Enzymological Evaluation of Oral Inflammation inhibitory activity by Aloe vera peel extract

Aloe vera peel 추출물에 의한 구강염증 저해 효과의 효소학적 평가

To evaluate antiinflammation of Aloe vera peel, antiimflammation substances were extracted from Aloe vera peel and identified, and we investigated the effect of the its substance the inhibitory effect on the activity of hyaluoronidase, elastase, collagenase and prostaglandin endoperoxide synthase. The water extract from Aloe vera peel were successfully purified with solvent fractionation, silica gel column chromatography, preparative thin layer chromatography and UV spectrometer. Two purified active substances were identified as aloe-emodin and barbaloin by Mass Spectrometer, $^1H-NMR$ and FT-IR. Aloe-emodin and barbaloin. $IC_{50}$ values of aloe-emodin and barbaloin against hyaluronidase activity were 40 and $70\;{\mu}g/mL$, respectively. Leuckocyte elastase, which is related to the destruction of various tissue, $IC_{50}$ values of them were 50 and $60\;{\mu}g/mL$, respectively. $IC_{50}$ values of aloe-emodin and barbaloin against collagenase activity were 40 and $60\;{\mu}g/mL$, respectively. and $IC_{50}$ values of aloe-emodin and barbaloin aganist the prostaglandin endoperoxide synthase, which play an important role in inflammatory reactions, were 40 and $70\;{\mu}g/mL$, respectively. Inhibitory effects of aloe-emodin, barbaloin and aspirin against carrageenan paw edema were 74.9, 52.9 and 51.9% as inhibiton percentage, respectively, at dose of 100 mg/kg and that of indomethancin was 49.7 at dose of 10 mg/kg. Cell cytotoxicity of barbaloin against human gingival cells was lower than that of aloe-emodin. Aloe-emodin and barbaloin did not show cytotoxicity against human gingival cells at concentration of 1.0 and $5.0\;{\mu}g/mL$, However, aloe-emodin and barbaloin showed less cytotoxicity than chlorhexidine, which usually have been used as the agent of anticaries and antiinflammation. These results suggested that aloe-emodin and barbaloin from Aloe vera peel have the effect of anticaries and antiinflammation.

Aloe vera 껍질로부터 구내염등 항염증제재를 개발하기 위해 항염증 활성이 있는 분획을 분리, 동정하고, 염증과 관련된 효소활성에 대한 저해효과를 조사하였다. Aloe vera 껍질의 추출물을 용매에 따라 분획하였고, 활성이 우수한 ethylacetate층을 silica gel column chromatography 및 preparative thin layer chromatography를 통해 두 가지 활성물질을 정제하였다. 정제된 두 가지 물질은 UV spectrum과 FT-IR, $^1H-NMR$, 및 Mass spectrum 분석을 통해 aloe-emodin과 barbaloin으로 동정하였다. Aloe vera 분획물의 hyaluronidase 활성저해를 측정한 결과는 aloe-emodin은 $40\;{\mu}g/mL$, barbaloin은 $70\;{\mu}g/mL$의 $IC_{50}$값을 나타내었다. Leucko-cyte elastase 활성 저해를 측정한 결과는 aloe-emodin은 $50\;{\mu}g/mL$, barbaolin은 $60\;{\mu}g/mL$의 $IC_{50}$값을 나타내었다. Collagenase 활성 저해를 측정한 결과는 aloe-emodin은 $40\;{\mu}g/mL$, barbaloin은 $60\;{\mu}g/mL$의 $IC_{50}$값을 나타내었다. 또한 prostaglandin endoperoxide synthase 활성 저해를 측정한 결과는 aloe-emodin은 $40\;{\mu}g/mL$, barbaloin은 $70\;{\mu}g/mL$의 $IC_{50}$값을 나타내었다. 쥐를 이용한 carrageenan족 부종 억제효과는 aloe-emodin의 경우 100mg/kg 투여량으로 52.9%의 억제효과를 나타내었으며, 이 억제효과는 indomethacin의 약 1/10이었으며, aspirin과는 유사한 활성을 보였다. 반면 barbaloin의 경우 100mg/kg의 투여량으로 74.9%의 억제효과를 나타내었으며 이 억제효과는 indomethacin의 약 1/5이었으며, aspirin의 약 1.5배 효과를 나타내어 우수한 항염증 활성을 갖는 것으로 판단된다. 인체치은세포에 대한 독성은 aloe-emodin보다 barbaloin이 적게 나타났으며 이 두 가지 물질은 1 및 $5\;{\mu}g/mL$농도에서는 독성이 전혀 나타나지 않으나 10 및 $20\;{\mu}g/mL$에서는 독성이 있는 것으로 나타났다. 그러나 상용되고 있는chlorhexidin에 비해서는 유의적으로 독성이 적은 것으로 나타났다. 이상의 결과로 보아 aloe-emodin 과 barbaloin은 항우식 및 항염증 활성이 우수할 뿐만 아니라 치은세포의 독성이 비교적 낮아 구강병 예방제재로의 개발 가능성이 우수하다고 사료된다.