Antioxidant and anti-inflammatory activities of Hizikia fusiformis

Abstract

다양한 프리 라디컬들에 의해 생성되는 산화적 스트레스는 염증질환 및 노화, 암, 당뇨등의 다양한 질병들을 일으키는 주요원인으로 작용한다. 체내의 항산화 방어시스템의 불균형으로 인해 Reactive oxygen species (ROS), reactive nitrogen species (RNS), superoxide (•O2), hydrogen peroxide (H2O2) 와 같은 프리 라디컬들이 과다하게 생성되면 면역체계는 무너지게 되고 이에 따라 각종 염증 사이토카인과 염증 관련 효소 및 유전자들이 발현되며 결국 염증 질환 및 염증 관련 질병들을 일으키게 된다. 또한 증가된 프리 라디컬은 nitrite oxide (NO)와 연쇄반응을 일으켜 peroxynitrite (ONOO-) 와 nitro tyrosine 같은 반응생성물을 생성한다. 특히 ONOO-는 반응성이 높아 세포독성뿐 아니라 세포막의 지질과산화를 일으며 세포죽음과 조직손상을 야기시키게 된다. 따라서 질병들의 근원이되는 산화적 스트레스를 감소시키고 예방하는 것은 중요한 의미를 가질 것이다. 톳은 한국, 일본 그리고 중국 등지의 해안에서 풍부하게 서식하고 있는 식용 갈조류이다. 아시아 지역에서 건강기능 식품으로서 널리 이용되고 있으며 다양한 건강적 이점들 때문에 그 활성들에 대한 집중적 연구가 진행되어 오고있다. 이번 연구에서는 톳의 메탄올 추출물과 그 분획물을 이용하여 총 페놀함량 측정, peroxynitrite (ONOO-), 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH), 2,2'-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS) 라디컬, 그리고 ONOO-를 매개로 하여 생성되는 tyrosine nitration의 소거 및 억제에 대한 효과를 in vitro assay를 통하여 항산화 활성을 평가하였다. 뿐만 아니라 마우스의 대식세포로부터 얻어지는 RAW 264.7 세포주를 사용하여 lipopolysaccharide (LPS) 에 의해 유도되는 NO의 생성, tert-butylhydroperoxide (t-BHP) 로 유도되는 세포내 ROS의 생성, 그리고 LPS의 유도로 발현되는 inducible nitric oxide synthase (iNOS) 와 cyclooxygenase-2 (COX-2) 단백질 발현의 억제효과를 평가함으로서 항염증 활성을 조사하였다. 그 결과, 실험에 사용된 톳의 메탄올 추출물 및 그 분획물들 중에서 ethyl acetate (EtOAc) 분획물이 55.86 GAE, mg/g of fraction으로 가장 높은 페놀함량을 가지고 있었고 ONOO-, DPPH, ABTS 라디컬에 대해 가장 높은 프리 라디컬 소거활성을 보였으며 그들의 IC50 값은 각각 9.54, 216.75, 그리고 55.71 μg/ml 이였다. 게다가 EtOAc 분획물은 3.12, 6.25, 12.5, 그리고 25 μg/ml의 농도범위에서 ONOO-에 의해 생성되는 tyrosine nitration을 효과적으로 억제하였다. 그리고 dichloromethane (CH2Cl2) 분획물 또한 ONOO-에 의해 생성되는 tyrosine nitration을 12.5 에서 100 μg/ml 농도범위 에서억제활성을 보였다. 그리고 RAW 264.7 세포에서 LPS로 유도되는 NO의 생성을 가장 효과적으로 억제하였으며 그의 IC50 값은 4.46 μg/ml로 나타났고 CH2Cl2 분획물의 처리는 LPS에 의해 발현량이 높아지는 iNOS 단백질을 2.5, 5, 그리고 10 μg/ml 농도에서 상당히 억제하였다. t-BHP로 유도되는 세포 내 ROS의 생성 실험의 경우에서는 CH2Cl2와 EtOAc 분획물 모두 세포독성을 띄지 않는 12.5 μg/ml 그리고 12.5 에서 100 μg/ml 처리 농도 사이에서 각각 ROS의 생성을 감소 시켰다. 이번 연구결과를 통해 톳의 CH2Cl2와 EtOAc 분획물이 상당한 항산화 및 항염증 활성을 가짐을 확인하였으며 이들 분획물에서 생리활성물질을 찾아 그 활성을 연구함으로서 앞으로 산화적스트레스와 연관되는 염증적 질환에 대해 효과적인 예방 및 치료제가 될 수 있을 것이라 기대된다.