Protective effect of Acanthopanax koreanum Nakai extract against D-GalN/LPS induced hepatic damage in Wistar rats

Abstract

This study was performed to investigate to hepatoprotective effect with ethanolic extract of Acanthopanax koreanum Nakai (AE) in Wistar rats injected D-galactosamine/lipopolysaccharide (D-GalN/LPS). AE offered for 14 days with normal diet based on AIN-93G. Before sacrificing 22hours, rats were induced liver injury with D-GalN (250mg/kg b.w) / LPS (10ug/kg b.w). Tissue weights of liver and spleen were significantly increased in liver injury groups. AST and ALT activities significantly increased in AE0 compared to NC. In addition, AST activity was shown decreasing tendency in low-dose of AE (AE1) and high-dose of AE (AE3), and ALT activity was significantly reduced in AE1 and AE3. Moreover, hematoxylin-eosin staining (H&E staning) showed liver injury with D-GalN/LPS and hepatoprotective effect with AE. AE3 in ALT activity and H&E staining was more effective than in AE1. Hepatic mRNA expression of Toll-like receptor (TLR4) and CD14 decreased with AE; thus, AE inhibited combination of LPS, TLR4, and CD14. TNF-alpha amount in the liver reduced in AE1, IL-6 in the plasma was improved in AE3. In addition, NO in the plasma was improved in AE1 and hepatic NO decrease in AE3. Superoxide dismutase activity showed improving tendency, and catalase activity significantly increased in AE1. In conclusion, ethanolic extract of Acanthopanax koreanum Nakai had hepatoprotective effect with inflammation and anti-oxidant. However, there was different dose of AE among biomarkers, and there was not similar effect each biomarker between ethanolic extract o f Acanthopanax koreanum Nakai and acanthoic acid.;본 연구에서는 D-galactosamine/lipopolysaccharide (D-GalN/LPS)에 의해 급성 간 손상이 형성된 동물모델에서 섬오갈피 에탄올추출물의 섭취가 간 보호 효과를 확인하였다. 14일 동안 섬오갈피 에탄올추출물을 식이에 섞어 공급하였다. 희생 22시간 전, D-GalN (250mg/kg b.w)/LPS (10ug/kg b.w)를 복강 투여하여 간 손상을 일으켰다. D-GalN/LPS에 의해 간 손상을 받은 군들이 간 조직 및 비장 무게가 증가하는 경향을 보였다. 간 손상지표인 AST 및 ALT활성이 D-GalN/LPS 간 손상을 받은 군 (AE0)이 정상군 (NC)에 비해 유의적으로 증가하였고, H&E staining을 통해서도 D-GalN/LPS에 의한 급성 간손상 모델형성을 확인하였다. ALT활성은 저용량군 (AE1)과 고용량군(AE3)에서 섬오갈피 에탄올 추출물에 의해 유의적으로 감소하였고, AST활성도는 저용량군 (AE1) 및 고용량군(AE3) 에서 감소하는 경향을 보였다. ALT활성도와 H&E staining에서 섬오갈피 에탄올추출물 섭취량이 많을수록 간 보호가 뛰어났다. Acanthoic acid에서도 개선효과가 있었지만 섬오갈피 에탄올 추출물와 차이는 없었다. RT-PCR을 통해 간 조직 내에 존재하는 TLR4와 CD14의 mRNA expression 이 섬오갈피 에탄올 추출물에 의해 감소되었다. 이를 통해 LPS와 TLR4 및 CD14의 결합을 저해함으로써 kupffer cell의 cytokine분비촉진을 억제시킨다. 간 조직내에 존재하는 TNF-alpha양은 섬오갈피 추출물 저용량군 (AE1)에서는 효과가 있었고, 혈장에 존재하는 IL-6는 섬오갈피 추출물 고용량군 (AE3)에서 개선됨을 확인했다. 그리고 NO는 혈장에서는 저용량군 (AE1), 간 조직내에서는 고용량군 (AE3)에서 NO분비가 저해됨을 확인했다. TNF-alpha에 의해 생성된 ROS는 섬오갈피 에탄올 추출물에 의해 감소됨을 확인했다. 혈장 또는 간 조직내에 존재하는 SOD 또는 CAT 활성도가 섬오갈피 에탄올 추출물 공급과 함께 높아졌다. 결과적으로, D-GalN/LPS 유도로 간 손상이 형성된 군에서 섬오갈피 에탄올 추출물이 항염증반응과 항산화 작용과 함께 간 보호효과를 나타낸다. 하지만 각 biomarker에 따라 효과가 좋은 용량은 각각 달랐으며, 섬오갈피 에탄올 추출물과 acanthoic acid의 물질비교에서도 biomarker별로 효과가 일정하지 않았다.