Osteoblastic differentiation effects of a novel peptide from biodiesel by-products of microalgae Nannochloropsis oculata on MG-63 and D1 cells

Abstract

조골세포는 체내 골 형성 역할을 담당하며 골 조직 파괴 및 흡수를 담당하는 파골세포와 함께 골 대사기전의 항상성을 유지하는 주요 골 조직 관련 세포이다. 조골세포와 파골세포 생리작용의 불균형은 골다공증 등과 같은 주요 골 질환을 유발하게 된다. 지금까지 많은 연구들이 골 다공증과 같은 주요 골 질환을 치료하기 위해 골 미네랄 형성 역할을 담당하는 조골세포의 분화 및 활성을 증가시키고자 수행되었다. 본 연구에서는 최근 바이오디젤 원으로써 연구되고 있는 해양 미세조류 중, Nannochloropsis oculata 의 바이오 디젤 생산공정의 부산물을 고부가가치 천연 의약학 소재로 활용하고자 다양한 생리활성을 검토하였으며, 그 결과 미세조류 부산물 효소 가수분해물이 조골세포 분화 및 활성을 증가시키는 것을 확인하였다. 액체 크로마토그래피를 통해 가수분해물들로부터 단일 활성물질, MPDW (분자량 601 Da) 펩타이드를 분리할 수 있었으며 질량분석을 통해 서열을 규명하였다. 이 펩타이드는 조골세포 MG-63 및 조골세포 분화 줄기세포 D1 수준의 실험을 통해 ALP, osteocalcin 및 골 미네랄화를 농도의존적으로 유도하는 것을 확인하였으며, 분자세포 수준의 작용기전 실험을 통해 MAPK 및 Smad pathway 분자들의 인산화를 유도함을 알 수 있었다. 이러한 결과는 해양 미세조류 Nannochloropsis oculata 펩타이드가 골 질환에 유의한 천연 건강기능성 식품 및 의약학 소재로써의 가능성을 제시할 수 있다.