감국 에탄올 추출물이 $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 MC3T3-E1 조골세포의 증식 및 분화, ROS 생성 및 염증 매개성 cytokine인 TNF-${alpha}$ 생성 등에 미치는 영향을 분석하였다. $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 감국 에탄올 추출물은 30-100 ${mu}g/mL$ 농도 범위에서 조골세포의 증식을 유의적으로 증가시켰다. 또한, 감국 에탄올 추출물 200 ${mu}g/mL$ 농도에서 ALP 활성이 약 1.5배 유의적인 증가를 나타냈다. 그러나 collagen 합성에는 유의적 차이를 보이지 않았다. Mineralization 측정에서는 200 ${mu}g/mL$ 농도에서 대조군에 비해 유의적 증가를 보였다. $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 감국 에탄올 추출물이 intracellular ROS 생성에 미치는 영향을 측정해본 결과, 30 ${mu}g/mL$ 농도에서 antioxidant인 trolox 20 ${mu}M$과 유사한 ROS 생성수준을 나타내어 유사한 항산화 효과를 보였으며, 그 이상의 농도에서는 더 높은 항산화 효과를 나타냈다. $H_2O_2$로 유도한 산화적 스트레스 상황에서 조골세포의 collagen 및 ALP의 합성을 억제하고 파골세포로의 분화 증강과 골흡수를 촉진시키는 것으로 알려진 TNF-${alpha}$ 생성정도를 측정한 결과, 감국 에탄올 추출물 처리에 의해 농도 의존적으로 생성이 감소되었으며, 200 ${mu}g/mL$ 농도에서 대조군 대비 89% 수준을 나타내어 유의적 차이를 보였다. 이상의 결과를 통해 감국 에탄올 추출물은 $H_2O_2$로 유도된 산화적 스트레스 상황에서 세포 내 ROS 생성과 염증매개 cytokine인 TNF-${alpha}$ 생성을 감소시킴으로써 조골세포 손상과 활성 감소를 억제하고, 증식과 분화를 촉진시키는 효과가 있는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 감국 에탄올 추출물의 골다공증 예방을 위한 식물성 에스트로젠(phytoestrogen) 및 항산화 소재로의 이용 가능성이 있을 것으로 사료된다.
Chrysanthemum indicum L. (Asteraceae) is a traditional herbal medicine that has been used for the treatment of inflammation, hypertension, and respiratory diseases due to its strong antagonistic activity against inflammatory cytokines. The effects of Chrysanthemum indicum L. Extract (CIE) for increasing cell growth, alkaline phosphatase (ALP) activity, and collagen content were totally inhibited, suggesting that the effect of CIE might be partly involved with estrogen activity. Furthermore, the protective effects of CIE on the response of osteoblasts to oxidative stress were evaluated. Osteoblastic MC3T3-E1 cells were incubated with hydrogen peroxide and/or CIE, and markers of osteoblast function and oxidative damage were examined. CIE significantly increased cell survival, ALP activity, and calcium deposition, and decreased the production of Reactive Oxygen Species (ROS) and Tumor Necrosis Factor-${alpha}$ (TNF-${alpha}$) in osteoblasts. Taken together, these results indicate that the enhancement of osteoblast function by CIE may prevent osteoporosis and inflammatory bone diseases.
