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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김미향
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 신라대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수7
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최근 평균 수명의 증가와 경제적 발전으로 개인의 건강에 대한 관심은 더욱 증가하고 있으며, 그 중 골격의 화학적 조성에는 변화가 없고 단위용적당 질량이 감소되어 척추, 요골 및 대퇴부의 골절이 쉽게 초래되는 질병인 골다공증의 발병률이 증가하고 있다. 특히 여성의 경우 폐경 후 여성호르몬인 에스트로겐의 분비감소로 골밀도가 더욱 감소하게 되어 골다공증의 발생위험이 높아지고 있다. 현재 골다공증에서 사용되고 있는 약물인 골 흡수 억제제와 골 형성 촉진제 등이 있지만 궤양, 소화장애 및 어지러움 등의 부작용을 가진다. 최근 이러한 부작용을 보완할 수 있는 식품 및 천연물의 활성 성분을 이용한 대체요법이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 홍조류인 불등풀가사리의 추출물을 이용하여 in vitro 및 in vivo에서의 골 형성에 미치는 영향을 검토하였다.
불등풀가사리 추출물의 항산화 활성을 검토한 결과, DPPH radical 소거능과 SOD 활성능은 추출물 1,000 μg/mL 농도에서 가장 높은 활성을 보였으며, 총 폴리페놀 함량은 3.04 mg GAE/g dry wt로 다른 홍조류와 비교하여 높은 활성을 나타내었다.
또한, 불등풀가사리 추출물이 조골세포와 파골세포의 활성에 미치는 영향을 검토한 결과, 조골세포와 파골세포에서 모두 농도 10-250 μg/mL에서 유의적으로 증식률의 증가와 세포 성장 억제를 확인하였다. 조골세포에서의 ALP 활성과 골 석회화능은 농도 50 μg/mL에서 높은 활성을 나타내었으며, 불등풀가사리 추출물의 첨가 농도에 따라 조골세포 분화 조절 인자인 osterix, OPN, Runx2의 단백질 발현도 촉진하는 것으로 나타났다. 파골세포에서의 TRAP 활성은 100 μg/mL 농도의 불등풀가사리 추출물을 처리하였을 때 활성이 78%로 감소하였으며, 불등풀가사리 추출물의 첨가 농도에 따라 파골세포 분화 조절 인자인 NFATc1, TRAP의 단백질 발현도 감소시키는 것으로 나타났다.
앞선 in vitro 실험에서 불등풀가사리 추출물의 높은 활성을 확인하였으며, 불등풀가사리 추출물이 갱년기 장애를 유발한 흰 쥐의 혈중 지질 변화 및 골 대사에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과, 총 콜레스테롤, 중성지방, LDL-콜레스레롤의 경우 불등풀가사리 추출물 투여에 의해 감소하는 결과가 나타났으나, 이에 반해 HDL-콜레스레롤의 경우 추출물 투여로 증가하는 경향을 보였다. 골 관련 혈청 parameter 분석 결과, 골 형성 지표인 ALP 및 OCN과 골 흡수 지표인 TRAP 및 RANKL은 estradiol과 불등풀가사리 추출물 20과 200 mg/kg의 투여로 활성이 감소하였으며, calcium (Ca)과 potassium (K)은 모든 군에서 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 난소 절제를 통해 골 손실을 유도시켜 대퇴골 부분을 사용하여 실험을 진행하여 3D micro CT 분석과 연골 조직 염색을 실시한 결과, 불등풀가사리 추출물의 투여는 OVX-CON 군과 비교해 유의적으로 골 손실을 감소시켰다.
이상과 같이 불등풀가사리 추출물은 혈중 지질 개선 및 골 형성 및 분화에 긍정적인 영향을 미치며, 이를 활용한 식품 소재 및 기능성 식품 개발에 접목시켜 질병 예방 및 증상 완화에 있어 우수한 기능성 식품 소재로서 개발이 가능할 것으로 사료된다.
불등풀가사리 추출물의 항산화 활성을 검토한 결과, DPPH radical 소거능과 SOD 활성능은 추출물 1,000 μg/mL 농도에서 가장 높은 활성을 보였으며, 총 폴리페놀 함량은 3.04 mg GAE/g dry wt로 다른 홍조류와 비교하여 높은 활성을 나타내었다.
또한, 불등풀가사리 추출물이 조골세포와 파골세포의 활성에 미치는 영향을 검토한 결과, 조골세포와 파골세포에서 모두 농도 10-250 μg/mL에서 유의적으로 증식률의 증가와 세포 성장 억제를 확인하였다. 조골세포에서의 ALP 활성과 골 석회화능은 농도 50 μg/mL에서 높은 활성을 나타내었으며, 불등풀가사리 추출물의 첨가 농도에 따라 조골세포 분화 조절 인자인 osterix, OPN, Runx2의 단백질 발현도 촉진하는 것으로 나타났다. 파골세포에서의 TRAP 활성은 100 μg/mL 농도의 불등풀가사리 추출물을 처리하였을 때 활성이 78%로 감소하였으며, 불등풀가사리 추출물의 첨가 농도에 따라 파골세포 분화 조절 인자인 NFATc1, TRAP의 단백질 발현도 감소시키는 것으로 나타났다.
앞선 in vitro 실험에서 불등풀가사리 추출물의 높은 활성을 확인하였으며, 불등풀가사리 추출물이 갱년기 장애를 유발한 흰 쥐의 혈중 지질 변화 및 골 대사에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과, 총 콜레스테롤, 중성지방, LDL-콜레스레롤의 경우 불등풀가사리 추출물 투여에 의해 감소하는 결과가 나타났으나, 이에 반해 HDL-콜레스레롤의 경우 추출물 투여로 증가하는 경향을 보였다. 골 관련 혈청 parameter 분석 결과, 골 형성 지표인 ALP 및 OCN과 골 흡수 지표인 TRAP 및 RANKL은 estradiol과 불등풀가사리 추출물 20과 200 mg/kg의 투여로 활성이 감소하였으며, calcium (Ca)과 potassium (K)은 모든 군에서 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 난소 절제를 통해 골 손실을 유도시켜 대퇴골 부분을 사용하여 실험을 진행하여 3D micro CT 분석과 연골 조직 염색을 실시한 결과, 불등풀가사리 추출물의 투여는 OVX-CON 군과 비교해 유의적으로 골 손실을 감소시켰다.
이상과 같이 불등풀가사리 추출물은 혈중 지질 개선 및 골 형성 및 분화에 긍정적인 영향을 미치며, 이를 활용한 식품 소재 및 기능성 식품 개발에 접목시켜 질병 예방 및 증상 완화에 있어 우수한 기능성 식품 소재로서 개발이 가능할 것으로 사료된다.
목차
제1장 서 론 1제2장 실험재료 및 방법 6제1절 실험재료 6제2절 실험방법 61. 불등풀가사리 추출물의 항산화 활성 검토 61) 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical 소거능 측정 62) Superoxide dismutase (SOD) 활성 측정 73) Total polyphenol content 측정 72. 불등풀가사리 추출물의 조골세포 활성 검토 81) MC3T3-E1 조골세포의 배양 및 분화 82) 세포증식 유도 측정 83) Alkaline phosphatase (ALP) 활성 측정 94) Alizarin-Red 염색법에 의한 골 석회화 형성도 측정 95) Western blot 분석 103. 불등풀가사리 추출물의 파골세포 활성 측정 111) RAW 264.7 파골세포의 배양 및 분화 112) 세포증식 유도 측정 113) Tartarate resistant acid phosphatase (TRAP) 활성 측정 114) Western blot 분석 124. 동물 실험 131) 실험동물 사육 및 관리 132) 혈액 채취 및 장기 적출 153) 혈청 중의 지질 분석 154) 혈청 중의 GOT 및 GPT 분석 155) 골 관련 혈청 parameter 측정 166) Micro CT 측정 167) 연골의 조직학적 검사 165. 통계 처리 17제3장 실험결과 및 고찰 18제1절 불등풀가사리 추출물의 수득율 18제2절 불등풀가사리 추출물의 항산화 활성 191. 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical 소거능 192. Superoxide dismutase (SOD) 활성 213. Total polyphenol content 23제3절 In vitro 실험을 통한 세포 내 골 형성에 미치는 영향 251. 불등풀가사리 추출물의 조골세포 활성 251) MC3T3-E1 조골세포의 증식 유도 252) Alkaline phosphatease (ALP) 활성 273) Alizarin-Red 염색법에 의한 골 석회화 형성도 294) Western blot 분석을 통한 골 형성 관련 단백질의 발현 312. 불등풀가사리 추출물의 파골세포 활성 341) RAW 264.7 파골세포의 성장 억제 효과 342) TRAP 활성 363) Western blot 분석을 통한 골 분해 관련 단백질의 발현 38제4절 In vivo 실험을 통한 갱년기가 유도된 흰 쥐의 지질 함량과 골 형성에 미치는 영향 401. 불등풀가사리 추출물이 체중 및 식이효율에 미치는 영향 412. 불등풀가사리 추출물이 자궁 무게에 미치는 영향 443. 불등풀가사리 추출물이 혈청 GOT 및 GPT 활성에 미치는 영향 474. 불등풀가사리 추출물이 혈청 중 지질 조성 변화에 미치는 영향 495. 불등풀가사리 추출물이 골 관련 혈청 parameter 변화에 미치는 영향 526. 불등풀가사리 추출물이 골밀도에 미치는 영향 557. 불등풀가사리 추출물이 연골 조직 변화에 미치는 영향 59제4장 결 론 61참고문헌 64Abstract 75
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