다년생 형질과 관련한 고려인삼의 비교 전사체 연구

황민서 한림대학교 일반대학원 2024 국내석사

인삼잎으로부터 분리한 산성다당체의 면역활성과 신호전달 메커니즘 및 구조 특성 규명

이희원 경기대학교 대학원 2021 국내석사

인삼잎으로부터 다당체를 분리하고 이들의 면역증진 활성, 세포 내 신호전달 메커니즘 및 활성 구조 특성을 규명함으로써 건강 기능성 소재로서의 개발 가능성을 검토하였다. 본 연구에서는 인삼잎으로부터 면역 활성 다당체를 분리하기 위해 인삼잎 추출액(60 brix)을 3배의 EtOH 침전, 투석 및 동결건조를 행하여 조다당 PGL-CP(수율: 8.1%)를 얻었으며, 이를 증류수에 용해한 뒤 pectinesterase, polygalacturonanase 효소처리를 통해 효소처리 조다당 PGLE(수율: 3.9%)를 조제하였다. 조다당 PGLE의 일반 화학적 조성을 분석한 결과, galactose (30.3%), galacturonic acid (17.1%) 및 arabinose (14.3%)가 높은 비율로 구성되어 있었다. 조다당 PGLE는 macrophage를 자극하여 다양한 cytokines, 특히 IL-6, TNF-α 및 IL-12의 생산 증가를 유도하였다. PGLE를 Sephadex G-100 column을 이용, gel permeation chromatography를 행하여, 분자량 및 구성성분이 상이한 3개의 획분, PGLE-I(수율: 0.6%), PGLE-II(수율: 0.5%) 및 PGLE-III(수율: 0.7%)로 분리하였다. 선천면역계에 해당되는 보체계 활성화를 측정한 결과, 정제 다당 3개의 획분 중 PGLE-I 획분에서 양성 대조군인 PSK에 준하는 높은 활성을 나타내었고, macrophage 정상세포에 대한 직접적인 cytotoxicity를 확인한 결과, 모든 정제 획분에서 세포독성은 나타나지 않았다. 또한, macrophage cytokine 생성능을 비교한 결과, PGLE-I 정제 획분은 가장 우수한 cytokine 생성능(IL-6, IL-12 및 TNF-α)을 나타내 PGLE의 활성본체가 PGLE-I 획분임을 확인하였다. 한편, 선천면역계의 대표적인 역할을 하는 NK 세포 활성을 측정한 결과, PGLE-I 정제 획분을 100 μg/mouse를 마우스에 정맥투여한 군에서 normal control (NC) 대비 약 10배 높은 활성을 나타냈다. PGLE-I 획분은 암세포를 직접 살해한다고 알려진 NK 세포를 활성화 시켰기 때문에 in vivo 상에서 항전이 실험을 진행한 결과, normal control (NC) 대비 100 μg/mouse 정맥투여한 군에서 약 49%의 암 저해효과를 보여 높은 항전이 활성이 나타남을 확인하였다. 또한, 이러한 항전이 활성이 NK 세포 자극만에 의한 활성인지 여부를 판단하기 위하여 NK 세포를 특이적 저해한다고 알려져 있는 anti-asialo GM1을 mouse에 처리하고 항전이 활성을 평가한 결과, PGLE-I은 NK 세포 이외의 다른 면역세포 또한 자극하여 종합적으로 항전이 활성을 나타냄을 알 수 있었다. 이를 확인하기 위해 NK 세포 외 다른 면역세포인 적응면역세포 cytotoxic T lymphocyte (CTL)의 활성을 측정한 결과, PGLE-I 정제 획분을 1,000 μg/mouse 농도로 마우스에 정맥투여한 군에서 normal control (NC) 대비 약 2.5배 높은 활성을 나타내어 항전이 활성에 NK 세포뿐 아니라 CTL과 같은 다른 면역세포도 관여한다는 것을 재차 확인할 수 있었다. 한편, PGLE-I 정제 획분을 14일간 경구투여 하고 마우스를 희생하여 암세포를 계수한 결과, 1,000 μg/mouse 투여군에서 약 79%의 높은 암전이 저해 효과를 보임으로써 새로운 건강 기능성 식품 소재로 활용이 충분히 가능할 것이라 사료되었다. PGLE-I에 의한 면역 활성이 일어나는 세포 내 신호전달 메커니즘을 규명하기 위하여 대식세포 유래 RAW 264.7 세포를 이용, IL-6 및 NO를 측정한 결과, 농도 의존적으로 chemokine (NO) 및 cytokine (IL-6)의 생성량이 증가하는 것이 확인되었다. 또한 iNOS 및 IL-6 mRNA gene expression 유전자 발현량을 확인해보았을 때, 농도 의존적 경향을 보였으며 이는 단백질 수준의 결과와 일치함을 확인하였다. 대식세포 내 대표적 신호전달 경로로 알려진 MAPK 및 NF-κB 경로를 Western blotting으로 확인한 결과, MAPK 경로에 해당되는 단백질인 ERK, p38, JNK가 모두 농도 의존적으로 인산화되며 핵 내에 존재하는 transcription factor인 c-Jun 또한 인산화되는 것이 확인되었다. 또 다른 경로인 NF-κB 경로에서는 p65는 농도 의존적으로 인산화되었으며, 반대로 IκBα는 p65가 활성화되면서 분해되어 떨어져 나가게 되므로 농도 의존적으로 감소함을 확인하였다. 추가적인 실험으로, NF-κB 경로의 활성화를 confocal 현미경을 통해 육안으로 직접 세포를 관찰한 결과, PGLE-I 정제 획분에 의하여 NF-κB 경로가 활성화되어 세포질에 존재하던 p65가 핵 내로 이행되는 것이 관찰되었고, 이를 통해 경로의 활성화를 재차 확인할 수 있었다. Specific inhibitor를 처리하여 NO의 생산 경로를 확인한 결과, NO는 주로 JNK와 NF-κB를 경유하여 생산됨을 확인하였다. 한편 NO의 생산에 대한 PGLE-I의 pattern recognition receptor (PRR)결합 여부를 확인한 결과, NO의 생산은 주로 Dectin-1, CD11b, TLR2, CD14, SR 및 TLR-4 수용체를 경유하여 신호 전달이 이루어짐을 알 수 있었다. 인삼잎의 생리활성을 책임지는 주요 활성 본체인 PGLE-I의 구조를 규명하고자 구조분석을 진행하였다. 분자량 측정결과 약 93.3 kDa의 분자량을 갖는 정제도가 우수한 단일피크로 확인되었다. 구성당 분석 결과, PGLE-I 정제 획분은 주로 galctose (45.8%), arabinose (20.9%)가 높은 비율로 검출되었고, rhamnose와 galacturonic acid가 약 1:1로 존재하여 pectin유래 RG-I 형태로 존재할 것으로 추정할 수 있었다. 인삼잎 유래 정제 다당과 Yariv reagent의 반응성을 확인한 결과, 인삼잎 유래 정제 다당 PGLE-I은 arabino-β-3,6-galactan이 31.1%의 높은 비율로 존재함을 확인하였다. 당쇄의 결합양식을 규명하기 위해 methylation analysis를 행한 결과, 3,6-linked Galp (14.4%), 6-linked Galp (10.9%) 및 5-linked Araf (10.6%) 및 terminal Arap (8.3%)결합을 포함한 총 24종의 당쇄결합이 검출되었고 인삼잎 유래 정제 다당 PGLE-I의 전체 구조는 [→2)-Rhap-(1→4)-GalAp-(1→]n의 이당류가 반복되어 연결된 backbone에 branched α-(1→5)-arabinan, branched β-(1→4)-galactan 및 arabino-β-3,6 -galactan이 rhamnose의 C(O)4를 경유하여 고도로 분지된 구조로 추정하였다. 따라서 PGLE-I의 미세구조를 규명하기 위해, 결합 특이적 정제 분해 효소(α-L-arabinanase 및 α-L-arabinofuranosidase, β-galactosidase 및 endo-1,4-β-galactanase, galactan-1,3-β-galactosidase, β-elimination) 연속적인 효소처리를 진행하여 효소처리 단편획분 PGLE-I-1a, PGLE-I-1b, PGLE-I-2a, PGLE- I-2b, PGLE-I-3a, PGLE-I-3b, PGLE-I-4a, PGLE-I-4b를 분리 정제하였다. 각 단편 획분에 대해 methylation analysis, 구성당, ESI-MS/MS분석을 행하여 PGLE-I을 구성하는 다당의 미세구조를 규명하였다. 그 결과, PGLE-I 획분 중 인삼잎의 arabino-β-3,6-galactan은 Galp가 1→3 결합과 1→6 결합이 고도로 분지되어 있으며, 말단에 GlcA와, Araf에 Fuc가 결합되어 있거나, 말단에 Arap와 Fuc에 GlcA가 결합되어 있는 type II arabino -β-3,6-galactan 구조로 존재함을 추정할 수 있었다. 또한 β-elimination을 행하여 얻어진 단편획분의 미세구조를 분석한 결과, [→2)-Rhap-(1→4)-GalAp-(1→]의 반복구조를 갖는 주쇄(main chain)를 소유하고 있으며, 주쇄 중의 Rhap 잔기 C4위치에서 side chain이 뻗어져 나가는 구조임을 확인할 수 있었다. 인삼잎으로부터 분리한 면역활성 다당 PGLE-I를 구성하는 다당체가 각각 면역활성에 공헌하는지 확인하기 위하여 단편획분의 macrophage cytokine 생성능을 비교해 본 결과, 연속적인 효소처리에 의해 branched arabinan, branched galactan, arabino-β-3,6-galactan, rhamnogalacturonan 주쇄가 제거됨에 따라 cytokine 생성능이 감소하는 것이 확인되었고, 이는 PGLE-I을 구성하는 여러 종류의 다당들은 어느 특정 1개의 다당이 활성에 공헌하는 것이 아닌 전체구조가 협동적으로 활성 발현에 관여한다는 사실을 최종적으로 확인할 수 있었다. 이상의 결과로부터 인삼잎 유래 활성 다당의 면역활성 본체는 branched arabinan, branched galactan 및 arabino-β-3,6-galactan이 측쇄로 분지된 RG-I type의 다당으로 이들이 선천면역계 및 적응면역계의 활성화를 증진시키고 이를 통하여 항전이 활성이 나타나는 것으로 최종 확인되어 인삼잎 유래 다당은 건강 기능성식품의 소재로의 개발이 가능한 훌륭한 후보물질로 판단된다. To characterize the immuno-stimulating ingredient of ginseng leaf, a crude polysaccharide (PGLE) from ginseng leaf was isolated by pectinase digestion, and then further fractionated by gel filteration using Sephadex G-100 to obtain three polysaccharide fractions (PGLE-I, -II and -III) with different molecular weights (MWs). PGLE-I showed higher anti-complementary activity than PGLE-II and PGLE-III. In an in vitro cytotoxicity analysis, all the purified frations have no cytotoxicity on RAW264.7 and Colon26-M3.1 carcinoma cells. Peritoneal macrophages stimulated with PGLE-I significantly augmented the production of various cytokines, such as interleukin (IL)-6, IL-12, and tumor necrosis factor (TNF)-α. In an assay for natural killer (NK) cell activity, i.v. administration of PGLE-I significantly augmented NK cytotoxicity against YAC-1 tumor cells 3 days after PGLE-I treatment. In experimental metastasis on Colon26-M3.1 carcinoma cells, prophylactically i.v. administration of PGLE-I inhibited 48.7% of high lung metastasis at 100 μg/mouse. Furthermore, the depletion of NK cells by injection of rabbit anti-asialo GM1 partially abolished the inhibitory effect of PGLE-I on lung metastasis. Also, i.v. administration of PGLE-I significantly augmented cytotoxic T-lymphocyte (CTL) activity against Colon26-M3.1 cells. From above results, we conclude that PGLE-I purified from pectinase digests of ginseng leaf has a potent anti-metastatic activity and its anti-metastatic effect is associated with the activation of NK cell and other immune cells such as CTLs and macrophages. Intracellular signaling pathways for PGLE-I-induced macrophage activation was also elucidated using RAW 264.7 cells. PGLE-I dose-dependently increased the production of cytokine and chemokine such as interleukin (IL)-6 and nitric oxide (NO) by Raw 264.7 cells. Also PGLE-I augmented the mRNA expression of IL-6, TNF-α and inducible nitric oxide synthase(iNOS) in a dose-dependent manner. Also, signal transduction studies showed that PGLE-I phosphorylated MAPKs (JNK, ERK, p38) and NF-κB (IκBα, p65) in Raw 264.7 cells, dose-dependently. In the specific inhibitor experiments, the effect of PGLE-I on NO and IL-6 production was found to be suppressed by specific inhibitors of JNK (JNK II) and IκBα (BAY). Furthermore, pretreatment with Dectin-1, CR3, TLR2, CD14, SR and TLR4 antibodies for pattern recognition receptors (PRRs) markedly suppressed the secretion of NO by PGLE-I activating Raw 264.7 cells. From these results, we concluded that PGLE-I purified from ginseng leaf phosphorylated the JNK and NF-κB signaling pathway via Dectin-1, CR3, TLR2, CD14, SR and TLR4 receptors to activate macrophages, and subsequently induced the secretion of NO. The PGLE-I was estimated as 93.3 kDa and it mainly consisted of neutral sugar (84.0%) such as galactose (48.1%), arabinose (21.6%) and glucose (6.7%). PGLE-I was also reacted with β-glucosyl Yariv reagent, suggesting the presence of an arabino-β-3,6-galactan. Methylation analysis indicated that PGLE-I contained 24 different sugar linkages such as 3,6-linked Galp (14.4%), 6-linked Galp (10.9%), 5-linked Araf (10.6%), 3-liked Galp (7.3%), 2,4-linked Rhap (4.8%), 4-linked GalAp (4.2%), which are characteristics of rhamnogalacturonan I (RG-I). These results suggest that the potent immuno-stimulating of PGLE-I may be due to structure of RG-I composed of three groups of side chains such as arabinan, galactan and arabino-β-3,6-galactan. To determine the micro-structure, sequential degradation using three-different linkage-specific glycosylases and one β-elimination was carried out, and then their fragments were analyzed by sugar composition, methylation and MS/MS spectroscopy. The results of oligosaccharide analyses suggested that the immuno-stimulatory activity of PGLE-I may be due to a structure of RG-I composed of a main chain with a repeating linkage unit, [→2)-Rhap-(1→4)-GalAp-(1→], and three groups of side chains, namely branched α-(1→5)-arabinan, branched β-(1→4)-galactan, and β-arabino-3,6-galactan. These side chains were branched at the C(O)4 position of the Rha residues in the main chain of PGLE-I.

항암 면역 증강 작용이 있는 인삼 다당체에 의한 cytokine mRNA 발현에 관한 연구

김기환 이화여자대학교 대학원 1995 국내석사

人蔘에 關한 細菌學 및 免疫學的 硏究 : 人蔘이 細菌增殖에 미치는 影響

이정호 全北大學校 大學院 1975 국내석사

高麗人蔘이 細菌의 增殖에 어떠한 影響을 미치는가를 알아 보고저 minimum medium broth, nutrient broth 또는 brain heart infusion에 人蔘抽出物 1mg/㎖, 5mg/㎖ 또는 10mg/㎖를 添加한 培地에 各 供試菌株 즉, Sal. typhi H901, Sal. typhi O901, Sal. typhimurium, E. coli K-12, E. coli J-5, E. coli O-17, Shigella flexneri, staph, aureus 및 Listeria mono cytogenes 等을 100 cell/㎖ 接種하여, 經時的으로 Spectrophotometer를 使用하여 菌의 增殖程度를 測定하였던 바 다음과 같은 結果를 얻었다. 1) Minimum medium broth에 各種濃度(1mg/㎖, 5mg/㎖ 및 10mg/㎖)의 人蔘抽出物을 添加하면 Staph. aureus을 除外하고는 上述한 모든 供試菌株의 增殖은 大體로 促進되었으며, 供試菌株 中 特히 大腸菌의 增殖은 顯著히 促進되었다. 2) Nutrient broth에 人蔘抽出物 1mg/㎖ 또는 5mg/㎖을 添加하면 Salmonella의 繁殖은 多少 促進되었으나 10mg/㎖을 添加하면 Salmonella 特히 Sal. typhimurium의 增殖은 顯著히 抑制되었다. 3) Nutrient broth에 人蔘抽出物 1mg/㎖, 5mg/㎖ 또는 10mg/㎖을 添加하면 大腸菌의 繁殖은 모두 促進되었으며 增殖의 促進程度는 菌體와 添加한 人蔘抽出物에 따라 多少 差異가 있었다. 4) Nutrient broth에 人蔘抽出物 1mg/㎖ 또는 5mg/㎖를 加해도 Shigella의 增殖에는 別 影響이 없었으나, 10mg/㎖을 加하면 Shigella의 增殖은 오히려 相當히 抑制되었다. 5) Minimum medium broth에 1mg/㎖의 人蔘抽出物을 加하면 葡萄狀球菌의 增殖은 多少 促進되었으나, 5mg/㎖ 또는 10mg/㎖을 加하면 그 增殖은 減少하였다. 그러나 nutrient broth에 5 또는 10mg/㎖을 加하면 培養 後 24時間까지는 增殖이 抑制되었지만, 그 以後는 그 增殖이 多少 促進한 것 같았다. 6) Brain heart infusion broth에 1mg/㎖의 人蔘抽出物을 加해도 Listeria monocytogenes의 增殖에는 別 影響을 미치지 않았으나 5mg/㎖ 또는 10mg/㎖을 加하면 培養 後 12~20時間까지는 그 增殖이 多少 減少되었지만 그 以後는 增殖이 增加하였다. 7) 또한 各 培地(nutrient broth, minimum medium broth, brain heart infusion broth)에 高濃度의 人蔘抽出物(10mg/㎖)을 加하면 一般的으로 誘導期가 길었다. The present study was undertaken to assess the effect of the Korean Panax ginseng extract on the growth of various bacteria, such as S.typhi H_901, S.typhi O_901, S.typhimurium. E.coli J-5, E.coli K_12, E.coli O_17, Shigella flexneri, Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes. The culture media employed in this experiment were minimum medium broth(MM), nutrient broth(NB) and brain heart infusion broth(BHIB). The growth response of bacteria to the various concentration (1㎎/㎖, 5㎎/㎖ or 10㎎/㎖) of ginseng extract was determined as a function of time by the measurement of a broth culture in a spectrophotometer at 635nm. The growth of all the strains of bacteria except Staphylococcus aureus was enhanced in MM by the addition of ginseng extract in concentration of 1㎎/㎖, 5㎎/㎖ or 10㎎/㎖. Among the bacteria, particularly, the growth of E. coli was prominently increased. The growth of Salmonella in NB was somewhat increased when NB waa added with ginseng extract in concentration of 1㎎/㎖, or 5㎎/㎖, whereas the growth of Salmonella, especially S. typhimurium was remarkably inhabited in the presence of 10㎎/㎖ of ginseng extract. The growth of all the strains of E. coli examined was enhanced in NB by the addition of ginseng extract in concentration of 1㎎/㎖, 5㎎/㎖ or 10㎎/㎖, and the degree of enhancement varied depending on the strains and the concentration of ginseng extract added. The growth of Staphylococcas aureus was suppresed untill 24 hours after the begining of culture when 5㎎/㎖ or 10㎎/㎖ of ginseng were added into nuterient broth, However, the growth was more or leas increased after 24 hours incubation. The growth of Shigella flexneri in NB was not influenced by the addition of ginseng into NB in concentration of 1㎎/㎖ or 5㎎/㎖. On the contrary, however, the growth was considerably inhibited when 10㎎/㎖ of ginseng extract were added into NB. No particular effect was observed in the growth of Listeria monocytogenes when 1㎎/㎖ of ginseng extract was added into BHIB. when 5㎎/㎖ or 10㎎/㎖ of ginseng extract was added the growth was slightly decreased untill 12 to 20 hours after the begining of culture, while the growth will increased after 24 hours incubation. The lag phase of bacterial growth was usually prolonged in media containing 10㎎/㎖ of ginseng extract.

인삼(panax ginseng C.A.Meyer), 쑥(Artemisia asiatica N.) 및 커피의 混合食餌가 흰쥐의 生理에 미치는 影響

유명자 建國大學校 農畜大學院 1996 국내석사

인삼은 에탄올추출물로, 쑥은 물추출물을 식이로 하여 평균 체중이 95g의 Sprague-dawley 계 Rat(♂) 30 마리를 5군으로 나누어 대조군, 커피 투여군, 쑥 물추출물 투여군, 인삼 알코올 추출물 투여군, 인삼과 쑥 추출물 투여군으로 나누고 대조군은 물과 기본 사료만 공급하여 6주간 자유롭게 섭취케 하면서 사료 섭취량, 급수량, 증체량은 주별로 6주후 채혈하여 혈액상의 변화를 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 사료 섭취량과 급수량은 인삼 알코올 추출물 식이군과 인삼 쑥 추출물 혼합 식이군이 사육하는 전 기간과 각 기간 동안 평균량보다 많았다. 2. 증체량은 인삼에 쑥 혼합식이군은 쑥 물추출물 식이군보다 2배가량의 증체를 보였다. 3. 혈액상에 대한 인삼 알코올 추출물 식이군과 인삼 쑥 혼합식이군의 경우 글루코오스 농도가 5% 수준에서 통계적 유의성이 있었다. 4. 각 시험구별 혈액상에 대한 영향은 T.Bili, γ-GPT, Alk.P, cholesterol, TG 등에서는 통계적 유의성의 차이가 없었다. (P<0.05) 5. 헤모글로빈, 헤마토크리트의 혈액상에 있어 쑥의 물추출물 투여군이 커피 투여군에 비해 통계적 유의성이 있었다. This study was to investigate the effect of an extracted Ginseng with ethanol and an extracted Mugwort with water on the change of blood composition of made rats in Sprngue-Dawley family. There ware give different treatment groups : Mugwort extraction feeding Ginseng extraction feeding ; Ginseng plus Mugwort extraction feeding for six weeks and they were investigated their amount of fed-intake, water and increment of weight. 1. The amounts of feed-intake and water were much more in Ginseng groups than that of Ginseng + Mugwort group during the whole experimental period. 2. The increment of weight was two times higher in Ginseng + Mugwort group compound to Mugwort group. 3. The concentration of glucose in the blood test was 5% different statistically between Ginseng and Ginseng + Mugwort group. 4. The effects on the T.Bili, γ-CPT, ALK.P, cholesterol, triglyceride were no significantly difference (P<0.05). 5. Hemoglobin and hemotocrit values of the blood had more effect statistically on the Mugwort group than that of coffee group.

마우스에서 인삼의 방사선 장해 경감 효과 평가에 관한 형태학적 연구

이해준 全南大學校 2005 국내박사

The effects of Panax ginseng extract on mice with gamma and ultraviolet B light irradiation This study was undertaken to investigate the radioprotective effect of Panax ginseng C.A. Meyer on gamma and UVB irradiated mice. We evaluated the effect of Panax ginseng extract on jejunal crypt survival, endogenous spleen colony formation, apoptosis in jejunal crypt cells, hair medullary cell formation and apoptosis in growing hair follicles of mice irradiated with gamma-irradiation. Panax ginseng extract administration protected the jejunal crypts (p<0.01), increased the formation of endogenous spleen colony (p<0.01) and reduced the frequency of radiation-induced apoptosis (p<0.05). The medullary cell counter per unit length (100 ㎛) of hair follicles was higher in the pretreated-groups of ginseng, both oral (p<0.05) and intraperitoneal (p<0.01) treatments than radiation control. The frequency of radiation-induced apoptosis in large and small hair follicles was reduced by pretreatment of Panax ginseng extract. We also studied the effects of Panax ginseng extract on apoptotic sunburn cell (SBC), epidermal ATPase-positive dendritic cell (DC) and DOPA-positive melanocyte in skin with UVB irradiated mice. The frequency of UVB-induced DC decrease was reduced by the treatment of Panax ginseng extract. The frequency of UVB-induced SBC formation was reduced by the treatment of Panax ginseng extract. The increase of DOPA-positive melanocyte following UVB irradiation was reduced by the treatment of Panax ginseng extract. These results indicated that Panax ginseng extract may reduce and protect the damage caused by gamma and UVB irradiation. The effective radioprotective fractions of Panax ginseng The aim of this study was to determine the effect of ginseng fractions on jejunal crypt survival, endogenous spleen colony formation and apoptosis in jejunal crypt cells of mice irradiated with high- and low- dose of gamma-ray. In the experiment on the effect of fractions of ginseng, the result indicated that the lipophilic non-polar compounds (Fraction 1), lipophilic-acidic compounds (Fraction 2), free sugars (Fraction 7) and saponin compounds (Fraction 8) might have a major radioprotective effect. The radioprotective component of ginseng saponin We evaluated the effect of ginseng total saponin (GTS), panaxadiol (PD), panaxatriol (PT) and ginsenoside Rb1, Rb2, Rc, Rd, Re and Rg1 on jejunal crypt survival, endogenous spleen colony formation, and apoptosis in jejunal crypt cells of mice irradiated with high and low dose of gamma-ray. Jejunal crypts were protected by the pretreatment of ginsenoside Rc (p<0.05) and Rd (p<0.05). GTS, PD (p<0.05), ginsenoside Rd (p <0.05) and Re (p<0.01) administration before irradiation were resulted in an increase in the formation of endogenous spleen colony. The frequency of radiation-induced apoptosis in intestinal crypt cell was also reduced by pretreatment of GTS (p<0.05), PD (p<0.05), Rb2 (p <0.05), Rc (p<0.05), Rd (p<0.01), Re (p<0.01) and Rg1 (p<0.01). The results indicated that the Rc, Rd and Re might have a major radioprotective effect in mice irradiated with high and low dose of radiation. And we could observe that most of inhibitory effects come from PD rather than PT. 현대는 산업의 발달 및 의료목적의 방사선 이용 증가에 따른 원자력의 이용 영역의 확대와 오존층 파괴 및 환경오염 등으로 인해 방사선 노출 가능성이 증가하고 있다. 그에 따라 방사선의 생체 손상에 대한 보호 및 치료 효과를 가진 물질에 대한 연구가 요구되고 있다. 인삼 (Panax ginseng C.A. Meyer)은 예로부터 많은 한방의서에 널리 소개되고 있으며, 현대에는 한약의 원료 뿐 아니라 건강 보조식품으로 많은 각광을 받고 있어 인삼에 대한 관심과 사용이 크게 증가하고 있다. 본 연구에서는 감마선 및 자외선 조사 마우스에서 인삼의 방사선 장해 경감 효과를 형태학적으로 평가하고자 하였다. 감마선에 대한 인삼추출물 (Panax ginseng extract)의 효과 평가를 위해 소장움 생존 시험, 내재성 비장집락 형성 시험, 소장움 세포 apoptosis 유발 시험, 털수질세포 형성 시험 및 털주머니세포 apoptosis 유발 시험을 수행하였다. 고선량, 중간선량 및 저선량 방사선 장해 지표인 소장움 생존 (12 ㏉), 내재성 비장집락 형성 (6.5 ㏉), 소장움 apoptosis 유발 시험 (2 ㏉)에서 각각 방사선 조사 대조군에 비해 소장움의 생존 (p<0.01)과 비장집락 형성 (p<0.01)을 증가시키고, apoptosis의 유발 (p<0.05)을 억제시켜 통계학적으로 유의성 있는 결과를 나타냈다. 또한 털과 털주머니에 대한 장해 경감효과 평가에서 털수질세포 생존을 증가시켰으며, 털주머니세포의 apoptotic cell 발생에 억제 효과를 나타내어 유의성 있는 방사선 장해경감 효과를 나타냈다. 자외선 조사에 대한 인삼추출물의 효과 평가를 위해서 마우스 피부의 일광화상세포 형성, ATPase 양성 가지 세포 및 멜라닌 세포의 변화를 관찰하였다. 자외선을 조사한 마우스에서 인삼추출물은 자외선에 의한 일광화상세포의 발생을 막고, 자외선에 의해 활성화되는 DOPA (L-3,4- dihydroxyphenyl alanine) 양성 멜라닌 세포형성을 억제시키며, ATPase 양성 가지 세포의 손상을 감소시켜 자외선에 의한 피부 손상을 경감시키는 효과를 나타냈다. 감마선 및 자외선 조사에 대해 장해 경감 효과를 나타내는 인삼추출물의 주요 효과 성분을 규명하고자 인삼분획에 대한 장해 경감효과 평가를 수행하였다. 크로마토그래피를 이용하여 인삼추출물을 8개의 분획으로 분리하고, 각 분획에 대해 방사선 장해 경감효과의 평가 지표인 소장움 생존 시험, 내재성 비장집락 형성 시험 및 소장움 세포 apoptosis 유발 시험을 실시하였다. 소장움 생존시험에서는 분획 1과 6에서 생존움의 수를 증가시켰고 내재성 비장집락 형성시험에서는 분획 1, 2, 3, 7 및 8에서 비장집락의 수가 증가했으며, 소장움 세포 apoptosis 유발 시험에서는 분획 1, 2, 7 및 8이 apoptosis 유발 억제효과를 나타냈다. 그 결과 인삼 분획 중에서 친지질성 비극성화합물 (lipophilic non-polar compounds, 분획 1), 친지질성 산성화합물 (lipophilic-acidic compounds, 분획 2), 유리당류 (free sugars, 분획 7)와 사포닌 화합물 (saponin compounds, 분획 8)이 방사선 장해 경감 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다. 인삼사포닌의 방사선 장해 경감 효과를 규명하고자 인삼총사포닌 (ginseng total saponin, GTS), panaxadiol (PD), panaxatriol (PT)과 사포닌을 구성하는 주요 ginsenosides에 대한 효과 평가 시험을 실시하였다. GTS, PD, PT, ginsenoside Rb1, Rb2, Rc, Rd, Re 및 Rg1에 대한 방사선 장해 경감효과 평가를 위해 각 성분에 대한 소장움 생존 시험, 내재성 비장집락 형성 시험 및 소장움 세포 apoptosis 유발 시험을 실시한 결과, 인삼 사포닌 성분에서는 PD가 PT에 비해 우수한 효과를 나타내었다. 또한 각 ginsenosides의 효과를 시험한 결과 평균값을 기준으로 소장움 생존시험에서는 Rc > Rd > Rg1 > Rb2 > Re > Rb1, 내재성 비장집락 형성 시험에서는 Re > Rb2 > Rd > Rg1 > Rb1 > Rc, 소장움 세포 apoptosis 형성 시험에서는 Rg1 > Re > Rd > Rc > Rb2 > Rb1의 순으로 효과를 나타냈다. 이를 통해 인삼 ginsenosides 중 Rc, Rd와 Re가 인삼의 방사선 장해 경감효과를 나타내는 주요 효과 성분으로 밝혀졌다. 본 실험의 결과 인삼 및 인삼 성분은 감마선 및 자외선이 유발하는 방사선 장해에 대해 유의성 있는 장해 경감효과를 나타내며 ginsenoside Rc와 Rd 및 Re가 방사선 장해 경감효과의 유효 성분임을 확인하였다.

高麗人蔘裁培圃의 雜草 發生生態 및 防除에 관한 硏究

노석원 충남대학교 대학원 2001 국내박사

Occurrence and distribution of weeds in ginseng gardens were surveyed in 5 provinces, and ginseng tolerant herbicides were selected by screening trial, and non-chemical weed control practices were studied to obtain the fundamental and practical informations for establishing cultural and chemical weed control methods in ginseng garden in Korea. 1. Most dominant (importance value) weeds were Chenopodium album var. centrorubrum, Stellaria alsine var. undulata, and Polygonum hydropiper, and dominant weeds were Echinochloa crus-galli, Artemisia princeps, Erigeron canadensis, and Rorippa islandica in ginseng garden in Korea. Similarity coefficient of ginseng garden beds and furrows was 78.2%, and Simpson's index of ginseng beds and furrows were 0.059, 0.057, respectively. 2. Stellaria alsine var. undulata, Chenopodium album var. centrorubrum, and Erigeron canadensis were dominant weeds in ginseng gardens and Stellaria alsine var. undulata, Polygonum hydropiper, and Chenopodium album var. centrorubrum in furrows of ginseng gardens in paddy-upland rotation paddy fields in Korea. Chenopodium album var. centrorubrm, Capsella bursa-pastoris, and Polygonum hydropiper were dominant weeds in ginseng garden and Polygonum hydropiper, Chenopodium album var. centrorubrum, and Erigeron canadensis in furrows of ginseng gardens in hilly land. Chenopodium album var. centrorubrum, Erigeron annuus, and Polygonum hydropiper were dominant weeds in ginseng garden, and Chenopodium album var. centrorubrum, Echinochloa crus-galli, and Polygonum hydropiper in furrows of ginseng gardens. 3. Chenopodium album var. centrorubrum, Echinochloa crus-galli, and Erigeron annuus were dominant weeds in direct-seeded ginseng garden beds, and Stellaria alsine var. undulata, Polygonum hydropiper, and Chenopodium album var. centrorubrum in transplanted ginseng garden beds. 4. Chenopodium album var. centrorubrum, Polygonum hydropiper, and Stellaria aquatica were dominant weeds in standard shading methods. Chenopodium album var. centrorubrum, Stellaria alsine var undulata, and Polygonum hydropiper were dominant weeds in Gumsan traditional shading methods, and Stellaria alsine var. undulata, Erigeron canadensis, and Rorippa islandica in conventional shading methods. 5. Chenopodium album var. centrorubrum, Erigeron canadensis, and Stellaria aquatica were dominant weeds in polyethylene net shading, Chenopodium album var. centrorubrum, Polygonum hydropiper, and Equisetum arvense in polyethylene(net+film) shading, and Polygonum hydropiper, Stellaria alsine var. undulata, and Stellaria media in rice straw shading. 6. Chenopodium album var. centrorubrum, Stellaria alsine var. undulata, and Polygonum hydropiper were dominant weeds rice straw mulching ginseng beds. Polygonum hydropiper, Echinochloa crus-galli, and Erigeron canadensis were dominant weeds in rice hull mulching, and Equisetum arvense, Stellaria alsine var. undulata, and Chenopodium album var. centrorubrum in no mulching ginseng beds. 7. Chenopodium ablum var. centrorubrum, Echinochloa curs-galli, and Persicaria hydropiper were dominant weeds in 1~2 year-old ginseng gardens. Stellaria alsine var. undulata, Echinochloa crus-galli, and Persicaria hydropiper were dominant weeds in 3~4 year-old gingseng gardens, and Stellaria alsine var. undulata, Persicaria hydropiper, and Chenopodium album var. centrorubrum in 5~6 year-old ginseng gardens. 8. Metoachlor and metolachlor+Promethalin were tolerant to ginseng without phytotoxicity and fenoxaprop-P-ethyl and propaquizafop were selected for foliar application in ginseng gardens. 9. Weeds were suppressed by 91.6% by rice hull+P.E. film mulching, but other mulching methods tested were not enough to control weeds. 10. Glufosinate, glyphosate, paraquat, and sulfosate controlled weeds completely and mulching with nonwoven fabric or black P.E. film were also very effective to control weeds in furrows of ginseng gardens.

암 예방 및 치료 보조제로서의 인삼의 효능에 관한 고찰

손윤아 덕성여자대학교 문화산업대학원 2012 국내석사

배경: 인삼은 수천 년 동안 다양한 질병에 사용되어 왔으며, 암 예방 및 치료 보조제로서의 작용이 있다는 연구 결과에도, 성분과 기전이 명확하지 않다는 이유로 항암 분야의 적용에 있어 논란이 계속되고 있다. 목적: 인삼의 약리학적 기전을 과학적으로 규명하고 효능을 입증한 논문을 검토하여, 암 예방 및 치료 보조제로서의 인삼의 효능을 평가하며 향후, 인삼의 암 예방, 치료에 따른 효능을 평가하기 위한 임상시험을 실시할 때, 하나의 기초자료로 사용할 수 있도록 한다. 방법: 논문 검색 엔진인 PubMed 에서 neoplsms', 'cancer,' 'tumor' 와 ‘ginseng' 을 검색어로 하여 인삼의 항암 효과 및 논란에 관한 연구 자료를 조사하였다. 결과: 인삼의 성분과 그 작용기전에 관한 실험실 연구 결과는 인삼이 세포 자멸사, 암세포 증식, 성장 및 전이 억제, 분화유도 등의 기전을 통해 암 예방 및 치료 보조제로의 효능을 나타낸다는 자료를 제시하였다. 반면에 항암제와 병용 시 인삼의 독성과, 에스트로겐 효과로 인한 유방암 적용의 논란에 관한 자료가 제시되었다. 결론: 성분의 다양성과 추출 방법 등의 차이로 인한 인삼의 효능에 관한 논란이 있으나, 많은 연구 자료들은 항암 분야에 대한 인삼의 작용에 관한 잠재적 효능과, 그 작용기전을 과학적으로 제시하였다. 이 결과들은 인삼의 암 예방 및 치료 보조제로서의 유용함을 제시하고 있으며, 항암 분야의 인삼 사용에 관한 심도 있는 임상 연구의 필요성을 제시하고 있다. Background: Despite the fact that ginseng has been used to help treat many diseases for thousands of years and a number of studies has shown its potential effectiveness in cancer prevention and treatment the effects of ginseng as an anti-cancer agent remains controversial because ginseng’s mechanism of action and ingredients have not been clearly identified. Purpose: The purpose of this thesis is to review the research papers that scientifically identified the effects of ginseng as a cancer preventive agent and a cancer treatment supplement so that this thesis can be used as one of the basic materials in implementing clinical trials for reviewing ginseng’s effectiveness on anticancer treatment. Method: This thesis investigated the research projects on ginseng’s effectiveness of anticancer treatment and its controversy by keyword searching 'neoplasms', 'cancer', ‘tumor' and 'ginseng' in PubMed database. Result: Laboratory test result of ginseng’s ingredient and its mechanism of action indicates that ginseng is shown to have positive effect on the cancer prevention and treatment by eliminating the cancer cells, suppressing the proliferation, growth and spread of the cancer cells, and differentiation induction. It also list the controversial effect of ginseng when used together with anti-cancer drug for breast cancer due to the interaction of ginseng toxicity and estrogen effect. Conclusion: There has been a controversy about the ginseng’s effectiveness which was caused by the difference of ingredients and the extraction procedures of ginseng, yet there are researches that scientifically show the potential effectiveness and actions of ginseng on the anticancer area. This indicates that ginseng is helpful for the cancer prevention and acts as treating supplements, which wakes the need for in-depth clinical studies on the usage of ginseng for the area of anticancer.

인삼의 기능성분 및 생리활성 증진을 위한 열처리 방법의 최적화

윤성란 경북대학교 대학원 2010 국내박사

열처리는 천연물의 생리활성물질 증대, 보존성 향상, 추출 편의성 및 기호성 향상 등의 측면에서 많이 이용되어져 왔다. 따라서 본 연구에서는 수삼의 새로운 열처리 가공방법을 모색하고자 열처리(증숙, 볶음 및 팽화) 공정변수에 따른 인삼의 기능성분 및 생리활성의 변화를 반응표면분석으로 모니터링 하고, 이를 바탕으로 열처리 방법에 따른 최적가공조건을 설정하고자 하였다. 또한 홍삼은 제조가공 방법이 복잡하고 장시간이 걸리므로 홍삼과 유사하면서 가공시간을 단축시킬 수 있는 인삼 가공방법으로 가공제품 제조 시 저장 안정성에 대해 연구하였다. 증숙처리에 따른 인삼성분 및 기능적 특성 변화를 모니터링 하고자, 증숙처리 시 증숙온도, 증숙시간 및 증숙횟수를 독립변수로 하여 반응표면분석을 실시하였다. 그 결과, 조사포닌 함량 및 ginsenoside 조성은 증숙온도에 영향을 많이 받는 것으로 나타났다. 특히 ginsenoside Rg3는 증숙온도가 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 반면에 증숙 인삼의 조사포닌 추출물의 암세포주(HT29, HeLa, Hepalclc7, HepG2) 증식억제능은 증숙온도, 증숙시간, 및 증숙횟수가 증가할수록 오히려 감소하는 것으로 나타났다. 또한 추출 수율, 총 페놀성 화합물은 증숙온도가 증가할수록 증가하였으며, 이에 따라 전자공여능 또한 증가하는 것으로 나타났다. 증숙처리에 의한 인삼성분 및 기능적 특성은 전반적으로 증숙온도에 영향을 많이 받음을 알 수 있었다. 볶음처리에 따른 인삼성분 및 기능적 특성을 모니터링 하고자 볶음온도 및 볶음시간을 독립변수로 하여 반응표면분석을 하였다. 조사포닌 함량은 볶음온도 160℃ 및 볶음시간 20 min에서 최대값으로 나타났다. 볶음온도 및 볶음시간이 증가할수록 ginsenoside Re+Rg1, Rb1, Rc, Rb2, Rd의 함량은 감소하는 것으로 나타났으며, 반면에 ginsenoside Rg3의 함량은 증가하는 것으로 나타났다. 이에 따른 조사포닌 추출물에 대한 간암 세포주(HepG2) 증식억제능은 증가하는 것으로 나타났다. 또한 산성다당체, 총 페놀성 화합물 함량은 볶음온도가 높고 볶음시간이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났으며, 이에 따라 전자공여능도 증가하는 것으로 나타났다. 볶음에 의한 인삼성분 및 기능성 증대는 볶음온도 및 볶음시간 모두에 영향을 받는 것으로 나타났다. 팽화처리에 따른 인삼성분 및 기능적 특성 변화를 모니터링 하고자, 수분함량 및 팽화압력을 독립변수로 팽화처리를 하여 반응표면분석을 하였다. 조사포닌 함량은 팽화압력이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났으며, 예측된 최대값은 수분함량 7.71% 및 팽화압력 428.22 kPa일 때인 것으로 나타났다. 또한 ginsenoside Rd 및 Rg3의 함량은 팽화압력이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났으며, 이때 인간 유래의 간암 세포주(HepG2) 증식억제능도 증가하는 것으로 나타났다. 또한 추출 수율, 산성다당체 및 총 페놀성 화합물 함량은 팽화압력이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났으며, 이에 따라 전자공여능도 증가하는 것으로 나타났다. 즉 팽화에 의한 인삼성분 및 기능성 증대는 수분함량보다 팽화압력이 영향을 많이 주는 것으로 나타났다. 각 열처리 방법의 최적조건 설정을 위하여 증숙, 볶음 및 팽화 공정의 인삼성분 및 전반적기호도의 반응표면을 superimposing하여 최적 조건을 설정하였다. 이때 최적 증숙조건으로 증숙온도 100℃, 증숙시간 175 min 및 증숙횟수 4회로 설정되어졌으며, 최적 볶음조건은 볶음온도 158℃ 및 볶음시간 19 min으로 설정되었다. 최적 팽화조건은 수분함량 13% 및 팽화압력 420 kPa로 설정되어졌다. 기존의 수삼 가공품인 백삼 및 홍삼과 최적조건의 열처리 인삼(증숙삼, 볶음삼, 팽화삼)과 품질특성을 비교한 결과 조사포닌, ginsenoside Rg3 함량 및 암세포 증식억제능은 증숙삼이 높게 나타났으며, 팽화삼과 홍삼은 유사한 것으로 나타났다. 반면에 추출수율 및 총 페놀성 화합물 함량은 팽화삼이 높은 것으로 나타났으며, 이에 따라 항산화능도 팽화삼이 다른 열처리 방법의 인삼보다 높게 나타났다. 따라서 팽화처리의 경우 기존 수삼의 홍삼가공시보다 공정시간을 단축할 수 있으며, 인삼성분에 있어서 홍삼과 유사하면서 항산화능을 증진 시킬 수 있는 가공방법이 되어질 수 있을 것으로 판단되었다. 따라서 팽화삼을 이용한 침출차를 제조하여 분말의 저장안정성을 살펴본 결과 저장에 따른 팽화삼의 저장안정성을 볼 수 있었다.

人蔘과 人蔘裁培土壤 中의 有機鹽素系 農藥의 殘留實態에 關한 硏究

이정원 한밭大學校 産業大學院 2003 국내석사

본 연구는 토양 잔류성 문제로 생산 및 사용 금지된 유기 염소계 농약의 잔류 실태를 파악하고자, 유기 염소계 농약의 검출로 문제가 되고 있는 한약제 중 인삼과 인삼 재배지 토양에서의 유기 염소계 농약에 대한 잔류 실태를 조사하였다. 인삼 시료는 시중에 유통중인 인삼 18점과 인삼 재배지 토양에서 직접 구입한 5점, 그리고 수입 홍삼 4점을 이용하였고, 토양은 충남 금산군 일대 인삼재배지 토양에서 55점, 산 토양에서 33점, 밭 토양에서 54점, 논 토양에서 35점을 각각 채취하여 실험하였다. 품목이 폐지된 유기 염소계 농약 7 성분을 대상으로 Gas Chrornatography/Electron Capture Detector (GC/ECD) 및 Gas Chromatography/Mass Spectrometer (GC/MS)를 이용하여 분석하였다. 그 결과 7 성분 중 시료에서 검출된 유기 염소계 농약은 Quintozene (PCNB), α-Benzene Hexachloride (BHC), γ-BHC 이었다. 유통 중인 인삼 총 18점 중 5점에서 PCNB가 검출되었고 잔류 정도를 보면 0.001~1.659 ppm으로 5점 중 1점이 잔류농약 허용기준치인 0.25 rpm을 약 6배 초과하는 것으로 나타났다. 밭에서 직접 구입한 인삼 5점 중 3점에서 PCNB가 검출되었는데, 이 중 1점에서는 4.964 ppm이 검출되어 잔류농약 허용기준을 약 20배 초과하였다. 반면 수입 홍삼 4점에 대한 분석 결과는 4점 모두에서 0.267~5.035 ppm의 PCNB가 검출되어 4점 모두 잔류농약 허용기준을 초과하였다. 그리고 수입 홍삼 4점 중 3점에서 0.179~1.442 ppm의 α-BHC와 0.052~0.669 ppm의 γ-BHC가 검출되었으며, 이는 α-BHC의 잔류농약 허용 기준인 0.05. ppm을 약 4배에서 29배까지 초과하는 양이고, γ-BHC 역시 잔류농약 허용기준인 0.05 ppm을 최고 13배까지 초과하는 양이다. 한편 토양 시료에 대한 분석 결과는 총 177점 중 8점에서 흔적량~0.033 ppm의 PCNB만이 검출되었다. 이 중 5점은 인삼 재배지 토양에서 검출되었고, 3점은 밭 토양에서 검출되었다. 그리고 산 토양과 논 토양에서는 분석 대상 농약이 한 성분도 검출되지 않았다. 그 외에 충남 지역 관내에서 생산되는 현미, 과일 및 채소류에 대한 유기 염소계 농약의 잔류 실태를 조사한 결과, 유기 염소계 농약은 검출되지 않았다. This thesis is studies on the residual degrees of organic chlorinated pesticides which had been prohibited their production and usage due to their long residual period in soil. This study is focussed on the residues of organic chlorinated pesticides in ginseng and ginseng cultivating soil since some of organic chlorinated pesticides had been detected in ginseng. The collected ginseng samples consist of 18 from market, 5 from the cultivating fields, and 4 imported red ginseng. The collected soil samples consist of 55 from the ginseng cutivating soil, 33 from mountain, 54 from ordinary fields, and 35 from paddy fields. Seven chemicals among prohibited organic chlorinated pesticides were analyzed with Gas Chromatography using Electron Capture Detector and Mass Spectrometer. There were only three residues of organic chlorinated pesticides detected Quintozene (PCNB), α-benzene hexachloride (α-BHC), and γ-BHC - from ginseng and ginseng cultivating soil. PCNB was detected from five ginseng samples among 18 from market with the range of 0.001 ~ 1.659 ppm. One sample with 1.659 ppm of PCNB exceeded 6 times more than the maximum residue limit (MRL) of 0.25 ppm. Three ginseng samples among five collected from cultivating fields showed residue of PCNB. One sample contained as high as 4.964 ppm of PCNB, which is about 20 times more than the MRL. On the other hand, all four imported red ginseng samples contained 0.267 ~ 5.035 ppm of PCNB which 리1 exceed the MRL. Also, α-BHC and γ-BHC were detected from three samples among four imported red ginseng with the residual levels of 0.179 ~ 1.442 ppm and 0.052 ~ 0.669 ppm, respectively. While the amounts of α-BHC detected exceed the MRL (0.05 ppm) by 4 times to 29 times, 0.669 ppm of γ-BHC is about 13 times as high as the MRL (0.05 ppm). For the soil samples, only PCNB was detected from 8 samples among 177 with the residual range of trace ~ 0.033 ppm. Five among these 8 samples were collected from ginseng cultivating soil and the remaining three samples were collected from ordinary fields. All soil samples collected from mountain as well as paddy fields did not show any detectable amounts of seven tested organic chlorinated pesticides. Finally, the residues of organic chlorinated pesticides from unmilled rice, fruit, and vegetables produced in Chung-nam province were also tested and there were not any detectable amounts of organic chlorinated pesticides.