SuppleFact - 류마티스 관절염에 보스웰리아가 미치는 긍정적인 효과

Boswellia serrata extract attenuates inflammatory mediators and oxidative stress in collagen induced arthritis (2014)

https://doi.org/10.1016/j.phymed.2014.02.001

해당 논문은 전통 약용 식물로 잘 알려진 보스웰리아(Boswellia serrata) 추출물이 염증 및 산화 스트레스를 어떻게 완화하는지에 대해 다룬 연구이다. 연구에서는 콜라겐 유도 관절염(CIA)을 실험 모델로 사용해, 류마티스 관절염과 유사한 염증성 관절염의 병리학적 변화를 모사했다. 보스웰리아는 전통적으로 다양한 염증성 질환 치료에 사용되었으며, 이번 연구는 이 추출물이 염증 매개체와 산화 스트레스에 미치는 영향을 분석했다.

연구 배경

류마티스 관절염(RA): 만성 염증성 질환으로, 관절 내 연골과 뼈의 손상을 초래한다. 현재 치료 옵션으로는 비스테로이드성 항염증제(NSAIDs)와 질환 수정 항류마티스제(DMARDs)가 있으나, 위장관 장애, 심혈관 부작용, 면역 억제 등 부작용이 빈번하다.
보스웰리아(Boswellia serrata): 보스웰리아 추출물은 주로 보스웰릭산(boswellic acids)이라는 활성 성분을 포함하며, 이는 염증과 산화 스트레스를 억제하는 것으로 알려져 있다.

연구 방법

대상 및 그룹 구성
- 실험 대상: Wistar 랫드 (몸무게 150~170g)
- 그룹 구성
  - 대조군(Control): 관절염을 유도하지 않음
  - CIA 유도군: 콜라겐과 Freund’s 완전 보조제(CFA)를 사용해 관절염 유도
  - BSE 저용량 투여군: 보스웰리아 추출물 100mg/kg 투여
  - BSE 고용량 투여군: 보스웰리아 추출물 200mg/kg 투여
관절염 유도 방법
- 콜라겐과 Freund’s 완전 보조제(CFA)를 혼합해 피하주사로 랫드에 투여
- CIA 유도 후, 관절염 증상(발적, 부종, 관절 손상)을 21일 동안 관찰
분석 항목
- 염증 지표: TNF-α, IL-1β, IL-6 같은 염증성 사이토카인
- 항산화 지표: GSH(글루타티온), SOD(슈퍼옥사이드 디스뮤타제), catalase(카탈라제) 활성
- 산화 스트레스 지표: TBARS(지질 과산화 생성물), NO(산화질소) 수준
- 조직학적 평가: 관절 조직 내 세포 침윤 및 연골 손상 정도

연구 결과

1. 염증 억제 효과

염증성 사이토카인 감소: CIA 유도군에서 TNF-α, IL-1β, IL-6 수준이 증가했으나, 보스웰리아 추출물 투여 후 유의미하게 감소했다.
항염증성 사이토카인 증가: IL-10(항염증 작용을 하는 사이토카인)의 농도가 증가해 염증 완화에 기여했다.

2. 산화 스트레스 완화

TBARS 감소: CIA 유도군에서 증가한 지질 과산화(TBARS)가 보스웰리아 투여 후 감소해 산화 손상이 억제됐다.
항산화 효소 회복: SOD와 GSH 수치가 보스웰리아 투여 후 유의미하게 증가해 체내 산화 방어 기전이 강화됐다.
산화질소(NO) 감소: CIA 유도군에서 증가한 NO가 보스웰리아 투여 후 감소했으며, 이는 염증 반응 감소와 관련이 있었다.

3. 관절 조직 보호

세포 침윤 감소: CIA 유도군에서는 관절 내 염증 세포가 다량 축적되었으나, 보스웰리아 투여군에서는 이 축적이 감소했다.
연골 손상 예방: 조직학적으로 관찰한 결과, 고용량 보스웰리아 투여군(200mg/kg)에서 연골과 관절 구조가 정상에 가깝게 회복되었다.

보스웰리아 추출물의 산화 스트레스 완화 및 항산화 효소 활성 강화 효과

1. 관절 내 Elastase 활성

염증 반응 중 다형핵 백혈구(polymorphonuclear leukocytes, PMNs)가 활성화될 때 분비되는 효소로, 관절 조직 손상을 유발한다.
CIA 유도군에서 elastase 활성도가 크게 증가해 관절 손상이 심화됨
보스웰리아 추출물 투여군(BSE 100mg/kg 및 200mg/kg)에서는 elastase 활성도가 유의미하게 감소하여 염증 반응이 완화됨

2. 관절 내 Myeloperoxidase(MPO) 활성

MPO는 염증 부위에서 백혈구가 방출하는 효소로, 조직 손상과 염증을 악화시킨다.
CIA 유도군에서 MPO 활성도가 증가했으나, 보스웰리아 추출물 투여 후 활성도가 현저히 감소했다.
이는 염증 부위로의 백혈구 침윤과 활성화가 억제된 것을 시사한다.

3. TBARS (지질 과산화 지표)

TBARS는 지질 과산화를 나타내는 지표로, 산화 스트레스가 증가할수록 높은 값을 보인다.
CIA 유도군에서 TBARS 수준이 크게 상승하여 조직 손상이 심화됨
보스웰리아 추출물 투여군에서는 TBARS가 유의미하게 감소하여 산화 스트레스가 완화됨

4. GSH (글루타티온)

GSH는 체내 항산화 방어체계의 주요 구성 요소로, 산화 스트레스와 싸우는 데 중요한 역할을 한다.
CIA 유도군에서 GSH 수준이 감소해 항산화 방어 능력이 약화됨
보스웰리아 추출물 투여군에서는 GSH 수준이 회복되어 산화 손상에 대한 방어 능력이 개선됨

5. SOD (슈퍼옥사이드 디스뮤타제)

SOD는 산화 스트레스를 줄이는 주요 항산화 효소로, 활성산소를 제거하는 역할을 한다.
CIA 유도군에서 SOD 활성이 감소해 산화 스트레스 방어가 약화됨
보스웰리아 추출물 투여군에서 SOD 활성이 회복되어 체내 항산화 능력이 강화됨

6. Catalase (카탈라제)

과산화수소(H2O2)를 물과 산소로 분해하는 효소로, 산화 스트레스 방어에 중요한 역할을 한다.
CIA 유도군에서 카탈라제 활성이 감소했으나, 보스웰리아 추출물 투여군에서는 활성이 회복되었다.

7. Nitric Oxide (NO, 산화질소)

염증과 산화 스트레스에 관여하는 분자로, 과도하게 증가하면 관절 조직 손상을 유발한다.
CIA 유도군에서 NO 농도가 증가했으나, 보스웰리아 추출물 투여군에서 농도가 유의미하게 감소했다.

보스웰리아 추출물의 염증성 및 항염증성 사이토카인 조절 효과

1. 염증성 사이토카인

1) IL-1β (인터루킨-1베타)

염증 반응을 유발하는 주요 사이토카인으로, 관절 조직 손상을 악화시키는 역할을 한다.
CIA 유도군에서 IL-1β가 크게 증가했다.
보스웰리아 추출물 투여군(BSE 100mg/kg, 200mg/kg)에서는 IL-1β 수치가 유의미하게 감소하여 염증 반응이 억제되었다.

2) IL-6 (인터루킨-6)

만성 염증 상태를 유지하고 관절 손상에 기여하는 염증성 사이토카인이다.
CIA 유도군에서 IL-6 수치가 높게 나타났으나, 보스웰리아 추출물 투여군에서 감소했다.

3) TNF-α (종양 괴사 인자-알파)

염증 반응을 촉진하고 관절 연골 파괴에 중요한 역할을 하는 사이토카인이다.
CIA 유도군에서 TNF-α 수치가 증가했지만, 보스웰리아 투여 후 유의미하게 감소했다.

4) IFN-γ (인터페론-감마)

염증성 반응을 유발하는 주요 면역 조절 사이토카인으로, 만성 염증을 악화시킨다.
CIA 유도군에서 IFN-γ 수치가 증가했으나, 보스웰리아 투여 후 수치가 감소했다.

5) PGE2 (프로스타글란딘 E2)

염증과 통증 반응을 강화하는 염증 매개체이다.
CIA 유도군에서 PGE2가 증가했으나, 보스웰리아 투여군에서 감소했다.

2. 항염증성 사이토카인

IL-10 (인터루킨-10)

염증 반응을 억제하고 면역 균형을 조절하는 항염증성 사이토카인이다.
CIA 유도군에서 IL-10 수치가 감소했지만, 보스웰리아 투여 후 IL-10 수치가 유의미하게 증가했다.
이는 보스웰리아가 염증 반응을 억제하고 면역 균형을 회복시키는 데 기여했음을 시사한다.

연구 결론

보스웰리아 추출물은 염증 매개체 억제와 산화 스트레스 완화를 통해 관절염 증상을 효과적으로 개선할 수 있음을 입증했다. 특히 고용량(200mg/kg) 투여는 항염증 및 항산화 효과가 뚜렷했으며, 관절 조직의 보호 효과도 확인됐다. 이는 류마티스 관절염과 같은 만성 염증성 질환 치료에 보스웰리아가 유망한 천연 치료제임을 시사한다.

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류마티스 관절염에 보스웰리아가 미치는 긍정적인 효과

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