KR20140135488A - 맨드라미 꽃 추출물을 함유하는 항산화 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 맨드라미 꽃 추출물을 유효성분으로 하는 항산화 활성 효과를 갖는 조성물에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 폴리페놀 및 플라보노이드를 함유하는 맨드라미 꽃 추출물을 천연 항산화 물질로 이용함으로써, 산화적 스트레스로 인한 세포 손상을 방지할 뿐만 아니라 활성산소에 의해 생성되는 산화물에 기인하여 발생하는 질환을 치료 및 예방하는 효과가 있다.

Description

맨드라미 꽃 추출물을 함유하는 항산화 조성물{ANTIOXIDANT COMPOSITION COMPRISING COCKSCOME FLOWER EXTRACTS}
본 발명은 맨드라미 꽃 추출물을 유효성분으로 하는 항산화 활성 효과를 갖는 조성물에 관한 것이다.
산화는 생물체의 생물학적 과정에 연료를 공급하는 에너지 생성에 있어 필수적이나, 생체 내에서 끊임없이 생성되는 자유 라디칼 및 활성산소종(Reactive Oxygen Species, ROS)은 세포사멸과 조직의 손상을 가져온다(Turkoglu, Duru, Mercan, Kivrak, & Gezer, 2007).
산화적 스트레스는 활성산소종의 생성과 세포의 항산화 방어 시스템 사이의 불균형으로 나타난다. 과도한 활성산소종 생성은 산화적 스트레스, 세포 기능의 손실, 최종적으로 세포자살(apoptosis)이나 괴사(necrosis)를 야기하며, 활성산소종에 의한 산화적 스트레스는 만성 질병을 유발하므로 항산화 활성 또는 자유 라디칼 억제는 산화적 스트레스에 의해 야기되는 독성 물질로부터 세포를 보호하는데 있어 매우 중요하다.
산화적 스트레스로 유발되는 질병으로 염증성 질환(Halliwell 등, 1994; Darley-Usmar, Wiseman, & Halliwell, 1995), 암(Halliwell 등, 1994; Eze, Hunting, & Ogan, 1993), 죽상동맥경화증(Cook, & Samman, 1996), 당뇨병(Lee 등, 2006), 말라리아(Dey, Duha, Alam, Goyal, Bindu, Pal 등, 2009; Eze, Yuan, Crawford, Paranavitana, Hadfield, Bhattacharjee 등, 2000), 퇴행성 신경질환(Halliwell, 2001), HIV/AIDS(Pocernich, Sultana, Mohmmad-Abdul, Nath, & Butterfield, 2005; Masia, Padilla, Bernal, Almenar, Molina, Hernandez 등, 2007) 및 노화(Rattan, 2006; Eze, 2006) 등이 있다.
간은 전신적인 지질 항상성을 유지하는데 중요한 역할을 하며, 본질적으로 ROS 손상에 취약하다(Aruoma, 1994). 한편, 간은 Cori cycle/glycogen catabolism을 통해 주변 조직에 energy substrates를 공급할 뿐만 아니라, 해독작용에 있어서도 중요한 역할을 한다(Hamelet, Demuth, Paul, Delabar, & Janel, 2007). 산화적 스트레스 관련 인자들은 간 기능 장애와 연관될 수 있고, 간 기능 장애는 영양분의 산화와 연관되어 있다(Yang, Li, Shi, & Le, 2008). 또한, ROS는 DNA, 지질 및 단백질을 손상시킴으로써 간 세포에 해로운 영향을 미치며, 이는 세포성 항상성을 파괴하고 대사성 증후군의 특징을 악화시킨다(Ravel, Lymas, Nitta, Mohuczy, Lemaster, Kim 등, 2006; Kohen, & Nyska, 2002).
항산화제에 대한 연구는 1969년 McCord와 Fridovich가 수퍼옥사이드 라디칼을 소거하는 효소인 SOD를 발견한 것을 계기로 본격적으로 진행되었으며, 최근에는 노화나 성인병 등의 질환이 활성산소와도 관련된 것으로 밝혀져 활성산소를 조절할 수 있는 항산화제에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있고, 합성 항산화제의 잠재적인 부작용 위험으로 인해 식물 추출물을 이용한 천연 항산화제의 연구가 많은 관심을 받고 있다.
맨드라미 꽃 추출물을 이용한 선행기술로 대한민국 등록특허 제10-0881035호(맨드라미 추출물을 함유하는 바이러스로 인한 인간 질환의 치료 및 예방용 조성물), 대한민국 등록특허 제10-1081059호(항산화 및 미백 활성을 갖는 꽃 혼합 추출물 및 그 추출방법 및 그 꽃 혼합 추출물을 함유하는 화장료 조성물) 등이 있으나, 산화적 스트레스로부터 세포 손상을 방지하기 위해 맨드라미 꽃 추출물을 항산화 조성물로 이용하는 기술적 특징에 관해서는 개시된 바가 없다.
본 발명의 목적은 맨드라미 꽃으로부터 추출한 추출물을 유효성분으로 하는 항산화 활성 효과를 갖는 조성물을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 맨드라미 꽃(Celosia cristata L.) 추출물을 유효성분으로 하는 항산화 활성 효과를 갖는 조성물을 제공한다.
상기 맨드라미 꽃 추출물은 폴리페놀 및 플라보노이드를 함유하는 것을 특징으로 한다.
상기 조성물은 맨드라미 꽃 추출물이 0.1 내지 50 중량 %로 함유되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 맨드라미 꽃 추출물은 (1) 맨드라미 꽃(Celosia cristata L.)을 종자를 제거하여 세척하고 동결건조하는 단계; (2) 상기 동결건조한 맨드라미 꽃의 분말에 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합용매를 가하여 추출하는 단계; 및 (3) 상기 추출한 맨드라미 꽃의 추출물을 여과하여 여과액을 증발시키고 동결건조하는 단계;를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
이때, (2)단계에서 맨드라미 꽃의 분말과 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합용매는 8 : 1 내지 12 : 1 (g/L)로 혼합하여 추출하는 것을 특징으로 한다.
상기 조성물은 식품학적으로 허용되는 추출물, 영양성분 또는 식품보조첨가제를 더 포함하여 건강기능식품으로 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 조성물은 약학적으로 허용되는 담체 또는 부형제를 더 포함하여 간 보호에 효과가 있는 의약품으로 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 폴리페놀 및 플라보노이드를 함유하는 맨드라미 꽃 추출물을 천연 항산화 물질로 이용함으로써, 산화적 스트레스로 인한 세포 손상을 방지할 뿐만 아니라 활성산소에 의해 생성되는 산화물에 기인하여 발생하는 질환을 치료 및 예방하는 효과가 있다.
도 1은 Chang 세포의 생존력에 대한 CCF 물 추출물의 효과.
도 2는 t-BHP 처리 전에 CCF 물 추출물을 처리한 Chang 세포의 세포 주기.
도 3은 Chang 세포에서 t-BHP에 의해 야기된 MMP 손실에 대한 CCF 물 추출물의 효과. (a) Control; (b) t-BHP(80 μM); (c) t-BHP(80 μM) + 0.05 mg/mL CCF 물 추출물; (d) t-BHP(80 μM) + 0.1 mg/mL 물 추출물; (e) t-BHP(80 μM) + 0.2 mg/mL 물 추출물; (f) t-BHP(80 μM) + 0.05 mg/mL 실리마린
도 4는 Chang 세포에서 t-BHP에 의해 발생한 세포 내 ROS의 변화.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에서 CCF(Celosia cristata L. flower)란 비름과에 속하는 맨드라미 꽃을 뜻한다. 비름과에 속하는 맨드라미(Celosia cristata L.)는 먹을 수 있는 잎과 꽃을 가지며, 그 종자는 피로, 죽상동맥경화증, 백대하, 고혈압, 중풍, 백내장, 각막염, 당뇨병, 홍채염, 골다공증의 치료를 위해 약초로 사용되었다
본 발명은 맨드라미 꽃(Celosia cristata L.) 추출물을 유효성분으로 하는 항산화 활성 효과를 갖는 조성물을 제공한다.
상기 맨드라미 꽃 추출물은 폴리페놀 및 플라보노이드를 함유하며, 상기 조성물은 맨드라미 꽃 추출물이 0.1 내지 50 중량 %로 함유되어 있는 것이 바람직하다.
상기 맨드라미 꽃 추출물은 (1) 맨드라미 꽃(Celosia cristata L.)을 종자를 제거하여 세척하고 동결건조하는 단계; (2) 상기 동결건조한 맨드라미 꽃의 분말에 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합용매를 가하여 추출하는 단계; 및 (3) 상기 추출한 맨드라미 꽃의 추출물을 여과하여 여과액을 증발시키고 동결건조하는 단계;를 포함하여 제조되는 것이 바람직하다.
상기 (2)단계에서 맨드라미 꽃의 분말과 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합용매는 8 : 1 내지 12 : 1 (g/L)로 혼합하여 추출하는 것이 바람직하며, 맨드라미 꽃의 분말 중량의 90 내지 110 배에 달하는 부피의 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합용매를 가하여 추출하는 것이 최적의 효과를 나타낸다.
상기 조성물은 활성산소에 의해 생성되는 산화물에 기인하여 발생하는 질환의 치료 및 예방을 위해 사용될 수 있으며, 특히, 간 보호에 효과적이다.
상기 조성물은 식품학적으로 허용되는 추출물, 영양성분 또는 식품보조첨가제를 더 포함하여 건강기능식품으로 사용될 수 있다.
상기 조성물은 약학적으로 허용되는 담체 또는 부형제를 더 포함하여 간 보호에 효과가 있는 의약품으로 사용될 수 있다.
본 발명자들은 맨드라미 꽃 추출물의 항산화 효과를 확인하기 위해 t-BHP(tert-butyl hydroperoxide)를 이용하여 시험관 내(in vitro) 및 생체 내(in vivo) 실험을 수행한 결과, 맨드라미 꽃 추출물이 체내 활성 산소계를 제거하고 지질 과산화를 방지하는 등 항산화 활성을 통해 산화적 스트레스로 인해 야기되는 세포 손상을 방지하는 효과가 있음을 확인하였다.
t-BHP는 산화적 스트레스를 유도하기 위해 시험관 내(in vitro) 및 생체 내(in vivo) 실험에서 널리 이용되고 있는 산화제이다. t-BHP는 간 세포의 시토크롬 P-450 또는 적혈구의 헤모글로빈에 의해 t-butoxyl, -methyl 라디칼과 같은 자유 라디칼 중간물질로 대사 작용하여 지질 과산화, GSH(glutathione) 감소 및 DNA 손상을 초래한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1. 맨드라미 꽃(CCF)의 물 추출물과 에탄올 추출물의 제조
맨드라미(Celosia cristata L.) 꽃을 입수하여 종자를 제거하고 세척한 후 감압 하에서 동결건조하고, 물과 농도가 70 %인 에탄올을 이용하여 각각의 추출물을 제조하였다.
물 추출물은 맨드라미 꽃 분말 10 g을 1 L의 물에 첨가하여 2 시간 동안 95 ℃에서 달인 다음 여과하여 증발시키고, 에탄올 추출물은 맨드라미 꽃 분말 10 g을 농도가 70 %인 1 L의 에탄올로 24 시간씩 2회 환류추출한 다음 상온에서 Whatman No. 41 여과지를 이용하여 여과한 후 여과액을 50 ℃에서 용매가 모두 증발되도록 증발기(EYELA, Tokyo, Japan)로 증발시켰다.
상기 증발시킨 물과 에탄올 추출물을 감압 하에서 동결건조하고 ―20 ℃에서 보관하였다. 물과 에탄올 추출물의 생산량은 각각 144 및 202.4 mg/g이었다(표 1 참조).
실험예 1. 폴리페놀 및 플라보노이드의 함유량 측정
맨드라미 꽃 추출물의 페놀성 물질의 함유량은 Folin―Ciocalteau assay를 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 각각의 맨드라미 꽃 추출물 10 mg을 10 mL의 증류수에 용해시켜 수용액을 제조하고, 각각의 0.1 mL 수용액을 50 %의 Folin―Ciocalteau 50 μL 및 20 %의 탄산나트륨(Na2CO3) 150 μL와 혼합하였다. 이후, 상온에서 30 분간 교반하고 반응물의 흡광도를 분광광도계(SECOMAM, Ales, France)를 이용하여 760 nm에서 측정하였다.
맨드라미 꽃 추출물의 플라보노이드 함유량은 aluminum colorimetric method를 약간 수정하여 측정하였다. 구체적으로, 각각의 맨드라미 꽃 추출물을 증류수에 용해시켜 수용액을 제조하고, 각각의 150 μL 수용액을 5 %의 아질산나트륨(NaNO2) 45 μL와 혼합하여 5 분간 반응시켰다. 이후, 10 %의 염화알루미늄(AlCl3) 90 μL를 첨가하여 5 분간 반응시킨 다음, 1 M의 수산화나트륨(NaOH) 300 μL 및 증류수 165 μL를 첨가하여 주위 온도(ambient temperature)에서 10 분간 반응시키고, 상등액의 흡광도를 분광광도계를 이용하여 510 nm에서 측정하였다.
그 결과, 전체 폴리페놀의 양은 물 추출물에서 58.36 ± 1.29 mg GAE/g extract, 에탄올 추출물에서 67.55 ± 1.15 mg GAE/g extract, 전체 플라보노이드의 양은 물 추출물에서 15.92 ± 1.46 mg CE/g extract, 에탄올 추출물에서 25.92 ± 2.21 mg CE/g extract가 측정되었다(표 1 참조).
Figure pat00001
실험예 2. 맨드라미 꽃 추출물의 자유 라디칼 소거능
1. DPPH 라디칼 소거능
DPPH 라디칼 소거능은 ESR 분광기(JES-FA machine; JOEL, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 각각의 샘플 60 μL를 60 μM의 DPPH 60 μL에 첨가하여 10 초간 격렬히 혼합하고 Teflon 모세관으로 이동시켜 ESR 분광기의 캐비티(cavity)에 고정시켰다. 측정조건 central field 3,475G, 변조 주파수(modulation frequency) 100kHz, 진폭 변조(amplitude modulation) 2G, microwave power 5mW, gain 6.3×105 및 온도 298K에서 정확히 2분 뒤 스핀 부가체(spin adduct)가 기록되었다.
그 결과, 맨드라미 꽃 추출물은 용량 의존적으로 DPPH 라디칼을 소거하고 강한 DPPH 라디칼 소거능을 보였다. 물과 에탄올 추출물은 비타민 C와 비교하여 볼 때 유사한 DPPH 라디칼 소거능을 나타내었다(표 2 참조).
2. 알킬 라디칼 소거능
알킬 라디칼은 AAPH에 의해 발생한다. 40 mM의 AAPH, 40 mM의 4-POBN 및 각각의 샘플을 함유하는 PBS(phosphate-buffered saline, pH 7.4) 반응물을 37 ℃의 워터 배스(water bath)에서 30 분간 반응시키고 Teflon 모세관으로 이동시켰다. 측정조건 central field 3,475G, 변조 주파수(modulation frequency) 100kHz, 진폭 변조(amplitude modulation) 2G, microwave power 1mW, gain 6.3×105 및 온도 298K에서 ESR 분광기에 의해 스핀 부가체(spin adduct)가 기록되었다.
4-POBN/자유 라디칼의 알킬 라디칼 스핀 부가체(spin adduct)는 AAPH로부터 발생하였으며, 모든 추출물에서 용량 의존적으로 ESR 신호의 감소가 관측되었다. 물과 에탄올 추출물은 비타민 C와 비교하여 볼 때 높은 알킬 라디칼 소거능을 나타내었다(표 2 참조).
Figure pat00002
실험예 3. 맨드라미 꽃 추출물의 ABTS 라디칼 소거능
맨드라미 꽃의 물과 에탄올 추출물의 항산화능은 ABTS.+ radical cation decolorization assay에 의해 측정되었다.
ABTS를 7 mM의 농도로 물에 용해시켰다. ABTS 라디칼 양이온(ABTS.+)은 2.45 mM의 과황산칼륨(K2S2O8)과 ABTS 저장액(stock solution)을 혼합하여 혼합물을 상온의 암소에서 14 시간 동안 방치함으로써 생성하였다. 즉시 ABTS의 산화가 시작되었지만, 흡광도는 6 시간 이상이 경과할 때까지 최대가 아니고 안정하였으며, 라디칼 양이온은 상온의 암소에서 2일 이상 저장하는 동안 안정적이었다. 안정적인 라디칼 양이온 용액을 734 nm에서 흡광도 값이 1.50 ± 0.02가 되도록 에탄올로 희석하고, ABTS 0.9 mL를 각각의 샘플 0.1 mL와 혼합하여 상온에서 6 분간 반응시키고 734 nm에서 흡광도를 측정하였다. 맨드라미 꽃 추출물의 항산화능은 mM Trolox eq./mg extract로 나타내었다.
과황산칼륨에 의해 발생한 ABTS 라디칼에 대한 맨드라미 꽃 추출물의 소거능은 Trolox의 표준량과 비교되었다. 물 추출물은 에탄올 추출물보다 높은 TEAC 값을 나타내었고, 맨드라미 꽃 추출물은 강한 ABTS 라디칼 소거능을 보였다(표 3 참조).
실험예 4. 맨드라미 꽃 추출물의 FRAP(Ferric reducing antioxidant power) 검정
FRAP 시약 3 mL와 0.3 M의 아세테이트 완충용액, 40 mM의 HCl에 함유된 10 mM의 TPTZ 및 20 mM의 염화제이철(ferric chloride)이 10:1:1(v/v/v)로 섞여 있는 혼합액을 각각의 샘플 1 mL와 혼합하였다. 흡광도 값은 FeSO4(0~10 mM)의 표준 곡선으로부터 얻어진 것과 비교하여 mM FeSO4 eq./mg extract로 표시하였다.
맨드라미 꽃 추출물의 항산화능은 TPTZ(tripyridyl triazine)-Fe(Ⅲ) 복합체를 TPTZ(tripyridyl triazine)-Fe(Ⅱ) 복합체로 감소시키는 능력으로부터 측정되었다(표 3 참조).
Figure pat00003
이하, 상기 DPPH IC50, alkyl IC50, ABTS 값, FRAP 값에 기초하여 맨드라미 꽃의 물 추출물을 대상으로 시험관 내(in vitro) 및 생체 내(in vivo) 실험을 통해 세포 보호 효과를 확인하였다.
실험예 5. 세포 배양 및 실험
American Type Culture Collection(ATCC CCL-13TM)으로부터 구입된 Chang 간 세포는 열처리로 불활성된 10 %의 소태아혈청, 스트렙토마이신(streptomycin, 100 μg/mL) 및 페니실린(penicillin, 100 unit/mL)이 함유된 DMEM 배지에서 37 ℃의 가습 인큐베이터(95 % 공기, 5 % 이산화탄소)에서 배양되었다. 부착 세포는 트립신-EDTA에 의해 분리시켜 6 또는 96 well의 플레이트 상에 70~80 %의 세포 밀집도(confluence)를 갖도록 하였다. 이후, 각각의 샘플을 증류수에 용해시켜 농도가 0.5, 1, 2 mg/mL가 되게 하고, 상기와 같은 밀집도를 가진 세포를 맨드라미 꽃의 물 추출물로 다양한 농도(최종적인 농도 0.05, 0.1, 0.2 mg/mL)에서 처리하였다.
세포의 시스템에서 산화적 스트레스를 야기하는 알콕실(alkoxyl)/페록실(peroxyl) 라디칼을 발생시키는 t-BHP의 세포독성에 기초하여 맨드라미 꽃의 물 추출물의 간 보호 효과를 실험하였다.
1. 세포의 생존력
세포 생존력은 미토콘드리아의 활성을 측정함으로써 세포의 대사 작용을 실험하는 MTT 검정에 의해 측정되었다.
Chang 간 세포를 96 well의 플레이트에 4.0×105 cells/mL의 농도로 접종하였다. 20 시간 후, 맨드라미 꽃의 물 추출물의 농도를 다양하게 처리하여 37 ℃의 가습 인큐베이터에서 1 시간 동안 배양한 다음, 최종적인 농도가 80 μM이 되도록 t-BHP를 첨가하고 24 시간 동안 배양하였다. 이후, 0.5 mg/mL의 MTT 저장액(stock solution) 100 μL를 첨가하여 4 시간 동안 배양하고, 최종적으로 상등액을 흡입하여 각각의 well의 포르마잔(formazan) 크리스탈을 DMSO 150 μL에 용해시켜 분광형광계(SpectraMax M2/M2e, CA, USA)를 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였다. 세포 생존력은 불용성 포르마잔 염으로 전환된 MTT의 양에 의해 측정되었다.
0.2 mg/mL까지의 맨드라미 꽃 추출물이 24 시간 동안 어떤 상당한 독성을 나타내지 않은 MTT 검정 결과에 기초하여 실험한 결과, 24 시간 동안 t-BHP(80 μM)를 처리한 Chang 세포는 55.98 ± 4.25 % 생존하였고, 미리 CCF 물 추출물을 1 시간 동안 처리하고 24 시간 동안 t-BHP(80 μM)를 처리한 세포는 각각 71.65 ± 6.89 %(CCF 0.05 mg/mL), 79.12 ± 3.98 %(CCF 0.1 mg/mL) 및 88.98 ± 5.41 %(CCF 0.2 mg/mL)로 세포 생존력이 증가하였다. 양성군으로 0.05 mg/mL의 실리마린을 미리 처리한 세포 생존력 또한 89.87 ± 2.98 %로 증가하였다(도 1 참조).
실리마린은 간 손상을 막는 효과로 인해 오랜 시간 간 질환 치료제로 사용되어 왔으며, 이는 세포질막을 변형시켜 t-BHP, 사염화탄소(CCl4,), 티오아세트아미드(thioacetamide), D-갈락토사민(D-galactosamine)과 같은 간 독성 물질의 투과를 막아 간 손상을 막아 준다.
맨드라미 꽃 추출물을 세포독성이 없는 농도(0.2 mg/mL)로 처리할 경우 산화적 스트레스를 야기하는 t-BHP에 노출된 Chang 세포의 생존력을 증가시켜 우수한 간 보호 효과를 나타냄을 확인하였다.
2. 유세포 분석기(flow cytometry)를 이용한 세포 주기 분석
세포를 수집하여 PBS 완충용액(pH 7.4)으로 두 번 세척한 후, 농도가 80 %인 에탄올로 하룻밤 동안 고정시키고 세포를 두 번 세척한 다음, 50 μg/mL의 PI와 5 μg/mL의 리보뉴클리에이즈 A를 함유하는 PBS 완충용액으로 재현탁하였다. 이후, FACS Calibur flow cytometer(Becton & Dickinson Co., USA)를 이용하여 세포를 분석하였다.
도 2에서 보는 바와 같이, t-BHP 존재 하에서 아포토시스(apoptosis)가 일어난 세포는 37.97 %로 관측된 반면, CCF 물 추출물 처리시 용량 의존적으로 아포토시스(apoptosis) 발생이 9.16 %(CCF 0.05 mg/mL), 7.56 %(CCF 0.1 mg/mL) 및 5.99 %(CCF 0.2 mg/mL)로 감소하는 것을 확인하였다. 0.05 mg/mL의 실리마린을 처리할 경우, CCF 0.2 mg/mL를 처리할 때와 마찬가지로 유사한 결과가 관측되었다.
따라서, 맨드라미 꽃 추출물이 산화적 손상을 야기하는 t-BHP에 대해 상당한 간 세포 보호 효과를 가짐을 알 수 있었다.
3. 미토콘드리아 막 포텐셜(MMP)의 측정
미토콘드리아 투과 전이 기공(MPT pore)의 열림과 미토콘드리아 막 포텐셜(MMP)의 손실은 t-BHP에 의해 야기된 산화적 세포 사멸과 관련되어 있다.
맨드라미 꽃 추출물이 t-BHP에 의해 야기된 미토콘드리아의 탈분극 현상을 막는지 여부에 대해 실험하였다. 유세포 분석기를 이용하여 Rhodamine123 형광염료를 측정함으로써 MMP 손실을 의미하는 미토콘드리아 막의 탈분극 현상을 분석하였다.
상기와 같이 같이 세포에 먼저 맨드라미 꽃의 물 추출물과 t-BHP를 처리한 후, 최종적인 농도가 10 μM이 되도록 Rhodamine123을 세포 배양액에 첨가하여 37 ℃에서 30 분간 처리하였다. 세포를 수집하고 PBS로 두 번 세척한 후 유세포 분석기로 분석하였다.
그 결과, 24 시간 동안 80 μM의 t-BHP 처리시 Rhodamine123 형광 세포는 45 %로 감소하였으나, CCF 물 추출물로 전 처리시 82 %(CCF 0.05 mg/mL), 85 %(CCF 0.1 mg/mL) 및 88 %(CCF 0.2 mg/mL)로 Rhodamine123으로 염색한 형광 세포가 증가함을 알 수 있었다(도 3 참조). 이는 t-BHP로 유도된 산화적 손상으로부터 맨드라미 추출물이 미토콘드리아 막을 보호하였음을 의미한다.
4. ROS 측정
맨드라미 꽃 추출물이 Chang 세포에서 t-BHP에 의해 발생한 산화적 스트레스를 감소시키는 것을 확인하기 위해서 세포 내 ROS의 발생을 DCFH-DA 형광법으로 측정하였다.
Chang 간 세포를 4×105 cells/mL의 농도로 96 well 흑판(black plate)에 접종하였다. 다양한 농도의 맨드라미 꽃의 물 추출물과 실리마린으로 세포를 처리하고 1 시간 동안 배양한 다음, 200 μM의 t-BHP를 첨가하여 30 분간 방치하였다. 대조군 세포도 DCFH-DA(5 μg/ml)를 처리하여 30 분간 37 ℃의 암소에서 배양하였다. DCFH-DA 염료는 세포 안으로 자유롭게 이동이 가능하고, 세포 내의 에스테라아제(esterase)에 의해 2'7-dichlorofluorescein(DCFH)으로 가수분해되어 세포 안에 트랩(trap)되며, ROS 존재 하에서 DCFH의 산화로 인해 2'7-dichlorofluorescein(DCF)가 형성된다.
실험 결과, t-BHP(200 μM, 30 분) 처리 후 세포 내의 산화제 레벨이 빠르게 증가한 반면, CCF 물 추출물로 전 처리된 세포는 ROS 발생의 감소가 관측되었다(도 4 참조).
따라서, Chang 세포에서 t-BHP에 의해 발생한 산화적 손상으로 인한 ROS 발생이 맨드라미 꽃 추출물 처리시 용량 의존적으로 감소함을 알 수 있었다.
실험예 6. 실험동물 준비 및 실험
5주된 수컷 쥐(Sprague-Dawley rats)(체중 200~220 g)를 Samtako Bio Korea Co.(Gyeonggi, Korea)에서 구입하였고, 표준 설치류 사료 식단(Samyang Feed Co., Ltd., Incheon, Korea)과 음용수를 자유로이 섭취할 수 있도록 공급하였다. 실험 전에 습도 55 ± 5 %, 온도 23 ± 1 ℃에서 12 시간-12 시간의 light-dark 주기를 유지하여 최소한 1주일 동안 적응시켰다.
상기 쥐들을 6개의 군(n=6)으로 나누어 급성 간독성 실험을 실시하였다. 1군은 대조군, 2군은 차후 t-BHP만 처리할 그룹이며, 3군은 5일간 100 mg/kg의 CCF 추출물, 4군은 5일간 500 mg/kg의 CCF 추출물, 5군은 5일간 500 mg/kg의 CCF 추출물 및 6군은 5일간 100 mg/kg의 실리마린을 경구 섭취를 하도록 처리하였다.
5일 째, 모든 동물을 1군과 5군을 제외하고 2 mM/kg의 t-BHP를 복강으로 투여한 후 8 시간 경과시 희생시키고, 채혈 후 혈청을 분리하여 GOT(glutamic oxaloacetic transaminase), GPT(glutamic pyruvic transaminase), TG(triglyceride) 및 MDA(지방질 산화손상 지표) 레벨을 측정하였다.
1. 간 독성 평가
간 효소 GOT 및 GPT가 초기 급성 간 손상에 대한 마커로 이용되었다. GOT 및 GPT의 활성은 비색 분석법(colorimetric method)에 의해 분석되었으며, TG는 판매용 분석 키트를 이용하여 분석하였다.
2. 지질 과산화
지질 과산화는 thiobarbituric acid(TBA)-reactive substances(TBARS)를 이용하여 분석하였으며, 이전에 보고된 방법(Kamal et al., 1989)에 약간의 변형을 가하여 실험하였다.
100 μL의 세포 추출물 또는 표준 용액을 200 μL의 10% trichloroacetic acid(TCA)에 첨가하여 15 분간 얼음에서 방치하고 원심분리(3,000 g, 20 분)를 실시한 다음, 상등액 100 μL를 0.67 %의 thiobarbituric acid(TBA) 200 μL와 혼합하여 100 ℃에서 10 분간 열처리하고 얼음을 이용하여 냉각시켜 분광광도계로 535 nm에서 측정하였다. 측정 결과를 1,1,3,3-tetraethoxypropane(TEP) 표준 곡선과 비교하고, 총 단백질은 소혈청알부민을 표준 물질로 이용하였다.
그 결과, t-BHP(2 mmol/kg)의 단일 처리시 혈청 GOT 및 GPT 레벨이 증가하여 실험쥐에서 간 독성이 나타난 반면, CCF 물 추출물을 전 처리시 용량 의존적으로 혈청 GOT 및 GPT 레벨이 감소하였다(표 4 참조).
또한, t-BHP에 의한 산화적 스트레스를 확인하기 위해 t-BHP(2 mmol/kg) 처리 후 간의 지질과산화 측정을 위한 MDA(Malondialdehyde) 레벨과 TG(triglyceride) 레벨을 분석한 결과, t-BHP(2 mmol/kg)의 단일 처리시 간의 MDA 레벨이 증가한 반면, CCF 물 추출물을 전 처리시 t-BHP로 야기된 간의 지질과산화가 상당히 감소함을 알 수 있었다(표 4 참조).
상기와 같은 결과는 맨드라미 꽃 추출물이 초기 단계에서 t-BHP에 의해 야기된 산화적 스트레스로부터 간을 보호하는 효과가 있음을 시사한다.
Figure pat00004
상기 데이터들은 3번을 반복한 측정값들의 평균치 ± 표준편차(mean ± standard deviation)로 나타냈으며, Tukey's tests(GraphPad Prism 5)를 수반한 변량분석(analysis of variance, ANOVA)은 샘플들간의 유의성(p < 0.05)을 분석하기 위해 이용되었다.
이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 맨드라미 꽃(Celosia cristata L.) 추출물을 유효성분으로 하는 항산화 활성 효과를 갖는 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 맨드라미 꽃 추출물은 폴리페놀 및 플라보노이드를 함유하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 조성물은 맨드라미 꽃 추출물이 0.1 내지 50 중량 %로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 맨드라미 꽃 추출물은 (1) 맨드라미 꽃(Celosia cristata L.)을 종자를 제거하여 세척하고 동결건조하는 단계; (2) 상기 동결건조한 맨드라미 꽃의 분말에 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합용매를 가하여 추출하는 단계; 및 (3) 상기 추출한 맨드라미 꽃의 추출물을 여과하여 여과액을 증발시키고 동결건조하는 단계;를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 (2)단계에서 맨드라미 꽃의 분말과 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합용매는 8 : 1 내지 12 : 1 (g/L)로 혼합하여 추출하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물은 식품학적으로 허용되는 추출물, 영양성분 또는 식품보조첨가제를 더 포함하여 건강기능식품으로 사용되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물은 약학적으로 허용되는 담체 또는 부형제를 더 포함하여 간 보호에 효과가 있는 의약품으로 사용되는 것을 특징으로 하는 조성물.

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