안전성이 우수한 천연물 충치예방 및 치료제 개발을 목표로 309종의 추출물의 \(S. mutans JC-2\)에 대한 항균 활성을 평가하였다. 식용 및 약용 식물 215종의 천연물로부터 추출부위를 달리한 메탄올 추출물 309종을 조제하였으며, 항균활성은 96 well microtiter method에 의한 생육저해능 측정 및 disk paper method에 의한 생육저지환 크기를 측정하여 평가하여, 그 결과 가죽나무(가지), 곰딸기(열매), 독활(잎), 상수리나무(잎), 여뀌(전초), 작약(종자), 짚신나물(뿌리) 추출물에서 강한 활성을 확인하였다. 7종 천연물의 최소 생육저지농도 MIC를 측정하여 항균 활성을 비교한 결과, 여뀌, 상수리나무, 가죽나무 추출물이 \( 25 \sim 30 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \)의 농도에서 생육을 완전히 억제하였고, 이러한 결과는 항균력이 우수한 천연물로부터 새로운 충치 예방 및 치료제 개발이 가능함을 제시한다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <p>조제된 309종의 천연물 추출물은 기존의 대량검색에 사용된 55종 시료와 비교할 때, 백선피, 백출, 비자, 시효, 천남성, 천문동, 황기의 7종이 중복되었다. 309종의 약용 및 식용 식물 메탄을 추출물을 이용하여 S. mutans에 대한 항균력을 microtiter plate assay로 측정한 결과는 Table 1과 같다. 균주 생육이 \( 80 \% \) 이상 저해되는 천연물 시료는 가죽나무(잎, 가지), 곰딸기(열매), 노루발(전초), 독활(잎), 둥근잎꿩의비름(잎), 멍석딸기(잎, 줄기 혼합 추출물), 상수리나무(잎, 가지), 여뀌(전초), 작약(종자), 짚신나물(뿌리)로 10종이 확인되었다. 이중백작약의 경우 Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Listeriamonocytogenes에 대한 미약한 항균 활성 \( (MIC=2 \mathrm{mg} / \mathrm{ml}) \)이 알려져 있고, 짚신나물의 경우 Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Bacillus subtilis에 대한 약한 항균 활성\( (MIC=0.75 \sim\ 5 \mathrm{mg} / \mathrm{ml}) \)이 보고되어 있으나. 곰딸기, 노루발, 독활, 둥근잎꿩의비름, 멍석딸기, 상수리나무, 여뀌의 경우는 현재까지 항균 활성이 알려져 있지 않다.</p> <p>선별된 10종 천연물의 농도를 \( 100 \mu \mathrm{g} / \) disk로 조정하여 항균활성을 disk paper method로 검정한 결과는 Table 2에 나타내었다. 가죽나무(가지), 곰딸기(열매), 독활(잎), 상수리나무(잎), 여뀌(전초), 작약(종자), 짚신나물(뿌리) 7종의 시료에서 생육저지환의 크기가 \( 7 \mathrm{mm} \) 이상으로 우수한 활성이 나타났으며, 대조구로 사용된 ampicillin, erythromycin, streptomycin sulfate의 경우, \( 1 \mu \mathrm{g} / \) disk 농도에서 생육저지환의 크기가 각각 \( 17 \mathrm{mm}, 11 \mathrm{mm}, 15 \mathrm{mm} \)로 나타나 강한 활성을 확인하였다. Table 2에 나타낸 것과 같이 1차 선별된 가죽나무(잎 추출물), 멍석딸기(잎, 줄기 흔합 추출물), 둥근잎꿩의비름(꽃 추출물)의 경우에는 생육저지환이 나타나지 않았는데, 이는 액체배지를 사용한 직접 접촉시험과 고체배지의 확산 시험에서 차이가 나타난다는 최근의 보고와도 부분적으로 일치된다. 즉, 활성성분이 세포와 직접 접촉하는 액체배지와 달리, 고체배지를 이용한 Disk paper method의 경우 활성성분의 확산도가 생육저지환 생성에 따른 활성평가에 영향을 미칠 수 있음을 확인 하였다. 한편 가죽나무, 상수리나무 추출물에서 보는 바와 같이 동일한 식물체임에도 불구하고 부위별 항균활성이 다르게 나타났으며, 이는 천연물에서 활성 물질의 생성 시기, 생성 조직의 다양성, 활성물질의 화학적 다양성에 기인하는 것으로 추측되었다. 이러한 결과는, 보다 다양한 식물체 부위별 활성을 조사할 필요성을 제기하며, 새로운 부위별 추출물에서 신규의 생리활성 물질 개발이 가능함을 의미한다.</p> <p>항균활성의 정량적 비교를 위해, 2차 선별된 7종 시료의 \(MIC\)를 측정하였으며, 그 결과는 Table 3에 나타내었다. 짚신나물(뿌리), 독활(잎) 추출물의 \(MIC\)는 각각 \( 100 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \), 여뀌(전초), 작약(종자) 추출물의 \(MIC\)는 \( 50 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \) 이며, 가죽나무(잎) 추출물이 \( 30 \mathrm{\mu g} / \mathrm{ml} \), 곰딸기(열매) 및 상수리나무(잎) 추출물은 각각 \( 25 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \) 로 7종 모두 \( 100 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \) 이하의 \(MIC\)를 나타내었다. 여뀌, 상수리, 곰딸기 추출물의 경우 microtiter plate assay에서는 \(82 \sim\ 85\%\)의 생육저해를 나타내어 짚신나물, 독활 추출물의 \( 100 \% \) 생육저해에 비해 활성이 다소 약한 것으로 추측되었으나(Table 1), \(MIC\) 결정을 위한 시험관 규모에서 활성 평가한 경우 \( 25 \sim 50 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \)의 \(MIC\)를 나타내어 짚신나물 및 독활 추출물보다 강력한 활성을 나타내었다(Table 3). 이는 microtiter plate assay의 \( 200 \mu \mathrm{l} \) 배양조건, \( 600 \mathrm{nm} \)에서의 흡광도 측정에 의한 생육도 판정(Table 1)과 /(MIC/) 측정시의 \( 1,000 \mu \mathrm{l} \) 배양조건 및 생육저지농도의 육안판정의 차이에서 기인하는 것으로 판단된다. 그러므로 microtiter plate assay를 이용한 항균활성의 평가의 경우, 초기 추출물 선정에 효율적이며, \( 100 \% \) 생육저해보다는 \( 80 \% \) 이상의 생육저해를 나타내는 추출물을 선정하는 것이 적당하리라 판단된다. 한편, 상기의 7종 천연물 추출물이 정제되지 않은 추출물 상태인 점과, S. mutans에 대한 황련 메탄올 추출물, 다시마 \( 80 \% \) 에탄올 추출물 및 두송실 추출물의 \(MIC\)가 각각 \( 130 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml}, 190 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml}, 100 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \) 인 점을 감안하면, 선정 추출물의 낮은 \(MIC\)는 7종 시료의 추출물이 매우 강력한 항균 활성물질을 포함하고 있음을 의미한다. 특히 S. mutans에 대한 \(MIC\)가 \( 50 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \) 이하인 가죽나무, 곰딸기 및 상수리나무 추출물의 경우, 항우식 활성 및 활성물질이 알려져 있지 않으나, 활성물질의 정제를 통해 안전성이 우수한 물질이 확보된다면 새로운 충치예방 및 치료제 개발이 가능할 것으로 판단된다.</p> <h1>요 약</h1> <p>식용 및 약용 식물 215종의 천연물로부터 추출부위를 달리한 메탄올 추출물 309종을 조제하였으며, 안전성이 우수한 천연물 충치예방 및 치료제 개발을 목표로 309종의 추출물의 S. mutans JC-2에 대한 항균 활성을 평가하였다. 항균활성은 96 well microtiter method에 의한 생육저해능 측정 및 disk paper method에 의한 생육저지환 크기를 측정하여 평가하였으며, 그 결과 가죽나무(가지), 곰딸기(열매), 독활(잎), 상수리나무(잎), 여뀌(전초), 작약(종자), 짚신나물(뿌리) 추출물에서 강한 활성을 확인하였다. 상기 7종 천연물의 최소 생육저지농도(\(MIC\))를 측정하여 항균 활성을 비교한 결과, 여뀌, 상수리나무, 가죽나무 추출물이 \( 25 \sim 30 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \)의 농도에서 생육을 완전히 억제하였다. 이러한 결과는 항균력이 우수한 천연물로부터 새로운 충치 예방 및 치료제 개발이 가능함을 제시한다.</p>