Quercetin 경구투여가 방사선 조사 마우스의 면역활성과 혈중 단백질 및 지질 영양상태에 미치는 영향 = The Effect of Quercetin on Modulation of Immunocompetence and Nutritional status in mice Exposed to Radiation

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Irradiation has been widely used as therapeutic methods of various disease. Irradiation may inhibit the growth of cancer cells, but may damage normal cells, thereby induce the inflammation. quercetin is a member of an extensive class polyphenolic flavonoid compounds that is widely distributed mainly as glycosides in components of the daily diet such as onions, apples, berries, tea and red wine. Quercetin is a flavones that has been shown to possess entire accidence competence and may also reduce inflammatory molecules. In this study, we evaluated the chemopreventive efficacy of quercetin on Modulation of Immunocompetence and Nutritional status which are used as biomarkers in irradiation-induced inflammation. In vitro experiment, the mice splenocyte proliferation was examined by MTT assay. The splenocytes proliferation was increased when quercetin were supplemented in all concentrations investigated(10, 25, 50, 150, 200, 300, 600, 1000μM). Ex vivo experiment, two kinds of concentrations (10, 40 mg/kg b.w) of quercetin in distilled water were orally administrated every other day from 2 weeks before to 30days after irradiation. And treated with and without the irradiation dose 15 Gy treatment. The animals were killed at 10days, 30days following irradiation.
Splenocyte proliferation of quercetin with stimulation such as Con A and LPS was enhanced at concentration 10 or 40mg/kg b.w. supplementation compared to that of control group with irradiation treatment. The percent of CD4+ and CD8+ were not significantly different in between different concentration and treated with or without irradiation. The production capacity of cytokines (TNF-a, IL-6, IL-10) by mice irradiation-induced inflammation were used as indices for immune activity. The production of cytokines (IL-1β, TNF-a, IL-6) of irradiation treatment group was increased compared to those of without irradiation treatment, After 30days, IL-1β, IL-6 production were significantly decreased in quercetin 10, 40 mg/kg b.w with irradiation groups. The total protein, albumin of irradiation groups were significantly lower than those of without irradiation groups. After 30days, Serum triglyceride, cholesterol were significantly decreased in quercetin 10, 40 mg/kg b.w with irradiation groups. Concentrations of TBARs of irradiation groups were significantly higher than those of without irradiation groups. Although irradiation itself may cause the suppression of immune activity. The oral supplementation of quercetin showed possible protective effect against irradiation-induced inflammation in mice.
In conclusion, this study suggests that quercetin could be beneficially used to recover the irradiation-induced decrement of cytokine production and nutritional status.

국문 초록 (Abstract)

각종 과일이나 채소 등에 많이 존재하는 생리활성 물질인 quercetin은 항산화, 항염증 효과 및 항암효과를 나타내는 것으로 보고되어 있으며 이러한 quercetin을 시료로 선정하여 quercetin 경구투여가 방사선 조사 마우스의 면역활성과 혈중 단백질 및 지질 영양상태에 미치는 영향에 관하여 살펴보고자 하였다.
Quercetin이 마우스 면역활성에 미치는 영향과 quercetin 경구투여가 방사선 조사 마우스의 면역활성과 혈중 단백질 및 지질 상태에 미치는 영향에 대한 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
quercetin을 배양액(10% FBS-RPMI medium 1640)으로 0, 10, 25, 50, 150, 200, 300, 600, 1000 μM의 농도로 희석하여 비장세포 증식능을 측정하였다. 그 결과 quercetin이 비장 증식능을 높여주는 것으로 나타났고 특히 300 uM에서 유의적으로 가장 높은 비장 증식능을 나타냈다. 위의 실험결과를 근거로 quercetin의 경구투여가 복부 방사선 조사 마우스의 면역활성과 혈중 단백질 및 지질 영양상태에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. Quercetin을 각 농도 (10 mg/kg. b.w, 40 mg/kg. b.w)로 2주간 0.2 ㎕씩 격일로 경구투여하고 방사선 조사(15 Gy)를 하여 마우스의 염증발생을 유도한 후, 30일 동안 0.2 ㎕씩 격일로 경구투여 하였다. 방사선 조사 후 10일, 30일에 희생시켜 장기무게와 비장세포를 분리하여 비장세포 증식능을 측정하였다. 또한 심장에서 혈액을 채취하여 혈중 사이토카인 IL-1β, IL-6, TNF-α 분비량과 혈중 단백질 영양지표인 Total protein, Albumin과 혈중 지질 영양지표인 Triglyceride, Cholesterol 을 측정하였고, T 림프구 아형 세포비율을 분석하여 quercetin 경구투여가 방사선 조사로 염증발생을 유도한 마우스의 면역활성에 미치는 영향을 검색하였다. 그리고 염증반응의 지표로 TBARs 함량을 측정하였다. 그 결과 방사선 조사 후 단시간에 체중감소를 유도하였고, 5일이 지나면서 방사선 조사를 한 대조군에 비해 체중이 회복되어짐을 알 수 있었다. 비장세포 증식능 결과 방사선 조사 군에서 현저히 낮은 비장증식능을 나타내었으며 방사선 조사 30일 후에 quercetin 10 mg/kg. b.w 농도 투여시 유의적으로 높은 비장 증식능을 나타내었다. T 림프구 아형 분포 및 비율 측정 결과 CD4+/CD8+비율에서 CD8+의 영향으로 방사선 조사 10일 후에 방사선 조사를 한 대조군에서 유의적으로 낮은 비율을 나타내었다. 또한 혈중 IL-1β, IL-6, TNF-α의 사이토카인 분비량은 방사선 조사군에서 유의적으로 높은 분비량을 보였으며, 방사선 조사 후 30일의 시간이 지남으로 사이토카인 분비량이 방사선 조사군에서 감소되었다. 특히 quercetin 10 mg/kg. b.w 농도 투여시 유의적으로 감소하였는데 이는 quercetin 투여시 항염증 효과가 있는 것으로 사료된다. 혈중 단백질 지표결과 quercetin 투여가 방사선 조사로 인해 낮아진 Total protein 수치를 높여주는 경향을 보이고, 방사선 조사 30일 후에는 높아진 Triglyceride, Cholesterol 수치는 낮아지는 경향을 보인다. 특히 방사선 조사 30일 후 방사선 조사와 quercetin 10mg/kg .b.w 투여군에서 Cholesterol의 수치가 유의적으로 낮았다. 소장의 TBARs 함량을 통해 본 결과 방사선 조사 30일 후에 방사선 조사와 quercetin 투여군에서 유의적으로 과산화물의 함량이 낮아짐을 알 수 있었으며 특히 quercetin 10mg/kg .b.w 투여군에서 가장 낮은 함량을 보였다.
이상 본 연구의 실험결과 quercetin 경구투여로 인해 면역기능을 증진시키고 방사선 조사로 인한 염증 완화와 혈중 단백질 및 지질 영양상태를 증진 시킬 수 있음을 확인하였다. 방사선 조사시의 투여농도와 기간에 따르는 변화가 다른 것은 투여농도와 기간에 따라 다양하게 임상에 영향을 미칠 수 있다는 것을 알고 주의해야 됨을 주지시켜야 한다고 사료된다. 향후 quercetin에 대한 기능성 식품의 개발 및 질병이나 면역기능이 저하된 사람들을 위한 면역기초 연구 자료로 활용 될 것으로 기대된다.

목차 (Table of Contents)

• 국문요약 = 1
• Ⅰ. 서론 = 4
• Ⅱ. 문헌고찰 = 7
• 1. Quercetin의 생리학적 활성 = 7
• (1) Quercetin의 구조와 분포 = 7
• (2) Quercetin의 대사 = 8
• (3) Quercetin의 생리활성 = 9
• 2. 면역계 = 11
• (1) T 세포 = 12
• (2) B 세포 = 15
• (3) 사이토카인 = 17
• 3. 방사선(Radiation) 조사 = 19
• (1) 방사선 치료 = 19
• (2) 방사선 치료의 부작용 = 20
• 4. 염증 반응의 판단 지표 = 21
• Ⅲ. 실험내용 및 방법 = 25
• 1. 실험 내용 = 25
• 2. 실험 재료 = 28
• (1) 시료 = 28
• (2) 시약 및 배지 = 28
• 3. 실험 방법 = 29
• (1) 실험동물의 사육조건 및 경구투여 = 29
• (2) 방사선 조사 = 30
• (3) Quercetin 경구투여가 방사선 조사 마우스 비장세포 증식능에 미치는 영향 = 30
• 가. 마우스 비장세포의 분리 및 배양 = 30
• 나. 비장세포 증식능 측정 = 31
• (4) 혈액 내 T 림프구 아형(CD4+, CD8+) 측정 = 31
• (5) 혈중 사이토카인 분비능 측정 = 32
• 가. IL-1β 분비량 측정 = 32
• 나. IL-6 분비량 측정 = 33
• 다. TNF-α 분비량 측정 = 33
• (6) 혈중 단백질 및 지질 영양지표 측정 = 34
• 가. Total protein 측정 = 34
• 나. Albumin 측정 = 34
• 다. Cholesterol 측정 = 35
• 라. Triglyceride 측정 = 35
• (7) 생화학적 지표로 장염 손상 정도 측정 = 36
• Thiobarbituric acid reactive substances(TBARs) 측정 = 36
• 4. 통계분석 = 36
• Ⅳ. 실험결과 및 고찰 = 37
• 1. Quercetin이 마우스 비장세포 증식능에 미치는 영향 = 39
• 2. 체중변화 = 43
• 3. 간과 신장무게 = 45
• 4. Quercetin 경구투여가 방사선 조사 마우스의 비장세포 증식능에 미치는 영향 = 48
• (1) 비장 지수 = 48
• (2) 비장세포 증식능에 미치는 영향 = 52
• 가. 방사선 조사 10일 후의 비장세포 증식능 = 52
• 나. 방사선 조사 30일 후의 비장세포 증식능 = 57
• 5. Quercetin 경구투여가 방사선 조사 마우스의 혈액 내 T 림프구에서CD4+와 CD8+ 활성 변화에 미치는 영향 = 60
• 6. Quercetin 경구투여가 방사선 조사 마우스의 혈중 사이토카인 분비량에 미치는 영향 = 66
• (1) IL-1β 분비량 = 67
• (2) IL-6 분비량 = 69
• (3) TNF-α 분비량 = 71
• 7. Quercetin 경구투여가 방사선 조사 마우스의 혈중 단백질 및 지질 영양상태에 미치는 영향 = 74
• (1) Total protein 분비량 = 75
• (2) Albumin 분비량 = 77
• (3) Cholesterol 분비량 = 79
• (4) Triglyceride 분비량 = 81
• 8. Quercetin 경구투여가 방사선 조사 마우스의 소장손상에 미치는 영향 = 84
• (1) Thiobarbituric acid reactive substances(TBARs) 함량 = 84
• Ⅵ. 요약및결론 = 87
• 참고문헌 = 90
• Abstract = 107