감마선 조사에 의한 알긴산과 카라기난의 물리적 특성과 항알레르기 활성 변화

Abstract

3-100 kGy의 감마선을 alginate와 λ-carrageenan수용액에 조사하여 감마선이 이들의 물리적 특성과 allergy 억제능에 미치는 영향을 알아보았다. 1. 감마선 조사가 alginate와 λ-carrageenan의 물리적 특성에 미치는 영향 1-1. 분자량이 각각 약 1,600 kDa과 1,300 kDa에서 선량에 비례하여 급격히 감소하여 20 kGy 조사구에서 두 시료 모두 4.5 kDa까지 감소하였다. 1-2. 점도는 각각 29.4 cP와 23.1 cP였으나 20 kGy 조사구에 서 각각 1.23 cP와 1.01 cP로 감소하여 분자량변화와 유사 한 경향을 보였다. 1-3. 명도는 감마선 조사선량이 증가할 수록다소 증가하거나 유사하였고, 적색도는 감소하였다. 황색도는 두 시료 모두 100 kGy 조사구에서 급격히 증가 하였다. 2. 감마선 조사가 alginate의 anti-allergy활성에 미치는 영향 2-1. In vitro test 결과, 비장세포 배양액의 IL-4와 IgE분비량을 유의적으로 감소 시켰으며, 20 kGy 조사구의 경우 IL-4 분비량이 100 μg/mL와 10 μg/mL에서 각각 약 45%와 55% 억제되었다. 2-2. 혈청 OVA-specific IgE와 IgG1분비량이 유의적으로 감소하였으며, IgG2a분비량은 유의적 차이를 보이지 않았다. 2-3. 비장세포 배양액의 IL-4분비량이 1 mg/kg.b.w 농도에서는 Con A 무첨가구가, 0.1mg/kg.bw 농도에서는 Con A 무첨 가구와 첨가구 모두 유의적으로 낮은 값을 보였다. IL-2 분 비량은 1과 0.1 mg/kg.b.w 농도에서 20 kGy 감마선 조사 군이 각각 약 49%와 36% 높게 나타났다. 2-4. 비장세포 배양액의 total IgE분비량이 0.1 mg/kg.b.w 농도에서 유의적으로 낮게 나타났다. OVA-specific IgE 분비량 은 0.1과 1 mg/kg.b.w 농도에서 유의적으로 감소하였다. 3. 감마선 조사가 λ-carrageenan의 anti-allergy활성에 미치는 영향 3-1. In vitro test 결과, 100 μg/mL 농도에서 IL-4분비량이 유의적으로 감소되었다. Total IgE 분비량은 10과 100 μg/mL 농도에서 5-100 kGy 감마선 조사군이 유의적인 감소효과를 나타내었다. 3-2. 혈청 OVA-specific IgE분비량이 1 mg/ kg.b.w 농도에서 유의적으로 감소하였다. 특히, 20 kGy 감마선 조사군은 60%의 감소 효과를 보였다. 3-3. IL-4분비량이 0.01과 1 mg/kg.b.w 농도에서 ConA 무첨가와 첨가구 모두 감소하였다. IL-2분비량은 7과 20 kGy 감마 선 조사군에서 다소 증가 하였다. 3-4. Total IgE와 OVA-specific IgE분비량이 1 mg/kg.b.w 농도에서 유의적으로 감소하였다.

This study was carried out to determine the effect of γ-irradiation on the physical properties and anti-allergic activity of alginate and λ-carrageenan. We irradiated the alginate and λ-carrageenan aqueous solutions with Co60 γ-rays in a dosage range of 3 to 100 kGy. Molecular weight, viscosity and color were measured to investigate the physical properties. The results show that the molecular weights and viscosities of the alginate and λ-carrageenan solutions were decreased as the γ-irradiation dosage increased up to 20 kGy. The 100 kGy irradiated alginate and λ-carrageenan solutions' colors were changed to yellow. These results suggest that γ-irradiation from 3 to 20 kGy is a very effective method for producing low-molecular alginate and λ-carrageenan. To examine the inhibitory effect of the γ-irradiated alginate and λ-carrageenan on IL-4 cytokine and IgE production, spleens were obtained from OVA-immunized Balb/c mouse. The splenocyte were re-stimulated in vitro with the same antigen in the presence of the γ-irradiated alginate and λ-carrageenan. The mice were immunized intraperitoneally with OVA, and then the γ-irradiated alginate and λ-carrageenan solutions were injected into the mouse peritoneal cavity for an in vivo test. We then measured the levels of OVA-specific IgE, IgG1 and IgG2a in the mouse serum and IL-4, IL-2 and IFN-γ cytokine in the supernatant of the cultured splenocyte by ELISA. The IL-4 cytokine and IgE levels were significantly decreased in the γ-irradiated alginate and λ-carrageenan group compared with the control group in vitro. The Balb/c mice that were intraperitoneally administered γ-irradiated alginate and λ-carrageenan exhibited a lower OVA-specific IgE level in serum than the control mice. Futhermore, the γ-irradiated alginate and λ-carrageenan solutions suppressed total and OVA-specific IgE secretion in the splenocyte, respectively. An increased IL-2 level was observed in the intraperitoneally administerd γ-irradiated alginate mice, while the IL-4 level decreased. The γ-irradiated λ-carrageenan induced IL-2 and IFN-γ secretion, while it suppressed IL-4 secretion within the mouse splenocyte. The present study indicate that γ-irradiated alginate and λ-carrageenan can suppress allergen-specific IgE-mediated reactivity in a mouse model of food allergy.