참당귀의 항산화, 항당뇨, 항당뇨 합병증 효과

국문 초록 (Abstract)

당뇨병은 인슐린 분비량이 부족하거나 정상적인 기능이 이루어 지지 않아 혈중 포도당 농도가 높은 것이 특징인 대사 질환이다. 지속적인 고혈당증은 망막증, 신경증, 신증과 같은 당뇨 합병증을 일으킨다. 당뇨와 당뇨 합병증의 유병률은 전 세계적으로 급격히 증가했다. 이 연구는 당뇨와 당뇨 합병증의 치료 또는 예방을 위해 우리나라에서 자생하는 천연물인 참당귀 (Angelica gigas Nakai)를 선택하여 실험을 진행하였다. 참당귀는 미나리과에 속하는 다년생 식물로 주로 한국, 중국, 일본에서 재배된다. 참당귀 뿌리는 이뇨제, 치질, 빈혈 등의 치료를 위해 전통의학에서 사용되어 왔다. 참당귀에 관한 많은 연구가 보고되었지만, 참당귀의 항 당뇨와 항 당뇨 합병증에 대한 연구는 부족하다. 뿐만 아니라 참당귀의 극성 분획물에 대한 연구도 거의 없다. 따라서, 본 연구의 목적은 참당귀로부터 극성 분획물의 항 산화, 항 당뇨, 항 당뇨 합병증 활성을 평가하는 것이다. 참당귀 추출물과 용매 가용성 분획물의 피토케미칼 특성을 측정하기 위해 total phenolic contents (TPC)와 total flavonoid contents (TFC) 를 조사하였고, 항 산화 활성은 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH), 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS), peroxynitrite (ONOO-) 소거 활성을 통해, 항 당뇨 활성은 protein tyrosine phosphate 1B (PTP1B)와 α-glucosidase 억제 활성을 통해, 항 당뇨 합병증 활성은 advanced glycation end products (AGE) 형성 억제, human recombinant aldose reductase (HRAR) 억제를 통해 평가되었다. 참당귀 메탄올 추출물을 증류수에 현탁시켜 dichloro methane (CH2Cl2), ethyl acetate (EtOAc), n-buthanol (n-BuOH), 그리고 H2O로 순차적으로 분획하여, CH2Cl2 (600.12 g), EtOAc (41.60 g), n-BuOH (192.11 g), 그리고 H2O 잔여물 (1013.88 g)을 얻었다. 분획물 중에서, 극성이 높은n-BuOH 분획물을 선택하여, 활성이 있는 화합물을 분리하고자 반복 크로마토그래피를 수행하였다. 그 결과, n-BuOH 분획물에서 2개의 쿠마린, 1개의 모노테르펜, 1개의 페놀 화합물을 분리하였다 [angelicoidenol-2-O-glucopyranoside (1), nodakenin (2), apiosylskimmin (3), chlorogenic acid (4)]. 분리된 화합물은 1D와 2D nuclear magnetic resonance (NMR)의 분광학적 방법과 문헌 치 비교 또는 TLC 분석을 통해 확인되었다. 화합물의 당뇨를 억제하는 생리활성 분석 실험을 통해서 분리한 화합물 중 (4)는 PTP1B 저해 활성을 보였다. 또한 화합물 (2)와 (4)는 양성 대조군과 비교했을 때HRAR과 AGEs 형성 억제에 대해 강력한 효과를 나타냈다. 결과적으로 참당귀 뿌리와 분리된 화합물은 산화 스트레스와 관련된 질병, 당뇨 합병증을 치료 또는 예방하는데 유용한 후보군으로 사용될 것이다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. INTRODUCTION 1
• 1. Angelica gigas Nakai. 1
• 2. Diabetes and diabetic complications 4
• 3. Aim of study 8
• Ⅱ. MATERIALS AND METHODS 10
• 1. General experimental procedure 10
• 2. Chemicals and reagents 11
• 3. Plant material 12
• 4. Extraction, fractionation and isolation 13
• 5. Phytochemical examinations 20
• 5-1. Determination of total flavonoid contents (TFC) 20
• 5-2. Determination of total phenolic contents (TPC) 21
• 6. Antioxidant activity 22
• 6-1. 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging assay 22
• 6-2. 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonic acid) (ABTS) radical scavenging assay 23
• 6-3. Peroxynitrite (ONOO⁻) scavenging assay 25
• 7. Anti-diabetic activity 26
• 7-1. In vitro assay for inhibitory activity of α-glucosidase 26
• 7-2. In vitro assay for inhibitory activity of protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) 28
• 8. Anti-diabetic complication activity 30
• 8-1. In vitro assay for inhibitory activity of AGEs formation 30
• 8-2. In vitro assay for inhibitory activity of HRAR 31
• 9. Statistics 32
• Ⅲ. RESULTS 33
• 1. Phytochemical examinations 33
• 2. Antioxidant activity 39
• 3. Anti-diabetic activity 43
• 4. Anti-diabetic complication activity 45
• Ⅳ. DISCUSSION 50
• Ⅴ. CONCLUSION 58
• REFERENCES 59
• 국문초록 71