본 연구는 단기소득임산물 중 산림임업통계자료에 의한 생산량과 수요가 증가하고 있는 추세인 약용수 (꾸지뽕나무, 마가목, 헛개나무) 자생지를 대상으로 식물사회학적 방법에 의해 군락을 구분하여 식생 구조를 파악하고 Ordination CCA에 의한 군락구조와 환경요인의 상관관계를 분석하여 산채류 재배지 환경조성에 필요한 생태학적 기초자료를 제공하기 위하여 2021∼ 2022년에 수행되었다. 우리나라 꾸지뽕나무 자생지는 주로 남부지역에 분포하고 5개 지역, 11개 조사구를 대상으로 조사하였고, 마가목 자생지는 주로 고산지역에 분포하고 3개 지역, 8개 조사구를 대상으로 조사하였으며, 헛개나무 자생지는 중부 계곡부에 분포하고 5개 지역, 17개 조사구를 대상으로 조사하였다. 각 분류군의 중요치를 살펴보면, 꾸지뽕나무군락에서 나타난 중요치는 꾸지뽕나무가 61.10으로 가장 높았고 다음으로 팽나무, 곰솔, 새덕이, 때죽나무, 소사나무, 졸참나무, 상수리나무 등의 순으로 나타났고, 마가목군락에서는 신갈나무가 57.21로 가장 높았고 다음으로 마가목 42.58, 사스래나무, 피나무, 당단풍나무, 시닥나무, 층층나무, 함박꽃나무, 주목 등의 순으로 나타났으며, 헛개나무군락에서는 헛개나무가 64.58로 가장 높았고 다음으로 느티나무, 층층나무, 고로쇠나무, 졸참나무, 까치박달, 가래나무 등의 순으로 나타났다. 중요치가 높은 주요 분류군에 대한 흉고직경급을 분석한 결과 꾸지뽕나무군락에서는 꾸지뽕나무, 팽나무, 새덕이 및 소사나무는 어린 개체의 밀도를 높게 나타내고 있어 당분간은 이들 수종의 우점 상태가 계속 증가 될 것으로 보인다. 마가목군락에서 마가목은 역 J자형을 하고 있어 우점 상태가 계속 증가할 것으로 보이며, 신갈나무, 사스래나무 및 피나무는 정규분포형의 밀도를 나타내고 있어 당분간은 이들 수종의 우점 상태가 계속될 것으로 판단된다. 헛개나무군락에서는 까치박달과 가래나무는 역 J자형을 하고 있어 우점 상태가 계속 증가할 것으로 보이며, 헛개나무, 느티나무, 층층나무 및 고로쇠나무는 각 층에서 전체적으로 개체의 밀도가 높아 계속적으로 높은 우점도를 유지할 것으로 예상된다. TWINSPAN에 의해 분류된 3분류군의 30개 군락과 11개의 환경 요인으로 CCA ordination 결과, 해발고가 가장 높은 상관관계를 보였고, 꾸지뽕나무군락은 pH, C.E.C, Ca2+ 및 Mg2+ 는 가장 높고, 해발고는 낮고 남동사면과 남서사면의 경사는 완만하였으며, P2O5는 높은 지역과 낮은 지역에 골고루 분포하였다. 마가목군락은 해발고는 높고, 북사면의 경사는 다소 급하고, O.M과 T-N은 가장 많으나, 그 외 양료들은 적으며, pH는 낮게 나타났다. 헛개나무군락은 북동사면과 북서사면에서 해발고와 경사는 중간 지역이고, P2O5는 높게 나타났다.

염증은 외부 자극으로부터 보호하는 중요한 면역반응이다(Jeong et al., 2012). 그러나 NO 및 inflammatory cytokine과 같은 염증 매개 인자의 과도한 생성은 비정상적인 염증 반응을 초래할 수 있다(Paradise et al., 2010). 염증 매개 인자의 생성과 염증 신호 전달을 조절하는 중요한 역할을 하는 대식세포는 LPS 자극에 의해 NF-κB가 활성화 되어 inflammatory cytokine 등의 염증 매개 인자들이 분비가 증가되며 염증 반응을 심화시킨다(Lee et al., 2012). 본 연구에서는 영지버섯균 발효 꾸지뽕나무 가지 톱밥 추출물을 이용하여 LPS로 염증을 유도한 Raw264.7세포에서 염증 관련 인자들의 생성 및 발현에 미치는 영향을 분석하여 항염증 효과를 확인하였다. NO는 염증에서 중요한 역할을 하며 대식세포의 염증 반응 조절 평가시 대표적인 지표로 사용되며 iNOS에 의해 생성이 유도되며 PGE2는 염증 매개 인자로 inflammatory cytokine 생성에 관여하며 COX-2에 의해 생성이 유도된다 (Paradise et al., 2010; Posadas et al., 2000). 발효추출물 이 RAW264.7세포에서 세포독성 없이 NO의 생성과 PGE2의 생성을 감소시켰으며 이 결과는 발효 추출물 처리에 의해 iNOS와 COX-2의 발현이 감소한 것과 일치하 였다. 또한 염증 반응을 조절하는 대표적인 inflammatory cytokine으로 알려진 IL-1β, TNF-α의 생성이 감소되었다. 따라서 발효추출물은 NO, PGE2, inflammatory cytokines 생성을 감소시켜 항염증 효과를 나타낸다고 볼 수 있다. NF-κB는 iNOS, COX-2 및 inflammatory cytokine의 발현을 조절하는 전사인자로 IκB와의 결합에 의해 NF-κB의 핵 내 이동이 억제되며 불활성화상태로 존재한다. LPS 자극에 의해 IκB가 인산화 및 분해되면 NF-κB가 활성화 되어 핵 내로 이동하여 염증성 매개인자들의 발현을 유도 하고, 염증성 질환 뿐만 아니라 다양한 질환을 유발시키는 것으로 알려져 있다 (Kawai and Akira, 2006; Ghosh and Ksarin, 2002). 본 연구에서는 LPS에 의해 자극된 RAW264.7 세포에서 IκB의 분해 및 NF-κB의 전이가 발 효추출물에 의해 감소됨을 확인하였으며 발효추출물에 의한 iNOS, COX-2 및 inflammatory cytokine 감소는 NF- κB 활성화 감소에 의해 조절되는 것으로 사료된다. 이러한 결과들을 통해서 발효추출물이 NF-kB 활성화 억제를 통해 염증 매개 인자들의 생성 및 발현을 감소시킴으로서 염증 반응 억제 효과를 나타냄을 확인하여, 염증 관련 질환에 대해 예방 및 개선을 위한 항염증 기능성 소재로 사용될 수 있음을 시사한다.

In this study, we examined antioxidative effects and the anti-adipogenesis effect of different parts of Cudrania tricuspidata (C), and Morus alba (M). Total polyphenol contents were highest in M-root (34.56±0.045 mg GAE/g), and there was no significant difference, between C-root and M-leaf. Total flavonoid contents of C-root were highest (23.07±0.004 mg QE/g). To examine antioxidant activities of C and M extracts, DPPH and ABTS radical scavenging activity, and FRAP assay, was used. Results show that antioxidant activities of C and M extracts increased, in a dose-dependent manner. Adipocytes are generated by preadipocyte differentiation, during adipogenesis. Matured adipocytes accumulate in abnormal and cause obesity. We investigated effects of leaf and root extracts of C and M, on lipid accumulation, in 3T3-L1 adipocytes. Changes in cell morphology, and degrees of lipid accumulation in adipocytes, were evaluated by Oil Red O staining. Root extracts of C and M, reduced lipid content in a dose-dependent manner. Therefore, root extracts of C and M, may be good candidates for managing obesity.

본 논문은 한국과 중국에서는 전통 한방약재로 오랫동안 사용된 꾸지뽕나무(Cudrania tricuspidata)의 잎, 줄기, 뿌리부분의 에탄올추출물의 물, 에탄올, 에칠아세테이트 용해성 분획물에 대한 피부 생리활성에 관한 실험결과이다. 대식세포인 macrophage(RAW 264.7 cell)에 대하여 이들 분획물들의 nitric oxide 및 염증성 사이토카인 분비 억제효과를 검토한 결과, nitric oxide 생성 억제에는 잎부위의 에칠아세테이트 분획물과 에탄올분획물이, 염증성 사이토카인인 IL-1β 생성 억제에는 모든 분획물들이 효과가 있고, 염증성 사이토카인인 IL-6 생성 억제에는 잎, 줄기, 뿌리부위의 에칠아세테이트 분획물들이 효과가 있는 것으로 나타났다. 흑색종세포인 melanoma cell(B16-F10 cell)에서 멜라닌 생성 억제효과를 측정한 결과, 잎의 에틸아세테이트 분획물 처리에서만 유의성 있는 억제효과를 나타내었다. 주름 개선 효과를 확인하기 위해 인체 정상 피부 섬유아세포( CCD986sk cell)에 대하여 콜라겐의 합성 촉진 효과를 측정한 결과. 잎, 줄기, 뿌리부위의 물 분획물과 잎, 줄기의 에탄올 분획물에서 콜라겐 합성 촉진 효과를 보였다.

The phytochemicals of many plants suggest their potential use as dietary supplements in cancer chemoprevention and chemotherapy. In the present study, antitumor activity of Cudrania tricuspidata, a plant native to East Asia, was investigated. Cell growth inhibition of the extract on HT-29 colorectal adenocarcinoma using MTT colorimetric assay was determined. Apoptosis on HT-29 cells was performed by DNA fragmentation analysis. PGE2 release was measured by enzyme immunoassay, because PGE2 is a key protumorigenic prostanoid in many human cancers. For the ROS scavenging activity, ROS level was detected by laser scanning confocal microscope. It was found that methanol extract of leaves inhibits cell viability by inducing apoptosis as evidenced by DNA fragmentation. Stem bark decreases synthesis of PGE2, inflammatory mediator. Fruits exhibited pronounced ROS scavenging activity. Taken together, these results suggest that Cudrania tricuspidata exerts growth inhibition and anti-oxidation on HT-29 cells through apoptosis, ROS scavenging respectively that it may have anti-cancer properties.

꾸지뽕나무(Cudrania tricuspidata)는 생약명이 자목(柘木)으로 분류학적으로는 쌍떡잎식물, 쐐기풀목, 뽕나무과, 낙엽활엽수, 소교목 또는 관목이며, 한국(황해이남, 800m 이하)ㆍ일본ㆍ중국에 분포하고 있다. 꾸지뽕나무는 플라보노이드계인 모린, 루틴, 모르찐을 함유하여 항암 효과가 탁월하고 아스파라긴산, 글루타민산, 리보플라빈 등과 비타민 B1, B2, C 등을 함유하고 있다. 그러나 자생 꾸지뽕나무 군락지를 발견하기 매우 어렵고 무차별 남획되고 있는 실정이며, 재배에 관한 기술자료가 미흡하기 때문에 자생지 복원과 함께 소득작물로서의 재배기술 체계를 확립하여 안정생산기반을 마련하고자 재배기술체계 확립 및 주요 문제 병해충 조사를 실시하였으며, 병해충 조사결과 주로 병에 의한 피해로 갈색무늬병이 발생하였으나 피해정도는 경미하였으며, 해충 피해로서 잎에는 5월 초～9월 말에 은줄자나방 유충, 산누에나방 유충, 목화진딧물, 명나방 유충, 꽃에는 6월 초～6월 말에 잎벌레류, 과실은 6월 초～7월 중, 9월 초～11월 초 수확기에는 노린재류, 잎벌레류, 초파리, 노린재등과 다람쥐, 까치 등 조수 피해도 나타났다. 줄기는 5월 초～10월 초에 공깍지벌레, 장수풍뎅이, 말매미, 넓적사슴벌레 등이 발생하여 피해를 주고 있었다.

This study was conducted to investigate the food value of Cudrania tricuspidata at its various maturation stages. The pH, total acid and reducing sugar contents of its fruit juice were determined to have been 4.2～5.1, 1.4～2.0% and 5.4～8.6%, respectively. The general chemical components of its fruit were observed as 76～80% moisture, 2.2～3.5% crude protein, 1.7～2.9% crude fat, 0.8～1.2% ash and 14.5～16.4% carbohydrate. Its free sugar, glucose and fructose contents were determined. The fructose contents of both its ripened and over-ripened fruits were higher than their glucose contents. Organic acids such as oxalic acid, citric acid, tartaric acid, malic acid and succinic acid were detected, and the concentration of the malic acid and the succinic acid were found to have been most abundant. The K content was higher than the amounts of other minerals, such as Ca, Fe, K, Mg, Na and P. Its vitamin C and the total amount of its dietary fiber were 127.5～149.2 mg% and 22.7～38.7%, respectively. Its insoluble dietary fiber content was higher than its soluble dietary fiber content. Its total polyphenol and flavonoid content were 18.9～19.6 mg% and 40.9～48.2 mg%, respectively.

In order to develop as a natural source of anticancer materials of Cudrania tricuspidata, the cytotoxicity of methanol extracts by harvesting parts and times against 8 cell lines including 293 (normal kidney cells) and A-431 (epidermoid carcinoma cells) were investigated using MTT assay. All harvesting parts had hardly cytotoxicity against 293. And methanol extracts of stem bark and root bark showed very high cytotoxicities against 7 cancer cell lines. The cytotoxicity was the highest against HeLa (cervix adenocarcinoma cells) and followed by MCF-7 (breast adenocarcinoma cells), AGS (stomach adenocarcinoma cells), HT-29 (colon adenocarcinoma cells), HepG2 (hepatoblastoma cells), A549 (lung carcinoma cells) and A-431. By the way, leaf extract had a cytotoxicity against only AGS and ripe fruit extract had no cytotoxicity. Among harvesting times, the cytotoxicity of root bark were high from April to September but that of stem bark showed a little difference. These results showed that anticancer activities of Cudrania tricuspidata extracts were eventful changes by harvesting parts and times.

To evaluate the availability of Cudrania tricuspidata Bureau as a natural source of antimicrobials, the antimicrobial activity of methanol extracts of harvested parts was investigated using the paper disc diffusion method. The extracts from leaves and root bark had broad antimicrobial activity against various bacteria, including Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Streptococcus mutans, Listeria monocytogenes, Enterobacter aerogenes, Enterococcus faecalis, Salmonella choleraesuis subsp. choleraesuis, Vibrio vulnificus, and Pseudomonas aeruginosa and inhibited Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, and Listeria monocytogenes, agents of food poisoning especially well. The extract from ripe fruit had a very high antimicrobial activity against Staphylococcus aureus with a 20.2 mm of clear zone at 50 mg/mL sample concentration. These results indicated that Cudrania tricuspidata could be used as new source for developing natural antimicrobial agents.

To obtain the information on antioxidant activity by harvesting parts and time in Cudrania tricuspidata Bureau, total phenolic contents, flavonoid contents, superoxide dismutase (SOD) like activity and 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) radical scavenging activity of methanol extracts from Cudrania tricuspidata were investigated. Total phenolic contents was the highest in leaf [30.2~38.8 mg/g dry weight (DW)] and followed by root bark, stem bark, fruit, root except bark and stem except bark. Among harvesting time, total phenolic contents of leaf was the highest as 38.1~38.8 mg/g DW in May and June, and then decreased to October. Root bark harvested in April and May contained 26.6~27.8 mg/g DW total phenolic compounds and total phenolic content fell to a very low values at 1.8 mg/g DW in February. Flavonoid contents was very high in leaf and root bark. Especially, root bark harvested in April had the highest of flavonoid contents as 23.2 mg/g DW. As a result of simple linear regression analysis of total phenolic contents on flavonoid contents according to harvesting parts, it showed a high correlation (p 〈 0.001) with 0.57~0.97 R2 (coefficient of determination). As RC50 value, that was, the concentration of sample required for 50% reduction of DPPH absorbance, was 13.7~20.5 μg/mL in leaf so DPPH radical scavenging activity was very high. But SOD like activity of 1,000 μg extract/mL MeOH was a low value of 0.3~9.2% in all samples.

꾸지뽕나무의 대량번식을 위한 상토와 생장조절제 처리에 따른 삽목 번식에 관한 시험을 수행한 바, 삽목상토는 미풍화토에서 양호하여 숙지삽과 녹지삽에서 각각 56.9%, 62.3%의 발근율을 보였고, 생장조절제는 IBA 100 ppm처리에서 발근이 양호하여 숙지삽에서 57.9%, 녹지삽에서는 89.2%의 발근율을 보였다.