의하게 증가하나, 잎과 줄기 추출물은 비소 처리군 대비 37%가량 단백질 발현량을 감소시켰으며 잎과 줄기 혼합추출물 처리 군에서도 58% 가량 감소시키는 효과를 보였다. 따라서 식품 형태로 섭취, 유통이 허용되어 있는 복분자딸기의 열매 뿐만 아니라 재배 시 부산물로 버려지는 잎과 줄기도 식품산업에서 이용가치가 높으며 천연 항산화제로서 활용 가능성을 알 수 있었다.|This study was undertaken to evaluate antioxidant effect and physiological activities of Rubus coreanus miq. (RCM) ethanol extract from various parts such as fruits, leaves and stems. The total phenolic contents and flavonoids contents ranged from 1.37±0.01~2.80±0.02 gGA, and 54.95±1.65~109.90±3.06 mgQE, respectively, and the leaves and stems of RCM extract showed the highest level. Also, the leaves and stems of RCM extract was found to be the most effective in both DPPH radical scavenging assay, and ferric-reducing antioxidant power (FRAP) value. In addition, this study was evaluate the protection effect of RCM ethanol extract against arsenic trioxide (ATO)-induced oxidative stress in murine macrophage RAW 264.7 cell. The leaves and stems of RCM ethanol extracts treated with 2.5 μM ATO attenuated arsenite induced cytotoxicity, reduced intracellular reactive oxygen species (ROS) level, and down-regulation of Cu/Zn superoxide dismutase (SOD1), Mn SOD (SOD2), catalase, and heme oxygenase-1 protein were observed by western blot. This results implied that RCM extract, especially leaves and stems may emerge as a useful protective material against ATO-induced oxidative stress and functional food in future.; This study was undertaken to evaluate antioxidant effect and physiological activities of Rubus coreanus miq. (RCM) ethanol extract from various parts such as fruits, leaves and stems. The total phenolic contents and flavonoids contents ranged from 1.37±0.01~2.80±0.02 gGA, and 54.95±1.65~109.90±3.06 mgQE, respectively, and the leaves and stems of RCM extract showed the highest level. Also, the leaves and stems of RCM extract was found to be the most effective in both DPPH radical scavenging assay, and ferric-reducing antioxidant power (FRAP) value. In addition, this study was evaluate the protection effect of RCM ethanol extract against arsenic trioxide (ATO)-induced oxidative stress in murine macrophage RAW 264.7 cell. The leaves and stems of RCM ethanol extracts treated with 2.5 μM ATO attenuated arsenite induced cytotoxicity, reduced intracellular reactive oxygen species (ROS) level, and down-regulation of Cu/Zn superoxide dismutase (SOD1), Mn SOD (SOD2), catalase, and heme oxygenase-1 protein were observed by western blot. This results implied that RCM extract, especially leaves and stems may emerge as a useful protective material against ATO-induced oxidative stress and functional food in future.