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알코올로 유도된 흰쥐의 간 지방 형성에 황금 추출물이 미치는 효과
The Effects of Scutellaria Radix Extract on the Alcohol-Induced Fatty Acid Synthesis of Liver in Rats
J Korean Med Obes Res 2018;18:19-26
Published online June 30, 2018;  https://doi.org/10.15429/jkomor.2018.18.1.19
Copyright © 2018 The Society of Korean Medicine for Obesity Research.

김범회
Bum Hoi Kim

동의대학교 한의과대학 한의학과, 동의대학교 한의학연구소

Department of Anatomy, College of Korean Medicine and Research Institute of Oriental Medicine, Dong-Eui University
Bum Hoi Kim College of Korean Medicine, Dong-Eui University, 52-57 Yangjeong-ro, Busanjin-gu, Busan 47227, Korea Tel: +82-51-850-7411 Fax: +82-51-853-4036 E-mail: bume@deu.ac.kr
Received April 27, 2018; Revised May 18, 2018; Accepted May 23, 2018.
cc This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Abstract

Objectives:

Alcoholic fatty liver is a potentially pathologic condition which can progress to steatohepatitis, fibrosis, and cirrhosis. The objective of this study is to investigate the effects of Scutellaria Radix (SR) extract on the alcoholic fatty liver induced by long-term EtOH administration.

Results:

Male Sprague Dawley rats were used in this study. All animals were randomly divided into Normal group, treated with saline (n=10); EtOH group, treated with ethanol (n=10); EtOH+SR group, treated with ethanol+Scutellaria Radix extract (n=10). For oral administration of ethanol in EtOH and EtOH+SR group, the ethanol was dissolved in distilled water in concentrations of 25% (v/v). Throughout the experiment of 8 week, the rats were allowed free access to water and standard chow. Sample group were administrated by Scutellaria Radix extract daily for 8 weeks.

Results:

The levels of hepatic marker such as aspartate aminotransferase and alanine aminotransferase were altered. Histopathological changes such as ballooning, fatty and hydropic degeneration were reduced and the expression of tumor necrosis factor-α (TNF-α) was significantly attenuated by Scutellaria Radix extract.

Conclusions:

These data suggest that Scutellaria Radix extract attenuated the alcoholic simple fatty liver by improving hepatic lipid metabolism via suppression of TNF-α protein. Scutellaria Radix could be effective in protecting the liver from alcoholic fatty liver.

Keywords : Alcoholic fatty liver, Scutellaria Radix, TNF-α, AST, ALT
서론

알코올을 섭취하게 되면 간에서 acetaldehyde로 대사되는데, acetaldehyde는 acetaldehyde dehydrogenase 의해 acetate로 변환되고 acetyl-CoA를 거쳐 에너지를 발생하거나 혹은 콜레스테롤과 지방산을 합성하는 데 사용된다1). 장기간의 지속적인 알코올 섭취는 nicotinamide adenosine/nicotinamide adenine dinucleotide의 비율을 증가시켜 탄수화물, 지방 및 단백질대사 장애를 유발하며, 특히 간에서 지방산의 산화가 억제되는 동시에 지방산 합성은 증가하게 되어 간조직의 지방 축적을 초래하게 된다2). 알코올성 지방간(alcoholic fatty liver)은 주로 과다한 음주로 인해 간에 중성지방이 과도하게 축적되는 간질환을 말하며3), 이후 간염, 간경변증, 간암으로 발전될 수 있다4).

일반적으로 알코올 섭취는 소장 내에 공생하는 박테리아를 유지하고 질병을 일으키는 외부의 미생물을 공격하는 장내 면역시스템을 약화시킬 수 있다. 만성적인 알코올 섭취는 소장으로부터 미생물과 그 대사산물의 유출을 유발하게 되고 이들은 문맥을 통해 간에 도달하게 된다. 이들은 간에서의 면역신호체계를 혼란시키고 tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-8 (IL-8), IL-1β 등의 proinflammatory cytokine들의 생성을 촉진하게 되며 결국 간세포의 손상을 일으키게 된다5). TNF-α의 경우 알코올에 의한 간의 염증변화에 대한 역할은 자세히 밝혀진 반면, 알코올성 지방변증에 있어서의 역할은 아직 잘 규명되지 않았다. 하지만 이전의 실험적 연구를 통하여 알코올성 지방간에 있어서 TNF-α의 발현이 뚜렷이 증가하는 것이 관찰되었고6), TNF-α receptor의 제거는 알코올성 지방간의 유발을 억제하는 것으로 밝혀졌다7). 또한 TNF-α는 간에서의 콜레스테롤, 지방산 및 중성지방을 합성하는 sterol regulatory element-binding protein (SREBP)의 활성을 촉진시키는 것으로 알려졌다8). 즉 TNF-α는 간에서의 지방변증 유발에 중요한 매개체로써의 역할을 한다. 따라서 알코올성 지방간을 방지하기 위해서는 TNF-α의 활성을 억제하는 약물을 사용할 필요가 있다9).

황금(Scutellaria Radix, SR)은 꿀풀과(Labiatae)에 속하는 다년생 초본식물인 속썩은 풀(Scutellariae baicalensis Georgi)의 주피를 벗긴 뿌리를 건조한 것으로, 淸熱燥濕, 瀉火解毒, 止血, 安胎의 효능이 있어서 濕溫, 暑溫胸悶, 嘔惡, 濕熱痞滿, 瀉痢, 黃疸, 肺熱咳嗽, 苦熱煩渴, 血熱吐衄, 癰腫瘡毒, 胎動不安, 崩漏, 熱淋 등에 사용된다10). 황금에 관한 이전의 실험적 연구에 따르면 항염증, 항산화 작용11,12)과 간의 총콜레스테롤(total cholesterol)과 중성지방(triglyceride)의 농도는 낮추고13), 총콜레스테롤에 대한 high density lipoprotein-콜레스테롤 비율을 높여 동맥경화를 예방해주며 항고지혈 효과가 있음이 보고된 바 있다14).

본 연구의 목적은 황금 물추출물이 만성적인 알코올 투여에 의해 유발된 간에서의 지질합성에 대한 보호효과를 검증하기 위한 것이며, 이를 위해 흰쥐에 알코올을 장기간 투여하여 알코올성 지방간을 유발하고 간기능관련 인자들과 간세포의 해부조직학적 변화 및 TNF-α의 발현 변화에 대한 황금의 효능을 관찰하였다.

대상 및 방법

1. 실험동물

본 연구에서는 (주)샘타코(Osan, Korea)에서 구입한 8주령, 약 200 g 전후의 Sprague-Dawley계 수컷 흰쥐 30마리를 사용하였다. 흰쥐는 온도 23∼24°C, 습도 40∼60%, 조명 12시간 명/암이 자동적으로 유지되는 사육실에서 무균 음수와 사료를 자유롭게 공급하여 사육하고, 실험실 환경에 1주 이상 적응시킨 후 사용하였다. 본 연구의 모든 과정은 동의대학교 동물실험윤리위원회의 규정 및 방침에 따라 진행되었다(승인번호: R2016-029).

2. 약물의 제조와 실험군의 분리

본 연구에 사용된 황금은 ㈜나눔제약(Yeongcheon, Korea)에서 구입하였으며, 황금 200 g을 증류수 2 L와 함께 round flask에 담고 냉각기를 부착한 전탕기에서 2시간 동안 전탕한 다음 여과액을 감압농축하여 동결건조시켜 물추출엑기스 51.4 g을 얻었다. 투여량은 흰쥐 체중 100 g당 85.7 mg을 음용수에 녹여 경구 투여하였다. 실험군의 분리는 흰쥐를 무작위로 10마리씩 나누어 Normal, EtOH, EtOH+SR 세 군으로 분리하였으며, 물과 사료는 모든 군에서 전체 실험기간 동안 자유롭게 섭취할 수 있도록 하였다.

3. 만성 알코올성 손상의 유발과 약물투여

휜쥐에서의 만성 알코올성 간손상은 25%의 EtOH (Sigma–Aldrich Chem. Co., St. Louis, MO, USA) 용액을 5 mL/kg, bw/day의 수준으로15), 8주간 매일 오전 일정한 시간에 경구 투여함으로써 유발시켰다. EtOH군, EtOH+SR군의 모든 실험동물에 EtOH을 경구투여하였으며, Normal군에는 동일량의 생리식염수를 투여하였다. EtOH 투여 후 30분 후에 EtOH+SR군에는 황금 추출물을, EtOH군에는 동일량의 생리식염수를 경구투여하였다.

4. 혈액생화학적 검사

실험 개시 8주 후 실험동물을 안락사시킨 후 심장 혹은 하대정맥에서 혈액을 채혈하였다. 혈액을 냉장고에 2시간 정도 방치한 후 원심분리하여 혈청을 분리하였다. 채취한 혈청 내 aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT) 등의 수치를 측정하였다.

5. 체중측정 및 간의 중량 측정

실험기간 동안 매일 오전 정해진 시간에 실험동물의 체중을 측정하였으며, 실험 마지막 날에는 부검 직전에 측정하였다. 부검을 통해 실험동물의 간을 분리 채취하여 중량을 측정하였다. 이후 간조직은 –50°C의 dry ice-isophentan 용액으로 동결시키고 –80°C에서 보관하였다.

6. 간조직의 해부조직학적 관찰

동결보관된 간조직의 일정 부위를 연속적으로 8 µm 두께로 냉동절편하여 hematoxylin and eosin (H&E) 염색법과 Oil Red O 염색을 시행 후, 현미경하에서 관찰하고 사진촬영 후 영상분석용 Axiovision LE sofeware (ver. 4.2; Carl Zeiss Vision Inc., San Diego, CA, USA)를 이용하여 간 조직의 변화를 관찰하였다.

7. 면역조직화학염색(Immunohistochemistry)

면역조직화학염색은 자유부유법(free-floating)을 사용하였다. Primary antibody는 anti TNF-α (ab6671, 1:200 dilution, rabbit polyclonal; ABcam)로 phosphate buffer saline (PBS)와 Triton X-100을 섞은 용액으로 희석한 후 4°C에서 12시간 반응시켰다. 이후 조직을 PBS로 씻어내고, abidin-biotin immunoperoxidase의 방법 (ABC Vectastain Kit)에 따라 각각 1시간씩 반응시켰다.

면역반응의 결과를 정량화하기 위해 현미경하에서 동일한 일정면적 내 핵 내에 명확하게 적갈색으로 염색된 세포 수를 세어 면역 양성반응으로 구분하고 세포수를 측정하여 수치화하였다.

8. 통계학적 분석

측정된 모든 자료는 Statistical Package for Social Science (SPSS) for Windows (version 10.0; IBM Corp., Armonk, NY, USA)를 이용하여 분석하였다. Analysis of variance (ANOVA) 분석을 통해 유의성 여부를 확인 후, Tukey’s honestly significant difference를 사용하여 P<0.05 및 P<0.01의 유의수준으로 검증하였다. 모든 값의 수치는 평균±표준오차(mean±standard error)로 표시하였다.

결과

1. 사망률, 일반증상 및 체중변화

8주간의 실험기간 동안 모든 실험군에서 사망 개체수가 발생하지 않았으며 이상 증상은 관찰되지 않았다. 실험 마지막 날 부검 후 육안으로 관찰한 결과, 간조직 이외의 다른 조직에서의 이상 증상도 관찰되지 않았다.

각 실험군에서의 체중변화를 살펴보면, EtOH군과 EtOH +SR군에서 Normal군에 비해 전반적으로 체중이 감소된 경향이 나타났다(Fig. 1). 8주간의 실험기간이 끝난 후 최종적인 체중은 Normal군에서 425.4±8.0 g, EtOH군이 376.2 ±8.7 g, EtOH+SR군에서 382.5±7.6 g으로 측정되어, EtOH군과 EtOH+SR군에서 모두 Normal군에 비해 유의성 있게 감소되었으며(P<0.01), EtOH군과 EtOH+SR군의 비교에서는 EtOH+SR군이 EtOH군에 비해 평균체중에 다소 회복이 나타났으나 통계적으로 유의성 있는 차이를 나타내지는 않았다.

Fig. 1.

The changes of mean body weights of rats during the 8 weeks. Compared with Normal group, mean body weight of both EtOH and EtOH+Scutellaria Radix (SR) groups were decreased during the entire period of 8 weeks. There was no significant difference of the mean body weight between EtOH and EtOH+SR groups.


2. 간의 중량 변화

8주간의 실험 마지막 날 흰쥐의 간을 적출하여 무게를 측정한 결과 Normal군에서 17.7±0.4 g, EtOH군이 15.3±0.4 g, EtOH+SR군에서 16.2±0.2 g으로 측정되어, 알코올의 투여한 EtOH군과 EtOH+SR군에서 Normal군에 비해 각각 P<0.01, P<0.05의 유의성으로 증가된 것으로 관찰되었다(Table 1).

Changes in Body Weight and Liver-Body Weight Ratio of Rats in Normal, EtOH and EtOH+SR Groups

GroupNormalEtOHEtOH+SR
Liver weight (g)17.7±0.415.3±0.416.2±0.2*,
Liver-body weight ratio (%)4.03±0.084.17±0.124.24±0.12

Data were expressed as mean±standard error

SR: Scutellaria Radix

*P<0.05 compared with Control group;

P<0.05 compared with Normal group;

P<0.01 compared with Normal group.


각 실험군에서의 최종적인 체중에 대한 간 중량의 비율로 환산하여 계산한 간-체중 비의 결과에서는 Normal군에서 4.03±0.08%, EtOH군이 4.17±0.12%, EtOH+SR군에서 4.24±0.12%로 측정되어, EtOH군과 EtOH+SR군에서 모두 Normal군에 비해 증가하였으며, EtOH+SR군이 EtOH군에 비해 증가율이 더 높았으나 세 군 간에 통계적 유의성은 확인되지 않았다(Table 1).

3. 간손상의 지표

간손상에 대한 지표로써 실험 마지막 날 실험동물로부터 채취한 혈액에서 혈청 ALT, AST의 수치를 비교 분석한 결과, ALT의 경우 Normal군에서 26.5±2.4 IU/L, EtOH군에서 52.0±2.2 IU/L, 그리고 EtOH+SR군에서 45.2±2.2 IU/L로 측정되어 EtOH군과 EtOH+SR군에서 모두 Normal군에 비해 유의성 있는 증가를 나타내었으며(Table 2, P<0.01), EtOH군과 EtOH+SR군 간에도 EtOH+SR군이 EtOH군에 비해 유의성 있는 증가가 나타났다(P<0.05).

Blood Serum Chemistry Values of Rats in Normal, EtOH and EtOH+SR Groups

GroupNormalEtOHEtOH+SR
ALT (IU/L)26.5±2.452.0±2.245.2±2.2*,
AST (IU/L)110.9±4.7193.7±8.0185.3±9.2

Data were expressed as mean±standard error and analysed by the Student’s t-test.

SR: Scutellaria Radix, ALT: alanine aminotransferase, AST: aspartate aminotransferase.

*P<0.05 compared with Control group;

P<0.01 compared with Normal group.


AST의 경우에서도 Normal군에서 110.9±4.7 IU/L, EtOH군에서 193.7±8.0 IU/L, 그리고 EtOH+SR군에서 185.3±9.2 IU/L로 측정되어 EtOH군과 EtOH+SR군에서 Normal군에 비해 유의성 있는 증가를 나타내었으나(Table 2, P<0.05), EtOH군과 EtOH+SR군 간에는 유의성 있는 변화가 나타나지 않았다.

4. 간의 해부조직학적 변화

간조직의 일정 부위를 8 µm 두께로 냉동절편하여 H&E 염색법을 시행 후 현미경하에서 관찰한 결과, 만성적인 알코올 섭취로 인해 간조직의 변화를 확인할 수 있었는데 EtOH군에서 Normal군에 비해 지방방울(fat droplet)의 형성을 뚜렷이 관찰할 수 있었다. EtOH+SR군에서도 지방방울의 형성이 관찰되었으나 EtOH군에 비해 지방방울의 크기와 수가 현저히 감소된 것을 확인할 수 있었다(Fig. 2A-C).

Fig. 2.

From the hematoxylin and eosin (H&E) staining, EtOH group showed significant histopathological alterations such as ballooning, fatty and hydropic degeneration when compared with Normal group. Whereas, EtOH+Scutellaria Radix (SR) group showed mild changes compared with EtOH group. In addition, from the Oil Red O staining, the EtOH group showed significant intrahepatic lipid infiltration, as indicated by an increased number of red hepatocytes when compared with Normal group. Whereas, EtOH+SR group demonstrated significantly decreased lipid infiltration compared with EtOH group. H&E: A, B, C 200×, Oil Red O: 400×.


Oil Red O 염색을 시행한 결과에서도 EtOH군과 EtOH+SR군에서 Normal군에 비해 간조직으로의 지질침윤(lipid infiltration)이 관찰되었으나, EtOH+SR군에서 EtOH군에 비해 현저히 감소된 것을 확인할 수 있었다(Fig. 2D-F).

5. 간조직에서의 TNF-α의 발현 변화

각 실험군의 간조직에서의 TNF-α 단백질의 변화를 확인하기 위하여 면역조직화학 염색법을 시행하여 TNF-α에 대한 면역반응을 관찰한 결과, 알코올을 투여한 EtOH군과 EtOH+SR군에서 모두 Normal군에 비해 면역반응이 증가되는 것으로 관찰되었다. 특히 EtOH군에서 현저히 증가되었으며, EtOH+SR군에서는 EtOH군에 비해서는 면역반응이 좀 더 약하게 발현된 것을 확인할 수 있었다(Fig. 3).

Fig. 3.

Immunohistochemical staining of TNF-α proteins. The increased level of TNF-α immunoreactivity was observed in the EtOH group. Whereas, the expressions of TNF-α protein in EtOH+Scutellaria Radix (SR) group were decreased to compared with Control group. Magnification : 200×. Data were expressed as mean±S.E. TNF-α: tumor necrosis factor alpha, S.E.: standard error, BAX: bcl-2-associated X protein. *P<0.05 compared with Control group; ##P<0.01 compared with Normal group.


현미경을 통해 육안으로 확인한 면역반응을 객관적으로 수치화하기 위하여 일정면적에서 양성반응을 보인 세포의 개수를 측정하였다. 그 결과, Normal군은 6.1±1.3개/ 1.2×105µm2인 반면, EtOH군에서는 51.3±4.5개/1.2×105µm2로 EtOH+SR군에서는 37.6±4.4개/1.2×105µm2로 관찰되어 EtOH군과 EtOH+SR군에서 모두 Normal군에 비해 유의성 있는 증가가 확인되었다(P<0.01). 한편, EtOH군과 EtOH+SR군의 비교에서는 EtOH+SR군에서 EtOH군에 비해 면역 양성반응 세포수가 유의성 있게 감소된 것으로 관찰되었다(Fig. 3, P<0.05).

고찰

알코올에 의한 간에서의 지방축적은 알코올의 종류보다는 총 섭취량과 밀접한 관계가 있다. 즉, 같은 양이라도 매일 지속적으로 마시게 되면 알코올에 대한 대사효율성이 저하되고 지방간 발생이 더욱 심화된다16). 실험적으로 간의 알코올성 지방변증을 유발하는 방법은 이전 실험을 통해 다양한 방법이 제시되었는데, 실험동물에 65% vol/vol의 알코올을 4주간 투여17), 25% vol/vol의 알코올을 8주간 투여하는 방법15)이나 혹은 Lieber-DeCarli 에탄올 액체 표준식이를 적용하는 방법18-20) 등이 제시되었다. 본 연구에서는 흰쥐에 25%의 EtOH을 8주 동안 매일 일정한 시간에 경구투여 함으로써 간의 알코올성 지방변증을 유도하였다. 그 결과, 실험동물에 여러 가지 신체적 변화들이 발견되었는데, 우선 체중변화에 있어 알코올을 투여한 EtOH군과 EtOH+SR군에서 Normal군에 비해 전반적으로 체중이 감소되는 경향을 나타냈다. 실험 마지막 날의 최종 체중의 비교에서도 유의성 있는 감소가 나타났다(Fig. 1, P<0.01). 이전의 여러 실험 연구를 통하여 실험동물에 에탄올을 장기간 투여한 경우 체중이 감소되는 것으로 알려졌는데21,22), 본 연구에도 이와 같이 알코올 섭취로 인해 평균체중이 감소되는 것으로 확인되었다. 이러한 체중감소는 만성적인 알코올 섭취로 인한 영양불균형에 의한 것으로 사료된다. 한편, 에탄올 투여 후 황금 추출물을 투여한 EtOH+SR군에서는 EtOH군에 비해 평균 체중이 약간 회복되었으나, 유의성 있는 차이는 발견되지 않았다. 따라서 황금의 투여는 알코올 섭취로 인한 체중 감소에 유의한 영향을 미치지는 않은 것으로 확인되었다.

8주간의 실험기간이 끝난 후, 실험동물을 희생하고 간을 적출하여 무게를 측정한 결과에서는 알코올을 투여한 EtOH군에서 Normal군에 비해 평균 중량이 유의성 있게 감소하였으며(Table 1, P<0.01), EtOH+SR군의 경우에도 유의성 있는 감소를 나타내었다(Table 1, P<0.05). 이는 간의 지방 축적에 따른 간 실질세포의 감소로 간 중량이 현저히 감소된 것으로 사료된다. 에탄올 투여 후 황금 추출물을 투여한 EtOH+SR군에서는 EtOH군에 비해 간 중량의 감소량이 줄었으며, 통계적으로도 EtOH군과 EtOH+SR군의 비교에서 간 중량의 유의한 증가를 확인할 수 있었다(Table 1, P<0.05). 체중에 대한 간의 무게를 환산한 간-체중 비의 비교에서는 알코올을 투여한 EtOH군과 EtOH+SR군에서 Normal군에 비해 간-체중 비가 증가되는 것을 확인할 수 있었다. EtOH+SR군과 EtOH군의 비교에서는 EtOH+SR군이 EtOH군에 비해 간-체중 비가 좀 더 증가된 것을 확인할 수 있었으나, 통계적 유의성을 보이지는 않았다.

한편, 본 연구에서는 만성적인 알코올 섭취로 인한 간손상의 지표로써 혈액생화학적 변화를 확인하기 위해 혈청 내 ALT와 AST 효소의 농도를 측정하였다. 손상된 간세포로부터 혈액으로 유리되어 나오는 ALT와 AST는 간손상의 진단에 있어 매우 민감한 지표로 활용된다23,24). 8주간의 알코올을 투여한 EtOH군과 EtOH+SR군에서 Normal군에 비해 ALT와 AST의 급격한 상승이 나타났는데, 이는 알코올 투여로 인한 간기능 손상이 있음을 보여주는 것이라 할 수 있다. 황금 물추출물을 경구 투여한 EtOH+SR군에서는 EtOH군에 비해 ALT와 AST 수치의 상승이 줄어든 것을 관찰할 수 있었으며, 특히 ALT의 경우에서는 유의성 있는 감소가 나타났다(Table 2, P<0.05). 이러한 결과는 황금이 만성적인 알코올 투여로 인한 ALT와 AST의 증가를 억제시키고 간기능 손상을 방어하는 효능이 있음을 보여주는 것이라 할 수 있다.

8주간의 알코올 투여 후 간에서 해부조직학적 변화를 확인하기 위해 동결 보관된 간조직을 8 µm 두께로 냉동절편하여 H&E 염색과 Oil Red O 염색을 통해 관찰하였다. 그 결과, H&E 염색에서 EtOH군이 Normal군에 비해 염증세포 침윤과 지방변성, 수포변성(hydropic degeneration) 등에 따른 지방방울(fat droplet)의 형성이 뚜렷하게 관찰되었으며, EtOH+SR군에서도 이러한 조직학적 병변이 관찰되었으나 EtOH군에 비해 현저히 감소된 것으로 관찰되었다(Fig. 2). Oil Red O 염색에서도 EtOH군과 EtOH+SR군에서 Normal군에 비해 간조직으로의 지질침윤이 뚜렷이 관찰되었으나, EtOH+SR군에서 EtOH군에 비해 현저히 감소된 것을 확인할 수 있었다(Fig. 2). 이러한 결과는 황금 물추출물 투여로 인해 만성적인 알코올 섭취에 의한 간세포의 퇴행적 변화, 특히 지방방울의 형성이 억제되고 간에서의 지방 변성이 감소되었음을 보여주는 것이라 할 수 있다. 따라서 황금은 만성적인 알코올 섭취로 인한 간조직의 지방 축적을 억제하여 간조직을 보호하는 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

앞서 언급한 바와 같이 tumor necrosis factor-α (TNF-α)는 여러 간질환에서 간독성의 매개로써의 역할을 수행하며 간손상의 경우 증가하게 되고 이후의 지방간이나 간경화(liver fibrosis) 등의 질환 형성에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다3). 만성적인 알코올 섭취는 장 투과성(gut permeability)을 증가시키고 장에서 유래된 지질다당류(lipopolysaccharide [LPS])를 통하여 내독소혈증(endotoxemia)을 유발시키게 된다. 이는 TNF-α가 매개된 염증성 cytokine들을 생성하는 nuclear factor kappa light chain enhancer of activated B cells (NF-kB)를 활성화시키게 된다25). 이처럼 TNF-α는 지방간을 비롯한 간손상에 중요한 매개체로서의 역할을 하며 알코올로 인한 지방간 형성에도 이러한 TNF-α가 핵심적인 역할을 수행하게 된다. 알코올성 지방간질환에 대한 역학연구에서도 알코올 섭취량과 혈청 TNF-α 농도 간에 상관관계가 있음이 밝혀졌으며26), 이전 연구를 통해 TNF-α는 간에서의 콜레스테롤, 지방산 및 중성지방을 합성하는 SREBP의 활성을 촉진시킴으로써 간의 지방변성을 유발하는 것으로 알려졌다. 본 연구에서 면역조직화학 염색법을 통해 8주간의 알코올 섭취에 따른 간에서의 TNF-α의 발현 및 황금 물추추물 투여로 인한 발현 변화를 관찰하였는데, 그 결과 알코올을 투여한 EtOH군과 EtOH+SR군에서 Normal군에 비해 TNF-α에 대한 면역반응이 뚜렷이 증가되었다. 특히 EtOH군에서 Normal군에 비해 면역반응이 뚜렷이 증가된 반면, EtOH+SR군에서는 EtOH군에 비해서 발현이 감소된 것으로 관찰되었다(Fig. 3). 이러한 결과는 만성적인 알코올 섭취로 인해 간조직에서의 TNF-α의 발현이 증가되었다는 이전 실험결과와도 일치하는 것이며, 또한 황금 물추출물의 투여로 인해 이러한 TNF-α의 발현이 감소되었음을 나타내는 것이라 할 수 있다. 면역반응을 객관적으로 수치화하기 위하여 현미경하의 일정면적에서 TNF-α에 대해 양성반응을 보인 세포수를 측정한 결과에서도, Normal군에 비해 EtOH군과 EtOH+SR군에서 모두 발현이 유의성 있게 증가되는 것으로 확인되었다(Fig. 3, P<0.01). 하지만 EtOH+SR군에서 EtOH군에 비해 면역 양성반응 세포수가 유의성 있게 감소된 것으로 관찰되었다(Fig. 3, P<0.05). 이러한 결과는 만성적인 알코올 섭취로 인해 간조직에서의 TNF-α의 발현이 유의성 있게 증가하였으며, 황금의 투여는 이러한 TNF-α의 증가를 유의성 있게 억제시켰음을 보여주는 것으로, 황금이 알코올 섭취로 인한 간손상 및 지방간 생성과정에서 유의한 보호 효과가 있는 것으로 사료된다.

위의 결과들을 종합하면, 황금은 흰쥐에 8주간의 만성적인 알코올 투여로 인한 체중감소에는 유의한 영향을 미치지 않았으나, 알코올 투여로 인한 간의 절대중량 감소를 유의성 있게 억제하였다. 혈액생화학적 검사에서는 장기간의 알코올 섭취로 인한 ALT의 상승을 유의하게 감소시켰으며 간세포의 해부조직학적 변화에 있어서도 염증성 변화, 지방방울의 형성, 지방변성과 같은 병리적 변화를 감소시켰다. 이러한 효과는 알코올 섭취로 인한 간세포에서의 TNF-α의 증가를 억제시키기 때문인 것으로 사료된다. 다만, 본 연구에서는 알코올 섭취에 의한 간의 지방변성, 즉 알코올성 지방간에서의 황금의 효과만을 확인하였으나 추후 후속 연구를 통해 비만, 스트레스 등으로 인한 비알코올성 지방간에서의 효과도 검증할 필요가 있다 사료된다. 이를 통해 다양한 원인에 의해 발생하는 지방간 손상의 치료에 있어서, 황금이 실제 임상에서도 적극 활용될 수 있는 근거를 마련해야 할 것이다. 또한 본 연구에서는 알코올성 지방간의 다양한 형성 기전 중에서 TNF-α의 변화만을 관찰하였으나, 후속 연구를 통해 지방간 형성에 관여하는 다른 다양한 인자 및 기전에 대한 연구도 이어져야 할 것이다.

결론

만성적인 알코올 투여로 유발된 지방간 손상에 대한 황금의 영향을 검증하기 위하여 흰쥐에 25% EtOH을 8주간 경구투여하여 장기적인 간손상을 통하여 지방간 형성을 유발하고 황금 물추출물을 투여한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.

황금은 만성적인 알코올 섭취로 인한 체중감소에는 유의한 영향을 미치지 않았고, 알코올 투여로 인한 간의 무게 감소를 유의하게 억제하였다. 간-체중 비의 변화에는 유의성 있는 변화를 나타내지 않았다. 또한 만성적인 알코올 섭취로 인한 ALT의 상승을 유의하게 억제시켰으며, 간세포의 해부조직학적 변화에 있어서도 알코올 섭취로 인한 지방방울의 형성, 지방변성과 같은 병리적 변화를 감소시켰다. 이러한 알코올성 지방간에 대한 보호효과는 간세포에서의 TNF-α의 발현을 효과적으로 억제시키기 때문인 것으로 사료된다. 이와 같은 결과로 황금은 만성적인 알코올 섭취로 인한 간에서의 지질 형성에 유의한 보호효과가 있는 것으로 사료된다.

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June 2018, 18 (1)
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