목통 추출물이 monosodium iodoacetate로 유발한 흰쥐의 골관절염에 미치는 효과

Abstract

ABSTRACT Effects of Akebia Quinata on Monosodium Iodoacetate-Induced Osteoarthritis in Rats

Baek, Chong Wouk Advisor : Prof. So keum-young, Ph. D. Dept. of Complementary & Alternative Medicine, Graduate School of Chosun University

Objectives : The aim of this study is to investigate anti-arthritis activity using Akebia Quinata (AQ). Methods : AQ was extracted with distilled water and was evaluated for its total polyphenol and flavonoid contents, scavenging activities through DPPH and ABTS analysis, as well as inhibition activities of reactive oxygen species (ROS), nitric oxide and cytokines production in the LPS-induced RAW 264.7 cells. ROS production in cells were measured using flow cytometry. NO production was measured by ELISA and Cytokines including IL-1β and IL-6 were measured by Luminex. AQ was administered at 200 mg/kg, and 400 mg/kg to SD-Rat, where arthritis was induced by monosodium iodoacetate (MIA) at 60 mg/ml. COX-2, MMP-2, MMP-9, TIMP-1, CTX, COMP, LTB4, CRP, calcitonin, aggrecan and glycosaminoglycan level in serum were measured by ELISA. The cartilage of patella volume was examined and 3-D high-resolution reconstructions of the cartilage of patella were obtained using a Micro-CT system. Also, The histopathological change of knee was observed by masson-trichrome (M&T) staining. Results : AQ showed cell viability of 95% or higher in all concentrations in RAW 264.7 cells, indicating no cytotoxicity. DPPH and ABTS raidcal scavenging activity of AQ was increased in a dose-dependent manner. AQ treatment significantly suppressed LPS-induced osteoarthritis mediators, ROS, NO and cytokine production in RAW 264.7 cells. Production of COX-2, MMP-2, MMP-9, TIMP-1, CTXⅡ, COMP and LTB4 level in serum was decreased, respectively, in comparison with control. The other way, production of calcitonin and glycosaminoglycan level in serum was increased, respectively, in comparison with control. But CRP and aggrecan level in serum wasn't difference appear. The cartilage of patella volume increased significantly. In addition, the NEM group showed a increase in the cartilage volume and proteoglycan. Conclusions : In this results, AQ could be effectively used as a therapeutic drug based on its antioxidant, antiinflammatory and osteoarthritis factors. These results of AQ showed significant anti-arthritis activity. These results may be developed as a raw material for new health food to ease the symptoms mentioned above.

|본 연구는 목통의 증류수 추출물을 가지고 관절염에 대한 예방 및 완화의 효능을 검증하고자 in-vitro 실험을 통해 독성 검사 및 항산화, 항염증 효능을 확인하고 in-vivo 실험을 통한 다양한 관절염 인자들을 혈액 및 방사선, 조직학적 방법을 통해 확인한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. 목통 추출물은 RAW 264.7 세포에서 독성을 나타내지 않아 안전한 것으로 확인되었다.

2. 목통 추출물은 총 폴리페놀 함량이 280.7±1.7 mg/g로 나타났으며, 총 플라보노이드 함량은 101.3±0.5 mg/g으로 나타났다.

3. 목통 추출물은 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능이 농도 의존적으로 증가하였으며, 대조군에 비해 ROS 생성을 10, 100 (㎍/㎖) 농도에서 유의성 있게 감소시켰다.

4. 목통 추출물은 대조군에 비해 NO 및 IL-6 생성을 10, 100 (㎍/㎖) 농도에서 유의성 있게 감소시켰으며, TNF-α 생성은 100 ㎍/㎖ 농도에서 유의성 있게 감소시켰다.

5. 목통 추출물의 200, 400 (㎎/㎏) 경구 투여 그룹은 대조군에 비해 COX-2, MMP-2, MMP-9, TIMP-1, CTXⅡ, COMP, LTB4 생성을 유의성 있게 감소시켰으나, CRP 수치는 차이가 나타나지 않았다.

6. 목통 추출물의 200, 400 (㎎/㎏) 경구 투여 그룹은 대조군에 비해 calcitonin, glycosaminoglycan 생성을 유의성 있게 증가시켰으나, aggrecan 생성은 차이가 나타나지 않았다.

7. 목통 추출물의 200, 400 (㎎/㎏) 경구 투여 그룹은 대조군에 비해 연골량이, 대퇴골 하단 측의 부식이나 파괴가 적게 일어났다.

8. 목통 추출물의 200, 400 (㎎/㎏) 경구 투여 그룹은 대조군에 비해 연골이 더 많이 보존되어 있으며, 연골 주변의 proteoglycan 형성이 많이 되어 있었다.

이상의 결과를 종합해 볼 때, in-vitro 실험을 통해 목통 추출물이 독성 검사를 통해 안전한 것으로 확인되었으며, 골관절염에 대한 다양한 원인 중 항산화 및 항염증 효능이 확인되었다. 이를 바탕으로 진행한 in-vivo 실험을 통해 검증된 골관절염 병리인자에 대한 결과는 목통이 골관절염 질환을 억제하고 완화 하는 효능을 가지고 있음을 뒷받침해주고 있다. 따라서 추후 전임상 결과를 바탕으로 임상 연구와 더불어 심도 있는 연구가 진행된다면 목통이 골관절염에 대한 기능성 식품의 원료로서 활용될 수 있다고 판단된다.