1. 카라기난 (Carrageenan)
카라기난은 홍조류에서 추출한 겔 성질의 물질으로, 식품첨가물이나 공업 목적으로 사용되고 있다. 카라기난의 구조는sulfated polysaccharide이며, sulfated/non-sulfated인 galactose/3,6 anhydrogalactose (3,6-AG)의 monomer의 중합체로 구성되어 있다. carrageenan의 종류는 크게 kappa, iota, lambda 3가지로 나뉘는데, 이는 sulfate가 붙었는지 아닌지에 따라 나뉜다.
카라기난의 구조는 선형 구조의 중합체이므로 구조가 유연하며, 나선형 구조를 를 띄기도 하며, 양이온이나 단백질과 상호작용하여 겔을 형성하기도 한다. kappa의 경우 K+ 이온이나 단백질과 상호작용하여 겔을 형성하며, iota의 경우 Ca2+와 상호작용해 겔을 형성한다.
2. 카라기난의 염증 반응 메커니즘
카라기난은 강력한 염증 유발인자로, 염증 사이토카인의 분비를 조절하는 NF-kB를 활성화하며,이에 따라 TNF-alpha ,iNOS(Induced NO synthase)와 COX-2를 활성화해 염증 반응을 일으켜 주입 부위의 부종 현상, 발적(홍반), 통증을 일으키게 된다. 카라기난의 염증반응은 3단계로 분류되는데, 첫 단계로는 히스타민과 세로토닌에 의해, 두 번째는 kallikrein-kinin system에 의해 생성된 bradykinin이, 마지막으로는 COX에 의해 생성된 prostaglandin(PGE2)이 관여한다.
카라기난의 염증반응은 빠르게 나타나며, 부종 정도를 측정함으로써 쉽게 정량할 수 있어 염증반응에 대한 좋은 척도가 된다. 특히 COX-2를 매개하는 염증반응이므로 COX 효소를 저해하는 약물에 대한 좋은 실험방법이 될 수 있다. 일반적으로 COX-2를 저해하는 NSAID에 대한 시험에서는 indomethacin을 기준으로 하여 염증 억제 정도를 비교한다. 카라기난의 경우 lambda-form carrageenan을 사용한다.
3. 실험 방법
1) lambda-form carrageenan을 0.9% normal saline에 희석해 1% w/v 농도의 용액을 만든다.
2) 용액을 실험동물의 뒷발에 투여한다. (투여 용량 - 일반적으로 0.1ml(rat), 0.025ml(mouse) 투여)
3) 실험 약물의 항 염증반응 효과를 위해 카라기난 투여 전에 약물을 경구 투여하거나(indomethacin), 카라기난 투여 후 일정 시간 후에 복강 내 투여한다. (실험 약물의 약동학적 특성에 따라 실험약물 투여 시기를 결정한다.)
4) 투여 후 발 부종을 Plethysmometer(부종측정기)를 이용해 측정하거나 캘리퍼스로 발등-발바닥의 두께를 측정해 비교
reference
Morris C.J. (2003) Carrageenan-Induced Paw Edema in the Rat and Mouse. In: Winyard P.G., Willoughby D.A. (eds) Inflammation Protocols. Methods in Molecular Biology, vol 225. Humana Press
Di Rosa, M. L., J. P. Giroud, and D. A. Willoughby. "Studies of the mediators of the acute inflammatory response induced in rats in different sites by carrageenan and turpentine." The Journal of pathology 104.1 (1971): 15-29.
Huang, Shyh-Shyun, et al. "Antinociceptive activities and the mechanisms of anti-inflammation of asiatic acid in mice." Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine 2011 (2011).
