본 연구에서는 불등풀가사리 추출물이 파골세포 형성에 미치는 영향을 검토하고, 난소적출 흰쥐의 골다공증 동물모델을 이용하여 골 형성에 미치는 영향을 분석하였다. 우선 RANKL로 유도한 파골세포에 불등풀가사리 추출물을 10~100 ㎍/mL의 농도로 처리 후 세포 생존율을 확인한 결과, 대조군과 비교해 농도 의존적으로 유의적인 세포 성장 억제를 확인하였다. 파골세포의 분화 인자인 TRAP 활성 측정 결과, 100 ㎍/mL 농도의 불등풀가사리 추출물을 처리하였을때 활성이 78%까지 감소하였다. 또한 추출물의 농도 10 ㎍/mL와 100 ㎍/mL 처리 시 파골세포 분화인자인 NFATc1, TRAP의 단백질 발현이 감소하는 것을 확인하였다. 앞선 실험 내용을 바탕으로 난소적출로 골다공증을 유발한 흰쥐에서 불등풀가사리 추출물의 급여가 골 형성에 미치는 영향을 검토하였다. 식이효율은 난소를 절제한 OVX-CON군과 비교하여 다른 모든 군에서 감소하였으며, 자궁조직의 무게는 OVX-CON보다 다른 모든 군에서 높은 것으로 보아 불등풀가사리 추출물 투여로 인한 자궁조직 위축 감소를 확인하였다. 골 관련 혈청 parameter 분석 결과, 골 교체율이 높은 폐경기 또는 골 질환이 있을 때 값이 증가하는 ALP 및 OCN 수치는 SHAM군에 비해 OVX-CON군에서 증가하였으나, estradiol과 불등풀가사리 추출물 20, 200 ㎎/㎏을 투여한 OVX-E2, OVX-GFE20, OVX-GFE200 군에서는 감소하는 것으로 나타났다. 또한 골 흡수 지표인 TRAP, RANKL의 수치는 OVX-CON군에서 증가하였으나, 불등풀가사리 추출물 투여군에서는 유의적으로 활성이 감소하였다. 그리고 난소적출을 통해 골 손실을 유도한 뒤, 대퇴골의 골밀도 및 조직학적 검사를 실시한 결과, SHAM군과 비교하여 OVXCON군의 대퇴골에서 섬유 골 파괴가 증가하였으며, 불등풀가사리 추출물 투여군은 OVX-CON군과 비교해 유의적으로 골밀도 증가와 골 파괴 회복을 확인하였다. 이상과 같이 불등풀가사리 추출물은 파골세포 분화억제와 골 형성에 긍정적인 영향을 미치며, 향후 이를 활용한 식품 소재 및 기능성 식품 개발에 접목시켜 질병 예방 및 증상 완화에 있어 우수한 기능성 식품 소재로서 개발이 가능할 것으로 사료된다.
Osteoporosis is an age-dependent metabolic bone disease characterized by reduced bone mass. Postmenopausal women with estrogen deficiency are at high risk of developing osteoporosis. This study examined the effects of Gloiopeltis furcata ethanol extract (GFE) on osteoclastogenesis in vitro and ovariectomy (OVX)-induced osteoporosis in vivo. GFE (10∼250 ㎍/mL) inhibited the receptor activator of nuclear factor-κB ligand (RANKL)-induced osteoclast proliferation and tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP) activity. The RANKL-induced protein expression of nuclear factor of activated T cells c1 and TRAP, which are the key transcription factors for osteoclastogenesis, was also decreased by a treatment with GFE. On the other hand, female rats were assigned to five experimental groups: SHAM (sham-operated), OVX-CON (OVX), OVX-GFE20 (OVX+GFE 20 ㎎/㎏/d), OVX-GFE200 (OVX+GFE 200 ㎎/㎏/ d), and OVX-E2 (OVX+estradiol 10 ㎍/㎏/d). After six weeks, an analysis of various bone-related serum parameters showed that the levels of alkaline phosphatase, osteocalcin, TRAP, and RANKL decreased after the administration of GFE. 3D micro-CT analysis showed that the low bone density that developed in the OVX-CON group was reversed in the OVX-GFE20 and OVX-GFE200 groups. H&E and Safranin-O staining revealed less bone destruction in the OVX-GFE groups than in the other groups. Therefore, GFE may serve as a novel therapeutic agent for the treatment of osteoporosis.