KR102629866B1 - Biorenovation of Distylium racemosum gall extract - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조록나무 충영 추출물의 생물전환 방법, 이 방법으로 생물전환된 생물전환물, 및 이 생물전환물을 포함하는 항염증용 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 생물전환 방법은 조록나무 충영 추출물 및 바실러스 속 JD3-7 균주(KACC 92346P)의 균체를 혼합하여 혼합물을 생성하는 단계 및 상기 혼합물을 항온처리하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method for bioconversion of an extract of Chrysanthemum chinensis, a bioconversion product bioconverted by this method, and an anti-inflammatory composition containing the bioconversion product. The bioconversion method of the present invention includes the step of mixing the extract of Chrysanthemum Chrysanthemum and the bacterial cells of the Bacillus genus JD3-7 strain (KACC 92346P) to produce a mixture, and the step of incubating the mixture.

Description

조록나무 충영 추출물의 생물전환{Biorenovation of Distylium racemosum gall extract}Biorenovation of Distylium racemosum gall extract}

본 발명은 조록나무 충영 추출물의 생물전환에 관한 것으로, 구체적으로 조록나무 충영 추출물을, 우수한 항염증 활성을 나타내며 독성이 낮은 물질로 생물전환시킬 수 있는 생물전환 방법, 이를 통해 얻어지는 우수한 항염증 활성 및 낮은 독성을 갖는 생물전환물, 및 이 생물전환물을 포함하는 항염증용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to the bioconversion of an extract from the plant, and specifically, a bioconversion method that can bioconvert the extract from the plant, showing excellent anti-inflammatory activity and low toxicity, the excellent anti-inflammatory activity obtained through this, and It relates to a biotransformation product with low toxicity and an anti-inflammatory composition containing the biotransformation product.

염증은 인체에 침입한 외인적 병원체 또는 내인적인 자극에 의해 발생하는 매우 복잡한 인체의 선천적 방어 시스템으로, 손상된 조직의 회복을 위한 복구 기전으로서 국소적으로 염증을 유발한다. 이러한 염증 반응은 체내의 면역세포가 염증 인자를 인지 및 제거하기 위해 사이토카인(cytokine), PGE2(prostaglandin E2), 자유라디칼 등 다양한 매개물질들을 발현함으로써 유도되는데, 특히 면역세포의 한 종류로 알려진 대식세포는 병원균에 대한 즉각적인 방어를 제공함으로써 면역 체계에 중요한 역할을 한다. 그람 음성 세균에서 유래한 독소 성분 중 하나인 LPS(lipopolysaccharide)는 대표적 염증 유발인자로 대식세포를 자극해 다양한 염증에 관여하는 여러 매개물질들을 생성하는 것으로 알려져 있으며, 그 중 대표적인 전염증성 사이토카인(pro-inflammatory cytokine)인 TNF-α(tumor necrosis factor-α) 및 IL-6(interleukin-6), IL-1β(interleukin-1β)의 생성과 분비는 NF-κB(nuclear factor-κB)를 활성화하여 염증 유도 유전자인 iNOS(inducible nitric oxide synthase), COX-2(cyclooxygenase-2)를 발현하게 된다. 염증반응 과정에서 iNOS가 발현되면 높은 반응성을 가진 일산화질소(nitric oxide, NO)가 생성되며, 과생성된 NO는 조직 손상, 유전자 변이 및 심각한 자가 면역 질환을 유발하는 등 여러 염증성 질환과 밀접한 관련이 있는 것으로 보고된 바 있다. 또한, 염증 부위에서 발현되는 COX-2는 여러 전염증성 물질 자극에 의해 과하게 유도될 경우 각종 퇴행성 질환을 유발하거나 염증 매개 물질인 PGE2의 합성을 촉진함으로써 만성적인 염증을 유발한다. 이렇듯 인체의 염증은 면역반응의 일환이지만 비정상적인 염증 반응이 일어나게 되면 염증 관련 세포는 과도한 염증 매개 물질을 생성하고, 그 결과 만성 염증 질환이라고 불리는 다양한 질환이 나타나게 된다. 현재 동맥경화증, 천식, 류마티스 관절염증 등 여러 질병의 염증성 근거가 명확해짐에 따라 염증성 질환의 예방 및 치료를 목적으로 하는 항염증 효능 소재 발굴에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 많은 천연물의 NO 및 사이토카인 억제 기전을 통한 항염증 활성이 보고된 바 있다.Inflammation is a very complex innate defense system of the human body caused by exogenous pathogens or endogenous stimuli that invade the human body, and causes inflammation locally as a repair mechanism for the recovery of damaged tissues. This inflammatory response is induced by immune cells in the body expressing various mediators such as cytokines, PGE2 (prostaglandin E 2 ), and free radicals to recognize and eliminate inflammatory factors. In particular, immune cells, known as a type of immune cell, Macrophages play an important role in the immune system by providing immediate defense against pathogens. LPS (lipopolysaccharide), one of the toxins derived from Gram-negative bacteria, is a representative inflammation-causing factor and is known to stimulate macrophages to produce various mediators involved in various inflammations. Among them, the representative pro-inflammatory cytokine (pro) -The production and secretion of tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-6 (IL-6), and interleukin-1β (IL-1β), which are inflammatory cytokines, activate NF-κB (nuclear factor-κB). Inflammation-inducing genes iNOS (inducible nitric oxide synthase) and COX-2 (cyclooxygenase-2) are expressed. When iNOS is expressed during the inflammatory response, highly reactive nitric oxide (NO) is produced, and overproduced NO is closely related to several inflammatory diseases, including tissue damage, genetic mutation, and serious autoimmune diseases. It has been reported that there is. In addition, COX-2, expressed at the site of inflammation, when excessively induced by various pro-inflammatory substances, causes various degenerative diseases or induces chronic inflammation by promoting the synthesis of PGE2, an inflammatory mediator. In this way, inflammation in the human body is part of the immune response, but when an abnormal inflammatory response occurs, inflammation-related cells produce excessive inflammatory mediators, resulting in the appearance of various diseases called chronic inflammatory diseases. Currently, as the inflammatory basis of various diseases such as arteriosclerosis, asthma, and rheumatoid arthritis has become clear, research is being actively conducted to discover anti-inflammatory materials for the purpose of preventing and treating inflammatory diseases, and many natural products such as NO and cytotoxic Anti-inflammatory activity through a kine inhibition mechanism has been reported.

한편, 우리 주위에는 적절한 관련 연구가 이루어지지 않아 충분히 활용되지 못하고 있는 많은 생물자원들이 존재한다. 이에 실용화 가치가 낮은 생물자원을 다방면으로 활용하기 위한 연구 및 이를 바탕으로 한 새로운 활용 기술의 필요성이 대두되고 있다.Meanwhile, there are many biological resources around us that are not fully utilized due to lack of appropriate research. Accordingly, the need for research to utilize biological resources with low practical value in various ways and new utilization technologies based on this is emerging.

조록나무 또한 이러한 생물자원 중 하나로 미백 및 항산화 효능이 보고되어 있기는 하지만 아직까지 적극적으로 활용되지 못하고 있는 실정이다. 특히 조록나무는 잎과 가지에 조록나무 혹진딧물 등 8종류 이상의 해충에 의하여 갖가지 모양의 충영(벌레집)을 형성하는 특징을 가지고 있는데, 이러한 조록나무의 충영 또한 거의 활용되지 못하고 있으며, 관련 연구 또한 거의 전무한 실정이다. 그리고 조록나무 충영은 독성을 나타낼 수 있어 인체에 적용하는 제품, 특히 식품이나 의약품으로 활용하고자 할 때 제약이 따른다.Algae tree is one of these biological resources, and although its whitening and antioxidant effects have been reported, it has not yet been actively utilized. In particular, fir trees have the characteristic of forming insect nests of various shapes on their leaves and branches by more than eight types of pests, including aphids, and these insect nests of fragrant trees are rarely utilized, and related research is also being conducted. It is almost non-existent. In addition, because the green foliage can be toxic, there are restrictions when trying to use it in products applied to the human body, especially food or medicine.

이에 본 발명자들은 조록나무의 충영에 대한 생리활성, 특히 위에서 언급한 바와 같은 항염증 활성에 초점을 맞추어 연구함으로써 조록나무 충영을 새로운 항염증 물질로 활용하기 위한 기술을 개발하고자 하였으며, 이와 동시에 독성 문제를 해결함으로써 식품이나 의약품으로 안전하게 활용할 수 있는 기술을 개발하고자 하였다.Accordingly, the present inventors attempted to develop a technology for utilizing the phyllodes of the ginseng as a new anti-inflammatory substance by focusing on the physiological activity of the foliage of the ginseng tree, especially the anti-inflammatory activity as mentioned above, while at the same time solving the toxicity problem. By solving this problem, we sought to develop technology that can be safely used as food or medicine.

Kim, H. R., G. N. Park, B. K. Jung, W. J. Yoon, Y. H Jung, and K. S. Chang (2016) Antioxidant Activity of Solvent Fractions from Distylium racemosum in Jeju. Korean journal of clinical laboratory science. 48(2): 62-67.Kim, H. R., G. N. Park, B. K. Jung, W. J. Yoon, Y. H Jung, and K. S. Chang (2016) Antioxidant Activity of Solvent Fractions from Distylium racemosum in Jeju. Korean journal of clinical laboratory science. 48(2): 62-67. Lee, M. J (2008) Isolation of Functional Cosmetic Ingredient from Distylium racemosum Leaves. master's thesis. University of jeju, jeju island, Korea.Lee, M. J (2008) Isolation of Functional Cosmetic Ingredient from Distylium racemosum Leaves. master's thesis. University of jeju, jeju island, korea.

따라서 본 발명의 주된 목적은 조록나무 충영을 유용하게, 특히 항염증 물질로서 활용할 수 있으며, 식품이나 의약품으로 안전하게 활용할 수 있도록 독성 문제를 해결할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.Therefore, the main purpose of the present invention is to provide a method to solve the toxicity problem so that the plant can be utilized usefully, especially as an anti-inflammatory substance, and can be safely used as a food or medicine.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 방법을 바탕으로 조록나무 충영을 활용한 새로운 항염증용 물질을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a new anti-inflammatory substance using the Chrysanthemum ginseng tree based on the above method.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 조록나무 충영 추출물 및 바실러스 속 JD3-7 균주(KACC 92346P)의 균체를 혼합하여 혼합물을 생성하는 단계 및 상기 혼합물을 항온처리하는 단계를 포함하는 조록나무 충영 추출물의 생물전환 방법을 제공한다.According to one aspect of the present invention, the present invention provides a method of producing a mixture by mixing an extract of the Chrysanthemum vulgaris and the bacterial cells of the Bacillus genus JD3-7 strain (KACC 92346P), and incubating the mixture at a temperature. A method for bioconversion of extracts is provided.

본 발명의 생물전환 방법에 있어서, 상기 조록나무 충영 추출물은 조록나무 충영으로부터 물, 에탄올 또는 이들의 혼합 용매로 추출한 것이 바람직하다.In the bioconversion method of the present invention, it is preferable that the extract of Chrysanthemum vulgaris is extracted with water, ethanol, or a mixed solvent thereof.

본 발명의 생물전환 방법에 있어서, 상기 혼합물을 생성하는 단계는 완충액 중에서 상기 조록나무 충영 추출물 및 상기 균체를 혼합하는 단계인 것이 바람직하다.In the bioconversion method of the present invention, the step of producing the mixture is preferably a step of mixing the extract of Chrysanthemum chinensis and the bacteria in a buffer solution.

본 발명의 생물전환 방법에 있어서, 상기 혼합물을 생성하는 단계는 완충액 중에서 상기 조록나무 충영 추출물 및 상기 균체를 혼합하되, 상기 혼합물 중 상기 조록나무 충영 추출물이 1g/ℓ 이하의 농도가 되도록 혼합하는 단계인 것이 바람직하다.In the bioconversion method of the present invention, the step of generating the mixture includes mixing the extract and the bacteria in a buffer solution so that the concentration of the extract in the mixture is 1 g/l or less. It is desirable to be

본 발명의 생물전환 방법에 있어서, 상기 완충액은 1 내지 3%(v/v) 글리세린 함유 pH 7 내지 7.5의 인산 완충액인 것이 바람직하다.In the bioconversion method of the present invention, the buffer solution is preferably a phosphate buffer solution containing 1 to 3% (v/v) glycerin and having a pH of 7 to 7.5.

본 발명의 생물전환 방법에 있어서, 상기 항온처리는 25 내지 35℃에서 2 내지 4일 동안의 항온처리인 것이 바람직하다.In the bioconversion method of the present invention, the incubation is preferably at 25 to 35°C for 2 to 4 days.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 생물전환 방법으로 생물전환한 조록나무 충영 추출물의 생물전환물을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a bioconversion product of the extract of Chrysanthemum chinensis bioconverted by the above bioconversion method.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 생물전환물을 포함하는 항염증용 조성물을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides an anti-inflammatory composition containing the biotransformation.

본 발명에 따르면 조록나무 충영 추출물을, 일산화질소 및 PGE2의 생성 억제, iNOS, COX-2, IL-1β 및 IL-6의 발현 억제와 같은 우수한 항염증 활성을 나타내며 독성이 낮은 물질로 생물전환시킬 수 있다. 이에 따라 활용도가 낮은 조록나무 충영을 항염증 제품, 예를 들어 항염증 기능성 화장품 또는 식품, 또는 염증성 질환의 예방 또는 치료용 의약품 등을 제조하는데 안전하게 활용할 수 있다.According to the present invention, the extract of Chrysanthemum vulgaris can be bioconverted into a substance with low toxicity and exhibits excellent anti-inflammatory activity, such as inhibiting the production of nitric oxide and PGE2 and inhibiting the expression of iNOS, COX-2, IL-1β and IL-6. You can. Accordingly, the underused Chrysanthemum sinensis can be safely used to manufacture anti-inflammatory products, such as anti-inflammatory functional cosmetics or foods, or medicines for the prevention or treatment of inflammatory diseases.

도 1은 조록나무 충영 추출물(DR), 조록나무 충영 추출물의 생물전환물(DRB) 및 대조군(BAE)의 HPLC 분석 결과를 나타낸다.
도 2는 조록나무 충영 추출물(DR), 조록나무 충영 추출물의 생물전환물(DRB) 및 대조군(BAE)의 세포 독성에 대한 실험 결과를 나타낸다.
도 3은 조록나무 충영 추출물(DR), 조록나무 충영 추출물의 생물전환물(DRB) 및 대조군(BAE)의 일산화질소(NO) 생성 억제 활성에 대한 실험 결과를 나타낸다.
도 4는 조록나무 충영 추출물의 생물전환물의 PGE2 생성 억제 활성에 대한 실험 결과를 나타낸다.
도 5는 조록나무 충영 추출물의 생물전환물의 iNOS 및 COX-2 발현 억제 활성에 대한 실험 결과를 나타낸다.
도 6은 조록나무 충영 추출물의 생물전환물의 IL-1β, IL-6 및 TNF-α 발현 억제 활성에 대한 실험 결과를 나타낸다.
도 7은 바실러스 속 JD3-7 균주(KACC 92346P)의 수탁증을 나타낸다.
Figure 1 shows the results of HPLC analysis of D. arborvitae extract (DR), bioconversion of D. arborvitae extract (DRB), and control group (BAE).
Figure 2 shows the results of an experiment on the cytotoxicity of D. arborvitae extract (DR), bioconversion of D. rhododendron extract (DRB), and control group (BAE).
Figure 3 shows the results of an experiment on the inhibitory activity of nitric oxide (NO) production of R. vulgaris extract (DR), bioconversion of R. vulgaris extract (DRB), and control group (BAE).
Figure 4 shows the results of an experiment on the inhibitory activity of PGE2 production of the biotransformation of the extract of Chrysanthemum Chrysanthemum.
Figure 5 shows the results of an experiment on the inhibitory activity of iNOS and COX-2 expression of the biotransformation of the extract of Chrysanthemum Chrysanthemum.
Figure 6 shows the results of an experiment on the inhibitory activity of IL-1β, IL-6, and TNF-α expression of the biotransformation of the extract of Chrysanthemum chinensis.
Figure 7 shows the accession of Bacillus JD3-7 strain (KACC 92346P).

본 발명의 생물전환 방법은 조록나무 충영 추출물 및 바실러스 속 JD3-7 균주(KACC 92346P)의 균체를 혼합하여 혼합물을 생성하는 단계 및 상기 혼합물을 항온처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The bioconversion method of the present invention is characterized in that it includes the step of mixing the extract of Chrysanthemum Chrysanthemum and the bacterial cells of the Bacillus genus JD3-7 strain (KACC 92346P) to produce a mixture, and the step of incubating the mixture.

조록나무는 조록나무과 조록나무속으로 분류되는 상록 관목 또는 교목으로서, 학명은 'Distylium racemosum'이다. 본 발명에서는 이러한 조록나무에 생성되는 충영(gall)을 이용한다. 충영은 식물에서 볼 수 있는 비정상적인 혹 모양의 팽대부를 의미하며, 조록나무의 경우 주로 잎과 가지에 생성된다. 조록나무 충영의 생성 원인은 조록나무 혹진딧물 등 8종류 이상의 유기체로 알려져 있으며, 그 모양은 다양하다. 본 발명의 일 실시형태에서, 조록나무 충영은 조록나무의 잎에 생성된 충영이다.The plant is an evergreen shrub or tree classified into the genus of the plant and the plant family, and its scientific name is ' Distylium racemosum '. In the present invention, the galls produced in such green trees are used. Chrysanthemum refers to an abnormal lump-shaped bulge that can be seen in plants, and in the case of fir trees, it is mainly produced on leaves and branches. It is known that more than 8 types of organisms, including aphids, are the cause of the formation of fragrant aphids, and their shapes are diverse. In one embodiment of the present invention, fragrant inflorescence is a fibrous inflorescence produced on the leaves of fir tree.

본 발명에서 조록나무 충영 추출물은 조록나무 충영을 추출 원료로 사용하여 추출한 것으로, 열탕 추출, 초음파 추출, 환류 추출 등 당업계의 통상적인 추출 방법으로 제조될 수 있다. 바람직하게는 물, C1 내지 C4의 저급 알코올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 용매를 사용하여 추출한 것이며, 보다 바람직하게는 물, 에탄올 또는 이들의 혼합 용매로 추출한 것이다. 이러한 추출물은 본 발명의 생물전환 방법을 통한 우수한 효과, 즉 우수한 항염증 활성 및 낮은 독성을 나타내는 물질로의 생물전환을 위해 보다 적합하다. 같은 이유로, 조록나무 충영 추출물은, 보다 바람직하게는 물 또는 물과 에탄올의 혼합 용매로 추출한 것이며, 보다 바람직하게는 물과 에탄올의 혼합 용매로 추출한 것이다. 또한, 상기 물과 에탄올의 혼합 용매는 바람직하게는 10 내지 99%(v/v)의 에탄올 용액이고, 보다 바람직하게는 30 내지 90%(v/v)의 에탄올 용액이고, 보다 바람직하게는 40 내지 90%(v/v)의 에탄올 용액이고, 보다 바람직하게는 50 내지 90%(v/v)의 에탄올 용액이고, 보다 바람직하게는 60 내지 80%(v/v)의 에탄올 용액이고, 보다 바람직하게는 65 내지 75%(v/v)의 에탄올 용액이다.In the present invention, the Chrysanthemum rhododendron extract is extracted using the Chrysanthemum rhododendron as an extraction raw material, and can be prepared by conventional extraction methods in the art, such as boiling water extraction, ultrasonic extraction, and reflux extraction. Preferably, the extract is extracted using a solvent selected from the group consisting of water, C1 to C4 lower alcohols, and mixtures thereof, and more preferably, it is extracted using water, ethanol, or a mixed solvent thereof. This extract is more suitable for bioconversion into a substance that exhibits excellent effects, i.e., excellent anti-inflammatory activity and low toxicity, through the bioconversion method of the present invention. For the same reason, the extract of Chrysanthemum Chrysanthemum is more preferably extracted with water or a mixed solvent of water and ethanol, and more preferably with a mixed solvent of water and ethanol. In addition, the mixed solvent of water and ethanol is preferably a 10 to 99% (v/v) ethanol solution, more preferably a 30 to 90% (v/v) ethanol solution, and more preferably 40% (v/v) ethanol solution. to 90% (v/v) ethanol solution, more preferably 50 to 90% (v/v) ethanol solution, more preferably 60 to 80% (v/v) ethanol solution, and more preferably 50 to 90% (v/v) ethanol solution. Preferably it is a 65 to 75% (v/v) ethanol solution.

본 발명에서 조록나무 충영 추출물 제조 시 용매의 양은 추출 원료, 즉 조록나무 충영의 중량(예를 들어, 건조 중량) 1g 기준, 바람직하게는 2 내지 100g, 보다 바람직하게는 5 내지 50g, 보다 바람직하게는 5 내지 20g의 비율로 한다. 추출온도는 바람직하게는 0 내지 100℃, 보다 바람직하게는 5 내지 90℃, 보다 바람직하게는 10 내지 80℃로 한다. 특히 용매로 물과 에탄올의 혼합 용매를 사용하는 경우, 추출온도는 바람직하게는 5 내지 35℃, 보다 바람직하게는 10 내지 30℃, 보다 바람직하게는 15 내지 25℃로 한다. 추출시간은 바람직하게는 1시간 내지 10일 동안, 보다 바람직하게는 12시간 내지 5일 동안, 보다 바람직하게는 1일 내지 3일 동안으로 한다. 이에 따르면 본 발명의 생물전환 방법을 통한 우수한 효과, 즉 우수한 항염증 활성 및 낮은 독성을 나타내는 물질로의 생물전환을 위해 보다 적합한 추출물을 제조할 수 있다.In the present invention, the amount of solvent when producing the extract of the Chrysanthemum vulgaris is based on 1 g of the weight (e.g., dry weight) of the extraction raw material, that is, the weight (e.g., dry weight) of the sage, preferably 2 to 100 g, more preferably 5 to 50 g, more preferably. is used at a rate of 5 to 20 g. The extraction temperature is preferably 0 to 100°C, more preferably 5 to 90°C, and even more preferably 10 to 80°C. In particular, when using a mixed solvent of water and ethanol as a solvent, the extraction temperature is preferably 5 to 35°C, more preferably 10 to 30°C, and even more preferably 15 to 25°C. The extraction time is preferably 1 hour to 10 days, more preferably 12 hours to 5 days, and even more preferably 1 day to 3 days. According to this, a more suitable extract can be prepared for bioconversion into a substance showing excellent effects, that is, excellent anti-inflammatory activity and low toxicity through the bioconversion method of the present invention.

본 발명에서 조록나무 충영 추출물은 상기와 같은 추출 과정 이후 여과, 농축, 감압건조, 동결건조 등의 과정을 추가로 거친 것일 수 있다.In the present invention, the extract of Chrysanthemum Chrysanthemum may have been subjected to additional processes such as filtration, concentration, reduced pressure drying, and freeze-drying after the extraction process as described above.

본 발명의 생물전환에 사용되는 균주인 바실러스 속 JD3-7 균주는 제주도의 콩 재래 간장으로부터 분리된 것으로 국립농업과학원 미생물은행(Korean Agricultural Culture Collection, KACC)에 수탁번호 KACC 92346P로 기탁되어 있다.The Bacillus JD3-7 strain, which is the strain used in the biotransformation of the present invention, was isolated from soybean native soybeans in Jeju Island and has been deposited in the Microbial Bank (Korean Agricultural Culture Collection, KACC) of the National Institute of Agricultural Sciences under the accession number KACC 92346P.

바실러스 속 JD3-7 균주는 바실러스 속의 미생물을 배양하는 통상의 배양조건에 따라 배양할 수 있다. 예를 들어 LB(Luria Bertani) 배지 또는 NB(nutrient broth) 배지에서 25 내지 35℃의 온도조건으로 배양할 수 있다.Bacillus JD3-7 strain can be cultured according to normal culture conditions for cultivating Bacillus microorganisms. For example, it can be cultured in LB (Luria Bertani) medium or NB (nutrient broth) medium at a temperature of 25 to 35°C.

바실러스 속 JD3-7 균주의 균체는 균주의 배양 이후 배양액의 여과 또는 원심분리 등의 통상적인 방법을 통해 수득할 수 있다.Cells of the Bacillus JD3-7 strain can be obtained through conventional methods such as filtration or centrifugation of the culture medium after culturing the strain.

본 발명에서 혼합물을 생성하는 단계는 조록나무 충영 추출물과 바실러스 속 JD3-7 균주의 균체(또는 이의 효소)가 접촉하여 조록나무 충영 추출물의 생물전환이 이루어질 수 있도록 이들을 혼합하는 단계로서, 매체에 조록나무 충영 추출물 및 바실러스 속 JD3-7 균주를 첨가하고 혼합하는 방법으로 달성할 수 있다. 이때 매체는 배지, 예를 들어 바실러스 속 JD3-7 균주가 성장할 수 있는 배지일 수 있으며, 물이나 물을 기반으로 하는 완충액일 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 매체는 완충액이다.In the present invention, the step of creating a mixture is a step of mixing the extract of the extract of the plant and the cells (or their enzymes) of the Bacillus genus JD3-7 strain so that bioconversion of the extract of the plant of the plant can be achieved. This can be achieved by adding and mixing tree extract and Bacillus JD3-7 strain. At this time, the medium may be a medium, for example, a medium in which the Bacillus JD3-7 strain can grow, and may be water or a water-based buffer. In one embodiment of the invention, the medium is a buffer solution.

완충액은 바람직하게는 1 내지 3%(v/v) 글리세린을 함유하며, 보다 바람직하게는 1.5 내지 2.5%(v/v), 보다 바람직하게는 1.7 내지 2.3%(v/v), 보다 바람직하게는 1.8 내지 2.2%(v/v) 글리세린을 함유한다. 또한, 완충액은 바람직하게는 pH 6.5 내지 8의 완충액이고, 보다 바람직하게는 pH 7 내지 7.5의 완충액이다. 또한, 완충액은 바람직하게는 인산(phosphate) 완충액이다. 이러한 완충액의 조건에 따르면, 보다 효과적인 생물전환을 가능하게 할 수 있다.The buffer preferably contains 1 to 3% (v/v) glycerin, more preferably 1.5 to 2.5% (v/v), more preferably 1.7 to 2.3% (v/v), even more preferably Contains 1.8 to 2.2% (v/v) glycerin. Additionally, the buffer solution is preferably a buffer solution of pH 6.5 to 8, and more preferably a buffer solution of pH 7 to 7.5. Additionally, the buffer solution is preferably a phosphate buffer solution. According to these buffer conditions, more effective bioconversion can be achieved.

매체에 조록나무 충영 추출물 및 바실러스 속 JD3-7 균주를 첨가하고 혼합하되, 바람직하게는 이 혼합으로 형성된 혼합물 중 조록나무 충영 추출물이 1g/ℓ 이하의 농도가 되도록 혼합한다. 이는 조록나무 충영 추출물의 독성으로 인한 바실러스 속 JD3-7 균주의 사멸 및 이에 따라 생물전환률이 낮아질 가능성을 고려한 것으로, 실험을 통해 1g/ℓ의 농도까지는 효율적인 생물전환이 확인되었다. 이와 함께 한 번의 반응을 통해 가능한 많은 양의 조록나무 충영 추출물을 생물전환하기 위해, 바람직하게는 100㎎/ℓ 내지 1g/ℓ, 보다 바람직하게는 200㎎/ℓ 내지 1g/ℓ, 보다 바람직하게는 300㎎/ℓ 내지 1g/ℓ, 보다 바람직하게는 400㎎/ℓ 내지 1g/ℓ, 보다 바람직하게는 500㎎/ℓ 내지 1g/ℓ, 보다 바람직하게는 600㎎/ℓ 내지 1g/ℓ, 보다 바람직하게는 700㎎/ℓ 내지 1g/ℓ, 보다 바람직하게는 800㎎/ℓ 내지 1g/ℓ, 보다 바람직하게는 900㎎/ℓ 내지 1g/ℓ의 농도가 되도록 한다.Add and mix the Bacillus genus JD3-7 extract and the Bacillus genus JD3-7 strain to the medium, preferably so that the concentration of the Corona vulgaris extract in the mixture formed by this mixing is 1 g/l or less. This was in consideration of the possibility of death of the Bacillus JD3-7 strain due to the toxicity of the extract of the Chrysanthemum ginseng and the resulting lower bioconversion rate. Through experiments, efficient bioconversion was confirmed up to a concentration of 1g/l. At the same time, in order to bioconvert as much of the extract as possible through a single reaction, preferably 100 mg/l to 1 g/l, more preferably 200 mg/l to 1 g/l, more preferably 300 mg/l to 1 g/l, more preferably 400 mg/l to 1 g/l, more preferably 500 mg/l to 1 g/l, more preferably 600 mg/l to 1 g/l, more preferably Preferably, the concentration is 700 mg/l to 1 g/l, more preferably 800 mg/l to 1 g/l, and more preferably 900 mg/l to 1 g/l.

본 발명에서 항온처리하는 단계는 바실러스 속 JD3-7 균주에 의한 생물전환(아마도 이 균주가 생산하는 효소의 작용에 의한)을 유도하기 위해 항온처리하는 단계로서, 조록나무 충영 추출물 및 바실러스 속 JD3-7 균주의 균체의 혼합물을 통상적인 항온 장치에 투입하고 일정 시간 동안 유지하는 방법으로 달성할 수 있다. 이때의 항온처리 온도는 바람직하게는 20 내지 40℃, 보다 바람직하게는 25 내지 35℃, 보다 바람직하게는 27 내지 33℃, 보다 바람직하게는 29 내지 31℃이며, 항온처리 시간은 바람직하게는 1시간 내지 10일, 보다 바람직하게는 12시간 내지 7일, 보다 바람직하게는 1 내지 5일, 보다 바람직하게는 2 내지 4일이다. 이러한 항온처리 조건에 따르면, 보다 효율적인 생물전환을 가능하게 할 수 있다.In the present invention, the incubation step is a step of incubating to induce biotransformation by the Bacillus JD3-7 strain (possibly by the action of an enzyme produced by this strain), and the extract of Chrysanthemum Chrysanthemum and Bacillus JD3- This can be achieved by putting a mixture of 7 strains of bacterial cells into a typical thermostat and maintaining it for a certain period of time. The incubation temperature at this time is preferably 20 to 40°C, more preferably 25 to 35°C, more preferably 27 to 33°C, and even more preferably 29 to 31°C, and the incubation time is preferably 1. hours to 10 days, more preferably 12 hours to 7 days, more preferably 1 to 5 days, more preferably 2 to 4 days. According to these incubation conditions, more efficient bioconversion can be achieved.

본 발명의 생물전환물은 상기와 같은 생물전환 방법으로 조록나무 충영 추출물을 생물전환하여 수득되는 것임을 특징으로 한다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 생물전환물은 생물전환하지 않은 조록나무 충영 추출물과 비교하여 낮은 세포독성을 나타낼 수 있다. 예를 들어 동일한 농도에서 더 낮은 세포독성을 나타내거나, 더 높은 농도에서 동일한 수준의 세포독성을 나타낼 수 있다. 또한, 우수한 항염증 활성, 예를 들어 일산화질소 생성 억제, PGE2(Prostaglandin E2) 생성 억제, iNOS 및 COX-2 발현 억제, IL-1β 및 IL-6 발현 억제를 나타낼 수 있다.The biotransformation product of the present invention is characterized in that it is obtained by bioconverting an extract of Chrysanthemum Chrysanthemum using the bioconversion method described above. In one embodiment of the present invention, the biotransformation product may exhibit low cytotoxicity compared to the non-biotransformation extract of Chrysanthemum Chrysanthemum. For example, it may exhibit lower cytotoxicity at the same concentration, or it may exhibit the same level of cytotoxicity at a higher concentration. In addition, it can exhibit excellent anti-inflammatory activity, for example, inhibition of nitric oxide production, inhibition of PGE2 (Prostaglandin E2) production, inhibition of iNOS and COX-2 expression, and inhibition of IL-1β and IL-6 expression.

본 발명의 항염증용 조성물은 상기와 같은 생물전환물을 포함하는 것을 특징으로 한다.The anti-inflammatory composition of the present invention is characterized in that it contains the above-described biotransformation.

본 발명의 항염증용 조성물은 항염증 기능성 화장료 조성물, 항염증 기능성 식품 조성물 또는 염증성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물일 수 있다.The anti-inflammatory composition of the present invention may be an anti-inflammatory functional cosmetic composition, an anti-inflammatory functional food composition, or a pharmaceutical composition for preventing or treating inflammatory diseases.

본 발명의 항염증용 조성물은 상기 생물전환물 만으로 이루어질 수 있으며, 상기 생물전환물 만을 유효성분으로서 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 항염증용 조성물은 상기 생물전환물과 함께 다른 물질을 유효성분으로서 더 포함할 수 있다. 이때의 다른 물질은 조록나무 충영 이외의 다른 생물자원으로부터 유래된 것일 수 있고, 조록나무 충영을 다른 방법으로 가공한 것일 수도 있으며, 화합물일 수도 있다.The anti-inflammatory composition of the present invention may be composed of only the biotransformation product, and may include only the biotransformation product as an active ingredient. In addition, the anti-inflammatory composition of the present invention may further include other substances as active ingredients along with the biotransformation product. At this time, other substances may be derived from biological resources other than the algae, may be processed by other methods, or may be compounds.

본 발명의 항염증용 조성물은 상기 유효성분(예를 들어, 본 발명의 생물전환물) 이외에 첨가물, 예를 들어 화장품학적, 식품학적 또는 약학적으로 허용가능한 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 적절한 형태로 제형화될 수 있다. 이러한 첨가물은 조성물의 용도, 적용 방식(예를 들어 투여 형태) 등에 따라 적절히 선택될 수 있다.The anti-inflammatory composition of the present invention may further include additives, such as cosmetically, foodologically, or pharmaceutically acceptable additives, in addition to the active ingredient (e.g., the biotransformation of the present invention), and may be in an appropriate form. It can be formulated as: These additives may be appropriately selected depending on the intended use of the composition, mode of application (e.g., dosage form), etc.

본 발명의 항염증용 조성물은 본 발명의 생물전환물을 예를 들어 0.01 ~ 100중량%로 포함할 수 있다.The anti-inflammatory composition of the present invention may contain, for example, 0.01 to 100% by weight of the biotransformation product of the present invention.

본 발명의 항염증용 조성물이 약학적 조성물인 경우, 경구 또는 비경구로 투여가 가능할 것이며 비경구 투여 시 피하주사 등의 다양한 방법으로 투여될 수 있고, 일반적인 의약품 제제의 형태로 사용될 수 있을 것이다. 그 투여량은 투여 대상의 상태, 투여 경로 및 투여 형태에 따라 조절될 수 있으며 증상에 따라 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 자명하게 다양한 범위 내에서 조절할 수 있을 것이다. 본 발명의 항염증용 조성물은 예를 들어 조성물에 함유된 본 발명의 생물전환물의 중량(예를 들어 건조 중량)을 기준으로 투여 대상의 체중 1㎏ 당 0.01 내지 400㎎으로 투여될 수 있을 것이다.If the anti-inflammatory composition of the present invention is a pharmaceutical composition, it can be administered orally or parenterally. When administered parenterally, it can be administered by various methods such as subcutaneous injection, and can be used in the form of a general pharmaceutical preparation. The dosage can be adjusted depending on the condition of the administration subject, the administration route, and the form of administration, and those skilled in the art will be able to adjust it within a variety of ranges depending on the symptoms. The anti-inflammatory composition of the present invention may be administered, for example, at 0.01 to 400 mg per 1 kg of body weight of the subject, based on the weight (eg, dry weight) of the biotransformant of the present invention contained in the composition.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. Since these examples are merely for illustrating the present invention, the scope of the present invention is not to be construed as limited by these examples.

[실시예][Example]

실시예 1. 조록나무 충영 추출물 제조Example 1. Preparation of Chrysanthemum Chrysanthemum Extract

2020년 8월에 제주도 서귀포시 남원읍 신례리에서 조록나무(Distylium racemosum)의 잎에 생성된 충영 시료를 채집하였다. 채집한 충영 시료 1g에 대하여 10배 중량비율의 70%(v/v) 에탄올을 가하여 실온에서 48시간 동안 2회 반복하여 추출하였다. 이후 추출액을 페이터 필터(TOYO ROSHI KAISHA, 도쿄, 일본)로 여과하였다. 감압농축기를 사용하여 여과된 추출액을 농축한 뒤, 동결 건조하여 다음의 생물전환에 사용하였다.In August 2020, samples of pigments produced on the leaves of Distylium racemosum were collected in Silrye-ri, Namwon-eup, Seogwipo-si, Jeju-do. 70% (v/v) ethanol at a 10-fold weight ratio was added to 1 g of the collected Chungyoung sample, and extraction was repeated twice for 48 hours at room temperature. The extract was then filtered through a filter (TOYO ROSHI KAISHA, Tokyo, Japan). The filtered extract was concentrated using a vacuum concentrator, then freeze-dried and used for the next bioconversion.

실시예 2. 조록나무 충영 추출물의 생물전환Example 2. Bioconversion of Chrysanthemum Chrysanthemum Extract

바실러스 속 JD3-7(Bacillus sp. JD3-7) 균주(KACC 92346P)를 영양배지(Nutrient Broth, Difco, 미국)에서 18시간 동안 배양한 후, 배양액을 15분 동안 4,000rpm으로 원심 분리하여 균체를 수득하였다. 수득한 균체를 PG 완충액(50mM 인산염 완충제, 2%(v/v) 글리세린)으로 2회 세척하였다. 세척된 균체를 PG 완충액에 현탁하고, 현탁액 100㎖ 당 실시예 1의 조록나무 충영 추출물(DR) 100㎎을 첨가하여 30℃에서 72시간 동안 항온처리하여 생물전환 반응을 유도하였다. 이 반응물을 DRB로 명명하였으며, DR을 첨가하지 않은 균체 현탁액을 대조군(BAE)으로 사용하였다. 반응액을 4000rpm으로 15분간 원심분리하여 상등액을 취하고 감압농축기로 농축한 후 -110℃에서 동결 건조하여 다음의 실험에 사용하였다. Bacillus sp. JD3-7 strain (KACC 92346P) was cultured in nutrient broth (Nutrient Broth, Difco, USA) for 18 hours, and then the culture was centrifuged at 4,000 rpm for 15 minutes to remove the bacteria. Obtained. The obtained cells were washed twice with PG buffer (50mM phosphate buffer, 2% (v/v) glycerin). The washed bacterial cells were suspended in PG buffer, and 100 mg of the D. vulgaris extract (DR) of Example 1 was added per 100 ml of suspension and incubated at 30°C for 72 hours to induce a biotransformation reaction. This reaction was named DRB, and the bacterial suspension without DR was used as a control (BAE). The reaction solution was centrifuged at 4000 rpm for 15 minutes, the supernatant was collected, concentrated using a vacuum concentrator, freeze-dried at -110°C, and used in the following experiment.

실시예 3. 조록나무 충영 추출물 생물전환물의 생리활성 평가Example 3. Evaluation of the physiological activity of the extract biotransformation of Chrysanthemum chinensis

3-1. 방법3-1. method

3-1-1. HPLC 분석3-1-1. HPLC analysis

HPLC 분석을 위하여 실시예 1의 조록나무 충영 추출물(DR)과 실시예 2의 조록나무 충영 추출물 생물전환물(DRB) 그리고 대조군인 BAE를 DMSO(dimethyl sulfoxide, Sigma-Aldrich, 세인트루이스, 미국)로 용해하였다. 분석에는 Shimadzu SpectroMonitor 3200 digital UV/Vis detector를 사용하였으며, 0.1% TFA(Trifluoroacetic acid, SAMCHUN, 한국)가 첨가된 물(Solvent A)과 아세토니트릴(Solvent B, Sigma-Aldrich, 세인트루이스, 미국)을 용매로 사용하였다. 시료는 구배(gradient) 조건으로 아세토니트릴(Solvent B)을 0.1분: 10%에서 30분: 100%로 변화시켜 30분 동안 분석을 진행하였으며, 컬럼(Phenomenex 4㎛ Hydro-RP 80Å, 250×4.6㎜) 온도 40℃, 유속 1.0㎖/분으로 254㎚ 파장에서 실시하였다.For HPLC analysis, the D. arborvitae extract (DR) of Example 1, the D. arborvitae extract bioconversion (DRB) of Example 2, and the control group BAE were dissolved in DMSO (dimethyl sulfoxide, Sigma-Aldrich, St. Louis, USA). did. A Shimadzu SpectroMonitor 3200 digital UV/Vis detector was used for the analysis, and water (Solvent A) with 0.1% TFA (Trifluoroacetic acid, SAMCHUN, Korea) and acetonitrile (Solvent B, Sigma-Aldrich, St. Louis, USA) were used as solvents. It was used as. The sample was analyzed for 30 minutes under gradient conditions by changing acetonitrile (Solvent B) from 0.1 min: 10% to 30 min: 100%, using a column (Phenomenex 4㎛ Hydro-RP 80Å, 250×4.6). ㎜) was conducted at a temperature of 40°C, a flow rate of 1.0 mL/min, and a wavelength of 254 nm.

3-1-2. 실험재료 및 세포배양3-1-2. Experimental materials and cell culture

실험에 사용된 LPS는 Sigma-Aldrich(세인트루이스, 미국)에서 구입하였으며, RAW 264.7 세포는 한국세포주은행에서 분양받았다. 세포주의 배양에는 10% FBS(fetal bovine serum)와 100U/㎖ 페니실린, 100㎍/㎖ 스트렙토마이신을 DMEM(Dulbecco's Modified Eagle Medium, Gibco, 뉴욕, 미국)에 첨가한 배양액을 사용하였으며 CO2 배양기(37℃, 5% CO2)에서 2일을 주기로 계대 배양을 실시하였다.LPS used in the experiment was purchased from Sigma-Aldrich (St. Louis, USA), and RAW 264.7 cells were purchased from the Korea Cell Line Bank. For culturing the cell line, a culture medium containing 10% FBS (fetal bovine serum), 100 U/ml penicillin, and 100 μg/ml streptomycin was used in DMEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium, Gibco, New York, USA), and cultured in a CO 2 incubator (37). Subculture was performed every 2 days at ℃, 5% CO 2 ).

3-1-3. 세포 독성 측정3-1-3. Cytotoxicity measurements

RAW 264.7 세포에서 시료에 의한 세포독성을 확인하기 위하여 MTT 분석을 이용하였다. 24-웰 플레이트에 RAW 264.7 세포를 7.0×104 세포/웰의 농도로 접종하여 CO2 배양기(37℃, 5% CO2)에서 24시간 동안 배양한 후, 일정한 농도로 희석한 시료와 LPS(1㎍/㎖)를 동시 처리하여 24시간 동안 반응시켰다. 그 후 RAW 264.7 세포에 MTT 시약을 첨가하여 배양기에서 3시간 동안 반응시킨 다음 상층액을 제거한 뒤, 각 웰에 DMSO를 첨가하여 포마잔 블루(formazan blue)를 용해시킨 후 ELISA 리더를 이용하여 570㎚에서 흡광도를 측정하였다.MTT analysis was used to confirm cytotoxicity of the sample in RAW 264.7 cells. RAW 264.7 cells were inoculated into a 24- well plate at a concentration of 7.0 1㎍/㎖) were simultaneously treated and reacted for 24 hours. Afterwards, MTT reagent was added to RAW 264.7 cells, reacted in an incubator for 3 hours, the supernatant was removed, DMSO was added to each well to dissolve formazan blue, and then the cells were incubated at 570 nm using an ELISA reader. The absorbance was measured.

3-1-4. NO 생성 억제 활성 측정3-1-4. Measurement of NO production inhibition activity

RAW 264.7 세포를 24-웰 플레이트에 7.0×104 세포/웰의 농도로 접종하여 CO2 배양기(37℃, 5% CO2)에서 24시간 동안 배양한 후 LPS(1㎍/㎖)와 일정한 농도로 희석한 시료를 동시 처리하여 24시간 반응시켰다. 그 후 96-웰 플레이트에 배양액 100㎕와 Griess 시약[1%(w/v) sulfanilamide, 0.1%(w/v) naphylethylenediamine in 2.5%(v/v) phosphoric acid] 100㎕를 1:1로 혼합하여 10분간 암반응 시킨 후 ELISA 리더를 사용하여 540㎚에서 흡광도를 측정하였다.RAW 264.7 cells were inoculated in a 24 -well plate at a concentration of 7.0 The diluted samples were simultaneously processed and reacted for 24 hours. Afterwards, 100㎕ of culture medium and 100㎕ of Griess reagent [1% (w/v) sulfanilamide, 0.1% (w/v) naphylethylenediamine in 2.5% (v/v) phosphoric acid] were mixed 1:1 in a 96-well plate. After dark reaction for 10 minutes, absorbance was measured at 540 nm using an ELISA reader.

3-1-5. PGE2 생성 억제 활성 측정3-1-5. Measurement of PGE2 production inhibition activity

세포 배양액 내의 PGE2(Prostaglandin E2)를 마우스 ELISA(enzyme-linked immnunosorbent assay) 키트(R&D Systems Inc., 미네아폴리스, 미네소타, 미국)를 이용하여 측정하였다. RAW 264.7 세포를 24-웰 플레이트에 7.0×104 세포/웰 농도로 접종하여 CO2 배양기(37℃, 5% CO2)에서 24시간 동안 배양한 후, LPS(1㎍/㎖)와 DRB(100, 200, 400㎍/㎖)를 동시 처리하여 동일한 조건에서 24시간 동안 반응시켰다. 이후 회수한 세포배양액을 10,000rpm에서 3분 동안 원심분리하여 침전물을 제거한 뒤 회수한 상등액을 PGE2 측정에 사용하였다.Prostaglandin E2 (PGE2) in cell culture was measured using a mouse enzyme-linked immnunosorbent assay (ELISA) kit (R&D Systems Inc., Minneapolis, Minnesota, USA). RAW 264.7 cells were inoculated in a 24 -well plate at a concentration of 7.0 100, 200, and 400㎍/㎖) were treated simultaneously and reacted under the same conditions for 24 hours. Afterwards, the recovered cell culture fluid was centrifuged at 10,000 rpm for 3 minutes to remove the precipitate, and the recovered supernatant was used for PGE2 measurement.

3-1-6. 웨스턴 블롯 분석3-1-6. Western blot analysis

6-웰 플레이트에 5×105 세포/웰의 농도로 접종한 RAW 264.7 세포를 CO2 배양기(37℃, 5% CO2)에서 24시간 동안 배양한 후, DMEM으로 희석한 DRB(100, 200, 400㎍/㎖)와 LPS(1㎍/㎖)를 동시 처리하여 동일한 조건에서 24시간 반응시켰다. 이후 배지를 제거하고 PBS로 2회 세척하였으며, 단백질을 용해 완충액(lysis buffer)[1×RIPA(Upstate Cell Signaling Solution, 뉴욕, 미국), 1mM PMSF(phenylmethylsulfonyl fluoride), 1mM Na3VO4, 1mM NaF, 1㎍/㎖ aprotinin, 1㎍/㎖ pepstatin 및 1㎍/㎖ leupeptin]으로 처리하여 추출한 후, 12,000rpm에서 30분 동안 원심분리 과정을 거쳐 상층액과 펠렛을 분리하였다. BCA 키트(Bio-Rad, 미국)를 사용하여 상등액의 단백질을 정량한 뒤, 단백질 20㎍을 10% 폴리아크릴아미드(polyacrylamide)를 함유한 10% SDS-PAGE에서 전기영동하여 분리하였다. 이후 PVDF(poly-vinylidene difluoride) 멤브레인(Milipore, 버링턴, 매사추세츠, 미국)에 200mA, 2시간 동안 전이한 뒤 5% 탈지유(skim milk)(sol. TBST)에 멤브레인을 넣고 상온에서 2시간 동안 블로킹한 후 TBST로 10분간 3회 세척하였다. 1차 항체(iNOS 항체(1:1,000, Bio-Rad, 미국), COX-2 항체(1:1,000, Rockland Immunochemicals, Inc., 미국), β-액틴 항체 클론 AC-74(1:10,000, Sigma, 미국)를 이용하여 4℃에서 밤새 반응시켰으며, 이후 TBST 용액으로 3회 세척한 뒤, 1:10,000으로 희석한 2차 항체(Jackson ImmunoResearch, 미국)와 상온에서 90분 동안 반응시켰다. TBST로 10분간 3회 세척한 멤브레인은 ECL 키트(Bio-Rad, 미국)와 반응시켜 이미징 덴시토미터(model GS-700, Bio-rad, 미국)를 통해 현상하였으며. 이미지J 프로그램(NIH, 베서스다, 메릴랜드, 미국)을 이용하여 β-액틴 대비 iNOS와 COX-2의 발현량의 면적을 정량화하여 그래프로 나타내었다.RAW 264.7 cells seeded in a 6-well plate at a concentration of 5 × 10 5 cells/well were cultured in a CO 2 incubator (37°C, 5% CO 2 ) for 24 hours, and then incubated with DRB (100, 200) diluted in DMEM. , 400㎍/㎖) and LPS (1㎍/㎖) were treated simultaneously and reacted under the same conditions for 24 hours. Afterwards, the medium was removed and washed twice with PBS, and the proteins were lysed in lysis buffer [1 , 1㎍/㎖ aprotinin, 1㎍/㎖ pepstatin, and 1㎍/㎖ leupeptin] and then centrifuged at 12,000rpm for 30 minutes to separate the supernatant and pellet. After quantifying the protein in the supernatant using a BCA kit (Bio-Rad, USA), 20 μg of protein was separated by electrophoresis on 10% SDS-PAGE containing 10% polyacrylamide. Afterwards, the membrane was transferred to a PVDF (poly-vinylidene difluoride) membrane (Milipore, Burlington, Massachusetts, USA) at 200 mA for 2 hours, and then the membrane was placed in 5% skim milk (sol. TBST) and blocked for 2 hours at room temperature. Afterwards, it was washed three times for 10 minutes with TBST. Primary antibodies (iNOS antibody (1:1,000, Bio-Rad, USA), COX-2 antibody (1:1,000, Rockland Immunochemicals, Inc., USA), β-actin antibody clone AC-74 (1:10,000, Sigma) , USA) was used to react overnight at 4°C, and then washed three times with TBST solution and then reacted with secondary antibody (Jackson ImmunoResearch, USA) diluted 1:10,000 at room temperature for 90 minutes. With TBST. The membrane washed three times for 10 minutes was reacted with an ECL kit (Bio-Rad, USA) and developed using an imaging densitometer (model GS-700, Bio-rad, USA) using the ImageJ program (NIH, Bethesda, USA). Maryland, USA), the area of iNOS and COX-2 expression compared to β-actin was quantified and displayed in a graph.

3-1-7. 전염증성 사이토카인(TNF-α, IL-6, IL-1β) 생성 억제 활성 측정3-1-7. Measurement of inhibition activity of pro-inflammatory cytokines (TNF-α, IL-6, IL-1β) production

세포 배양액 내의 전염증성 사이토카인(TNF-α, IL-6, IL-1β)을 마우스 TNF-α ELISA 키트(Invitrogen, 캘리포니아, 미국), 마우스 IL-6 ELISA 키트(BD Biosciences, 캘리포니아, 미국), 마우스 IL-1β ELISA 키트(R&D Systems Inc., 미네아폴리스, 미네소타, 미국)를 이용하여 측정하였다. RAW 264.7 세포를 24-웰 플레이트에 7.0×104 세포/웰의 농도로 분주하여 CO2 배양기(37℃, 5% CO2)에서 24시간 배양한 후, DRB(100, 200, 400㎍/㎖)과 LPS(1㎍/㎖)를 동시 처리하여 동일한 조건에서 24시간 반응시켰다. 이후 배양 배지를 원심분리(10,000rpm, 3분)하여 침전물을 제거하였고, 상등액을 회수하여 배양액 내에 존재하는 전염증성 사이토카인(TNF-α, IL-6, IL-1β)의 생성량을 측정하였다.Pro-inflammatory cytokines (TNF-α, IL-6, IL-1β) in cell culture were analyzed using mouse TNF-α ELISA kit (Invitrogen, California, USA), mouse IL-6 ELISA kit (BD Biosciences, California, USA), It was measured using a mouse IL-1β ELISA kit (R&D Systems Inc., Minneapolis, Minnesota, USA). RAW 264.7 cells were distributed in a 24 - well plate at a concentration of 7.0 ) and LPS (1㎍/㎖) were treated simultaneously and reacted under the same conditions for 24 hours. Afterwards, the culture medium was centrifuged (10,000 rpm, 3 minutes) to remove sediment, and the supernatant was recovered to measure the amount of proinflammatory cytokines (TNF-α, IL-6, IL-1β) produced in the culture medium.

3-1-8. 통계처리3-1-8. Statistical processing

모든 실험은 3회 반복하여 측정하였고, 그 결과는 평균값±표준편차로 나타냈으며 통계적 분석은 각 처리 구간의 유의성(*p<0.05; **p<0.01)을 검증을 위해 분산분석(analysis of variance, ANOVA) 후 student's t-test로 다중 비교를 실시하였다.All experiments were repeated three times, and the results were expressed as mean value ± standard deviation. Statistical analysis was performed using analysis of variance to verify the significance of each treatment section (*p<0.05; **p<0.01). , ANOVA) followed by multiple comparisons using student's t-test.

3-2. 결과3-2. result

3-2-1. HPLC 분석3-2-1. HPLC analysis

실시예 1의 조록나무 충영 추출물(DR)과 실시예 2의 조록나무 충영 추출물 생물전환물(DRB) 그리고 대조군인 BAE의 HPLC 분석결과, DR에는 존재하는 않는 신규한 피크(peak)가 DRB에서 확인되었으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다. 이러한 크로마토그램의 변화는 조록나무 충영 추출물 내에 존재하는 특정 성분들이 생물전환을 거쳐 다른 구조로 변하였음을 나타낸다.As a result of HPLC analysis of the Diorchid extract (DR) of Example 1, the biotransformation product of the Diorchid extract (DRB) of Example 2, and BAE as a control, a new peak that did not exist in DR was confirmed in DRB. and the results are shown in Figure 1. This change in the chromatogram indicates that certain components present in the extract of Chrysanthemum Chrysanthemum have undergone biotransformation and changed into a different structure.

3-2-2. 세포 독성 비교 측정3-2-2. Comparative cytotoxicity measurements

대식세포는 NO, PGE2, 류코트리엔(leukotriene) 및 전염증성 사이토카인(pro-inflammatory cytokine)과 같은 2차 매개물을 생산하고 분비하여 인체의 선천적, 후천적 면역을 조절하는데 중요한 역할을 한다. 따라서 염증에 중요한 역할을 하는 대식세포를 이용하여 DR, DRB 및 BAE에 의한 세포독성을 MTT 분석법으로 분석하였으며 각 시료를 100, 200, 400㎍/㎖ 농도로 처리하여 세포 생존율을 측정한 결과를 도 2에 나타내었다. DR은 100㎍/㎖ 농도에서 79.8%의 세포 생존율, 200㎍/㎖ 및 400㎍/㎖ 농도에서 각각 50.1%, 33.1%의 세포 생존율로 높은 세포 독성을 나타내었다. 반면 DRB 추출물은 모든 농도에서 95% 이상의 생존율을 보이며 DR과 비교하였을 때 개선된 세포 생존율을 나타내었으며, 동일한 농도로 처리한 BAE 또한 90% 이상의 생존율이 관찰되었다. 이는 DR 내 성분이 생물전환에 의해 전환되어 독성이 사라진 것으로 사료된다. 이에 추후 진행될 NO 분석, ELISA 키트, 웨스턴 블롯에서는 DRB 추출물이 세포독성을 나타내지 않는 범위인 100, 200, 400㎍/㎖의 농도를 처리하여 실험을 진행하였다.Macrophages play an important role in regulating the body's innate and adaptive immunity by producing and secreting secondary mediators such as NO, PGE2, leukotriene, and pro-inflammatory cytokines. Therefore, the cytotoxicity caused by DR, DRB, and BAE was analyzed using the MTT assay using macrophages, which play an important role in inflammation, and the cell survival rate was measured by treating each sample at concentrations of 100, 200, and 400㎍/㎖. It is shown in 2. DR showed high cytotoxicity with cell survival rates of 79.8% at a concentration of 100 μg/ml, 50.1%, and 33.1% at concentrations of 200 μg/ml and 400 μg/ml, respectively. On the other hand, DRB extract showed a survival rate of more than 95% at all concentrations and showed improved cell survival rate compared to DR, and BAE treated at the same concentration also showed a survival rate of more than 90%. This is believed to be because the components in DR have been converted through bioconversion and the toxicity has disappeared. Accordingly, in the NO analysis, ELISA kit, and Western blot to be carried out in the future, experiments were conducted at concentrations of 100, 200, and 400㎍/㎖, which are the range in which DRB extract does not show cytotoxicity.

3-2-3. NO 생성 억제 활성 비교3-2-3. Comparison of NO production inhibition activity

인체 내의 다양한 염증 인자 중 하나인 NO(일산화질소)는 인체 방어, 신호전달 및 종양을 제거하거나 박테리아를 제거하는 등 생리학적 중요한 작용을 하는 것으로 알려져 있으며, 염증 과정에서 iNOS에 의해 생성된 NO는 염증 매개체의 생합성을 촉진하고 염증반응을 심화 하여 염증성 질환을 유발하는 것으로 보고된 바 있다. 따라서 LPS로 자극한 RAW 264.7 세포에서 DRB 추출물이 NO의 생성에 미치는 영향을 조사하고자 LPS(1㎍/㎖)와 DR, DRB 및 BAE를 100, 200, 400㎍/㎖ 농도로 처리하여 NO 억제 활성을 측정하였으며 그 결과를 도 3에 나타내었다. 100, 200, 400㎍/㎖ 농도로 처리된 DR과 DRB는 LPS로 인해 증가한 NO를 유사한 경향으로 억제하였으며 가장 고농도인 400㎍/㎖에서 LPS 무처리군과 유사한 수준의 억제 활성을 나타내었다. 그러나 도 2에 의하면 DR을 처리한 RAW 264.7 세포에서 80% 이하의 세포 생존률이 관찰되었으므로 본 결과에 나타난 NO 억제 활성은 DR이 가진 고유의 활성이 아닌 독성에 의한 것으로 판단된다. 반면 DRB은 세포 독성이 나타나지 않는 농도 내에서 유의적인 억제 활성을 나타내었으며 BAE에서 유의적인 NO 저해 활성이 관찰되지 않았으므로 DRB의 억제 활성이 세포독성 및 BAE와 무관한 고유한 활성인 것으로 사료된다. 이러한 결과는 생물전환 기법이 조록나무 충영 추출물의 생리학적 활성을 증진하는데 긍정적인 영향을 미칠 수 있으며 실용화 가치가 낮은 조록나무 충영을 대상으로 염증 질환의 예방 및 치료제로서 활용할 수 있는 가능성을 제시한다.NO (nitric oxide), one of the various inflammatory factors in the human body, is known to have important physiological functions such as human defense, signal transduction, and removal of tumors or bacteria. NO produced by iNOS during the inflammatory process causes inflammation. It has been reported to cause inflammatory diseases by promoting the biosynthesis of mediators and intensifying the inflammatory response. Therefore, to investigate the effect of DRB extract on NO production in RAW 264.7 cells stimulated with LPS, NO inhibitory activity was determined by treating LPS (1 μg/ml) with DR, DRB, and BAE at concentrations of 100, 200, and 400 μg/ml. was measured, and the results are shown in Figure 3. DR and DRB treated at concentrations of 100, 200, and 400㎍/㎖ suppressed the increased NO due to LPS in a similar trend, and at the highest concentration of 400㎍/㎖, they showed a similar level of inhibitory activity as the LPS untreated group. However, according to Figure 2, since a cell survival rate of less than 80% was observed in RAW 264.7 cells treated with DR, it is believed that the NO inhibitory activity shown in this result is due to toxicity rather than the inherent activity of DR. On the other hand, DRB showed significant inhibitory activity within a concentration that did not cause cytotoxicity, and since no significant NO inhibitory activity was observed in BAE, it is believed that the inhibitory activity of DRB is an intrinsic activity unrelated to cytotoxicity and BAE. These results suggest that the bioconversion technique can have a positive effect on enhancing the physiological activity of the extracts of the extracts of the extracts of the extracts of the extracts of the extracts of the extracts of the extracts of the extracts of the extracts of the extracts of the extracts, and the potential use of the extracts of the extracts of the extracts that have little practical value can be used as a preventative and therapeutic agent for inflammatory diseases.

3-2-4. PGE2 생성 억제 활성3-2-4. PGE2 production inhibitory activity

인체 내에서 생성되는 PGE2는 대표적인 염증 매개체로 염증반응의 정도를 판단하는 척도이다. 일반적으로 염증의 초기 단계에서 PGE2는 국소적인 혈관 확장 및 호중구, 대식세포, 비만세포 및 면역 관련 세포의 활성화를 촉진하는 등 염증의 활성을 유도하며, 통증, 부종, 열을 유발하여 지속적인 염증반응을 유지하는데 핵심적인 역할을 하는 것으로 보고되었다. 본 실험에서는 LPS로 자극한 RAW 264.7 세포에 DRB 추출물을 100, 200, 400㎍/㎖ 농도로 처리하여 PGE2의 억제 활성을 측정하였으며 그 결과를 도 4에 나타내었다. DRB는 LPS로 유도된 RAW 264.7 세포에서 증가한 PGE2를 농도의존적으로 유의하게 억제하며 가장 고농도인 400㎍/㎖에서 LPS 무처리군과 유사한 수준으로 억제하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 DRB는 PGE2를 효과적으로 억제함으로써 염증반응의 심화 및 과도한 염증성 사이토카인의 합성에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 사료된다.PGE2 produced within the human body is a representative inflammatory mediator and is a measure of the degree of inflammatory response. Generally, in the early stages of inflammation, PGE2 induces the activity of inflammation by promoting local vasodilation and activation of neutrophils, macrophages, mast cells, and immune-related cells, and causes pain, swelling, and fever, leading to a continuous inflammatory response. It has been reported to play a key role in maintaining In this experiment, RAW 264.7 cells stimulated with LPS were treated with DRB extract at concentrations of 100, 200, and 400 μg/ml to measure the inhibitory activity of PGE2, and the results are shown in Figure 4. DRB was found to significantly inhibit the increased PGE2 in LPS-induced RAW 264.7 cells in a concentration-dependent manner, and at the highest concentration of 400㎍/ml, it was found to inhibit it to a level similar to that of the LPS-untreated group. These results suggest that DRB will have a positive effect on the deepening of the inflammatory response and the synthesis of excessive inflammatory cytokines by effectively inhibiting PGE2.

3-2-5. iNOS 및 COX-2 발현 억제3-2-5. Inhibition of iNOS and COX-2 expression

인체 내에서 염증반응이 발생하면 대식세포와 여러 면역 관련 세포들이 활성화되어 염증 유발 단백질로 알려진 iNOS와 COX-2의 발현을 유도한다. 염증반응 과정에서 과량의 NO는 L-아르기닌으로부터 NOS(nitric oxide synthase)를 경유하여 생성되며 암 또는 여러 염증성 질환의 원인으로 보고된 바 있다. 또한 COX-2는 염증자극, 사이토카인, 성장인자, TGF-β에 의해 이차적으로 발현이 유도되며, COX-2에 의해 유도된 프로스타글란딘은 염증 반응을 유발하고, 림프구 및 대식세포에 의한 사이토카인 합성을 조절한다. 일반적으로 염증반응에서 생성된 NO와 PGE2는 iNOS와 COX-2의 발현에 의해 제어되므로 iNOS 및 COX-2의 발현 억제를 통해 항염증 활성을 평가할 수 있다. 따라서 본 실험에서는 NO 및 PGE2 생성 저해 활성이 우수하였던 DRB가 iNOS 및 COX-2 단백질의 발현에는 어떠한 영향을 미치는지 조사하기 위하여 웨스턴 블롯을 실시하였으며, 그 결과를 도 5에 나타내었다. DRB는 LPS로 유도된 RAW 264.7 세포에서 LPS 단독 처리군과 비교하였을 때, iNOS의 발현 수준을 유의하게 억제하였으며, COX-2의 발현 수준 또한 유의하게 억제하였다. 또한 이러한 감소 수준이 NO 및 PGE2와 유사한 경향을 보이는 것으로 볼 때, DRB가 iNOS 및 COX-2의 유전자 발현을 억제하는데 효과적이며 이들의 발현이 NO 및 PGE2의 생성에 밀접한 관련이 있는 것으로 판단된다. 따라서 DRB는 LPS로 유도된 염증반응에서 iNOS와 COX-2의 발현 억제를 통해 NO 및 PGE2의 생성을 감소시킴으로써 항염증 활성을 나타냄을 시사하며, iNOS와 COX-2의 억제를 목적으로 하는 여러 염증성 질환의 치료에 유의한 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.When an inflammatory response occurs in the human body, macrophages and various immune-related cells are activated and induce the expression of iNOS and COX-2, known as pro-inflammatory proteins. During the inflammatory response, excessive amounts of NO are produced from L-arginine via NOS (nitric oxide synthase) and have been reported to be a cause of cancer or various inflammatory diseases. In addition, the expression of COX-2 is secondarily induced by inflammatory stimuli, cytokines, growth factors, and TGF-β, and prostaglandins induced by COX-2 cause inflammatory responses and cytokine synthesis by lymphocytes and macrophages. Adjust. In general, NO and PGE2 produced in inflammatory reactions are controlled by the expression of iNOS and COX-2, so anti-inflammatory activity can be evaluated by inhibiting the expression of iNOS and COX-2. Therefore, in this experiment, Western blot was performed to investigate how DRB, which had excellent NO and PGE2 production inhibitory activity, affected the expression of iNOS and COX-2 proteins, and the results are shown in Figure 5. DRB significantly suppressed the expression level of iNOS and COX-2 in LPS-induced RAW 264.7 cells compared to the LPS-only treatment group. In addition, considering that this reduction level shows a similar trend to that of NO and PGE2, it is believed that DRB is effective in suppressing gene expression of iNOS and COX-2 and that their expression is closely related to the production of NO and PGE2. Therefore, this suggests that DRB exhibits anti-inflammatory activity by reducing the production of NO and PGE2 through suppressing the expression of iNOS and COX-2 in the LPS-induced inflammatory response, and is effective in suppressing iNOS and COX-2 in various inflammatory processes. It is believed that significant effects can be expected in the treatment of diseases.

3-2-6. 전염증성 사이토카인(TNF-α, IL-6, IL-1β) 생성 억제3-2-6. Inhibits production of pro-inflammatory cytokines (TNF-α, IL-6, IL-1β)

사이토카인은 LPS와 같은 염증 유발 물질에 의해 활성화된 대식세포가 분비하는 단백질로 면역세포의 활성, 증식 및 분화를 조절하여 염증반응을 매개하는 인자이다. 인체에서 염증반응이 진행되기 위해서 NO와 PGE2와 같은 염증 매개물 이외에 염증성 사이토카인의 생성이 필연적으로 동반되는데, 그 중 TNF-α, IL-1β 및 IL-6는 전염증성 사이토카인으로서 자극에 의해 대량으로 생산될 경우 염증반응을 촉매하여 인체 질환을 악화시키는 것으로 보고되었다. 본 실험에서는 LPS로 유도된 RAW 264.7 세포에서 DRB이 IL-1β, IL-6, TNF-α의 발현에 미치는 영향을 ELISA 키트를 이용하여 조사하였으며 그 결과를 도 6에 나타내었다. 100, 200, 400㎍/㎖로 처리된 DRB은 RAW 264.7 세포에서 LPS로 인해 증가된 IL-1β와 IL-6를 농도 의존적으로 유의하게 억제하였으며 특히 IL-6의 경우 가장 고농도인 400㎍/㎖에서 28.5%로 LPS 무처리군과 유사한 억제 수준이 관찰되었다. 반면 TNF-α 측정 결과 85.4%, 80.7%, 74.4%로 미미한 억제 수준이 나타나는 것으로 보아 DRB 추출물은 TNF-α의 생성기작에는 크게 영향을 미치지 않는 것으로 사료된다.Cytokines are proteins secreted by macrophages activated by inflammatory substances such as LPS and are factors that mediate inflammatory responses by regulating the activity, proliferation, and differentiation of immune cells. In order for an inflammatory response to proceed in the human body, the production of inflammatory cytokines, in addition to inflammatory mediators such as NO and PGE2, is inevitably accompanied. Among them, TNF-α, IL-1β, and IL-6 are pro-inflammatory cytokines that are produced in large quantities by stimulation. It has been reported that when produced, it catalyzes inflammatory reactions and worsens human diseases. In this experiment, the effect of DRB on the expression of IL-1β, IL-6, and TNF-α in LPS-induced RAW 264.7 cells was investigated using an ELISA kit, and the results are shown in Figure 6. DRB treated at 100, 200, and 400㎍/㎖ significantly suppressed the increased IL-1β and IL-6 caused by LPS in RAW 264.7 cells in a concentration-dependent manner, especially at the highest concentration of 400㎍/㎖ for IL-6. A level of inhibition similar to that of the LPS untreated group was observed at 28.5%. On the other hand, as the results of TNF-α measurement showed a slight inhibition level of 85.4%, 80.7%, and 74.4%, it is believed that DRB extract does not significantly affect the production mechanism of TNF-α.

농업생명공학연구원Agricultural Biotechnology Research Institute KACC92346PKACC92346P 2021040120210401

Claims (8)

조록나무 충영 추출물 및 바실러스 속 JD3-7 균주(KACC 92346P)의 균체를 혼합하여 혼합물을 생성하는 단계 및
상기 혼합물을 항온처리하는 단계를 포함하는 조록나무 충영 추출물의 생물전환 방법.
Creating a mixture by mixing the extract of Chrysanthemum Chrysanthemum and the bacterial cells of the Bacillus JD3-7 strain (KACC 92346P);
A method for bioconversion of an extract of the ginseng tree, comprising the step of incubating the mixture.
제1항에 있어서,
상기 조록나무 충영 추출물은 조록나무 충영으로부터 물, 에탄올 또는 이들의 혼합 용매로 추출한 것인, 생물전환 방법.
According to paragraph 1,
The bioconversion method wherein the extract of the Chrysanthemum vulgaris is extracted from the Chrysanthemum vulgaris with water, ethanol, or a mixed solvent thereof.
제1항에 있어서,
상기 혼합물을 생성하는 단계는 완충액 중에서 상기 조록나무 충영 추출물 및 상기 균체를 혼합하는 단계인, 생물전환 방법.
According to paragraph 1,
The step of generating the mixture is a step of mixing the extract and the bacterial cells in a buffer solution.
제3항에 있어서,
상기 혼합물을 생성하는 단계는 상기 혼합물 중 상기 조록나무 충영 추출물이 1g/ℓ 이하의 농도가 되도록 혼합하는 단계인, 생물전환 방법.
According to paragraph 3,
The step of generating the mixture is a step of mixing the extract of the Chrysanthemum ginseng in the mixture to a concentration of 1 g/l or less.
제3항에 있어서,
상기 완충액은 1 내지 3%(v/v) 글리세린 함유 pH 7 내지 7.5의 인산 완충액인, 생물전환 방법.
According to paragraph 3,
The bioconversion method, wherein the buffer solution is a phosphate buffer solution containing 1 to 3% (v/v) glycerin and having a pH of 7 to 7.5.
제3항에 있어서,
상기 항온처리는 25 내지 35℃에서 2 내지 4일 동안의 항온처리인, 생물전환 방법.
According to paragraph 3,
The bioconversion method wherein the incubation is incubation at 25 to 35°C for 2 to 4 days.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 생물전환 방법으로 생물전환된 조록나무 충영 추출물의 생물전환물.A biotransformation product of an extract of Chrysanthemum vulgaris bioconverted by the bioconversion method of any one of claims 1 to 6. 제7항의 생물전환물을 포함하는 항염증용 조성물.An anti-inflammatory composition comprising the biotransformation of claim 7.
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