해면동물의 경우, 강력한 세포독성을 나타내는 함유성분때문에 중요한 소재로 이용되고 있으나 최근 해양생태계 보전에 관심이 높아짐에 따라 해면동물 확보가 어려워지고 있다. 이러한 경향에 대응하고 해양 천연물연구의 활성화를 위한 해양생물자원 데이터베이스 구축을 위해 181 개 해면동물 추출물에 대한 HPLC 프로파일을 생성하고 항염증 및 신경세포보호 활성을 탐색했다. 이를 통해 해면동물 추출물 간의 HPLC를 통한 함유성분에 따른 클러스터링이 가능했고 또한 각각 17 개, 14 개 시료에서 항염증 활성과 신경세포보호활성이 확인되었다. 이런 연구는 해면동물뿐만아니라 해양생물자원에서의 효과적인 생리활성 탐색에 기여할 수 있다고 사료된다.
<h2>결 과</h2> <h3>해면 추출물의 뇌신경 보호 및 항염증 효능 측정</h3> <p>본 연구에 사용한 해변추출물은 모두 181 종류로 Table 1 과 같이 해면동물문에 포함되는 24개 속에 해당하며 Hyrtios 속, Coscinoderma 속, nachyrella 속,Hymeniacidon 속, Plakoris 속이 각각 \( 26,18,17,17,15 \) 점 씩 포함되었다. 이들의 활성데이터를 수집하기 위해, mouse hippocampal neuronal cell line인 \( \mathrm{HT} 22 \) 를 이용하여 뇌신경 세포 보호 효능과, mouse macrophage cell line인 Raw264.7을 이용하여 항염증 효능을 분석하였다. \( \mathrm{HT} 22 \) 세포는 산화직 스트례스에 의한 신경 세포사의 메커니즘을 연구하는 in vitro 모델로 사용되고 있으며, 세포사멸 억제 효과를 측정하여 뇌 질환 예방에 대한 유호 물질을 탐색할 수 있다. 해면 추출물의 신경세포 보호 효능을 조사하기 위해 HT22 세포를 glutamate로 산화스트레스를 유도 후에 해면추출물을 처리하였으며, 그 결과, 181 개 시료 중 17 개 시료에서 양성대조군인 \( N \)-acetyl-L-cysteine 대비 \( 70 \% \) 이상의 세포 보호 효과를 나타내었다.</p> <p>Raw264.7 세포는 외누 자극에 의해 염증 반응을 일으켜 nitric oxide \( (\mathrm{NO} \) 와 같은 매개물질을 셍성하는데, 이들의 억제 효능을 측정함으로서 항염증 성분 탐색에 널리 이용되고 있다. 해면 추출물의 항염증 효능을 조사하기 위해 Raw264.7 cell line에 \( \mathrm{LPS} \) 를 처리하여 증가한 \( \mathrm{NO} \) 를 \( 1 / 3 \) 이하로 줄이면서 세포 생존은 \( 70 \% \) 이상의 결과를 나타내는 시료를 조사하였다. 그 결과, 181개 해면 추출물 시료에서 14개가 위와 같은 효능을 보이는 것을 확인하였다.(Table 2)</p> <h3>해면 추출물의 HPLC 프로파일링</h3> <p>활성 분석 결과 같은 속에 속하는 시료 중에서 일부 시료만이 활성을 나타내었기에 같은 속의 해면에 함유 성분이 각기 다를 것으로 예상되어 HPLC 프로파일링을 통해 각기 다른 활성의 근거를 조사하였다. HPLC 프로파일별 분석결과 Fig. 1과 같이 Lipastrotethya 속은 시료별로 유사한 LC 패턴을 나타낸 반면 Dactylospongia 속과 Cinachyrella 속은 같은 속에서도 함유 성분이 다양하게 나뉘는 패턴을 보였다. 이와 같은 함유 성분의 차이를 이용하여 성분을 나타내는 HPLC 크로마토그램을 BioNumerics 소프트웨어를 이용하여 유사도에 따라 dendrogram을 작성하였다(Fig. 2).</p> <h2>고 찰</h2> <p>본 연구진은 해면 추출물 181 개의 신경세포보호 및 항염증 생리활성을 확인하였다. 일반직으로 해면 동물의 성분은 세포독성을 나타내는 경우가 많이 알려져 있고 세포 보호 기반의 생리 활성은 많이 보고되지 않았으나 본 활성검증에서 181 개 시료 중 \( 9.4 \% \) 시료가 뇌신경 세포 보호 효과를 보이고, \( 7.7 \% \) 의 시료가 세포 독성은 낮으면서 항염증지표인 \( \mathrm{NO} \) 생성은 저해하였다. 이는 추후에 해면동물에서의 활성 화합물 발굴 가능성을 시사하며, 기존의 세포독성 중심의 활성 물질 탐색에서 좀더 다양한 생리활성물질을 탐색할 수 있는 계기를 제시할 수 있을 것으로 기대한다.</p> <p>또한, 해양미셍물과의 공셍관계가 먾이 알려진 해면동물은 동일한 해면동물 속 일지라도 함유 성분의 차이가 크기 때문에 함우 성분의 프로파일화가 필요하다. 실제 본 연구 결과 같은 속에 포함되는 해년 추출물 간 활성 차이가 크게 나타나고 HPLC 프로파일도 다른 경우가 확인되었는데, 이는 해면 자체의 함유 성분 뿐만 아니라 공생 미생물에 의해 생산되는 화합물의 차이도 있을 것으로 예상되어 해변 연구에서는 해변 공생 미생물을 함께 연구할 필요성을 제시한다.</p> <p>본 연구에서는 단파장 \( (254 \mathrm{~nm}) \) 에서의 HPLC 크로마토그렘을 이용하여 유사도에 따른 분류를 실시하였고, 더 나아가 함유 성분을 가시화할 수 있는 NMR, MS 능의 분광학 자료를 다양하게 프로파일화 한다면 분류가 어려운 해면동물의 동정에 도움이 될 수 있으며 좀 더 다양하고 효율직인 해변동물자원 연구를 수행 할 수 있을 것으로 판단한다.</p> <h2>초 록</h2> <p>해면동물은 강력한 세포독성을 나타내는 함유성분으로 의약후 보물질 탐색의 중요한 소재로 이용되고 있으나 최근 해양생태계 보전에 관심이 높아짐에 따라 해면동물 확보는 더욱 어려움을 겪고 있다. 이러한 경향에 대응하고 해양 천연물연구의 활성화를 위한 해양생물자원 데이터베이스 구축을 위하여 181 개 해면동물 추출물에 대한 HPLC 프로파일을 생성하고 항염증 및 신경세포보호 활성을 탐색하였다. 이를 통하여 해면동물 추출물 간의 HPLC를 통한 함유성분에 따른 클러스터링이 가능하였고 또한 각각 17 개, 14 개 시료에서 항염증 활성과 신경세포보호활성이 확인되었다. 이와 같은 연구는 해면동물을 포함한 해양생물자원에서의 효과적인 생리활성 탐색에 도움이 될 것이라고 판단한다.</p>