Prevention of multiple low-dose streptozotocin (MLD-STZ) diabetes in mice by an extract from gum resin of Boswellia serrata (BE) (2011)

https://doi.org/10.1016/j.phymed.2011.06.035

 

해당 논문은 보스웰리아 고무 수지 추출물(Boswellia Extract, 이하 BE)이 제1형 당뇨병을 예방하거나 그 진행을 억제할 수 있는지 알아보기 위해 수행된 연구이다. 제1형 당뇨병은 자가면역 반응에 의해 췌도의 베타 세포가 파괴되면서 발생하는 질병으로, 염증성 사이토카인이 중요한 역할을 한다. 연구진은 실험 쥐 모델을 사용해 BE의 항염증 효과가 당뇨병 발병을 막는 데 효과적인지 확인했다.

 

연구 방법

1. 실험 대상 및 모델

   • 쥐 모델: 몸무게 25-30g의 수컷 실험 쥐를 사용했으며, 12시간 주야 교대 리듬, 표준 사료 및 물을 제공하며 관리했다.
   • MLD-STZ 당뇨 모델: 저용량 스트렙토조토신(MLD-STZ, 40mg/kg)을 5일간 매일 복강 내로 투여하여 제1형 당뇨병을 유도했다.

2. 보스웰리아 추출물 준비

   • BE는 보스웰리아 고무 수지에서 알코올 추출 방식으로 제조되었으며, 주요 성분으로 항염증 효과가 알려진 11-케토-베타-보스웰릭산(KBA)과 아세틸-11-케토-베타-보스웰릭산(AKBA)이 포함되어 있다.
   • BE는 농도 150mg/kg로 STZ 투여 시작일에 맞춰 10일간 복강 주사를 통해 투여되었다.

3. 실험군 설정

   • 대조군: STZ 또는 BE를 투여하지 않은 그룹
   • STZ 투여군: STZ만 투여한 그룹
   • BE 투여군: STZ와 BE를 동시에 투여한 그룹
   • 비당뇨군: BE만 투여하여 BE의 자체 혈당 조절 효과를 검토

4. 분석 항목

   • 혈당 수치: 실험 시작 전과 이후 5, 10, 14, 21, 28, 35일 차에 혈액을 채취해 측정
   • 췌도 조직 분석: 실험 종료 후 췌도를 적출하여 염증(림프구 침투)과 세포 사멸(활성화된 카스파제-3 발현) 유무를 조직학적 기법으로 평가
   • 혈중 사이토카인: 다중 ELISA 분석으로 염증성 사이토카인(G-CSF, GM-CSF, IL-1, IL-2, TNF-α 등) 수치 평가

 

연구 결과

1. 혈당 상승 억제 효과

• STZ 투여군: STZ 처리 후 10일째부터 혈당 수치가 급격히 증가했으며, 35일까지 지속적으로 상승했다.
• BE 투여군: BE를 10일간 투여한 그룹에서는 혈당 상승이 억제되었고, 투여 종료 후에도 혈당이 정상 범위 내에서 유지되었다.
• 추가 관찰: BE 자체는 비당뇨군의 혈당에 영향을 미치지 않아, BE의 효과는 STZ로 유발된 염증 반응에 국한된 것으로 나타났다.

2. 췌도 보호 효과

• STZ 투여군: 췌도에 림프구 침투와 세포 사멸(카스파제-3 활성화)이 관찰되었고, 췌도 조직의 크기가 35일째에 크게 감소했다.
• BE 투여군: BE를 투여한 그룹에서는 림프구 침투와 세포 사멸이 나타나지 않았으며, 췌도 크기가 정상 상태로 유지되었다.

3. 염증성 사이토카인 억제

• STZ로 인해 증가한 G-CSF, GM-CSF, IL-1, IL-2, IL-6, TNF-α, IFN-γ 등의 염증성 사이토카인 수치가 BE 투여군에서 유의미하게 감소했다.
• BE는 NFκB 신호 전달 경로를 억제하거나, 염증성 사이토카인의 분비를 직접 차단하는 것으로 추정된다.

 

 

보스웰리아 추출물이 혈당 수치에 미치는 영향

이 그래프는 STZ(스트렙토조토신)를 이용해 당뇨를 유도한 쥐 모델에서 보스웰리아 추출물(BE)이 혈당 상승을 어떻게 억제했는지를 보여준다.

1. STZ 투여군(당뇨 대조군)

   • 이 그룹에서는 STZ 투여 후 약 10일째부터 혈당 수치가 급격히 상승하기 시작했으며, 35일까지 계속 상승하여 당뇨병 발병을 확인할 수 있었다.
   • 이는 STZ가 췌도의 베타세포를 손상시켜 혈당 조절 기능을 방해했기 때문이다.

2. STZ + BE 투여군

   • BE를 함께 투여한 그룹에서는 혈당 상승이 억제되었으며, STZ 투여로 유발된 고혈당 상태가 관찰되지 않았다.
   • BE 투여는 췌도 염증 및 세포 손상을 차단함으로써 혈당 상승을 효과적으로 억제한 것으로 보인다.

 

연구 결론

보스웰리아 추출물(BE)은 제1형 당뇨병의 발병을 억제하고 췌도 조직을 보호하는 데 효과적이다. 특히, 염증성 사이토카인 억제를 통해 자가면역 반응을 차단하는 것이 주요 기전으로 보인다. BE는 기존 항염증제보다 부작용이 적은 것으로 알려져 있어, 제1형 당뇨병 및 관련 자가면역 질환의 예방 및 치료에 잠재적 가능성을 보여준다. 향후 임상 연구를 통해 BE의 효과와 안전성을 검증하는 과정이 필요하다.

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