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Title Page

Abstract

Contents

I. Introduction 12

II. Materials and Methods 15

1. Dendropanax morbifera Extract Preparation 15

2. Phytochemical Analyses of Dendropanax morbifera Extracts 16

2.1. Measurement of Total Phenolic Compound (TPC) Content 16

2.2. Measurement of Total Flavonoid Compound (TFC) Content 16

3. Estimation of Anti-oxidant Capacities 17

3.1. DPPH Free Radical Scavenging Assay 17

3.2. ABTS Cationic Radical Scavenging Assay 18

3.3. Hydrogen Peroxide Scavenging Assay 19

4. Cell Culture 20

5. Determination of Cell Viability 20

6. Determination of Inhibitory Effect on the Inflammatory response of Dendropanax morbifera extracts 21

6.1. Measurement of Nitric Oxide Secretion 21

6.2. Measurement of IL-6 and TNF-α Secretion 21

7. Determination of Inhibitory Effects on Oxidative Stress of Dendropanax morbifera extracts 22

7.1. Detection of Intracellular ROS 22

7.2. Detection of Catalase activity 22

7.3. Detection of Mitochondrial Membrane Potential (MMP) 23

8. Western Blot Analysis 24

9. Statistical Analysis 25

III. Results 27

1. The Yield of Extract and fractions from Dendropanax morbifera 27

2. Phytochemical Analyses of Dendropanax morbifera Extracts 27

2.1. Total Phenolic Compound Content 27

2.2. Total Flavonoid Compound Content 28

3. Anti-oxidative Capacities of Dendropanax morbifera Extracts 31

3.1. DPPH Free Radical Scavenging Activity 31

3.2. ABTS Cationic Radical Scavenging Activity 31

3.3. Hydrogen Peroxide Scavenging Activity 32

4. Cell Viability 36

5. Inhibitory Effects on inflammatory response by LPS 38

5.1. Inhibitory Effects of Nitric Oxide (NO) secretion 38

5.2. Inhibitory Effects of IL-6 and TNF-α secretion 39

6. Inhibitory Effects on Oxidative Stress Induced by LPS 42

6.1. Inhibitory Effect of Intracellular ROS 42

6.2. Recovery Effect of Mitochondria Membrane Potential 42

6.3. Recovery Effect of Catalase activity 43

7. Inhibition of NF-κB / MAPK Signaling Pathway 47

7.1. Inhibitory Effects of iNOS and COX-2 expression 47

7.2. Inhibitory Effects of NF-κB Translocation 47

7.3. Inhibitory Effects of Phosphorylated IKK and IκB expression 48

7.4. Inhibitory Effects of phosphorylated MAPKs expression 49

IV. Discussion 55

V. References 61

VI. 국문요약 69

List of Tables

Table 1. Total phenolic compound content of five fractions of Dendropanax morbifera extract 29

Table 2. Total Flavonoid compound content of five fractions of Dendropanax morbifera extract 30

Table 3. DPPH radical scavenging activity of five fractions of Dendropanax morbifera extract 33

Table 4. ABTS radical scavenging activity of five fractions of Dendropanax morbifera extract 34

Table 5. Hydrogen peroxide (H₂O₂) scavenging activity of five fractions of Dendropanax morbifera... 35

List of Figures

Figure 1. Schematic diagram of extraction and fractionation from Dendropanax morbifera. 26

Figure 2. Cell viability on RAW 264.7 macrophages treated with... 37

Figure 3. Inhibition of NO production by Dendropanax morbifera... 40

Figure 4. Inhibition of TNF-α and IL-6 secretion by DPLS 3 in LPS-stimulated RAW 264.7 macrophages. 41

Figure 5. Inhibition of intracellular ROS by Dendropanax morbifera extracts in LPS-stimulated RAW... 44

Figure 6. Recovery of mitochondria membrane potential by DPLS 3 in... 45

Figure 7. Recovery of Catalase activity by DPLS 3 in LPS-stimulated... 46

Figure 8. Inhibition of iNOS and COX-2 expression by DPLS 3 on LPS-stimulated RAW 264.7... 50

Figure 9. Inhibition of NF-κB Translocation by DPLS 3 on LPS-stimulated RAW 264.7 macrophages. 51

Figure 10. Inhibition of IKK and IκB expression by DPLS 3 on LPS-stimulated RAW 264.7 macrophages. 52

Figure 11. Inhibition of MAPKs expression by DPLS 3 on LPS-stimulated RAW 264.7 macrophages. 53

Figure 12. Schematic figure of possible mechanisms of DPLS 3 in inhibition of the... 54

초록보기

 본 연구에서는 국내에 자생하는 식물 종인 황칠나무(Dendropanax morbifera)의 염증 및 산화 스트레스의 억제 효과를 연구하였다. 황칠나무의 메탄올 추출물을 극성에 따라 분획하였고, 5가지의 분획은 용매 극성에 따라 DPLS 1, DPLS 2, DPLS 3, DPLS 4 및 DPLS 5로 명명하였다.

황칠나무의 5가지 분획물에 대해 5 가지의 항산화 실험을 수행하였고, DPLS 5가 가장 효과적인 항산화 분획임을 보여 주었다. TPC를 수행한 결과 극성이 높은 분획일수록 높은 polyphenol의 함량을 가졌고, TFC를 수행한 결과 DPLS 1과 DPLS 2가 Flavonoid 함량이 특히 높았다.

마우스의 대식세포주인 RAW264.7에 LPS를 처리하여 염증반응과 산화 스트레스를 유도한 모델을 사용하여, 5가지 분획의 염증 반응 및 산화 스트레스에 대한 억제 효과를 조사하였다. 분획을 LPS와 동시에 처리하는 조건에서 DPLS 3이 산화 질소 (NO) 및 전염증성 사이토카인 분비에 대해 가장 높은 억제 활성을 나타내었고, 추후 실험은 DPLS 3으로 진행하였다. LPS로 염증반응을 유도한 RAW264.7에서 iNOS 및 COX-2의 발현이 매우 효과적으로 감소됨을 확인하였다. 또한, DPLS 3이 5가지 분획 중 세포 내 ROS에 대해 가장 높은 억제 활성을 나타내었고, 산화 스트레스에 대한 세포 내 손상의 회복은 미토콘드리아 막 전위 및 항산화 효소의 활성을 조사함으로써 확인하였다. 결과적으로 DPLS 3의 염증 반응 및 산화 스트레스 억제 효과를 확인하였다.

DPLS 3의 항염증 및 산화 스트레스의 억제 효과에 대한 작용 기전을 확인하기 위해, NF-κB 및 MAPKs 신호 경로를 억제하는 활성을 추가로 분석하였다. 결과는 DPLS 3이 IKK 및 IkB의 인산화를 억제하여 전사인자인 NF-κB가 세포질에서 핵으로 전위하는 것을 억제시켰음을 확인하였다. 또한, p38, JNK 및 ERK 1/2의 인산화 억제를 확인하였고, 이로 인한 전사 인자 AP-1의 전사가 억제 될 수 있음을 기대하였다.

결론적으로 항염증 및 산화 스트레스 효과가 좋은 DPLS 3은 류마티스 관절염과 같은 염증으로 인한 질병을 치료할 수 있는 천연 약물로 개발 될 가능성을 시사하였다.