꾸지뽕나무 줄기 열수 추출물의 간염 치료 및 간 보호 효능 연구

Abstract

목적: 예로부터 꾸지뽕 나무는 민간요법으로 이용되어온 약용식물로써 부위별로 다양한 질병 치료 및 개선제로 사용되어 왔다. 특히 뿌리와 줄기를 달여 먹으면 간염치료에 특효하다고 전해 내려오고 있으나 생체효과와 관련된 기전이나 유효성분에 대한 연구가 체계적으로 이루어지지 않았다. 따라서 본 연구는 천연물인 꾸지뽕나무 줄기 열수 추출물의 간 보호 소재로서의 이용가능성을 검증하고자 하였다. 방법: 꾸지뽕나무 줄기에 용매별 추출물 중 생리활성 성분인 루틴(Rutin), 퀘세틴(Quercetin), 캠퍼롤(Kaempferol)의 함량을 HPLC로 분석하고 DPPH로 항산화효과를 측정하였다. 다음으로 꾸지뽕나무 줄기 열수 추출물의 세포독성과 0.5% 사염화탄소를 투여하여 세포에서의 간독성 보호효과를 측정하였다. 또한 동물에서의 간독성 보호효과를 검증하기 위해 꾸지뽕나무 줄기 열수 추출물의 전 처치 후 사염화탄소로 급성간독성을 유발하여 혈액 생화학효소분석, 조직병리학적 관찰 및 간 조직에서의 염증매개유전자 Cyclooxygenase (COX-2)와 종양괴사인자(tumor necrosis factor : TNF-α) 의 발현 정도를 측정하여 평가하였다. 결과: 꾸지뽕나무 줄기 용매별 추출 수율은 열수 추출이 100% 에탄올 추출물에 비해 약 3배 높았고, HPLC분석 결과 생리활성물질인 퀘세틴의 함량은 100% 에탄올 추출물에서 캠퍼롤의 함량은 30% 에탄올 추출물에서 가장 높았다. 항산화 능력은 100% 에탄올추출물이 높았으며 이는 플라보노이드 성분인 퀘세틴의 함량 순 이였다. 다음으로 세포에서의 세포 독성평가는 간암 (HepG2)세포에서 꾸지뽕나무 줄기 열수 추출물의 10-250 μg/mL 농도에 세포 독성이 없었으며, 간암세포의 세포보호 효과는 꾸지뽕나무 가지 추출물 10-100 μg/mL 농도에서 통계적으로 유의하게 나타났고, 농도 의존적으로 증가하였다. 다음으로 동물에서 혈청 내에 간 효소인 ALP, ALT, AST, LDH 와 GTT는 정상 군에 비해 사염화탄소군은 모두 증가 하였고, 추출물 전 처치군은 염증유발군에 비해 모두 감소하였으나 이중 ALT와 AST 만이 유의한 감소를 보였다. 그리고 조직 병리적 변화는 꾸지뽕나무 가지 열수 추출물 전 처치군이 사염화탄소군에 비해 낮은 염증등급을 보였으나 400 mg/mL 처치 군에서만이 유의하게 낮았다. 위와 같은 꾸지뽕 추출물의 염증보호 및 치료 효과의 기전을 확인하기 위해 간 조직에서 COX-2와 TNF-α 의 발현 정도를 확인하였다. 이 결과 사염화탄소군은 정상 군과 비교 시 COX-2와 TNF-α 발현이 증가하였고, 꾸지뽕나무 가지 추출물군과 양성대조군에서는 감소하는 것을 확인하였다. 특히 추출물의 농도 400 mg/mL과 600 mg/mL농도에서 유의한 감소를 보였다. 결론: 우리나라의 천연자원 중 간염치료 후보물질인 꾸지뽕나무는 생리활성 작용으로 항당뇨, 항암, 항균 활성, 항산화 및 항염증 등의 활성이 보고됨에 따라 본 연구에서는 꾸지뽕나무 줄기 열수 추출물의 항염증과 항산화에 의한 간염치료 및 간 보호 효과를 검증하고자 추출물에서 생리활성 성분인 퀘세틴과 캠퍼롤의 함량을 HPLC로 분석하였고, 추출물의 생리활성 성분 함량이 높을수록 항산화 활성이 증가하는 것을 검증하였다. 또한, 꾸지뽕나무 줄기의 열수 추출물을 전 처치 한 후 사염화탄소로 간독성을 유발한 세포에서는 세포독성이 추출물 군에서 감소하는 것을 확인하였고, 동물실험에도 혈중 간 효소, 조직염증 수치 및 간조직의 염증관련 유전자 TNF-a와 COX-2의 발현정도가 염증군에 비해 추출물군에서 저하되었거나 감소하였다. 따라서 꾸지뽕나무 줄기 열수 추출물은 사염화탄소로 유발된 간염의 예방과 치료에 효과가 있고 이 효과는 염증 억제와 항산화 효과로 평가할 수 있었다.|Objectives : A traditional Korean herbal medicine, Cudrania Tricuspidata, has been used to treat various disorders. In this study, the preventive effects of Cudrania Tricuspidata trunk hot-water extract on hepatic inflammation induced by carbon tetrachloride were examined in vitro and in vivo studies. Methods : Quercertin and Kaemferol from the extracts of Cudrania Tricuspidata trunk were quantified by HPLC assay and Free radical scavenging activity of Cudrania Tricuspidata trunk extracts was measured by DPPH assay. The HepG2 cell line was used cell viability by CCl4-induced toxicity after pre-treatment with Cudrania Tricuspidata trunk hot-water extracts. In addition, the hepatoprotective activity was estimated serum enzymes, inflammation score and mRNA expression levels in Sprague-Dawley rats. Result: The yield of water extract of Cudrania Tricuspidata trunk was threefold the 100% ethanol extract. However, the Quercetin and Kaempferol concentrations were a small quantity in the water extract ( 5.4 mg/100g and 0.5 mg/100g) as compare with 100% ethanol extract (5.4 mg/100g and 0.5 mg/100g). And the 100% Ethanol extract (RC50 =265.72 μg/mL) had a strong anti-oxidative activity than water extract (RC50 =442.40 μg/mL). The cell test results indicated that Cudrania Tricuspidata trunk hot-water extracts (10-250 μg/mL) was not shown toxicity and extracts(10-100 μg/mL) caused significant increase cell viability in 0.5 % CCl4 treated HepG2 cell line. Oral administration of Cudrania Tricuspidata trunk hot-water extracts significantly reduced serum AST and ALT levels and mRNA expression levels of TNF-a and COX-2 in liver tissue of CCl4-treated rat. In addition, histopathological test of hepatic tissue revealed that Cudrania Tricuspidata trunk hot-water extracts (400 mg/mL) group significantly decreased the inflammation score compared with CCl4 group. Conclusion: Cudrania Tricuspidata trunk hot-water extracts have possibility as antioxidant and anti-inflammatory. These results showed that Cudrania Tricuspidata trunk hot-water extracts exhibited preventive effect of CCl4-induced hepatotoxicity. Therefore, our suggests that Cudrania Tricuspidata trunk hot-water extracts confirmed the potential for protection against hepatic damage.; Objectives : A traditional Korean herbal medicine, Cudrania Tricuspidata, has been used to treat various disorders. In this study, the preventive effects of Cudrania Tricuspidata trunk hot-water extract on hepatic inflammation induced by carbon tetrachloride were examined in vitro and in vivo studies. Methods : Quercertin and Kaemferol from the extracts of Cudrania Tricuspidata trunk were quantified by HPLC assay and Free radical scavenging activity of Cudrania Tricuspidata trunk extracts was measured by DPPH assay. The HepG2 cell line was used cell viability by CCl4-induced toxicity after pre-treatment with Cudrania Tricuspidata trunk hot-water extracts. In addition, the hepatoprotective activity was estimated serum enzymes, inflammation score and mRNA expression levels in Sprague-Dawley rats. Result: The yield of water extract of Cudrania Tricuspidata trunk was threefold the 100% ethanol extract. However, the Quercetin and Kaempferol concentrations were a small quantity in the water extract ( 5.4 mg/100g and 0.5 mg/100g) as compare with 100% ethanol extract (5.4 mg/100g and 0.5 mg/100g). And the 100% Ethanol extract (RC50 =265.72 μg/mL) had a strong anti-oxidative activity than water extract (RC50 =442.40 μg/mL). The cell test results indicated that Cudrania Tricuspidata trunk hot-water extracts (10-250 μg/mL) was not shown toxicity and extracts(10-100 μg/mL) caused significant increase cell viability in 0.5 % CCl4 treated HepG2 cell line. Oral administration of Cudrania Tricuspidata trunk hot-water extracts significantly reduced serum AST and ALT levels and mRNA expression levels of TNF-a and COX-2 in liver tissue of CCl4-treated rat. In addition, histopathological test of hepatic tissue revealed that Cudrania Tricuspidata trunk hot-water extracts (400 mg/mL) group significantly decreased the inflammation score compared with CCl4 group. Conclusion: Cudrania Tricuspidata trunk hot-water extracts have possibility as antioxidant and anti-inflammatory. These results showed that Cudrania Tricuspidata trunk hot-water extracts exhibited preventive effect of CCl4-induced hepatotoxicity. Therefore, our suggests that Cudrania Tricuspidata trunk hot-water extracts confirmed the potential for protection against hepatic damage.