Effect of Dioscorea Rhizome Extract on Dextran Sodium Sulfate-induced Colitis in BALB/c Mice

Abstract

Dioscorea rhizome (DR) has been used as the traditional medicine. Although anti-inflammatory effects of DR and its constituents were already reported, biochemical effect of DR, such as change of cytokines, has not been yet identified. Inflammatory bowel disease (IBD) is a chronic disease that influences the gastrointestinal tract. IBD is frequent in Western countries. Many IBD patients have used the complementary and alternative medicines including herbal therapy to treat IBD. In the present study, the effect of Dioscorea rhizome extract (DRE) was investigated in colitis mice induced by dextran sodium sulfate (DSS). Vehicle (3% Tween 80 in PBS) or DRE (500mg/kg) was orally administered for 15 days in normal, control, and DRE groups. In control and DRE groups, colitis was induced by providing 4% DSS-containing water from 8 day of oral administration. Oral administration of DRE slightly alleviated disease activity index expressed as sum of scores of weight loss, rectal bleeding, and stool consistency. The infiltration of inflammatory cells and crypt damage were not improved by DRE in histology of colon. DRE significantly suppressed the reduction of colon length (p<0.05) and elevation of IL-6 concentration in colon (p<0.05). In the DRE group, IL-β concentration in colon was slightly lower than the control group by DRE, but not at a significant level. DRE significantly decreased mRNA expression of IFN-γ (p<0.05) in mesenteric lymph node (MLN). mRNA expression of IL-10, TGF- β, IL-6, and Foxp3 was not significantly inhibited by DRE in MLN. The results suggest that DRE can alleviate DSS-induced colitis by inhibiting the reduction of colon length, elevation of IL-6 in colon and IFN-γ in MLN. Therefore, DRE may have a potential to reduce the inflammatory response.

산약은 전통적으로 사용되는 약초로서, 산약과 그 구성성분에 대한 항염증 효과는 이미 밝혀진 바 있다. 하지만 장염에서 산약의 사이토카인 등 생화학적 효과에 대해서는 아직 보고되어 있지 않다. 염증성 장질환은 위장관에 영향을 미치는 만성 염증 질환으로서, 서양에서 많이 유발되고 있는 질병이다. 이를 치료하기 위해 염증성 장질환 환자들이 약초를 포함한 대체 약물의 사용은 상당수에 이른다. 본 연구에서는 덱스트란 소디움 설페이트로 유도된 장염에서 산약 추출물의 효과를 확인하였다. 정상군, 대조군에게는 용매만 제공하였으며, 산약군에게는 500 mg/kg 용량의 산약 추출물이 용해된 것을 15일 동안 경구투여 하였다. 경구투여 8일 째 부터는 4% 덱스트란 소디움 설페이트를 섞은 음수를 대조군과 산약군에게 7일 동안 제공하였다. 산약은 체중 감소, 설사, 직장 출혈로 구성된 증상을 약간 완화시키는 경향을 보였다. 그러나 조직 검사에서 산약은 염증 세포의 침윤과 크립트의 손상을 억제하지 못하였다. 대장 길이의 감소와 대장의 IL-6 상승 은 산약에 의해 효과적으로 억제되었다 (p<0.05). 대장의 IL-1β 는 산약에 의해 약간 감소되는 경향이 있었다. 장간막 림프절에서 IFN-γ 발현량은 산약에 의해 감소되었으며 (p<0.05), IL-10, TGF- β, IL-6의 발현량에서는 약간의 개선 가능성을 보였으나, 장염의 유도는 IL-4의 발현량을 변화시키지 못하였다. 본 연구 결과를 토대로, 산약이 장염에서의 염증 반응을 완화시키는 가능성이 있다고 밝혀졌다.