브로콜리로부터 분리한 다당에 의한 대식세포 활성화 및 세포내 신호전달 경로

• Published in: Han'guk Sikp'um Yŏngyang Kwahakhoe chi Vol. 53; no. 9; pp. 937 - 946
• Main Authors: 박주현(Ju-Hyeon Park), 신광순(Kwang-Soon Shin)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국식품영양과학회 01.09.2024
• Subjects: 식품과학; broccoli; macrophages; cytokines; signaling; polysaccharide
• ISSN: 1226-3311; 2288-5978
• DOI: 10.3746/jkfn.2024.53.9.937

본 연구는 브로콜리 유래 효소 처리 조다당 BCE-0의 대식세포 활성 및 신호전달 메커니즘을 규명하여 건강기능식품 소재로써 활용할 수 있는 기초 자료를 제공하고자 수행되었다. 생채의 브로콜리에서 추출된 조다당 BCE-0는 열수 추출, 에탄올 침전, pectinase 처리 과정을 통해 얻어졌으며 수율은 3.13%였다. BCE-0의 주요 구성 성분은 중성당(57.7 %), 산성당(34.9%), 단백질(4.7%), KDO(2.7%)로 확인되었고, 주요 구성당으로는 산성당(GalA, GlcA), Gal, Rha, Ara 등이 포함되었다. 이러한 구성 성분을 통해 BCE-0가 펙틴 계열의 산성 다당 복합체로 추정되었다. BCE-0는 대식세포주 RAW264.7에서 세포 독성이 없었으며, 농도 의존적으로 세포 증식능을 증가시켰다. 또한 NO, IL-6, TNF-α 등의 면역물질의 분비를 농도 의존적으로 증가시켰으며, 특히 NO와 IL-6의 경우 125 μg/mL부터, TNF-α는 7.8 μg/mL부터 분비가 증가하였다. 이를 통해 BCE-0가 대식세포의 증식과 cytokine 및 chemokine의 분비를 자극하는 시료임이 확인되었다. BCE-0는 MAPK 신호 전달 경로(JNK, ERK, p38)와 NF-κB 경로를 통해 대식세포를 활성화하였다. 각 경로의 인산화는 농도 의존적으로 증가하였으며, p65의 인산화와 IκBα의 감소도 확인되었다. 이를 통해 BCE-0가 대식세포의 신호 전달 경로를 활성화하여 면역 관련 단백질 생산을 유도함을 확인할 수 있었다. 각 신호 전달 경로의 specific inhibitor를 사용하여 BCE-0의 cytokine 생산 경로를 확인한 결과, IL-6는 주로 NF-κB 경로를 통해, NO는 p38, JNK, NF-κB 경로를 통해 생산되는 것으로 나타났다. 또한 specific inhibitor를 처리했을 때 관련 신호 전달 단백질의 인산화가 감소함을 확인하였다. 이를 통해 BCE-0의 면역 반응 유도 메커니즘에는 다양한 신호 전달 경로가 관여함을 확인할 수 있었다. 향후 연구에서는 BCE-0의 다양한 면역 조절 효과를 심도 있게 조사하고 in vivo 실험을 통해 확인함으로써 브로콜리 유래 다당을 이용한 건강 기능성 식품 소재로의 활용을 진행하고자 한다. This study examined the macrophage-stimulating effects and signaling mechanisms of immune-active polysaccharide (BCE-0) prepared from broccoli. BCE-0 is a typical pectic polysaccharide composed of neutral sugars (57.7%), such as galactose (19.2%), rhamnose (14.4%), arabinose (12.2%), and uronic acid (34.9%). BCE-0 enhanced cell proliferation and increased the secretion of cytokines and chemokines, including interleukin (IL)-6, tumor necrosis factor-α, and nitric oxide (NO), in a dose-dependent manner. BCE-0 induced the phosphorylation of mitogen activated protein kinase (MAPK)- and NF-κB-related proteins, such as p38. JNK, ERK, IκBα, p65, and c-Jun. In specific inhibitor experiments, the effects of BCE-0 on IL-6 secretion were mostly promoted by NF-κB. Furthermore, different inhibitors showed that NO secretion was mostly induced via p38, JNK, and NF-κB. These findings suggest that BCE-0 exerts potent macrophage-activating effects and activates the MAPK and NF-κB pathways in macrophages, leading to the secretion of IL-6 and NO. KCI Citation Count: 0