Anti-thrombotic and Pro-fibrinolytic Effect of Oriental Melon (Cucumis melo L . var makuwa) in a Rat Model of Platelet Activation

Abstract

Atherothrombosis is the major cause of cardiovascular death. This present study aimed to evaluate the anti-atherothrombotic effects of common oriental melon (OMC) and oriental melon bred for high serine protease activity (OMS) in a collagen-epinephrine (C/E)-induced platelet activation rat model. Forty-eight Sprague Dawley rats (n=12/group) were divided into four groups: non-disease control (NDC; saline + saline), collagen and epinephrine control (CEC; C/E + saline), common oriental melon (OMC; C/E + OMC), and oriental melon high in serine protease (OMS; C/E + OMS). The test material and saline were administered by oral gavage for 4 weeks. To investigate the effects of OMC and OMS in managing atherothrombosis, biochemical metabolite, blood coagulation, reverse transcription-polymerase chain reaction, western blot, and histological analysis were performed. Cyclooxygenase-1 mRNA (P=0.000), thromboxane B2 (P=0.001) and total occluded area (P=0.014) in the lung were significantly decreased in the OMS group compared with those in the CEC group. OMS also remarkably escalated activated partial thromboplastin time (P=0.000), fibrinogen degradation product (P=0.011), and tissue-type plasminogen activator (P=0.015). When compared with the CEC group, the OMS group showed a significant attenuation of vascular inflammation by inhibiting P-selectin (P=0.034 in aorta and P=0.039 in PBMC) and vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1) (P=0.032 in aorta and P=0.034 in PBMC). The remarkable decrease in aortic wall thickness (P=0.002) probably through endothelial nitric oxide phosphorylation (P=0.000) and nitric oxide production (P=0.032). In contrast, the OMC group demonstrated downregulation of VCAM-1 (P=0.045 in aorta and P=0.028 in PBMC) only. These results indicate a profound effect of OMS in modifying the atherothrombosis progression. ;죽상혈전증은 심혈관 질환의 주요 원인이다. 본 연구는 collagen-epinephrine (C/E)에 의해 유도된 혈소판 활성화 쥐 모델에서 일반적인 참외(OMC)와 세린단백분해효소를 고함유한 참외(OMS)의 항죽상혈전증 효과를 확인하고자 수행되었다. 5주령의 수컷 Sprague Dawley 쥐 48마리를 무작위 배정으로 4군으로 나누었으며, 시험물질과 식염수를 4주 동안 경구투여 하였다: 정상 대조군(NDC; 식염수+식염수), C/E 대조군 (CEC; 식염수+ C/E), 참외 섭취군 (OMC; C/E + OMC), 고세린단백분해효소 함유 참외 섭취군 (C/E + OMS). 시험물질의 혈전처리능을 알아보기 위해 생화학적 지표와 혈액 응고 지표를 측정하고, RT-PCR, 웨스턴 블롯, 조직법을 수행하였다. OMS 군은 CEC군 대비 Cyclooxygenase-1의 mRNA 발현(P=0.000)과 혈장 thromboxane B2 농도(P=0.001), 폐 기관지의 폐색된 면적(P=0.014)이 유의적으로 감소하였다. 또한, OMS 군은 활성부분트롬보플라스틴시간(P=0.000), 피브린 분해산물(P=0.011), 조직플라스미노겐활성제(P=0.015)가 유의적으로 증가하였다. OMS군은 CEC군과 비교하여 adhesion molecule인 P-selectin (동맥; P=0.034, PBMC; P=0.039)과 VCAM-1(동맥; P=0.032, PBMC; P=0.034)의 mRNA 발현이 억제되었다. 뿐만 아니라, OMS군은 endothelial nitric oxide의 인산화(P=0.000)와 nitric oxide의 생성(P=0.032)이 증가함에 따라 대동맥 벽이 유의적인 감소하였음을 알 수 있다(P=0.002). 이와 달리, OMC 군에서는 VCAM-1 (동맥; P=0.045, PBMC; P=0.028)의 발현 감소만 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 세린단백분해효소를 고함유한 참외의 섭취가 혈소판 활성 억제와 피브린 분해 증가, 혈전증 및 염증 완화, 대동맥 벽 감소에 따른 혈관 확장을 통해 내피 세포와 혈관기능을 개선한 것으로 사료된다. 따라서, 세린단백분해효소 고함유 참외의 섭취는 항죽상혈전증 효능이 있음을 확인하였다.