굴거리나무열매의 항당뇨 유효성 평가 및 생물학적 효능

국문 초록 (Abstract)

당뇨병은 21세기 세계적인 건강 문제로 대두되고 있다. 당뇨병의 치료법은 식사요법, 운동요법, 약물요법이 실시되고 있으나, 현재 완치법이 확립되어 있지 않아 천연물로부터 혈당강하 물질을 탐색하고자 하는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 제주도 지역에서 구축된 자생식물 Library를 분양(500여종, 제주생물종다양성연구소)받아 연구를 진행하였다. 항산화활성 측정 결과 7종에서 우수한 항산화 활성을 보여주었으며, 이 중 굴거리나무 (8.64%) 과실은 양성대조군인 Vitamin C 와 비슷한 항산화 활성을 나타냈다. α-glucosidase 억제활성을 평가한 결과 500여종 중 acarbose 보다 뛰어난 활성을 갖는 16 종을 선정하였다. 각각의 IC50 수치는 졸가시나무 (16.01), 찔레 (7.55), 털단풍 (13.02), 사방오리나무 (1.23), 예덕나무 (4.96), 말오줌때 (3.836), 층층나무 (6.01), 붉나무 (7.25), 흰떡갈나무 (10.84), 사람주나무 (3.47), 오구나무 (6.61), 갯질경 (5.19) 애기땅빈대 (3.17), 갯강활 (3.18), 장대여뀌 (4.55) 등으로 나타났다. 항산화 활성 및 α-glucosidase 억제 효능 스크리닝 결과 선정된 16종에 대해 세포독성여부를 확인하기 위하여 MTT 실험를 실시하였다. 5종에서 세포독성이 관찰되지 않았으며 (> 200 μg/ml) 2종의 자생식물은 IC50 수치가 20 μg/mL 이하로 나타나는 등, 7종에서 세포독성이 관찰되었다. 세포독성이 발견된 7종의 자생식물을 제외한 sample에 대해 지방세포 분화 활성평가를 실시하였다. 그 결과, 지방세포 분화증가율은 굴거리나무 (148%), 붉나무 (136%), 졸가시나무 (128%), 애기땅빈대 (119%), 흰떡갈나무 (111%), 갯강활 (103%), 찔레 (102 %)의 순서로 높은 활성이 나타났다. 따라서, 항산화와 항당뇨 효능이 우수하며, 비교적 독성이 약한 굴거리나무 과실을 이용하여 연구를 진행하였다. 굴거리나무 과실를 상온에서 음건하여 얻은 건조시료 1 kg을 MeOH로 24 h 55℃ 수욕상에서 교반기를 이용하여 추출을 하였다. 용매극성에 따라 분획을 실시하였으며, n-Hexane (13.68 g), CH2Cl2 (1.22 g), EtOAc (1.90 g), n-BuOH (26.78 g), H2O (158.60 g) 분획물을 얻었다. 각 분획물의 지방세포 분화율은 MeOH (121%), n-hexane (101%), CH2Cl2 (439%), EtOAc (308%), n-BuOH (62%), DW (106%)으로, CH2Cl2층에서 양성 대조군보다 2.5배 높은 효능이 나타났다. 활성분획으로부터 open column 분획을 실시하였다. 혼합용액 CH2Cl2:MeOH을 4:6 비율로 사용하여, open column 으로 6개의 분획 sample을 얻었다. 소분획물 6개 sample을 이용하여 지방세포분화 활성시험을 실시한 결과, CH2Cl2분획의 4번째 분획에서 높은 활성이 나타나 이로부터 11개의 소분획 (A∼K)으로 나 눈 뒤, 4종의 Compound를 분리하였다.
Streptozotocin (STZ, Sigma, USA, 100 mg/kg, body weight) 유도 동물모델에서 혈당 250 mg/dL 이상인 실험동물을 이용하여 4주간 굴거리나무 과실을 투여하였다. 혈청내의 혈당 변화를 측정한 결과 정상대조군의 혈당치 134.8±13.42 mg/dL에 비해 당뇨 대조군으로서, STZ/HFD 군이 281.3±12.98 mg/dL로 유의적인 증가를 나타냈으나, 굴거리나무 과실 추출물을 투여한 결과, 50 mg/kg 투여군에서 230.0±14.98 mg/dL로 혈당의 유의적인 감소를 나타내었다. 혈청 중의 TG(triglyceride), Total cholesterol 함량이 50 mg/kg 투여군에서 유의적으로 감소하였다. 따라서 굴거리나무 과실은 항산화 및 항당뇨 효능 및 당뇨 합병증을 예방하는데 유용할 것이라 사료된다.