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In silico and In vitro Analysis of Anti-Inflammatory Activity of Ginsenosides Rh2, Ck, Rh1 and F1 in LPS-Stimulated RAW264.7 Cells 원문보기

  • 저자

    안성은

  • 학위수여기관

    Kyung Hee University

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    한방재료가공학과

  • 지도교수

  • 발행년도

    2014

  • 총페이지

  • 키워드

  • 언어

    eng

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T13536638&outLink=K  

  • 초록

    천연물 소재는 합성의약품에 비해 부작용이 적으면서도 오랫동안 사용되어 온 임상적 경험을 바탕으로 하여 여러 가지 질병에 대하여 우수한 효능을 가지고 있다. 그 중에서 고려인삼(Panax ginseng Meyer)은 수 천년 동안 약용식물로 알려져 왔으며, 특히 한국, 중국, 그리고 일본에선 명약으로 알려져 왔다. 인삼의 주요성분을 진세노사이드(ginsenoside)라 하며, 당 부분 (glycon)과 비당부분 (aglycon)으로 구성된 배당체(glycoside)로 비당부의 구조에 따라 PPD (protopanaxadiol)계, PPT (protopanaxatriol)계 및 oleanane계의 사포닌으로 분류되는데, 본 연구는 인삼의 진세노사이드의 PPD, PPT 계에서 당이 하나씩만 붙은 진세노사이드 Rh1, F1, Rh2, 그리고 compound K 를 이용하여 In-silico를 통해 ADMET 의 예측과, 화학 구조에 따른 생리활성의 예측 (PASS), 분자 도킹을 이용하여 약리활성을 알아보고, In vitro 에서는 대식세포인 RAW264.7을 사용하여 항 염증효과와 NF-κB를 통한 조절 기전을 밝히기 위해 실시하였다. 진세노사이드 구조를 통하여, 4가지 진세노사이드 모두 약물동태학적 특성에 적합했으며, 도킹에서는 염증의 주요 단백질인 NF-κB를 이용하여, 대조군인 인도메타친 결과를 비교해 본 결과, 4가지 진세노사이드 모두 대조군보다 더 강한 결합력을 가지고 있음을 알 수 있었다. 전구 염증 매개 사이토카인 유전자의 발현에 미치는 영향을 살펴본 결과 진세노사이드가 lipopolysaccharide (LPS)로 자극시켜 증가된 TNF-α, iNOS, COX-2의 mRNA 발현을 모두 억제하는 것을 알 수 있었으며, LPS에 의해 유도되는 RAW 264.7 대식세포에서생산되는 과량의 NO와 PGE2와 같은 염증 매개물을 효과적으로 억제한 것은 각각 iNOS와 COX-2 분자발현을 효과적으로 억제하였기 때문인 것을 알 수 있었다. 4가지 진세노사이드 중, Rh1 과 Compound K 가 항 염증 활성이 우수하여 인체질환을 개선 또는 치료하는데 활용할 수 있는 좋은 소재라 사료된다.


    Ginsenosides, the main active constituents of Panax ginseng Meyer have been reported to exert a potential therapeutic effect for the treatment of different diseases. To determine the efficacy of different ginsenosides of P. ginseng for the treatment of inflammatory disease using macrophages. In this study we examined the effects of two protopanaxadiol (PPD) and two protopanaxatriol (PPT) type ginsenosides including Rh2, Compound K (CK), as well as Rh1 and F1 respectively by in silico docking study followed by in vitro study validation through the investigation of biological activity prediction and ADMET properties on the inhibition of NF-κB. The molecular docking results of our study exhibited that among the PPD and PPT type's ginsenosides CK and Rh1 respectively are non-toxic compound and may show as a drug-like molecule. Also, the molecular binding interaction of CK and Rh1 with the active residues of NF-κB obviously indicate its anti-inflammatory effects. Further, we examined the effects of two protopanaxadiol (PPD) and two protopanaxatriol (PPT) type ginsenosides including Rh2, Compound K (CK), as well as Rh1 and F1 respectively on the release of inflammatory cytokines such as nitric oxide (NO), tumor necrosis factor-α (TNF-α) and Cyclooxygenase-2 (COX-2) in RAW 264.7 cell lines stimulated by lipopolysaccharide (LPS). Among the tested ginsenosides, Rh1 showed significant inhibitory effects on iNOS, prostaglandin E2 (PGE-2) and COX-2 as well as ROS and TNF-α production, suggesting its promise as a therapeutic agent for inflammatory diseases. Moreover, CK, F1 and Rh2 slightly inhibited LPS-induced NO and ROS production in RAW 264.7 cells compared to Rh1. In order to elucidate the mechanism by which these PPD and PPT inhibit TNF-α, NO and PGE-2 induction, their inhibitory as well as down-regulatory effects on transcription factor NF-κB was also examined. Our results imply that the effects of both PPD- and PPT- type ginsenosides on inhibition of LPS-induced NO, TNF-α and COX-2 activation are the result of down-regulation of NF-κB, demonstrating their therapeutic potential in inflammatory diseases.


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