Purpurin의 항염즘 및 항비만 효과

Abstract

본 연구에서는 항산화 능력을 가진 물질이 체내에서 뛰어난 생리활성 효과를 가진다는 점에서 착안하여, 흔히 알려진 항산화 물질인 anthraquinone류 폴리페놀에 대해 항산화 능력을 분석하고, 뛰어난 항산화 능력을 가진 purpurin을 선정하였다. 기존 연구에서 purpurin이 뛰어난 항산화 효과를 가질 뿐만 아니라, 미토콘드리아에서 ATP를 생산하는 ATP synthase의 활성을 저해한다는 효과를 가진다는 이러한 효과에 따른 생리활성 효과를 항염증 및 항비만의 측면에서 연구하였다. 먼저, 항산화 능력의 검정은 DPPH 자유라디칼, ABTS, H2O2의 제거 활성과 철 이온을 이용한 환원력 검증 및 금속 이온 제거활성을 비교하였다. anthraquinone, anthrarufin, chrysazin, purpurin을 항산화제인 BHA를 대조군으로 하여 항산화 검정을 한 결과, purpurin이 가장 뛰어난 항산화 능력을 가짐을 확인하였다. Purpurin의 항염증 효과를 검증하기 위해, 마우스 대식세포주인 RAW264.7 세포주에 대한 실험 결과, purpurin의 처리는 LPS에 의해 유도되는 Nitric Oxide (NO)의 분비를 감소시킬 뿐 아니라, LPS 감작 및 ATP 처리를 통한 NLRP3 인플라마좀의 활성화에 핵심 분자인 활성산소도 제거하였다. 그 결과 NLRP3 인플라마좀의 핵심 단백질인 NLRP3의 발현이 감소되었으며, 인플라마좀 활성화 결과로 분비되는 염증성 사이토카인인 IL-1β의 분비량도 감소하였다. 따라서 purpurin이 RAW264.7 세포주에서 일어나는 NLRP3 인플라마좀에 의한 염증반응을 억제할 수 있음을 확인하였다. Purpurin이 성공적으로 세포 내 활성산소를 제어할 수 있음을 확인한 뒤, 이와 유사하게 활성산소가 중요한 분자로 작용하는 지방세포에 대한 실험을 진행하였다. 3T3-L1에서 분화유도배지 (MDI)와 함께 purpurin을 처리할 경우 분화를 위해 증가했던 활성산소가 감소하는 것으로 나타났다. 또한 purpurin의 처리는 미토콘드리아의 ATP synthase 활성을 감소시켜 미토콘드리아 막전위를 감소시키고 세포 내 ATP의 합성을 저해하였다. 그 결과, 세포 내 AMP 대비 ATP량 감소에 의해 AMPK 단백질을 활성화시켰다. 활성산소의 감소와 AMPK 단백질의 활성화는 분화 관련 단백질인 PPARγ, C/EBPα의 발현량을 감소시켰으며, 이에 따라 세포 내 중성지방 축적을 감소시켰다. 결과적으로 purpurin이 지방세포의 분화를 효과적으로 억제시킬 수 있음을 확인하였다. Purpurin이 지방세포의 분화를 효과적으로 억제할 수 있음에 따라, 실제 in vivo 에서도 동일한 효과가 나타나는지를 확인하기 위해 60% 칼로리 고지방식이를 이용한 비만 마우스 모델을 제작하였다. 10 주간 purpurin이 첨가된 고지방식이를 섭취한 마우스는 체중이 감소하였으며, 비만의 증거인 혈중 포도당, 중성지방, 총 콜레스테롤 수치가 정상과 유사한 수준으로 감소하였다. 또한 간에 축적되는 중성지방 및 총 콜레스테롤을 감소시켰으며, 지방세포의 크기를 줄이고, 축적되는 중성지방의 양을 감소시켰다. 결과적으로, purpurin이 가지는 지방세포 분화 억제 능력은 in vivo 에서도 동일하게 유지되는 것으로 확인되었다. 이러한 결과를 종합하여 볼 때, purpurin은 항산화 능력과 AMPK 단백질 활성화 능력을 통해 세포 수준의 염증 반응 및 지방세포 분화를 억제하며, 생체 수준에서의 비만 역시 억제할 수 있음을 확인하였다.