Isolation, identification and quantitative analysis of the BACE1 active compounds from the flowers of Cirsium maackii

Abstract

알츠하이머 질환은 만성 진행성 퇴행성 질환이며 주요 건강 문제 중 하나로 대두되고 있다. 여러 연구들이 식물의 꽃 부위가 신경 퇴행을 예방하기 위해 사용될 수 있을 것이라고 제안하였다. 이전의 연구에서 Cirsium의 꽃 추출물이 전인지적 효과를 가지고 있다고 보고되었다. 이러한 근거들에 의거하여, 우리는 엉겅퀴 꽃의 항알츠하이머 질환 효과를 측정하고 꽃의 항알츠하이머 질환 효과가 어떤 성분에 의한 것인지 찾기 위해서 구성 성분들에 대한 정성 및 정량 분석을 실시하고자 하였다. BACE1 억제 활성 측정 결과, 꽃의 메탄올 추출물은 농도 의존적으로 효소를 억제하였으며 76.47 ± 1.66 µg/ml의 반수저해농도 (IC50)를 가지는 것으로 나타났다. 다음으로, 메탄올 추출물의 극성에 따른 용매별 분획물들에 대한 BACE1 억제 활성을 측정하였다. 그 결과, 에틸아세테이트, 디클로로메탄 그리고 부탄올 분획물 순으로 높은 억제 활성을 보였으며 각각 22.98 ± 1.45, 8.65 ± 0.63 그리고 72.47 ± 3.04 µg/ml 의 IC50를 보였다. 양성 대조군으로는 4.51 ± 3.63 µg/ml의 IC50를 가지는 퀘르세틴을 사용하였다. 오픈 컬럼 크로마토그래피를 통해서 디클로로메탄 분획물로부터 β-amyrenone, lupeol acetate, lupeol, β-sitosterol 그리고 β-sitosterol glucoside를 분리하였고, 에틸아세테이트 분획물로부터 apigenin, luteolin, apigenin 7-O-β-D-glucuronide methyl ester, tracheloside 그리고 luteolin 5-O-β-D-glucoside를 분리하였다. 또한, apigenin 5-O-β-D-glucoside 그리고 apigenin 7-O-β-D-glucuronide를 부탄올 분획물로부터 분리하였고 luteolin 7-O-β-D-glucuronide를 물 분획물로부터 분리하였다. 특히, 디클로로메탄 분획물의 lupeol과 lupeol acetate은 다른 성분들과 비교해서 상당히 많이 분리되었다. 게다가, 고속 액체 크로마토그래피 (HPLC)를 이용하여 350nm의 파장에서의 꽃 성분의 정량 및 정성분석을 실시하였다. 그 결과, apigenin, luteolin 그리고 apigenin 7-O-β-D-glucuronide가 메탄올 추출물, 에틸아세테이트 분획물 그리고 부탄올 분획물의 주요 성분인 것으로 나타났다. 특히, 에틸아세테이트 분획물에 apigenin과 luteolin이 각각 162.27 mg/g 그리고 97.17 mg/g으로 상당히 많이 함유되어 있음을 확인하였고, 부탄올 분획물에는 apigenin 7-O-β-D-glucuronide가 106.38 mg/g으로 많이 함유되어 있는 것을 HPLC를 통해 확인하였다. 이전의 연구에서 lupeol과 luteolin이 BACE1 저해제로써 보고된 바 있으므로, 엉겅퀴 꽃의 항알츠하이머 질환 효과는 이러한 주요 화합물들의 존재에 의한 것으로 사료된다. 따라서, 이번 연구를 통에서 엉겅퀴 꽃의 알츠하이머 질환에 대한 역할이 주요 triterpenoid와 flavonoid에 의한 것을 확인하였다.