항산화 활성 및 골 형성에 미치는 레몬머틀 추출물의 효과 :Effects of backhousia citriodora extracts on antioxidant activity and bone formation

천지현

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자료유형: 학위논문

저자정보: 천지현 (신라대학교, 신라대학교 일반대학원)

지도교수: 김미향

발행연도: 2015

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2017

레몬머틀의 항산화 활성 및 인위적으로 갱년기를 유도한 흰쥐의 골 형성에 미치는 영향

천지현 , 김수진 , 김미향 한국식품영양과학회지 2017.12 학술저널

2015

항산화 활성 및 골 형성에 미치는 레몬머틀 추출물의 효과

천지현 식품영양 2015.01 학위논문

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경제적 풍요로움으로 인해 삶의 질이 향상되었으나, 연령대별 질병 발병률이 증가하는 추세이다. 평균수명의 증가로 폐경기 여성의 수명 또한 연장되었으며, 이로 인한 에스트로겐 분비감소로 골 소실 및 골다공증 등의 질환 발생률이 증가하고 있다. 골 괴사, 골다공증 치료에 있어 화학적 제제가 아닌 예방 목적의 천연물에 대한 관심이 증가하고 있다. 그리하여 레몬머틀 추출물을 이용하여 골 형성에 미치는 영향에 대하여 검토하였다.
항산화 활성 검증에 있어 DPPH radical 소거능 및 SOD 유사활성능을 검토한 결과, 에탄올 추출물의 활성이 높게 나타났으며, 총 폴리페놀 함량은 에탄올 추출물이 246.73 μg/mg, 열수 추출물이 207.7 μg/mg을 함유하였다. 세포 실험에서는 레몬머틀 열수 추출물이 조골세포 증식을 유도하였으며, ALP 활성 및 골 석회화능에서 농도 0.1, 1 μg/mL에서 대조군 대비 조골세포 분화를 촉진하였다. 에탄올 추출물 농도 0.1, 1 μg/mL에서 조골세포 분화 관련인자인 ALP, BMP2, RUNX2, osteric, collagen Ⅰ 단백질 발현이 대조군 대비 증가하였다. 파골세포의 경우, 열수 추출물이 에탄올 추출물 보다 증식 억제 활성이 높았으며, TRAP 활성측정 결과 열수 추출물 농도 1 μg/mL에서 89.89%로 파골세포 분화를 저해하는 경향을 나타내었다. 파골세포 분화 관련 단백질인 TRAP의 경우 대조군 대비 발현이 감소하는 결과를 나타내었다.
난소절제로 갱년기를 유도한 실험동물에서, 총 콜레스테롤 함량, 중성지방과 LDL콜레스테롤 함량의 경우 난소절제로 인해 대조군보다 증가하였으나, 레몬머틀 에탄올 추출물 투여로 인하여 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었다. 한편, 혈청 골 대사 지표인 혈중 ALP 농도는 레몬머틀 에탄올 추출물 투여에 의해 대조군 대비 유의적으로 감소하였다. 뼈, 연골의 경우 난소절제로 인해 콜라겐 함량이 감소하였으나, 레몬머틀 에탄올 추출물 투여에 의해 유의적으로 증가하였다.
이상으로 레몬머틀 추출물은 골의 형성을 촉진하며, 골 흡수 관련 지표 물질 감소에 영향을 주는 것으로 나타났다. 더 나아가 체내 골 대사 관련 지표 물질 및 관련 기전 연구가 진행된다면 골다공증 예방 관련 식품소재 및 기능성식품 개발에 긍정적인 영향을 미칠 것이라 사료된다.

Osteoporosis is systemic disease characterized by decreased bone mass and increased bone fragility. This disease has a high occurrence frequency in older people, especially in the female after menopause. Menopausal women caused bone loss due to decreased estrogens.
Current treatments of osteoporosis are usually used chemical drug inhibited bone resorption and hormonal substitution therapy. However, this therapy was increased the side effects such as breast cancer, and fractures.
Backhousia citriodora (BC) is a kind of shrubs that growing thickly and inhabiting mainly at street Queensland, Australia. BC has lot of phenolic compounds, especially flavonoids, phenolic acids and tannins. BC has been reported as having the biological activities including antimicrobial effect. However, its effect on osteoporosis has not been reported. Therefore, we have examined the effects of BC extracts of osteoblast and osteoclast differentiation function.

The antioxidant activity of the BC was performed by the method of DPPH radical scavenging activity and SOD-like activity. The ethanol extract of BC showed high DPPH radical scavenging activity at a concentration of 50 μg/mL. Also, BC ethanol extract showed high SOD-like activity than the hot water extract. Total polyphenol content of ethanol extract (246.73 μg/mg) was higher than BC hot water extract. These results showed that BC ethanol extract has good antioxidant effects.
The effects of BC extracts of proliferation and differentation in MC3T3-E1 were investigated. BC ethanol extracts (1?50 μg/mL) increased cell proliferation in a dose dependent manner. The ALP activities treated with BC ethanol extract was increased at the concentration of 1 μg/mL. The mineralization showed higher activity of 123.71% when BC ethanol extract treated with 0.1 μg/mL. The effect of BC ethanol extract on the expression of specific matrix proteins of bone, was investigated using the method of Western blot analysis. The BC ethanol extract promoted protein expression of ALP, BMP2, RUNX2, osteric and type Ⅰcollagen compared with control, respectively. OPG expression in osteoblast increased at concentration of 1, 50 μg/mL. The expression of OPG is meant to suppress the differentiation and activation of osteoclasts. This result showed the proliferation and osteoblastic differentiation of MC3T3-E1 cells were accelerated by adding BC ethanol extracts.

The effect of BC extracts on inhibition of proliferation and differentiation of RAW 264.7 cell were examined. When BC hot water extracts were treated, the proliferation of RAW 264.7 cell decreased than BC ethanol extract. In addition, BC water extract significantly reduced TRAP activity at concentration of 0.1 and 1 μg/mL. The BC hot water extract on the bone-resorption matrix protein expression was examined using the method of western blotting analysis. BC hot water extracts treatment reduced the expressions of TRAP on osteoclastic cells.

We investigated the effect of BC ethanol extracts on the change of bone metabolism and lipids in ovariectomized rats. The result showed that the final weight and weight gain decreased in the OVX-BCE group compared to the OVX-CON group. Also, the levels of serum GOT and GPT significantly were lower in the OVX-BCE groups than in the OVX-CON group. In addition, the total-cholesterol, triglyceride and LDL-cholesterol levels were lower in the OVX-BCE group than in the OVX-CON group, while the HDL-cholesterol level was high in the OVX-BCE group. Also, the level of serum ALP was reduced with the administration of BC ethanol extract. These suggest that complement BC is protective after ovariectomized osteopenic in specific way.

The results of these study indicate that Backhousia citriodora extracts promoted bone formation in osteoblastic cells and inhibited osteoclastic differentiation. Therefore, BC may be useful for the prevention and treatment of osteoporosis.

#식품영양학과 #항산화 #레몬머틀 #레몬머틀 추출물 #골

제1장 서 론 1
제2장 연구 내용 및 방법 5
제1절 실험재료 5
1. 재료 5
2. 시약 및 실험기기 5
1) 시약 5
2) 실험기기 6
제2절 실험방법 7
1. 레몬머틀 시료 제조 7
2. 레몬머틀 추출물의 항산화 활성 측정 8
1) 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical 소거능 측정 8
2) Superoxide dismutase (SOD) 유사활성 측정 9
3) 총 폴리페놀 함량 측정 9
3. 레몬머틀 추출물의 조골세포 활성 검색 10
1) 세포배양 및 분화 10
2) 세포증식 유도 검색 10
3) Alizarin-Red 염색법에 의한 골석회화 형성도 측정 11
4) Alkaline phosphatease (ALP) 활성 검색 11
5) Western blot 분석 12
4. 레몬머틀 추출물의 파골세포 활성 검색 13
1) 세포배양 및 분화 13
2) 세포증식 유도 검색 13
3) TRAP 활성 측정 14
4) Western blot 분석 14
5. 동물실험 15
1) 실험동물 사육 및 관리 15
2) 난소절제 시술을 이용한 폐경 및 골다공증 유도모델 제작 17
3) 혈액 채취 및 장기적출 17
4) 혈청의 지질 및 효소 활성 분석 18
5) 항 혈전 활성 측정 19
6) 골형성 지표 측정 20
7) 결합조직 중의 collagen 함량 측정 21
6. 통계 처리 23
제3장 연구 결과 및 고찰 24
제1절 레몬머틀 추출물의 수득율 24
1. 수득율 24
제2절 레몬머틀 추출물의 항산화 활성 25
1. 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical 소거능 25
2. Superoxide dismutase (SOD) 유사활성능 27
3. 총 폴리페놀 함량 29
제3절 레몬머틀 추출물이 조골세포의 활성에 미치는 영향 31
1. 조골세포의 증식 유도 효과 31
2. 레몬머틀 추출물의 ALP 활성 효과 34
3. 레몬머틀 추출물이 골석회화에 미치는 영향 36
4. Western blotting을 이용한 단백질 발현 결과 39
1) 조골세포 분화 단백질의 발현 39
2) 조골세포에 의해 조절되는 파골분화 단백질의 발현 41
제4절 레몬머틀 추출물이 파골세포의 활성에 미치는 영향 43
1. 파골세포의 성장억제 효과 43
2. 파골세포의 TRAP 활성에 미치는 영향 45
3. Western blotting을 이용한 단백질 발현 결과 47
제5절 레몬머틀 추출물이 갱년기 장애를 유발한 흰 쥐의 골대사 및 지질 변화에 미치는 영향 49
1. 실험동물의 체중 증가량, 식이효율 및 장기중량 49
1) 실험동물의 체중 증가량 및 식이효율 49
2) 실험동물의 장기무게 52
2. 레몬머틀 추출물이 혈청 GPT 및 GOT 활성에 미치는 영향 54
3. 레몬머틀 추출물의 항 혈전 활성 56
1) 혈청의 지질 조성에 미치는 영향 56
2) 혈소판 응집에 미치는 영향 59
4. 레몬머틀 추출물이 골대사 지표물질에 미치는 영향 62
1) 혈청 중의 ALP 활성 62
5. 레몬머틀 추출물이 골 조직의 collagen 합성에 미치는 영향 64
제4장 결 론 66
참고문헌 69
Abstract 80
감사의 글 83

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