The Study of Components Analysis and Cytotoxic Effects from Female/male Smilax china L. roots

암·수 청미래덩굴 뿌리 추출물 분석 및 세포독성 연구

Abstract

Purpose : Smilax china L. is widely used as a traditional herbal medicine in Korea. Despite its broad range of applications, comprehensive research on its chemical composition particularly the differences between the female and male roots remains limited. This study aims to analyze the phytochemical constituents and cytotoxicity of both female and male roots of Smilax china L., providing foundational data for future pharmacological and biological research. Methods : In this study, the extracts from female and male Smilax china L. were divided into three extraction solvents (100 % ethanol, 50 % ethanol, and water) and extracted and analyzed using chromatography. For cytotoxicity experiments, MTT assay was performed using RAW 264.7 cells, with 10 doses of 6 extracts of both female and male. Results : The chromatogram patterns of female and male Smilax china L. were generally similar, but differences in the intensity of some peaks were observed, confirming that the contents of bioactive substances were somewhat different in female and male Smilax china L.. In the cytotoxicity test of female and male Smilax china L. 50 % ethanol showed no cytotoxicity, while 100 % ethanol and water extracts showed slightly lower cell viability. Conclusion : A total of 99 compounds were found in the samples, 28 of which were related to anti-inflammatory or anti-asthmatic properties, and principal component analysis isolated 9 compounds known compounds and identified 3 compounds new, unknown compounds. In the cytotoxicity test, the male Smilax china L. showed a relatively better cell survival rate than the female. This study can be used as an important preliminary data to study the molecular biological mechanisms and cell signalling system related to anti-inflammatory and anti-asthmatic effects by using the active compounds.

Ⅰ. 서론

1. 연구의 배경 및 필요성

우리나라에서는 전통 민간요법과 한방자원에 포함된 다양한 생약제의 약리 활성을 과학적으로 규명하려는 연구가 활발히 진행되고 있다(Jeong, 2017). 이러한 연구는 현대의학을 보완할 수 있는 대체의학 또는 통합의학적 접근에서 매우 중요한 의미를 지닌다. 특히 국내 자생 식물자원을 식품이나 약용자원으로 개발하기 위해서는, 우선 해당 자원의 화학적 성분을 분석하고 생리활성 물질을 규명하는 과정이 필수적이다(Joo, 2018). 청미래덩굴(Smilax china L.)은 국내에서 한약재로 널리 사용되는 백합과(Liliaceae)의 덩굴성 관목으로, 일본, 중국, 필리핀, 인도차이나 등 동아시아 지역에서 주로 분포한다(Lee, 2017). 이 식물은 오랜 기간 다양한 방식으로 활용되어 왔으며, 지역에 따라 산귀래, 명감나무, 참열매덩굴, 매발톱가시, 종가시덩굴, 망개나무 등 다양한 이름으로 불린다. 특히 원예 분야에서는 망개나무 또는 멍개나무로도 잘 알려져 있다(Lee & Lee, 2013). 우리나라에서는 청미래덩굴이 주로 야산 숲속의 가장자리에 자생하며, 단단하고 굵은 뿌리줄기가 꾸물꾸물하게 옆으로 뻗어 나가는 특징이 있다(Fig 1). 줄기는 마디마다 굽어져 있으며, 갈고리 모양의 가시가 있는 것이 특징적이다.

Fig 1. Smilax china L. roots

청미래덩굴(Smilax china L.)은 백합과에 속하는 덩굴성 관목으로, 국내를 포함한 일본, 중국, 필리핀 등 동아시아 지역에서 주로 자생한다. 잎은 두껍고 넓은 타원형으로 광택이 있으며, 5월경 황록색 꽃이 피고, 9월 말에서 10월 사이에 붉고 둥근 열매가 열린다. 이 열매는 ‘망개’ 또는 ‘명감’이라 불리며, 예로부터 부패하기 쉬운 음식의 보존과 포장 재료로 활용되어 왔다(Lee, 2017). 청미래덩굴의 잎은 경남 지역의 전통식품인 망개떡을 싸는 용도로 사용되며, 어린 잎은 나물로 식용이 가능하다. 뿌리는 구황작물로 쓰이거나, 한의학에서 ‘토복령’으로 불리며 통풍, 해독, 항염, 항암 등의 치료에 이용되어 왔다(Jang 등, 2018; Kim 등, 2014). 국내에서는 청미래덩굴에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있으며, 주요 성분으로는 트리테르페노이드 사포닌, 플라보노이드, 유기산, 스틸벤 등이 확인되었다. 이러한 성분들은 각각 항산화, 항염증, 항암 등의 생리활성과 관련이 깊은 것으로 보고되었다(Bang, 2022; Kim 등, 2013). 특히 뿌리는 한의학적 활용이 많지만, 아직까지 암수 개체 간 성분 차이, 세포 독성 등에 대한 연구는 미비한 실정이다. 최근 연구에서는 청미래덩굴 뿌리 추출물이 항균, 항산화, 항염증, 통증 억제 효과를 보인다고 밝혀졌으며, 잎 추출물의 경우에도 전자공여능, 아질산염 소거능, 항균 및 항산화 활성이 보고 되었다(Ko & Yang, 2011). 또한, 청미래덩굴은 페놀 및 플라보노이드 함량이 높고, 알파-아밀레이스와 알파-글루코시다제 저해 활성도 확인되어 항산화 및 항당뇨 효과가 있는 것으로 평가되고 있다(Kim 등, 2013; Kim 등, 2014).

2. 연구의 목적

청미래덩굴은 다양한 활용 가치에도 불구하고, 민간 약재로 주로 사용되는 뿌리에 대한 성분 분석은 아직 충분히 이루어지지 않았으며, 특히 암그루와 수그루 간의 화학적 조성 및 생리활성 물질의 차이에 대한 연구는 매우 제한적인 실정이다. 이에 본 연구는 청미래덩굴의 암수 개체에 따른 주요 화학성분, 생리활성 물질, 의약적 효능의 차이를 규명하고자 한다. 특히, 암그루에 특정 유효성분이 더 많이 포함되어 있다면, 그 성분의 약리적 효과를 기반으로 효능을 극대화할 수 있는 가능성이 있으므로, 암‧수 개체 간 비교 연구는 실질적인 의의가 있다. 아울러, 각 개체로부터 추출한 성분들의 안전성을 평가하기 위해 세포독성 시험을 병행하여, 청미래덩굴 뿌리 추출물의 생물학적 안전성도 함께 검토하고자 한다.

Ⅱ. 연구방법

1. 청미래덩굴 추출

청미래덩굴의 뿌리는 전라남도 장성군 농장에서 구입하여 청미래덩굴 시료를 분석하였다. 암‧수에 따른추출 및 분석을 위해 암그루와 수그루 청미래덩굴을 각각 100 ％ 에탄올, 50 ％ 에탄올, 열수(100 ℃) 추출의 총 6개 시료로 나누어 실험을 진행 하였다.

이 시료들은 시험용 망체(203×h41 ㎜, 250 ㎛, sieve)를 사용하여 분쇄 처리하였으며, 추출 과정은 각 시료 1 그램을 채취하여 다양한 용매 조건에서 수행되었다. 사용된 용매는 에탄올(50 ％, 100 ％)와 열수(100 ％)였으며, 각각 10 ㎖의 용매로 120분 동안 상온에서 추출을 진행하였다.

고성능 액체 크로마토그래피-다이오드어레이검출기/질량(high performance liquid chromatography-diode array detector/mass spectrometry; HPLC-DAD/MS)분석을 위해서는 Waters acquity UPLC system(Waters, USA)으로 Triart ODS C₁₈ 컬럼(1.0×25 ㎝, 5 ㎜)을 사용하였고, UV 검출기의 파장은 300 ㎚로 설정하였다. 이동상의 유속은 0.8 ㎖/min으로 유지하였다. 용매 구배 조건은 초기 water(0.1 ％ FA) 90 ％와 ACN 10 ％에서 시작하여, 30분에는 water(0.1 ％ FA) 60 ％와 ACN 40 ％, 49∼51분에는 ACN 100 ％, 그리고 52∼60분에는 다시 초기 조건으로 회귀하는 방식으로 프로그래밍 되었다.

청미래덩굴 추출은 청미래덩굴 암그루, 수그루의 시료를 분말로 분쇄한 다음 시험용 망체 203×h41 ㎜, 250 ㎛(EF-8F 250, Sieve, Korea)에 여과 처리하였다. 각 1 g을 100 ％ 에탄올, 50 ％ 에탄올, 열수 추출물 10 ㎖로 120분 동안 상온에서 초음파 추출하였다. 분석에 사용된 장비는 water analytical 고성능 액체 크로마토그래피/포토다이오드 어레이(high performance miquid chromatography/photo diode array; HPLC/PDA) 시스템(Waters, USA)이며 검출기는 300 ㎚를 사용하였고 분리 컬럼으로 Triart ODS C₁₈ (1.0×25 ㎝, 5 ㎛) 사용하였다. 이동상으로는 0.1 ％ 포름산이 함유된 수용액(water 0.1 ％ FA)과 아세토니트릴(ACN)을 사용하였다. 유속은 0.8 ㎖/min으로 일정하게 유지하였으며, 다음과 같은 조건을 적용하였다(Table 1).

Table 1. CMR samples analyzed by Water analytical HPLC/PDA

2. 청미래덩굴 성분분석

청미래덩굴은 초고성능 액체 크로마토그래피(Waters, USA)와 질량 분석기(Waters, USA)를 사용하여 시료를 분석하였다.

초고성능 액체 크로마토그래피의 분석조건은 물에 0.1 % 포름산을 포함한 용액과 아세토니트릴에 0.1 ％ 포름산을 포함한 용액이 사용되었다. 컬럼은 Waters Acquity HSS T3(2.1×100 ㎜, 1.8 ㎛)를 사용하였으며, 컬럼의 온도는 40 ℃로 유지되었고, 주입량은 4 ㎕로 하였다. 시료 농도는 100 ％ 에탄올 내에서 20 ㎎/㎖로 설정하였으며, UV 검출은 315 ㎚ 파장에서 수행하였다.

UHPLC-DAD-MS/MS 크로마토그래피 분석을 위한 시료 전처리 및 분석 과정을 다음과 같이 수행하였다. 먼저, 추출하여 건조된 시료를 메탄올에 용해하여 stock 용액을 제조하였다. 제조된 저장용액은 0.2 ㎛ 폴리테트라 플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene; PTFE) 주사기 필터를 사용하여 여과한 후, LC-MS 바이알에 분석시료로 준비하여 분석을 진행하였다. 성분 분석은 다양한 성분의 특성을 관찰할 수 있는 50 ％ EtOH 추출 조건에서 수행되었으며, 암·수그루 추출물의 비교 분석을 통해 성별에 따른 특정 물질의 차이를 확인하였다.

3. 세포배양

청미래덩굴 암그루와 수그루를 에탄올 100 %, 에탄올 50 %, 열수로 추출한 6가지 시료로 실험을 진행하였고 최대 처리용량을 결정하기 위해 세포독성을 평가하였다.

쥐 대식세포인 RAW 264.7 세포는 한국세포주은행(No. 40017, KCLB, Korea)에서 분양을 받았으며, 세포 배양배지는 Dulbecco modified eagle medium(DMEM, Gibco, UK)에 10 % fetal bovine serum과 1 % penicillin/streptomycin이 함유된 배지를 사용하였다. 그 이후 5 % CO₂인큐베이터에서 37 ℃로 배양하였다.

4. 세포독성

청미래덩굴 6가지 시료 중 추후 실험에 적절한 효능을 보일 것으로 판단되는 시료를 결정하기 위해 세포독성을 평가하였다. RAW 264.7 세포를 한 well에 1×104으로 96-웰 플레이트에 분주하여 CO₂인큐베이터에서 12시간 동안 배양하였다.

청미래덩굴 6가지 시료를 각각 10가지 농도(0, 1.95, 3.9, 7.8, 15.6, 31.25, 62.5, 125, 250, 500 ㎍/㎖, 6 웰/dose)로 처리하였으며 24시간 배양 후, 3-(4,5-dimethylthiazol2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide(MTT, Sigma-Aldrich, USA) 분석을 실시하였다. 이 실험은 3회 독립 반복하여 수행하였다.

5. 통계

본 실험의 연구 결과는 ‘평균(average)±표준편차(standard deviation)’로 표현하였다. 일원분산분석(one-way ANOVA)을 통해 각각의 결과 사이에 차이가 있는지 확인하고 차이가 있는 경우 Dunnett의 다중비교를 실시하였다. 통계학적 유의수준은 결과는 p<.05로 설정하였다.

Ⅲ. 결과

1. 청미래덩굴 암·수그루의 주요 화합물 및 피크 비교 분석

HPLC-PAD UV 크로마토그래피(UV-vis 300 ㎚)를 이용하여 시료들의 분석을 수행하였다. 크로마토그램은 청미래덩굴 암그루(CMRF)와 청미래덩굴 수그루(CMRM) 두 그룹으로 나누어 각각 열수 100 ％, 에탄올 100 ％, 에탄올 50 ％의 농도 조건에서 측정하였다. 크로마토그램 상에서 주요 피크들이 5∼30분 사이에서 관찰되었으며, 특히 10분, 15분, 25분, 30분 부근에서 고강도 피크들이 검출되었다. 각 피크는 UV 스펙트럼과 함께 상단에 확대되어 표시되어 있어 화합물의 특성을 자세히 확인하였다(Fig 2).

Fig 2. Chemical profiles of CMR samples extracted by different solvent system of EtOH in water

청미래덩굴 암그루(CMRF) 그룹(CMRF-W100, CMRF-E50, CMRF-E100)은 청미래덩굴 수그루(CMRM) 그룹에 비해 전반적으로 더 높은 피크 강도를 보였으며, 농도 의존적 변화가 관찰되었고, 특히 에탄올 100 ％>에탄올 50 ％>열수 100 ％ 순으로 피크 강도가 증가하는 경향을 보였다(Fig 2).

크로마토그램에서 관찰된 각 피크를 통하여 특정 화합물의 존재를 확인하였고, UV 300 ㎚에서의 흡광도를 통해 상대적 비교가 가능하였다. 특히 30분대의 강한 피크는 모든 시료에서 공통적으로 관찰되는 주요 화합물로 판단되었다(Fig 2).

2. 청미래덩굴 성분분석

본 실험을 통해 50 % EtOH 추출물의 성별 간 크로마토그램 패턴은 대부분의 주요 피크에서는 유사한 위치에 출현하였으나 일부 미크는 강도 차이를 보임으로써 청미래덩굴의 암‧수 성별에 따라 생리활성 물질에서 상대적 함량 차이가 관찰되었다(Fig 3).

Fig 3. Chemical profiles of CMR_female and male samples extracted with 50 % EtOH at concentration of 20,000 ppm, detected at 315 ㎚

특히 수그루 에탄올 50 % 추출물 내에 주요 성분 분석결과, 알려진 화합물 9종과 기존의 문헌이나 표준 스펙트럼과 일치하지 않는 미확인 화합물 3종을 확인하였으며(Fig 4), 청미래덩굴 시료에서 화합물 99개 중 28개가 항염증, 항천식과 관련된 단일화합물이다(Fig 5-1, Fig 5-2).

Fig 4. Prediction of major compounds from CMR_male_50 % EtOH extract

Fig 5-1. Smilax china L. single compound

Fig 5-2. Smilax china L. single compound

3. 청미래덩굴 추출물의 세포독성평가(MTT 분석)

1) 암그루 추출물의 세포 독성 평가

RAW 264.7 세포에 대한 청미래덩굴 암그루의 3가지 추출물을 세포독성 효과를 정의하기 위해 10가지(0, 1.95, 3.9, 7.8, 15.6, 31.25, 62.5, 125, 250, 500 ㎍/㎖) 용량으로 설정하여 MTT 분석을 수행하였다.

세포독성 수행 결과 청미래덩굴 100 % 에탄올 추출물은 62.5 ㎍/㎖에서 약 62 %의 생존률을 보였고, 50 % 에탄올 추출물은 유의미한 세포독성이 관찰되지 않았으며, 열수 추출물은 62.5 ㎍/㎖에서 약 82 %의 생존률을 보였다(Fig 6).

Fig 6. Effect of female plant Smilax china L. EtoH 100 %, EtoH 50 % and water extract on cell viability in RAW 264.7 cells, (A) Safety of Smilax china L. EtoH 100 % in RAW 264.7 cells (B) Safety of Smilax china L. EtoH 50 % in RAW 264.7 cells (C) Safety of Smilax china L. water extract in RAW 264.7 cells ^* p<.05 vs. CON; ^**p<.001 vs. CON; ^$ p<.05 vs. 1.95 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ^$$p<.001 vs. 1.95 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ^# p<.05 vs. 3.9 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ^##p<.001 vs. 3.9 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ^@p<.05 vs. 7.8 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ^@@p<.001 vs. 7.8 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ^& p<.05 vs. 15.6 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ^&&p<.001 vs. 15.6 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; %p<.05 vs. 31.25 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; %%p<.001 vs. 31.25 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ^! p<.05 vs. 62.5 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ^!!p<.001 vs. 62.5 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ^{^} p<.05 vs. 125 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ^{^^}p<.001 vs. 125 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ⁺ p<.05 vs. 250 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ⁺⁺p<.001 vs. 250 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment, The results are denoted as the mean±standard deviation (SD)

2) 수그루 추출물의 세포 독성 평가

RAW 264.7 세포에 대한 청미래덩굴 수그루의 3가지 추출물을 세포독성 효과를 정의하기 위해 10가지(0, 1.95, 3.9, 7.8, 15.6, 31.25, 62.5, 125, 250, 500 ㎍/㎖) 용량으로 설정하여 MTT 분석을 수행하였다.

세포독성 수행 결과 청미래덩굴 100 % 에탄올 추출물은 125 ㎍/㎖에서 74.80±2.22%의 생존률을 보였고, 50 % 에탄올 추출물은 유의한 세포독성이 관찰되지 않았으며 열수 추출물은 31.25 ㎍/㎖에서 약 73 %의 생존률을 보였다(Fig 7).

Fig 7. Effect of male plant Smilax china L. EtoH 100 %, EtoH 50 % and water extract on cell viability in RAW 264.7 cells, (A) Safety of Smilax china L. EtoH 100 % in RAW 264.7 cells (B) Safety of Smilax china L EtoH 50 % in RAW 264.7 cells (C) Safety of Smilax china L. water extract in RAW 264.7 cells ^* p<.05 vs. CON; ^**p<.001 vs. CON; ^$ p<.05 vs. 1.95 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ^$$p<.001 vs. 1.95 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ^# p<.05 vs. 3.9 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ^##p<.001 vs. 3.9 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ^@p<.05 vs. 7.8 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ^@@p<.001 vs. 7.8 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; &p<.05 vs. 15.6 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; &&p<.001 vs. 15.6 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; %p<.05 vs. 31.25 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; %%p<.001 vs. 31.25 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ^! p<.05 vs. 62.5 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ^!!p<.001 vs. 62.5 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ^{^} p<.05 vs. 125 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ^{^^}p<.001 vs. 125 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ⁺ p<.05 vs. 250 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment; ⁺⁺p<.001 vs. 250 ㎍/㎖ Smilax china L. treatment, The results are denoted as the mean±standard deviation (SD)

암그루, 수그루에서 세포독성 생존률을 확인한 결과 청미래덩굴 100 % 에탄올 추출물과 열수추출물에서 생존률이 감소하였으며, 50 % 에탄올 추출물에서는 생존률의 감소가 미비하거나 관찰되지 않았다(p<.005).

Ⅳ. 고찰

우리 고유의 전통의학에서는 다양한 식물자원을 활용하여 인간의 질병을 치료해 왔다. 현재에도 많은 연구를 통해서 식물자원들에 대한 유효 성분을 추출하고 분석하며, 이러한 추출물을 활용하여 세포 및 동물 실험을 통한 효능 평가 및 임상실험을 통해 인간의 생리활성에 유용한 물질을 탐색하고 연구하여 왔다(Yang 등, 2011). 이러한 식물 유래의 성분들은 화학물질에 비하여 비교적 부작용과 독성이 적으며 비교적 연구가 용이하여 관련 분야에서 많은 연구가 진행되고 있다(Na 등, 2016).

본 연구에 사용된 청미래덩굴(Smilax china L.)은 백합목의 식물로서 한국, 중국 등 동아시아가 원산지이며, 배수가 용이한 토양에서 잘 자라며 높이는 2 m까지 자라며 꽃은 5월중에 핀다(Lee 등, 2013). 한의학에서는 뿌리를 토복령이라 하며 전통 의약품의 소재로서 오랜 세월 동안 사용되어 왔으며 구토감소, 식욕촉진. 체력증강 등에 효과적이고 면역계 질환인 류마티스성 관절염이나 타박상, 위장관의 염증등의 질환에도 효과가 있고, 각종 종양성(위암, 식도암, 인후두암, 직장암 등) 질환의 치료에도 사용되어 왔다(Jang 등, 2018; Joo, 2018; Lee 등, 2014). 청미래덩굴의 많은 사용에도 불구하고 아직까지 암‧수 성별에 따른 뿌리(근경)에 대한 추출물을 분석하고 세포 수준에서의 독성평가는 매우 미비한 실정으로 본 연구를 수행하게 되었다.

청미래덩굴에 대한 연구는 많은 분야에서 비교적 활발히 진행되고 있는데 주요성분으로는 사포닌, 탄닌, 폴리페놀, 플라보노이드 등의 다양한 생리활성과 밀접한 관련이 있다(Cha & Lee, 2007; Kim 등, 2013). 최근 연구 결과에 따르면 페놀 및 플라보노이드 함량이 높고 알파아밀레이스와 알파-글루코시다제 저해 활성도 확인되어 항산화, 당뇨에 효과가 있다고 보고되었으며(Kim 등, 2014), 또한 MAPK와 NF-κB 경로의 조절을 통해 TNFα, IL-1β, IL-6를 억제하여 항염증 효과가 있다는 연구가 보고되었다(Jiang 등, 2021). 더불어 청미래덩굴 추출물이 인간 섬유아세포 활성, 피부주름개선, 자외선 피부손상 완화 등의 효과를 보였고(Pyo 등, 2013), 청미래덩굴 뿌리에서 추출한 물질이 중금속 배출에 효과가 있다는 연구 결과(Jeong, 2011)와 화장품 분야에서도 멜라닌 생성 억제 및 미백효과와 티로시네이스 활성 저해 효과로 인해 기능성 화장품 원료로서 가능성이 제시되었으며 항산화, 당뇨, 항염증, 항균 효과에 대한 연구들이 이어지고 있다(Kim, 2015; Lee 등, 2016). 이는 청미래덩굴의 건강기능식품 소재로서의 높은 잠재력을 보인다.

본 연구의 추출물 분석에서는 기존의 선행연구에서 chromatogram분석에서 24개의 분획물이 확인되었다는 보고(Li, 2020)보다 훨씬 많은 30여개의 분획물을 확인할 수 있었는데 이는 암그루와 수그루를 구분하여 추출물을 분석하였기 때문으로 생각된다. 특히 암그루 청미래덩굴 그룹(CMRF-W100, CMRF-E50, CMRF-E100)은 수그루 그룹에 비해서 대체로 더 높은 피크 강도를 보임으로써 암그루가 수그루에 비해 다소 높은 추출물 함량을 보임을 확인하였다. 이러한 차이는 농도의존적으로 에탄올 100 %>에탄올 50 %>열수 100 % 순으로 더욱 증가됨이 관찰되었다. 특히 청미래덩굴은 30분 대의 강한 피크는 모든 시료에서 공통적으로 관찰되는 주요 화합물이었다.

청미래덩굴의 암‧수에 따른 성분분석의 결과 성별에 따른 크로마토그램 패턴은 전반적으로 비슷한 경향을 보였지만, 일부 피크의 강도에서 차이가 관찰되었는데 이를 통하여 청미래덩굴의 암‧수에 따라 생리활성 물질의 함량이 다소 다르다는 것을 확인하였다. 특히 수 그루 에탄올 50 % 추출물의 주요 성분을 분석한 결과 4-O-Caffeoylquinic acid와 같은 기존에 알려진 화합물이 9종 분리되었으며(Jiang 등, 2021), 기존에 규명되지 않는 새로운 화합물을 3종 확인하였다. 또한 청미래덩굴 시료의 분석에서 총 99개의 화합물이 분석되었는데, 이와 같은 결과는 일반적인 천연물 분석은 추출용매와 시료의 부위(줄기, 잎, 뿌리 등) 등에 따라 달라질 수 있는데 청미래덩굴의 기존 연구와 비교하였을 때 chloroform 추출물의 경우 82가지, Methanol 추출물에서는 47가지로 분석되었다는 기존의 선행 연구와도 유사한 결과를 보였다(Song 등, 1998). 본 연구 결과 청미래덩굴에서 총 99개의 화합물이 분석되었는데, 이 중 28개가 항염증 및 항천식 작용과 관련된 단일 화합물들로서 향후 이에 대해서는 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

청미래덩굴의 암·수 성별에 따른 각각의 추출조건에서의 세포독성 실험결과, 암그루 청미래덩굴에서는 에탄올 100 % 추출물과 열수 추출물 62.5 ㎍/㎖ 농도에서 약 62 %와 82 %의 생존률을 보였으며 에탄올 50 % 추출물은 거의 세포독성이 보이지 않았다. 반면에 수 그루 청미래덩굴에서는 에탄올 100 % 추출물 125 ㎍/㎖와 열수추출물 31.25 ㎍/㎖에서 약 70 %의 생존률을 보였으며, 역시 에탄올 50 % 추출물은 세포독성이 보이지 않았음을 확인하였다. 또한 청미래덩굴 암‧수간의 세포독성을 비교하였을 때에는 추출 방법에 따라서 세포의 생존율이 다소 다름을 확인하였는데 100 % 에탄올과 50 % 에탄올 추출물에서는 암그루가, 열수 추출물에서는 수 그루가 세포생존율이 다소 높은 것으로 평가되었다. 이러한 결과는 청미래덩굴 역시 일반적인 약용식물과 마찬가지로 일정 농도 이상에서 세포독성을 나타내며, 잎, 줄기, 뿌리의 차이나 추출물의 종류(메탄올, 에탄올, 물)와 농도에 의해서 다양한 결과를 보인다는 기존의 선행연구(Kim, 2015; Kim, 2018)와도 일치한 소견을 보였다.

상기의 연구 결과를 토대로 청미래덩굴의 암‧수 뿌리 모두 일정한 농도 이하에서는 안전하게 식용 및 약용으로 사용이 가능함을 알 수 있었으며, 특히 본 실험의 성분 분석을 통해 밝혀낸 28종의 단일 화합물은 향후 청미래덩굴 암그루와 수 그루에 대한 항염증 효과와 기전을 밝히기 위한 연구를 진행하는 데 중요한 기초자료들로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

Ⅴ. 결론

본 연구에서는 기존의 연구들과 차별화를 위해 청미래덩굴을 암그루와 수그루로 나누어 실험을 진행하였으며, 추출 조건의 세분화(에탄올 100 %, 에탄올 50 %, 열수)를 통해 총 6가지의 추출물에 대한 분석과 세포독성 실험을 실시하였다.

추출용매별 차이에서는 청미래덩굴 암그루가 수그루에 비해 전반적으로 더 높은 피크 강도를 보였으며 암‧수 모두 에탄올 100 %, 에탄올 50 %, 열수 순서로 피크 강도가 증가하는 경향을 보였다. 청미래덩굴의 시료에서는 전체 99종의 화합물이 발견되었으며 그중 28개가 항염증이나 항천식과 관련된 물질이었으며, 주요성분 분석결과 기존에 알려진 9종의 화합물이 분리되었으며, 알려지지 않은 신규 화합물 3종을 확인하였다.

세포독성실험에서는 수그루 청미래덩굴이 암그루 보다 비교적 더 높은 세포생존율을 보였으며, 추출용매에서는 50 % 에탄올 추출물이 100 % 에탄올이나 열수 추출물보다 더욱 높은 세포생존율을 나타내었다.

본 연구는 향후 상기의 추출 용매별 유효 성분을 활용하여 항염증이나 항천식 작용과 관련된 분자생물학적 기전연구나 세포 신호전달 체계를 연구하는데 중요한 선행 자료로 활용이 가능할 것으로 사료된다.