마황부자세신탕(麻黃附子細辛湯)이 MIA로 유도된 골관절염 유발 Rat에 미치는 영향

Effects of Mahwangbujaseshin-tang (Mahuangfuzixixintang) (麻黃附子細辛湯) on MIA-Induced Osteoarthritis Rats

  • 이형은 (대전대학교 한의과대학 한방재활의학과교실) ;
  • 오민석 (대전대학교 한의과대학 한방재활의학과교실)
  • Lee, Hyung-Eun (Department of Korean Rehabilitation Medicine, College of Korean Medicine, Dae-Jeon University) ;
  • Oh, Min-Seok (Department of Korean Rehabilitation Medicine, College of Korean Medicine, Dae-Jeon University)
  • 투고 : 2014.03.18
  • 심사 : 2014.04.11
  • 발행 : 2014.04.30

초록

Objectives This study was carried out to find out the anti-osteoarthritic effects of Mahwangbujaseshin- tang (Mahuangfuzixixintang ) on the monosodium iodoacetate (MIA)-induced osteoarthritis rats. Methods Osteoarthritis was induced by injecting MIA ($50{\mu}l$) into the knee joint of rats. Rats were divided into a 3 groups (n=7). The injection did not fit the normal group. A week later, after the injection of MIA, while control group took normal saline 2 ml, the extract of Mahwangbujaseshin-tang (Mahuangfuzixixintang ) (MBST) (200 mg/kg) was injected to treated group. After that, we examined hind paw weight bearing ability, functions of liver and kidney, serum TNF-$\alpha$, IL-$1{\beta}$, IL-6, $PGE_2$, $LTB_4$, TIMP-1, MMP-9 and hematology. Volume of cartilage was measured by micro CT arthrography. Injury of synovial tissue was measured by H & E, Safranin-O immunofluorescence. Results 1) DPPH and ABTS free radical scavenging activity of MBST was increased according to concentration of MBST and total phenolic contents were in high level. 2) In RAW 264.7 cells, ROS production was significantly decreased in MBST (at 10, $100{\mu}g/ml$) and NO was also decreased but meaningless in MBST (at $100{\mu}g/ml$). 3) In RAW 264.7 cells, IL-6 production was significantly decreased in MBST (at $100{\mu}g/ml$) and TNF-$\alpha$ and IL-$1{\beta}$ production were also decreased but meaningless in MBST (at $100{\mu}g/ml$). 4) In hind legs weight-bearing measurement, level of weight-bearing was increased. 5) Functions of liver and kidney were not affected. 6) TNF-$\alpha$, IL-$1{\beta}$, IL-6, $PGE_2$, $LTB_4$, MMP-9 and TIMP-1 production were significantly decreased. 7) In hematology, the levels of neutrophils, monocytes were significantly decreased and the levels of white blood cells, lymphocytes were also decreased but meaningless. 8) In micro CT-arthrography, cartilage volume was significantly increased. 9) Histopathologically, injury on cartilage and synovial membrane of MBST group was decreased. Conclusions Based on all results mentioned above, Mahwangbujaseshin-tang (Mahuangfuzixixintang) is believed to be meaningful for suppressing the progress of osteoarthritis. And it is related to inhibiting the activity of inflammatory cytokine and injury of volume in cartilage.

참고문헌

  1. Laufer S. Role of eicosanoids in structural degradation in osteoarthritis. Curr Opin Rheumatol. Sep. 2003;15(5):623-724. https://doi.org/10.1097/00002281-200309000-00017
  2. Johanne MP, Christelle B, Jean-PP, Peter J. Cartilage in normal and osteoarthritis conditions. Best Practice & Research Clinical Rheumatology. 2008;22(2):351-84. https://doi.org/10.1016/j.berh.2008.02.001
  3. Steven B.A. Osteoarthritis and nitric oxide. Osteoarthritis and Cartilage. 2008;16:15-20.
  4. Karen S, Yan Z, Kathleen L, Scorr H, Jaime M, William P, Len L, Peter I. Pharmacological and biochemical demonstration of the role of cyclooxygenase 2 in inflammation and pain. Proc. Nati. Acad. 1994;91:12013-7. https://doi.org/10.1073/pnas.91.25.12013
  5. Griffiths RJ, Smith M, Roach ML, Stock JL, Stam EJ, Milici AJ, Scampoli DN, Eskra JD, Byrum RS, Koller BH, McNeish JD: Collagen-induced arthritis is reduced in 5-lipoxygenase-activating protein-deficient mice. J Exp Med. 1997;185:1123-9. https://doi.org/10.1084/jem.185.6.1123
  6. 김광석. 인체 섬유육종세포주 HT1080에서 MMP-9 및 MMP-2 유전자 내재성 발현에 대한 신호전달 기전. 충남대학교 대학원. 2005.
  7. 노영서, 한지용, 김용환, 윤혜경, 김우형, 이희철. 구강 편평세포암종의 Matrix Metalloproteinase(MMP)-1,2,3,9와 Tissue Inhibitors of MMP(TIMP) -1,2의 발현 양상의 비교 및 상호 연관성. 인제의학. 2002;23(4):595-609.
  8. 우규철. 슬관절의 퇴행성 골관절염에서 Matrix Metalloproteinase-1,2,3,9 ,13 및 TIMP-1의 발현. 고려대학교 대학원 박사학위논문. 2007.
  9. Gupta K, Shukla M, Cowland JB, Malemud CJ, Haqqi TM. Neutrophil gelatinase-associated lipocalcin is expressed in osteoarthritis and forms a complex with matrix metalloproteinase 9. Arthritis & Rheumatism. 2007; 56(10):3326-35. https://doi.org/10.1002/art.22879
  10. Kasper 외. 대한내과학회 해리슨내과학 편찬위원회 편. Harrison's 내과학. 서울:도서출판 MIP. 2006:2083-4, 2222-7.
  11. 이귀녕, 권오헌. 임상병리파일 제3판. 서울:의학문화사. 2003:95, 102, 334, 718-20, 754, 1075, 1080, 1173, 1192, 1198, 1227.
  12. 국길호, 오민석. 이중탕이 골관절염 유발 생쥐에 미치는 영향. 한방재활의학과학회지. 2014;24(1):31-45.
  13. Abbas AK, Lichtman AH. 세포분자면역학. 서울:범문사. 2004:243-88.
  14. Miyasaka N, Hirata Y. Nitric oxide and inflammatory arthritides. Life Sci. 1997;61(21):2073-81. https://doi.org/10.1016/S0024-3205(97)00585-7
  15. Brune B., J. Zhou, and A. Von Knethen. Nitric oxide, oxidative stress and apoptosis. Kidney Int Suppl. 2003; 84:4-22.
  16. Iwanami K, et al. Crucial role of IL-6/IL-17 cytokine axis in the induction of arthritis by glucose 6 phosphate isomerase. Arthritis Rheum. 2008;58:754-63. https://doi.org/10.1002/art.23222
  17. Smolen JS, Aletaha D, Koeller M, Weisman MH, Emery P. New therapies for treatment on rheumatoid arthritis. Lancet. 2007;370(9602):1861-74. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(07)60784-3
  18. Hulejova H, Baresova V, Klezl Z, Polanska M, Adam M, Senolt L. Increased level of cytokines and matrix metalloproteinases in osteoarthritic subchondral bone. Cytokine. 2007;38(3):151-6. https://doi.org/10.1016/j.cyto.2007.06.001
  19. Valdes AM, Arden NK, Tamm A, Kisand K, Doherty S, Pola E, Cooper C, et al. A meta-analysis of interleukin-6 promoter polymorthisms on risk of hip and knee osteoarthritis. Osteoarthritis and Cartilage. 2010;18:699-704. https://doi.org/10.1016/j.joca.2009.12.012
  20. Valdes AM, Pu-wei Y, De-yu L, Xiang-dong C, Yang-quan H, Chao Z, Qiang Q. Effects of preventive administration of Juanbi Capsules on TNF-$\alpha$, IL-1 and IL-6 contents of joint fluid in the rabbit with knee osteoarthritis. Journal of Traditional Chinese Medicine. 2010;30(4):254-8. https://doi.org/10.1016/S0254-6272(10)60052-0
  21. 이용수. Monosodium iodoacetate(MIA)로 유발된 관절염 흰쥐의 행동학적 조직학적 변화. 고려대학교 대학원 석사학위논문. 2008.
  22. Zhu CZ, Wilson SG, Mikusa JP, Wismer CT. Guavin DM, Lynch JJ. Role of cetral and peripheral mGluR5 receptors in post-operative pain in rats. Pain. 2005;114:195-202. https://doi.org/10.1016/j.pain.2004.12.016
  23. Harizi H, Corcuff JB, Gualde N. Arachidonic-acid-derived eicosanoids: roles in biology and immunopathology. Trends in Molecular Medicine. 2008;14(10):461-9. https://doi.org/10.1016/j.molmed.2008.08.005
  24. 송영준, 하철원. 골관절염의 치료에서 COX-2 선택적 비스테로이드성 소염진통제의 이용. 대한슬관절학회지. 2009; 21(2):84-92.
  25. 김보현, 황찬하, 강신택, 이원구, 배준기, 공윤배. 인공슬관절 전치환술 후 발생한 슬와동맥 폐색. 대한슬관절학회지. 2007;19(2):257-60.
  26. 이윤종. 골관절염의 치료. 대한내과학회지. 2004;67(5):564-7.
  27. 한성훈. 골관절염의 약물치료. Inje medical journal. 2002;23(4):159-66.
  28. 吉益東洞. 藥徵. 서울:청홍출판사. 2006:161-64,174-80, 149-51.
  29. 張介賓. 景岳全書. 서울:도서출판 한미의학. 2006:2447, 2474-5, 2430.
  30. 고성배, 김동희, 김성훈, 임낙철. 麻黃湯類의 임상적 활용을 위한 연구. 대전대학교 한의학연구소. 1999;7(2):361-84.
  31. 조형준, 장종범, 정재욱, 성상철, 김태균. 한국의 고령인구에서 방사선학적 평가에 의한 슬관절 퇴행성 관절염의 유병율. 대한슬관절학회지. 2009;21:223-31.
  32. Guingamp C, Gegout-Pottie P, Philippe L, Terlain B, Netter P, Gillet P. Mono-iodoacetate-induced experimental osteoarthritis: a dose-response study of loss of mobility, morthology and biochemistry. Arthritis Rheum. 1997 Sep;40(9):1670-9. https://doi.org/10.1002/art.1780400917
  33. Schuelert N, McDougall JJ. Grading of monosodium iodoacetate- induced osteoarthritis reveals a concentrationdependent sensitization of nociceptors in the knee joint ofthe rat. Neurosci Lett. 2009;465:184-8. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2009.08.063
  34. Ahn SI, Heuing BJ, Son JY. Antioxidative activity and nitrite scavenging abilities of some phenolic compounds. Korean J. Food Cookery Sci. 2007;23:19-24.
  35. Kim SJ. DPPH radical scavenging and ACE inhibitory effects of the aerial parts of Fagopyrum esculentum, and isolation of flavonoids. MS thesis. Sunchon National Univ. 2004.
  36. 이영민, 배지현, 정호영, 김재현, 박동식. 국내산 산채류의물 및 메탄올 추출물에 대한 항산화 활성. 한국식품영양과학회지. 2011;40(1):29-36.
  37. 장재호, 김세길. 麻黃附子細辛湯이 실험동물의 심혈관계에 미치는 영향. 원광한의학. 1995;5(1):331-49.
  38. 李梴편저, 진주표 역해. 醫學入門. 서울:법인문화사. 2009:1172-3.
  39. 강명석. 麻黃附子細辛湯, 桂枝可附子湯, 葛根加附子湯의 SO2, NO2 유발 호흡기 손상에 미치는 실험적 연구. 경희대학교 박사학위논문. 2000.
  40. 김명구. DNP-ascaris로 감작시킨 흰쥐의 비반세포에 대한 麻黃附子細辛湯 및 小柴胡湯의 효과. 경희대학교 박사학위논문. 2001.
  41. 고광석, 최승훈, 안규석, 문준전. 麻黃附子細辛湯 및 처방 구성 약재가 Endotoxin으로 유발된 혈전증에 미치는 영향. 동의병리학회지. 1990;5:1-14.
  42. 배주연. LPS로 활성화된 복강 대식세포에서 麻黃이 배오된 10종 처방의 NO 억제 효과. 원광대학교 석사학위논문. 2009.
  43. 이한창, 염미정, 김건호, 심인섭, 최강덕, 이혜정, 함대현. 흰쥐의 Adjuvant 유발 다발성 관절염에 대한 麻黃 약침의 치료 효과. 동의생리병리학회지. 2003;17(2):346-51.
  44. 송성민, 송윤경, 임형호, 권기록, 임태진. 麻黃 추출물이 항산화에 미치는 영향. 대한약침학회지. 2007;10(2):57-65.
  45. 고동균, 윤정문, 이태희. 附子가 Lipopolysaccharide의 뇌실 주입으로 유발된 생쥐의 혈중 IL-6와 TNF-$\alpha$변화에 미치는 영향. 대한한의학방제학회지. 2004;12(1):195-208.
  46. 김윤희, 임윤경, 이현. 附子 약침이 흰쥐의 Collagen 유발 관절염에 미치는 영향. 대한경락경혈학회지. 2006;23(2):137-54.
  47. 황규정. 족삼리 細辛 약침이 생쥐의 Collagen-induced arthritis에 미치는 영향. 대전대학교 박사학위논문. 2005.
  48. 정원석, 유현미, 서상완, 조준기, 손지우, 박민철, 최창민, 염승룡, 황상욱, 김영우, 송달수, 채영석, 김영목, 박성주, 신민교, 송호준. LPS로 활성화된 복강 대식세포에서 細辛 추출물의 항염증 효과. 대한본초학회지. 2006;21(2):189-95.
  49. 이숭인. 新古方撰次. 서울:군자출판사. 2012:115.
  50. 문일순. 만성퇴행성 슬관절염 노인환자의 삶의 질에 관한 연구. 경희대학교 석사학위논문. 2013.
  51. 통계청. 국가통계포털. 주제별통계. 2012. Available from: URL: http://kosis.kr/
  52. 윤명화, 윤용철, 이상철, 이윤우, 최훈. 근골격계의 질환. 서울:군자출판사. 2003:401.
  53. 대한정형외과학회. 정형외과학 제 6판. 서울:최신의학사. 2006:253-61.
  54. 대한슬관절학회. 슬관절 골관절염 치료 지침. 2010;22(1): 69-74.
  55. 국민건강영양조사. 2010 국민건강통계 및 2010 건강행태 및 만성질환 통계. Available from: http://knhanes.cdc.go.kr/knhanes/index.do.
  56. 한방재활의학과학회. 한방재활의학 제 3판. 서울:군자출판사. 2011:84,97.
  57. 길문수. 무릎 골관절염에 대한 침치료와 물리치료의 진통 효과. 경희대학교 석사학위 논문. 2010.
  58. 박원태. 大防風湯이 Monosodium Iodoacetate로 유발된 백서의 골관절염에 미치는 영향. 세명대학교 박사학위 논문. 2008.
  59. 박인선, 윤일지, 오민석. 防己茯苓湯이 papain으로 유도된 생쥐의 골관절염에 미치는 영향. 한방재활의학과학회지. 2013;23(1):25-49.
  60. 박병희 역. 임상응용 傷寒論解說. 강원:의방출판사. 2004:317-8.
  61. 최보미, 오민석. 생강감초탕이 골관절염 유발 Rat에 미치는 영향. 한방재활의학과학회지. 2013;23(4):23-37.
  62. 김대형, 정수현, 서일복, 김순중. 소풍활혈탕이 Monosodium Iodoacetate로 유발한 흰쥐의 골관절염 억제에 미치는 영향. 한방재활의학과학회지. 2011;21(1):57-77.
  63. 김지영, 김순중, 서일복, 정수현. 부자탕이 Monosodium Iodoacetate로 유발된 골관절염의 초기변화에 미치는 영향. 한방재활의학과학회지. 2011;21(2):87-100.