In this study, we investigated the effect of the extracts of Cyrtomium fortunei J.Sm. (CFJ) on lipopolysaccharide (LPS) induced inflammation in mouse BV-2 microglial cells. Nitric oxide (NO) production and cell viability were measured using the Griess reagent and the (3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide) (MTT) assay. Inflammatory cytokines were detected by quantitative polymerase chain reaction (qPCR) in BV-2 microglial cells with and without CFJ extracts. Subsequently, mitogen-activated protein kinases (MAPKs) and antioxidant markers were assessed by western blot analysis. It was found that the CFJ extract significantly decreased the production of pro-inflammatory cytokines (interleukin [IL]-6, tumor necrosis factor [TNF]-, and IL-1) and NO in BV-2 microglial cells that were stimulated with LPS. In addition, the expression levels of the phosphorylation of the MAPK family (p38, c-Jun N-terminal kinases [JNK], and extracellularsignal regulated kinase [ERK]) were reduced by CFJ. Also, treatment with CFJ significantly increased the activities of superoxide dismutase type 1(SOD1) and Catalase in BV-2 microglial cells. Our results indicate that CFJ has a potent suppressive effect on the pro-inflammatory responses of activated BV-2 microglia. Therefore, CFJ has the potential to be an effective treatment for neurodegenerative diseases, as it can inhibit the production of inflammatory mediators in activated BV-2 microglial cells.

반들산쇠고비(Cyrtomium yamamotoi Tagawa)는 관중과 쇠고비속(Cyrtomium Presl)에 속하는 미기록 양치식물이다. 지금까지 타이완, 중국, 일본에 자생하는 것으로 알려져 왔으나, 2018년 제주도 제주시와 전라남도 해남군에서도 자생하고 있음이 확인되었다. 본 종은 근연분류군인 쇠고비(C. fortunei J.Sm.)와 1회 우상복엽이고, 구형의 포막을 가지는 특징 등으로 매우 유사하지만, 반들산쇠고비는 피침평 또는 피침상 난형의 우편이 12쌍 이하이고, 포막의 중앙부는 암갈색 또는 흑색을 띠며, 가장자리에 얕은 톱니가 있는 특징으로 구분된다. 본 연구에서는 반들산쇠고비의 상세한 형태학적 기재와 한국산 쇠고비 속의 명확한 동정을 위한 주요 형태 형질 사진 및 검색표를 제시하였다.

도깨비고비 분화생산시에는 화분이 클수록 초장이 크고 엽수도 많았으며 엽장과 엽폭도 크게 나타났다. 도깨비고비는 화분크기 및 저면 관수 주기 모두 통계적 유의성이 인정되어 직경 7~10cm크기의 화분은 5일에 한번씩 저면 관수하는 것이 좋은 것으로 나타났다.

봉의꼬리에 있어서 생육은 일반상토인 모래: 마사토 : 부엽토(2:5:3)와 피트모스 : 이끼(5:5) 조합에서 많았으므로 인공상토로는 피트모스에 이끼를 덮은 조합이 유리한 것으로 나타났다. 도깨비고비의 경우에는 전체적으로 배양토 적응성이 높게 나타났으며 역시 피트모스 : 펄라이트(7:3) 조합에서 생육량이 가장 많았다. 그러나 바크와 톱밥이 들어간 배양토에서는 생육이 저조하였다. 부싯깃고사리의 경우 초장과 엽수의 생육으로 볼 때 모래 : 마사토 : 부엽(2:5:3) 조합이 가장 크고 많았으며 그 다음이 피트모스 : 펄라이트(7:3, 5:5) 조합 순이었다.

본 연구는 포자체 배양을 통하여 참쇠고비의 효율적인 번식방법을 구하고자 수행되었다. 배양절편의 기원(근경, 엽병, 엽신)과 절편의 균질화가 신초 계생에 미치는 영향을 조사한 결과, 오직 근경 조직에서만 기관발생능력이 관찰되었고, 식물체 재생은 배양재료를 균질화함으로써 더욱 촉진되었다. MS배지의 무기물 농도를 2배로 첨가한 배지에서 신초의 증식과 생장이 활발히 이루어졌다. 신초 재생에 적합한 배지의 질소함량은 MS배지의 1/2배 수준 이었고, 적정 sucrose농도는 1%였다. 또한 배지에 NaH2PO4를 첨가함으로써 재생된 식물체의 생육이 전반적으로 촉진되었다. 근경절편의 기관형성능력은 kinetin과 IBA를 혼용 처리함으로써 촉진되었으며, 0.1~0.2%의 활성탄과 생장조절물질을 혼용 처리한 결과, 다수의 싹이 뭉친 듯이 보이는 primordia 형태의 발달이 억제되었고, 포자체의 정상적인 형태형성이 향상되었다.

양치식물인 참쇠고비에서 인위적인 돌연변이를 유기하기 위하여, 기내배양한 근경조직에 EMS, NMU 등의 화학돌연변이원과 colchicine을 처리하였다. 식물체 재생률을 근거할 때, EMS의 적정 처리농도는 20~50mM이었으며, NMU는 5~10mM인 것으로 확인되었다. 또한 참쇠고비에서 엽의 색소 및 형태적 변이를 유도하는 데 있어 NMU가 EMS보다 효과적인 것으로 확인되었다. 표현형 변이 식물체의 유전적 변이를 분석하기 위하여 RAPD를 수행한 결과, 두 개의 10-mer primer에서 야생종과 변이주 사이에 다형성 DNA 밴드 패턴이 나타났다.

도깨비고비와 참쇠고비의 포자발아에서 얻은 전엽체를 균질화하여 배양함으로써 전엽체 개체발생과 포자체 형성과정을 연구하였다. 배양 2주일이 지나자 균질화한 전엽체 세포들이 일차원의 필라멘트 형태를 형성하였고, 4주일째에는 다수의 가지를 뻗은 형태의 전엽체가 출현하였다. 배양 6주일째에 apical notch가 발달된 전엽체가 형성되었는데. 중심부에는 분열조직이 발달되었다. 8주의 배양기간이 지나자 전엽체의 중심부에서 장란기의 형성 없이 무수정생식에 의한 bud가 관찰되었다. 10주일이 지나자 무수정생식에 의한 bud는 포자체로 발달되었는데, flow cytometric 분석 결과 도깨비고비와 참쇠고비 모두에서 전엽체와 포자체는 동일한 ploidy level을 지닌 것으로 확인되었다. 이는 도깨비고비뿐만 아니라 참쇠고비 또한 무수정생식을 하는 양치식물임을 증명하는 결과로 생각된다.