한국식품연구원 식품기능연구본부 박호영 선임연구원 at al.
Immunomodulatory activities of Corchorus olitorius leaf extract: Beneficial effects in macrophage and NK cell activation immunosuppressed mice
[더케이뷰티사이언스] 한국식품연구원(원장 박동준)이 면역력 증진 기능성 식품소재 발굴을 위한 연구를 통해 몰로키아 추출물에서 면역력을 증진시키는 효능을 확인했다고 4월 2일 밝혔다. 관련 연구결과는 건강기능식품 분야의 국제학술지인 ‘기능성 식품저널(Journal of Functional Foods)’에 소개됐다.
식품기능연구본부 박호영 박사 연구팀은 이번 연구결과를 통해 몰로키아에서 추출한 기능성 소재는 바이러스에 감염된 세포나 암세포를 직접 파괴하는 면역세포인 NK(Natural Killer)세포¹ 와 체내 조직에서 면역을 담당하는 대식세포(Macrophage)²의 면역 활성을 증진시키고 세포의 면역에 주된 역할을 하는 T세포³의 수적 저하 예방을 주요한 효능으로써 제시했다.
몰로키아에서 추출한 소재 성분을 분석한 결과 점질성다당성분을 2%이상 함유하고 있으며, 특히 면역 활성화물질로 알려진 KCO유사성분이 1.8% 함유된 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면, 면역억제 실험쥐 모델을 이용하여 몰로키아 추출물의 면역증진 효능을 분석한 결과 감염 노출 시에도 백혈구 수치를 정상 범위로 유지하고 비장에서 분리한 NK세포의 면역기능을 83% 이상 증진시키는 것을 확인했다.
몰로키아 추출물을 50mg/kg 용량으로 4주간의 식이를 통해 면역억제제에 의한 대표적 면역지표인 백혈구 수치와 비장 T세포 수 감소를 야기하지 않고도 세포독성이나 알레르기 관련 결과는 관찰되지 않았다. 2주간의 식이를 통해서는 NK세 포기능이 활성화되어 외부감염으로부터 자신을 보호하는 면역력이 증진되는 결과를 확인했다. 또한 몰로키아 추출물을 50mg/kg 용량으로 2주 동안 식이 한 실험용 쥐에서 분리한 비장을 암세포종(YAC-1)에 다양한 비율로 노출하였을 때 세포살해인자인 그랜자임B(Granzyme B) 분비를 통하여 83~256% 비율로 일반식이 실험용 쥐보다 높은 암세포 공격력이 확인되었다.
이에 몰로키아에 대한 몇 가지 궁금증을 박호영 선임연구원에게 물어보았다.
몰로키아가 한국에서는 생소한 채소인데, 어떻게 연구를 시작하게 되었는지 궁금합니다.
처음 시작은 면역력 증진 기능성 식품소재를 발굴하기 위해 다양한 식물자원을 이용해서 스크리닝(Screening)하는 것에서 출발했습니다. 제가 연구하고 있는 곳이 국책 연구기관이다보니 100여종의 후보소재들을 선정하기 위해 우선적으로 농가와 산업계의 활용성이 우선이었지요. 재배가 활발히 이루어지지 않고 있는 기후변화 대응작물 또한 주요한 소재로 선정하여 연구하였는데요, 그 중 면역관련 기능성이 우수하고 향후 스토리텔링이 가능한 멋진 이름을 가진 몰로키아를 만나게 되었습니다.
몰로키아 추출물 성분 중, 점질성 다당성분과 KDO 유사성분이 함유되어 있다는 분석 결과를 볼 수 있었는데요. 이 두 가지 물질은 어떤 특성을 갖고 있나요?
점질성 다당성분은 식물이나 동물이 자신을 보호하거나 대사 후 생산하는 점질성의 당단백 질(Glycoprotein) 또는 다당체(Exopolysaccharide)를 총칭하는 것입니다. 한 예로 찐콩 발효 후에 청국장에서 육안으로 보이는 끈적한 점질물질이 미생물이 생성하는 대표적 점질성 다당성분입니다. 이러한 점질성 다당성분의 알려진 기능으로는 면역력 개선, 염증 제어 등이 있습니다. KDO 유사성분은 다당성분의 일종으로(3-Deoxy-D-manno-2-octulosonic acid) 면역세포를 자극해 면역력을 증진시켜주는 것으로 알려진 물질이지요.
몰로키아는 베타카로틴(β-carotene)을 다량 함유하고 있는 물질로도 알려져 있는데요. 기능성화장품 소재로의 활용 가능성에 대해서도 생각해보신 적이 있나요?
식품 연구를 하다보니 바르는 제품보다는 몰로키아를 섭취했을 때 피부건강에 도움이 되는 이너뷰티 쪽으로 주변 연구자분들과 협의를 진행하고 있어요. 몰로키아에 함유된 베타카로틴, 점질성다당성분 등을 보았을 때 기능성화장품 소재로의 활용성은 매력적이라고 생각합니다.
건강기능식품 소재로서 기술이전 계약을 한 것으로 알고 있습니다. 어떤 건강기능식품을 개발하고 싶으신지 그에 대한 계획이나 연구로 인해 기대하는 성과가 있나요?
이번에 저희가 연구한 내용은 몰로키아의 기능과 향후 시장성에 대한 가치를 인정받아 노바렉스에 기술이전 되었습니다. 현재 면역력 개선 건강기능식품 소재로 출시하기 위한 과정 중에 있습니다. 또한 점질성 다당성분을 강화한 소재를 이용해 장 건강, 체중 조절, 이너뷰티 등의 기능성을 평가하여 관련 지식재산권도 확보한 상태입니다. 먼 이집트에서 건너온 몰로키아가 아직은 국내 소비자에게 낯선 물질이지만 5년 후에는 한국인이 좋아하고 애용하는 기능성식품소재로 각광받기를 바라는 마음입니다. 이를 위해 저를 비롯한 연구팀원 들이 추가적인 기능연구 중에 있습니다.
몰로키아에 대해 추가적으로 계획하고 있는 연구가 있는지, 또 앞으로 어떤 연구를 진행하고 싶은지 궁금합니다.
이번 연구를 통해서 몰로키아에는 점질성 다당성분을 포함해서 베타카로틴, 무기질 등 다양한 기능성 성분들을 함유하고 있다는 것을 확인했습니다. 이에 따라 이 성분들을 활용할 수 있는 기능성을 구명하고 그 기작을 과학적으로 검증하는 연구를 수행할 계획입니다. 특히, 제가 요즘에 중점적으로 관심을 가지고 연구하고 있는 부분이 장(Gut)입니다. 장에는 면역세포의 70~80%가 위치하고 있고, 100조 마리 이상의 장내 미생물이 생존하고 있어요. 식품과 기능성분을 흡수하는 루트가 장인데, 아직도 개척할 부분이 많습니다. 장관 환경이 건강에 미치는 영향을 연구해서 건강한 장수 한국을 이룩하는데 기여하고 싶습니다.
1. NK세포: 바이러스에 감염된 세포나 암세포를 직접 파괴하는 면역세포로서, NK세포는 선천적인 면역을 담당하는 혈액 속 백혈구의 일종으로, 간과 골수에서 성숙한다. '자연살해세포'라고도 한다. 바이러스에 감염된 세포나 암세포를 직접 공격해 없애는 것이 NK세포의 주 기능이다.
2. 대식세포: 탐식세포라고도 한다. 면역담당세포의 하나이다. 동물체내의 모든 조직에 분포하며, 이물질·세균·바이러스·체내 노폐세포(老廢細胞) 등을 포식하고 소화하는 대형 아메바상 식세포를 총칭한다. 동물 체내 모든 조직에 분포하여 면역을 담당하는 세포이다. 침입한 세균 등을 잡아서 소화하여, 그에 대항하는 면역정보를 림프구에 전달한다.
3. T세포: 흉선에서 유래하는 림프구로 면역에서의 기억능력을 가지며 B세포에 정보를 제공하여 항체 생성을 도울 뿐만 아니라 세포의 면역에 주된 역할을 한다.
(출처: 두산세계대백과사전)
ABSTRACT
This study was aimed at investigating the immunomodulating activities of molokhia leaf extract. To examine the immunomodulatory activities of a water-soluble molokhia (Corchorus olitorius) leaf extract (WME), nitric oxide (NO) and cytokine levels in relation to macrophage activation were estimated in a cyclophosphamide-induced murine model of immunosuppression, and a natural killer (NK) cell cytotoxicity assay was conducted. Administration of WME significantly augmented NK cell cytotoxicity against YAC-1 cells by inducing the release of granzyme B. In addition, murine peritoneal macrophages stimulated by WME produced various cytokines, including tumor necrosis factor (TNF)-α and interleukin (IL)-6. The results of this study showed that WME administration (50 and 100 mg/kg) increased thymus and spleen indices, and the leukocyte count in the blood of immunosuppressed mice. These results demonstrated that WME possesses immunomodulatory activity and may represent a potential immunostimulant for enhancing human immunity.
KEYWORDS
Corchorus olitorius, Immunomodulatory activity, Macrophage, NK cell, Cyclophosphamide