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참당귀 추출분말의 골관절염 흰쥐의 염증성사이토카인류의 억제활성
Inhibitory effect of Angelica gigas extract powder on induced inflammatory cytokines in rats osteoarthritis
분석과학 / Analytical Science and Technology, (P)1225-0163; (E)2288-8985
2015, v.28 no.4, pp.260-269
https://doi.org/10.5806/AST.2015.28.4.260
(뉴트라젠 천연물의학연구소)
(뉴트라젠 천연물의학연구소)
(충북대학교)
(충북대학교)
(뉴트라젠 천연물의학연구소)
(충북대학교)
(충북대학교)
권진환,
한민석,
이부민,
&
이용문.
(2015). 참당귀 추출분말의 골관절염 흰쥐의 염증성사이토카인류의 억제활성. 분석과학, 28(4), 260-269, https://doi.org/10.5806/AST.2015.28.4.260
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초록
골관절염에 대한 참당귀 추출분말의 치료효과를 검토하고자 흰쥐의 monosodium iodoacetate (MIA)로 유발된 골관절염 부위에서 시료를 채취하여 염증관련 효소 및 염증성 cytokines의 발현에 대하여 참당귀 추출분말의 억제효능을 검토하였다. 고농도의 참당귀 추출분말 (50 μg/mL) 투여에서도 독성이 관찰되지 않았으며, 동일조건하에서 interleukin-1α (IL-1α)로 유발된 nitric oxide (NO)의 생성을 효과적으로 억제하였다. 특히, 관절연골 조직의 inducible nitric oxide synthase (iNOS) 및 cyclooxygenase-2 (COX-2)의 발현을 농도 의존적으로 억제하였다. 따라서 참당귀 추출분말은 항염증 효능을 나타내는 농도에서 독성 없이 사용할 수 있으며, iNOS발현을 억제하여 방출되는 신호전달 물질인 NO의 생성을 억제하였다. 또한 참당귀 추출분말의 처리로 염증유발 부위에서 염증성 cytokines으로 알려진 tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-1β (IL-1β) 및 interleukin-6 (IL-6)의 발현이 억제됨을 확인하였다. 참당귀 추출분말의 항 염증효과는 TNF-α, IL-1β 및 IL-6의 혈중농도를 낮추어 염증부위뿐만 아니라 전체적으로항염증효과를 나타내었다. 본 실험결과, 참당귀 추출분말의 투여는 MIA 또는 IL-1α로 유발되는 골관절염 동물모델에서 염증인자, 관련 효소의 발현 및 관련 신호전달 물질의 생성을 효과적으로 억제하여, 슬관절의 활액 내 glycosaminoglycan (GAG) 및 관절연골의 proteoglycan (PG)의 분해를 방지하여 골관절염의 발생을 억제할 것으로 추정되었다. 한편, 참당귀 추출분말의 주성분인 decursin은 혈중에서 2시간이내에 decursinol로 전환되어 8시간이상 LC-MS/MS로 검출되었다, 따라서 참당귀 추출분말에 의한 염증성 사이토카인 TNF-α, IL-1β 및 IL-6의 억제활성은 항염증활성이 큰 decursinol에 의한 것으로 추정된다.
- keywords
- Angelica gigas, osteoarthritis, inflammatory cytokines, TNF-α, decursin, decursinol
Abstract
The protective effects of extract powder of Angelica gigas on the degeneration of the articular cartilage in rats was investigated with monosodium iodoacetate (MIA)-induced osteoarthritis, The treatment of high concentration (50 μg/mL) of Angelica gigas effectively inhibited nitric oxide (NO) production induced by interleukin-1α (IL-1α) without any cytotoxicity. Specifically, mRNA and protein expression of inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase-2 (COX-2) were dose dependently reduced by extract powder of Angelica gigas. Importantly, mRNA expression in articular cartilage of inflammatory cytokines, tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-1β (IL-1β) and interleukin-6 (IL-6) were clearly reduced. The inflammatory cytokines in blood were also reduced as well. These results suggested that the protective effects on the degeneration of the articular cartilage was derived from the inhibitory effects of mRNA and protein expression of tested inflammatory cytokines which is linked to prevent the degradation of proteoglycan (PG), the main matrix content in articular cartilage. Meanwhile, the 2 hrs incubation of decursin, a major compound of extract powder in rat whole blood rapidely converted decursin into decursinol which shows string anti-inflammatory activity. The coverted decursinol was detected after 8 hrs in whole blood by LC-MS/MS. Conclusively, the inhibitory effects of inflammatory cytokines production in osteoarthritis may be derived from the production of decursinol, which performs against inflammatroy cytokines like TNF-α, IL-1β‚ and IL-6.
- keywords
- Angelica gigas, osteoarthritis, inflammatory cytokines, <TEX>$TNF-\alpha$</TEX>, decursin, decursinol
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