Comparison of Bioactivities from Centella asiatica Cultivated in Smart Farm and Field

스마트팜과 노지에서 재배한 병풀의 생약학적 비교

Abstract

This study aimed to compare bioactivities of Centella asiatica (CA) cultivated in smart farms and fields. Component analysis, cell viability, anti-inflammatory activity, neuroprotection activity, and antioxidant activity were examined with 70% ethanol extracts of CA cultivated in smart farm (SEE) and field (FEE), respectively. Asiaticoside was analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC) and as a result, SEE had more asiaticoside content than FEE. After treatment of RAW 264.7 cells with SEE and FEE, there was no cytotoxicity within the treated concentrations. SEE and FEE showed nitric oxide (NO), tumor necrosis factor (TNF)-α, and interleukin (IL)-6 inhibitory activities in a dose-dependent manner in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated RAW 264.7 cells. Moreover, SEE inhibited more NO, TNF-α, and IL-6 production levels than FEE. SEE and FEE reversed the H₂O₂-induced SH-SY5Y cell death. Especially, SEE was more effective in changing the H₂O₂-induced SH-SY5Y cell death than FEE. The antioxidant activity was confirmed by various methods such as total phenol content (TPC), 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), and superoxide dismutase (SOD). As a result, SEE showed the most potent antioxidant activities about TPC, DPPH, and SOD methods. This study suggested that SEE has higher bioactivities such as effect of anti-inflammation, neuroprotection, and antioxidation than FEE.

병풀[Centella asiatica (L.) Urb.]은 Gotu kola 혹은 Asiatic pennyworth로 불리는 미나리과(Umbelliferae), 병풀속(Centellae)의 다년생 포복성 초본이다. 아프리카 마다가스카르섬이 원산지로 인도, 스리랑카, 인도네시아 등의 습지에 서식하는 식물이며, 국내에서는 제주도 및 남부 지방의 고온 다습한 환경에서 자생하는 것으로 알려져 있다.¹⁾ 예로부터 병풀은 동양에서 약용식물로 사용되었는데 인도 의약 체계인Ayurveda의 기술에 의하면 피부, 중추신경계, 위장 장애 관리에 사용되었다.²⁾ 병풀의 유효성분은 asiaticoside, madecassosside, asiatic acid, madecassic acid 등의 triterpene으로 이 중 asiaticoside는 항염증, 항산화, 간 보호, 항종양에 효과가 있으며, 치매환자의 amyloidogenesis 억제, 뇌 질환 및 신경보호 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 또한 asiaticoside는 피부궤양, 외상치료 등 피부 재생 및 상처 치유 효과가 있다고 보고된 바 있다.^3-6)

다양한 생리활성 효능이 있는 병풀은 최근 의약품, 화장품 및 기능성 식품으로서 수요가 급격하게 증가하고 있다.^7,8) 하지만 국내에서는 재배 및 채취가 어려워 대부분 인도, 스리랑카, 마다가스카르 등에서 수입하고 있으며, 매년 병풀의 수입 물량은 증가하는 추세이다.⁹⁾ 또한, 1993년 생물다양성 협약(Convention of Biological Diversity, CBD)이 발효된 이후 2010년 나고야 의정서가 채택됨에 따라 국내 바이오 산업의 경쟁력 강화를 위해서는 국내 자원 개발 및 국내 재배를 통한 수입 원료의 대체 필요성이 강하게 대두되고 있다.^9-11)

따라서 본 연구에서는 당사의 스마트팜과 노지에서 각각 재배된 병풀을 70% 에탄올로 추출한 후 지표성분인 asiaticoside 함량을 측정하고 항염증 및 항산화 등의 다양한 생리활성을 비교하였다. 이로써 병풀의 산업적 활용 가능성을 타진하고 스마트팜에서 재배된 병풀을 수입대체 방안으로 제시하고자 하였다.

재료 및 방법

병풀의 재배 − 병풀은 2020년 6월 양주, 합천, 제주에서 각각 자생하는 종을 수집하여 자묘수, 엽장, 엽폭 및 엽수를 확인하였다. 이 중 잎과 줄기의 개수 및 중량이 우수하였던 제주산 병풀을 스마트팜 시설과 노지에서 3개월간 재배하였다(Fig. 1). 스마트팜에서 재배한 병풀은 실내 담액식(deep flow technique) 수경 재배시설을 이용하였으며, 해당 시설은 LED, 온도, 습도, CO₂ 농도, 양액 농도 등이 자동 제어되는 완전제어형 4단 식물공장으로 설계되었다. LED는 태양광과 유사한 full-spectrum LED를 사용하였고, 광합성 광량자속 밀도(photosynthetic photon flux density, PPFD)는 185 mol/m²/s를 유지하였다. 온도는 25±1℃, 습도는 65±5%로 설정하여 병풀 생육에 적합한 고온 다습한 환경을 조성하였으며, CO₂는 900 ppm으로 유지하였다. 양액은 KAST 엽채류 양액을 구매하여 전기전도도(electric conductivity, EC) 1.5 dS/m와 pH 5.5∼6.5가 되도록 희석하였다. 양액은 센서를 통해 자동 분사되었으며 재배랙(60 cm×60 cm)에 15 cm 간격으로 자묘를 정식하였다. 노지에서 생육한 병풀은 30 cm ×15 cm 간격으로 근경을 재식하였고, 7일 간격으로 급수 및 제초를 진행하였다.

Fig. 1. Growth condition and morphological characteristics of Centella asiatica.

추출 방법 − 스마트팜과 노지에서 각각 재배한 병풀은 지상부를 수확한 뒤 정제수에 2회 세척하고 60℃ 열풍건조기(BioFree, Seoul, Korea)로 15시간 건조하였다. 이후 20배수의 70% 에탄올(Daejung, Siheung, Korea)을 가하고 환류냉각기가 달린 추출기를 이용하여 80℃에서 3시간 동안 추출하였다. 추출 완료 후 여과지(Whatman, no. 1)를 사용하여 침전물을 제거하고 60℃로 유지된 감압농축기로 농축한 뒤 48시간 동결 건조(Ilshin, Dongducheon, Korea)하여 스마트팜에서 재배된 병풀 에탄올 추출물(smart farm ethanol extract, SEE)과 노지에서 재배된 병풀 에탄올 추출물(field ethanol extract, FEE)을 각각 제조하였다.

시약 및 재료 − 본 실험에 사용한 Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium(DMEM), phosphate buffer saline(PBS), fetal bovine serum(FBS), penicillin-streptomycin(P/S), trypsin-EDTA는 Corning(Manassas, VA, USA)에서 구매하였고, dimethyl sulfoxide(DMSO)는 Glentham Life Science(Corsham, England)에서 구입하여 사용하였다. Tumor necrosis factor(TNF)-α와 interleukin(IL)-6의 enzyme linked immunosorbent assay(ELISA) kit는 R&D system (DuoSet ELISA Development Systems, Minneapolis, MN, USA)의 제품을 이용하였고, SOD kit는 DoGenBio(Seoul, Korea)에서 구입하였다. 그 외 모든 시약은 Sigma-Aldrich(St. Louis, MO, USA)의 제품을 사용하였다.

HPLC를 이용한 asiaticoside 함량분석 − 병풀의 지표성분인 asiaticoside 함량은 HPLC(Agilent, Santa Clara, AC, USA)를 이용하여 측정하였다. SEE와 FEE를 각각 10 mg/mL이 되도록 70% 에탄올에 희석하고 0.45 μm syringe filter(Inchpore, Seoul, Korea)로 여과하여 시험에 사용하였다. Asiaticoside 표준품(US Pharmacopeia, Rockville, MD, USA)은 70% 에탄올에 농도별로 희석하여 0.45 μm syringe filter로 여과 후 시험에 사용하였으며, 표준곡선은 y=1.7596x+15.785(R²=0.9999)으로 SEE와 FEE의 분석 면적에 대입하여 mg/g으로 나타냈다. Asiaticoside 분석조건은 Table I과 같았다.

Table I. HPLC condition for determination of asiaticoside

세포배양 − Mouse macrophage cell line인 RAW 264.7 cell은 삼육대학교(Seoul, Korea) 강태진 교수로부터 분양 받아 사용하였고 human neuroblastoma cell line인 SH-SY5Y cell은 한국세포주은행(Korean Cell Line Bank, Seoul, Korea)에서 구입하여 사용하였다. RAW 264.7 cell과 SH-SY5Y cell은 각각 10% FBS와 1% P/S가 함유된 DMEM 배지를 사용하여 37℃, 5% CO₂ incubator(Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA)에서 배양하였다.

RAW 264.7 내 생리활성

세포 생존율 − RAW 264.7 cell에 대한 SEE와 FEE의 세포 생존율을 확인하기 위해 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide(MTT) assay를 실시하였다. 96 well plate에 RAW 264.7 cell을 2×10⁴ cells/well로 분주하고 24시간 동안 37℃, 5% CO₂ incubator에 배양한 후 상등액을 모두 제거하여 SEE와 FEE를 각각 농도별로 처리하였다. 24시간 후 MTT 시약(5 mg/mL in PBS)을 각 well에 10 μL씩 첨가하고 incubator에서 4시간 반응하였다. 이후 상등액을 모두 제거하고 DMSO 100 μL를 넣어 실온에 10분간 반응시킨 후 microplate reader(SpectraMax^® ABS Plus, Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA)를 이용하여 540 nm에서 흡광도를 확인하였다.

Nitric oxide(NO) 및 cytokine − 24 well plate에 RAW 264.7 cell을 3×10⁵ cells/well로 분주하고 24시간 배양한 후 상등액을 모두 제거한 뒤 농도별로 제조한 SEE와 FEE를 넣어주었다. 1시간 후 lipopolysaccharide(LPS)를 1 μg/mL씩 처리하고 37℃, 5% CO₂ incubator에서 24시간 배양하였다. 96 well plate에 상등액 100 μL와 Griess eagent(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) 100 μL를 혼합하여 실온에 10분간 반응시킨 후 540 nm에서 흡광도를 측정하였다. Cytokine 측정은 세포 상등액을 이용하여 ELISA kit의 protocol에 따라 TNF-α와 IL-6를 분석하였다.

SH-SY5Y 내 생리활성

과산화수소 처리에 따른 세포 생존율 − 96 well plate에 SH-SY5Y cell을 5×10⁴ cells/well로 분주하고 24시간 동안 37℃, 5% CO₂ incubator에서 배양하였다. 이후 상등액을 모두 제거하고 과산화수소(H₂O₂)를 농도별로 처리하여 24시간 배양한 뒤 모든 well에 MTT 시약을 10 μL씩 첨가하고 incubator에서 4시간 반응하였다. 상등액을 모두 제거하고 DMSO 100 μL를 처리하여 실온에서 10분간 반응 후 microplate reader를 이용해 540 nm에서 흡광도를 측정하였다.

병풀 추출물의 신경세포 보호 효과 − H₂O₂ 처리에 의해 유도되는 세포 독성에 대한 SEE와 FEE의 신경세포 보호 효과를 비교하기 위하여 96 well plate에 SH-SY5Y cell을 5×10⁴ cells/well로 분주하여 24시간 동안 37℃, 5% CO₂ incubator에서 배양한 후 H₂O₂ 200 μM을 처리하였다. 1시간 후 SEE와 FEE을 각각 첨가하여 24시간 동안 추가 배양한 다음 각 well에 MTT 용액을 10 μL씩 첨가하고 incubator에서 4시간 반응하였다. 이후 상등액을 모두 제거하고 DMSO 100 μL를 분주하여 실온에서 10분간 반응시킨 후 microplate reader를 이용해 540 nm에서 흡광도를 확인하였다.

항산화 활성

총 폴리페놀 함량(total polyphenol contents, TPC) − 총 페놀 함량은 Seo 등의 방법을 변형하여 측정하였다.¹²⁾ 96 well plate에 농도별 SEE와 FEE을 160 μL씩 분주하고 2N Folin & Ciocalteu’s phenol reagent(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)와 정제수를 1:2의 비율로 섞은 용액을 10 μL 씩 첨가하여 3분 동안 반응시켰다. 이후 1.8 M sodium carbonate를 30 μL를 첨가하여 40분간 반응시키고 765 nm에서 흡광도를 측정하였다. Tannic acid는 표준물질로 사용하여 측정된 값을 환산 후 비교하였다.

DPPH radical 소거능 −2,2-diphenyl-1 picryl hydrazyl(DPPH) radical scavenging activity는 Seo 등의 방법을 변형하여 측정하였다.¹²⁾ 96 well plate에 농도별 SEE와 FEE을 100 μL 씩 분주하고 에탄올에 용해한 DPPH(0.15 mM) 50 μL를 첨가하여 10분간 반응시켰다. 이후 microplate reader를 이용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. DPPH radical 소거능은 아래 식을 활용하여 백분율(%)로 환산하였다.

DPPH radical scavenging activity(%) \(=\left[1-\left(\frac{A_{\text {sample }}-A_{\text {blank }}}{A_{\text {control }}}\right)\right] \times 100\)

Superoxide dismutase(SOD) activity − 농도별로 희석된 SEE와 FEE를 SOD kit의 protocol에 따라 실험하였고, 450 nm에서 흡광도를 측정하여 SOD activity를 백분율(%)로 계산하였다.

통계분석 − 본 실험에서 얻은 결과는 3회 반복 실험을 수행한 뒤 평균과 표준편차(means±SD)로 나타냈었다. 대조군과 각 실험군과의 평균의 차이는 Student’s t-test로 분석하였고, p-value 값이 0.05 미만일 때 유의성이 있는 것으로 판단하였다.

결과 및 고찰

병풀의 asiaticoside 함량 비교 − 병풀은 triterpene인 asiaticoside, madecassoside, asiatic acid, madecassic acid가 대표 성분으로 구성되어 있으며, 이 중 asiaticoside는 항산화, 항염증, 상처 치유, 치매 개선, 비만 억제 등 다양한 효능이 있는 것으로 보고되고 있다.^13-15) 따라서, 본 연구에서는 asiaticoside를 지표성분으로 설정하고 SEE와 FEE의 asiaticoside의 함량을 비교하여 항염증 및 항산화 활성과의 연관성을 확인하고자 하였다. 분석 결과 asiaticoside는 SEE와 FEE에서 각각 49.75±0.23 mg/g와 22.38±0.14 mg/g으로 확인되었다(Table II, Fig. 2). 세계보건기구에서는 Herba Centellae의 asiaticoside 함량을 2%로 규정하고 있는데, SEE와 FEE 모두 asiaticoside 함량이 20 mg/g 이상으로 확인되어 2%를 충족하였으며 SEE 경우 FEE보다 asiaticoside 함량이 2배 이상 높게 분석되어 더 우수한 활성이 있을 것으로 예측되었다.¹⁶⁾ 따라서, asiaticoside 함량이 증대된 병풀 자원 확보를 위하여 스마트팜 재배가 확대되어야 할 것으로 보이며 스마트팜 내 병풀 생육 환경 조건에 따른 asiaticoside의 함량 비교 연구가 추가적으로 필요할 것으로 판단된다.

Table II. Comparison of asiaticoside content by different cultivation methods in Centella asiatica

¹⁾SEE; 70% ethanol extract of Centella asiatica cultivated in a smart farm.

²⁾FEE; 70% ethanol extract of Centella asiatica cultivated in a field.

Fig. 2 HPLC chromatograms of asiaticoside by different cultivation methods in Centella asiatica. Quantitative analysis of asiaticoside was performed using a Agilent 1260 HPLC system consisting of diode array detector(210 nm), quaternary pump, autosampler and Luna C₁₈ column(250 mm×4.6 mm, 5 µL). The gradient elution was performed by using water(solvent A) and acetonitrile (solvent B). (A) HPLC chromatogram of asiaticoside standard, (B) HPLC chromatogram of asiaticoside in SEE, (C) HPLC chromatogram of asiaticoside in FEE. SEE; 70% ethanol extract of Centella asiatica cultivated in a smart farm, FEE; 70% ethanol extract of Centella asiatica cultivated in a field.

병풀의 대식세포 내 생리활성 비교 − SEE와 FEE를 각각 농도별로 24시간 처리한 후 MTT assay를 이용하여 세포 생존율을 측정한 결과 실험된 모든 농도 내에서 세포독성이 없는 것으로 확인되었다(data not shown). 따라서, 모든 실험은 세포독성이 나타나지 않는 범위에서 수행되었다. NO는 LPS에 의해 활성화된 대식세포에서 분비되는 물질로 신호 전달, 혈관 확장 등 생체 내에서 다양한 면역반응을 매개하는 것으로 알려져 있다. 하지만 NO 과다 생성 시 산화 반응물은 DNA, 단백질 등을 손상시켜 암, 심혈관질환 같은 만성질환을 유발시킨다.¹⁷⁾ 본 실험에서는 SEE와 FEE에 의한 NO 조절을 확인하기 위하여 LPS에 의해 활성화된 대식세포로부터 NO 생성량을 측정하였다. LPS에 활성화된 RAW 264.7 cell에 SEE와 FEE를 농도별로 처리한 후 NO 생성량을 측정한 결과 SEE와 FEE 모두 NO 생성량이 농도 의존적으로 감소하였다. 특히 처리 농도 25 μg/mL의 경우, NO 생성량이 LPS 단독 처리군(100%) 대비 SEE는 39.6%, FEE는 9.5% 감소하여 SEE가 FEE보다 NO 생성 억제에 높은 효과가 있는 것으로 관찰되었다(Fig. 3). Pro-inflammatory cytokine은 세포에서 분비되는 면역조절 신호전달 물질로 tumor necrosis factor(TNF)-α, interleukins(IL), interferon(INF) 등이 있다. 이 중 TNF-α와 IL-6는 림프구에 정보를 전달해 면역세포들을 활성화하고, 면역 인자들의 생성과 분비를 유도하는 등 염증반응에 관여한다. 하지만, 과잉 생산된 pro-inflammatory cytokine은 cyclooxygenase-2(COX-2)의 발현을 촉진하여 prostagladin E₂(PGE₂)의 분비를 증가시키고 이는 염증반응을 일으켜 만성질환을 유발한다.¹⁸⁾ 본 실험에서는 LPS로 자극된 RAW 264.7 cell에 SEE와 FEE를 처리하여 SEE와 FEE가 염증반응에 관여하는지 확인하였다. LPS로 활성화된 RAW 264.7 cell에 SEE와 FEE를 농도별로 처리한 후 cytokine 생성량을 측정한 결과 TNF-α, IL-6 생성량 모두 SEE와 FEE 농도 의존적으로 감소하였다(Fig. 4, 5). TNF-α는 25 μg/mL을 기준으로 LPS 단독 처리군(100%) 대비 SEE 27.6%, FEE 13.1% 각각 감소하였으며, IL-6는 LPS 단독 처리군(100%) 대비 SEE 62.8%, FEE 12.4% 각각 감소하였다. 위의 실험 결과로 보았을 때, SEE가 FEE보다 cytokine 조절에 효과가 있는 것으로 판단되며, asiaticoside가 항염증에 효과적인 만큼 SEE의 asiaticoside 함량이 FEE의 asiaticoside 함량에 비해 높기 때문에 cytokine 발현 억제에 효과적인 것으로 사료된다. 따라서, 스마트팜에서 생육한 병풀이 노지에서 생육한 병풀 보다 약용 소재로 적합하다고 판단된다.

Fig. 3. Inhibitory effects of SEE and FEE on NO production in LPS-stimulated RAW 264.7 cells. RAW 264.7 cells were pretreated with SEE and FEE for an hour then stimulated 1 μg/mL of LPS for 24 hours. Results were the means±SD(n=3). p-values were calculated using the Student’s t-test. *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001 compared to the LPS treated group. (A) SEE, (B) FEE.

Fig. 4. Inhibitory effects of SEE and FEE on TNF-α production in LPS-stimulated RAW 264.7 cells. RAW 264.7 cells were pretreated with SEE and FEE for an hour then stimulated 1 μg/mL of LPS for 24 hours. TNF-α production was estimated by ELISA kit. Results were the means±SD(n=3). p-values were expressed by the Student’s t-test. *p<0.05, **p<0.01 compared to the LPS treated group. (A) SEE, (B) FEE.

Fig. 5. Inhibitory effects of SEE and FEE on IL-6 production in LPS-stimulated RAW 264.7 cells. RAW 264.7 cells were pretreated with SEE and FEE for an hour then stimulated 1 μg/mL of LPS for 24 hours. IL-6 production was estimated by ELISA kit. Results were the means±SD(n=3). p-values were expressed by the Student’s t-test. ***p<0.001 compared to the LPS treated group. (A) SEE, (B) FEE.

병풀의 산화적스트레스에 의한 신경세포 보호 효능 비교 − 산화적스트레스에 의한 신경세포 보호 효능을 확인하기 위하여 H₂O₂를 농도별로 SH-SY5Y 세포에 처리한 후 세포 생존율을 측정한 결과 H₂O₂ 농도 의존적으로 세포 생존율은 감소하였고 200 μM에서 생존율이 50%가 되는 것을 확인하였다(Fig. 6). 따라서 200 μM의 H₂O₂를 IC₅₀으로 설정하여 SEE와 FEE의 신경세포 보호 효과를 확인하였다. 활성 산소종(reactive oxygen species, ROS)은 세포 내 신호전달 물질로서 미토콘드리아 내 전자전달계 및 백혈구 세포의 활성화 등 세포 기능을 유지한다. 반면에 과잉 생성된 ROS는 생체 내에서 산화적스트레스를 유발하여 세포 구성성분인 지방질, 단백질, 당 및 DNA 등을 손상시키고 이는 뇌졸증, 알츠하이머 등 뇌 질환을 유발하는 것으로 알려져 있다.¹⁹⁾ 본 실험에서는 SH-SY5Y cell에 200 μM의 H₂O₂(IC₅₀)를 1시간 전처리하여 산화적스트레스를 유발한 다음 400 μg/mL의 SEE와 FEE를 첨가하였다. MTT assay를 통해 SH-SY5Y의 세포생존율을 측정한 결과 SEE와 FEE에서각각 79.3±3.57%, 57.9±2.13%로 증가하는 것이 확인되었다(Fig. 7). 선행문헌에 의하면 SH-SY5Y cell에 1 mg/mL의 methamphetamine(IC₅₀)을 1시간 전처리해 산화적스트레스를 유발한 후 병풀 추출물을 각각 100 μg/mL와 1 mg/mL 처리한 결과 세포 생존율이 회복되어 병풀이 신경세포 보호에 효능이 있는 것으로 보고하였다.²⁰⁾ 본 실험을 통해 병풀 추출물이 산화적스트레스로부터 신경세포를 보호한다는 결과를 확인하였으며, SEE가 FEE보다 H₂O₂ 처리에 따른 SH-SY5Y 세포의 손상을 억제하여 세포의 생존율을 증가시키는데 더 효과적이었다. 따라서, SEE가 기억력 및 인지기능 개선에 더 효과적일 것으로 보이며 구체적인 기전과 관련된 실험이 추가적으로 필요할 것으로 판단된다.

Fig. 6. Effects of H₂O₂ on cell viability in SH-SY5Y cells. Cell viability was estimated by the MTT assay. Cells were treated with H₂O₂ for 24 hours. The results were shown as percentage of the untreated control. Data was the means±SD(n=3). p-values were determined using the Student’s t-test. **p<0.01, ***p<0.001 compared to untreated control.

Fig. 7. Effects of SEE and FEE in H₂O₂-treated SH-SY5Y cells. Cell viability was determined by the MTT assay. Cells were treated with H₂O₂ for 24 hours then treated with SEE and FEE. Data was expressed as percentage of the untreated control. The results were the means±SD(n=3). p-values were calculated by the Student’s t-test. **p<0.01 compared with H₂O₂-treated group.

병풀의 항산화 활성 비교 − SEE와 FEE의 항산화 활성을 비교하기 위해 TPC, DPPH radical 소거능, SOD activity를 측정하였다. TPC 증가 시, 항산화 등의 생리활성이 비례적으로 증가한다고 알려져 있으며, DPPH radical 소거능은 TPC와 관련이 높다고 보고되고 있다.^21,22) 또한 SOD는 활성산소에 의해 생성된 유리기를 직접 소거하거나 유리기 생성을 억제하는 등 산화적 손상으로부터 세포를 보호하여 항산화 활성의 지표로 사용된다.²³⁾ SEE와 FEE의 TPC, DPPH radical 소거능, SOD activity는 실험을 수행한 모든 농도에서 SEE가 FEE보다 높은 수치를 나타내(Table III), SEE가 FEE보다 항산화 활성이 우수하였다. Choi 등은 항산화 성분 및 활성은 asiaticoside와 직접적으로 기인하지 않는 것으로 보고하였다.²⁴⁾ 하지만 본 실험에서는 asiaticoside 함량이 높은 SEE가 FEE과 비교하여 항산화 활성이 높은 것으로 나타나 스마트팜 내 생육 조건이 병풀의 항산화 활성에 영향을 주었을 것으로 판단된다.

Table III. Antioxidant activities of SEE and FEE

Values are the means±SD(n=3). p-values were expressed by the Student’s t-test. p<0.01, p<0.001 compared with control of SEE and FEE.

결론

본 연구에서는 스마트팜과 노지에서 재배한 병풀을 이용하여 생리활성을 비교하였다. 스마트팜과 노지에서 각각 재배한 병풀은 70% 에탄올을 이용하여 추출하였고 SEE와 FEE로 각각 명명하였다. 병풀의 지표성분인 asiaticoside는 HPLC를 이용하여 분석하였으며 SEE에서 FEE보다 높은 함량을 확인하였다. LPS에 의하여 활성화된 RAW 264.7 세포 내 NO, TNF-α, IL-6 발현양은 SEE와 FEE 농도 의존적으로 감소하였으며 SEE에서 FEE보다 높은 감소량을 보였다. H₂O₂에 의한 SH-SY5Y의 세포 손상은 SEE와 FEE에 의하여 억제되었으며 SEE에서 보다 더 효과적이었다. 항산화 활성 또한 FEE보다 SEE가 우수하였다. 본 실험 결과 SEE가 FEE보다 우수한 생리활성이 있는 것으로 확인되어 스마트팜에서 재배한 병풀은 의약품, 건강기능식품 및 화장품 등 다양한 분야에 효율적으로 활용될 수 있음을 시사한다.