Effect of Rhus verniciflua Stokes extract against tert-butyl hydroperoxide induced acute hepatic damage in rats

Abstract

본 연구에서는 옻나무 열수추출물의 항산화 및 항염증 기능성을 검증하기 위해 옻나무 열수추출물과 fustin에 대하여 in vivo 시험을 수행하였다. Fustin은 옻나무의 주요성분인 4가지 플라보노이드 (fisetin, fustin, sulfuretin, butein)에 대한 radical 소거능 스크리닝 시험결과로 선정되었다. In vitro 스크리닝 결과 DPPH radical 소거능은 fisetin > fustin > butein > sulfuretin 순으로 높은 것으로 나타났다. 철 환원능력 측정결과 fustin > fisetin > butein > sulfuretin 순으로 높은 것으로 나타났다. fustin이 옻나무추출물의 15%를 차지하는 지표성분으로 옻나무추출물의 항산화능에 기여도가 높은 것으로 보여 fustin이 선정되었다. In vivo 모델에서의 생리학적 타당성을 검증하기 위해, 옻나무추출물과 fustin에 대하여 동물시험을 진행하였다. 옻나무 저용량 (RL), 중용량 (RM), 고용량 (RH)와 fustin (FS)을 2주간 공급한 뒤 희생 8시간 전 tert-butyl hydroperoxide (t-BHP) (1 mmol/kg b.w)를 투여하여 급성 산화스트레스를 유발시켰다. ALT 수치는 RL과 FS에서 소폭 감소하였고, AST와 LDH는 오히려 증가하였다. 직접적인 radical 소거능을 확인하기 위한 혈중 TAS 측정결과, RL에서 높아지는 경향을 보였으나 유의적인 차이는 없었다. 간 MDA, 8-OHdG 함량 측정 결과 옻나무와 fustin을 미리 투여한 군에서 감소하는 경향을 보였으나, 군간 유의적인 차이는 없었다. 간 GSH 함량을 측정한 결과 RL과 FS에서 유의적으로 높아짐을 확인하였다. GSH/GSSG ratio를 측정한 결과 RL에서 높아진 경향성을 보였다. 이 결과로 보아 저용량에서 항산화 효과가 있었음을 확인할 수 있었다. GSH 생성기전을 알아보기 위해 GSH 생합성에 관여하는 GCS의 mRNA expression을 측정하였고, 산화형 GSH에서 환원형으로 변환시키는 GR의 활성을 측정한 결과, GCS는 GSH결과와 일치하지 않은 반면, GR에서는 GSH가 높아진 군과 동일하게 높아진 것을 확인할 수 있었다. 이는 GSH 생성기전에 GR이 관여하였음을 알 수 있었다. 항산화, 항염증 기전에 관여하는 효소인 HO-1의 mRNA expression측정결과 RL, RM에서 높아지는 경향성을 보였고, IL-10의 생성이 RL, RM에서 유의적으로 높아졌다. TNF-α나 IL-6의 생성이 정상대조군 (NC)이 t-BHP 대조군 (TC) 보다 높았고, RL, RM에서 유의적으로 높아졌다. H&E staining을 통해서도 RL, RM에서 간 보호가 뛰어났음을 확인하였다. 따라서 옻나무는 GSH를 통한 항산화효과, anti-inflammatory cytokine 증가를 통한 항염증 효과를 보여, 간 보호를 위한 기능성 식품소재로서의 가능성을 보여주었다.;We investigated the antioxidant and anti-inflammatory effect of water extract of Rhus verniciflua Stokes (RVS) and fustin in vivo model. In vitro study, we screened the four different kinds of flavonoids (fisetin, fustin, butein, sulfuretin) for radical quenching capacity. The contribution to DPPH radical scavenging of RVS flavonoids has been appeared as following orders; fisetin > fustin > butein > sulfuretin. The contribution to FRAP value of RVS flavonoids has been appeared as following orders; fustin > fisetin > butein > sulfuretin. Especially fisetin and fustin showed the most effective contributions to DPPH scavenging capacity and FRAP, respectively. As fustin accounts for about 15% of RVS, fustin was used in vivo experiment as function compound. To examine antioxidant and anti-inflammatory effect of extract of RVS or fustin in vivo system when hepatotoxicity is reaching maximally, rats were pretreated with diluted water (TC), 50 mg/kg b.w (RL), 100 mg/kg b.w (RM), and 200 mg/kg b.w (RH) of RVS or fustin 30 mg/kg b.w (FS) by oral administration for 14 consecutive days before the injection of t-BHP. Rats were sacrificed 8 h after treatment with t-BHP at a dose of 1 mmol/kg. Serum TAS was higher in RL, hepatic MDA and 8-OHdG was lower in RVS or fustin pre-treated group, but there was no significant differences. Hepatic GSH in LC and FS was higher than TC. RL in GSH/GSSG ratio had a tendency higher than the other groups. GCL and did not have significant except t-BHP free group, and glutathione reductase activity had a tendency to increase in RL and FS. RL and RM had a tendency to increase in HO-1 mRNA expression and also were increased in IL-10 level. RM and RL in the rate of necrosis were lower than TC in the histology. These results showed that RVS have antioxidant and anti-inflammatory effect, which may protect from liver damage.