Ⅰ. 서 론 콩다닥냉이(Lepidium virginicum L.)는 십자화과에 속하는 2년생 초본으로 뿌리와 잎은 고추냉이(Wasabia japonica Matsum), 일명 와사비(wasabi)와 비슷한 매운맛이 있으며 식욕 부진, 거담, 통경 등의 치료제 및 이뇨제와 혈압 강하제로 탁월한 효능이 보고된 바 있다. 콩다닥냉이에 함유되어 있는 benzyl glucosinolate 는 다양한 약리적 효능을 나타낼 가능성이 매우 높을 것으로 예상되지만, 콩다닥냉이 추출물에 대한 항암작용이나 암세포의 증식 억제에 관한 연구는 현재까지 이루어진 바가 없으며 식재료로써도 거의 활용되지 않아 이에 대한 연구도 미비하였다. 한편 대장암은 악성 종양의 일종으로 암환자의 상당수를 차지하고, 1980년 이후 대장암의 발생 및 ...
Ⅰ. 서 론 콩다닥냉이(Lepidium virginicum L.)는 십자화과에 속하는 2년생 초본으로 뿌리와 잎은 고추냉이(Wasabia japonica Matsum), 일명 와사비(wasabi)와 비슷한 매운맛이 있으며 식욕 부진, 거담, 통경 등의 치료제 및 이뇨제와 혈압 강하제로 탁월한 효능이 보고된 바 있다. 콩다닥냉이에 함유되어 있는 benzyl glucosinolate 는 다양한 약리적 효능을 나타낼 가능성이 매우 높을 것으로 예상되지만, 콩다닥냉이 추출물에 대한 항암작용이나 암세포의 증식 억제에 관한 연구는 현재까지 이루어진 바가 없으며 식재료로써도 거의 활용되지 않아 이에 대한 연구도 미비하였다. 한편 대장암은 악성 종양의 일종으로 암환자의 상당수를 차지하고, 1980년 이후 대장암의 발생 및 사망률의 증가가 두드러지게 나타나고 있다. 본 연구에서는 직접 재배한 콩다닥냉이 뿌리의 열수 추출물(water extract of L. virginicum root, WELVR)과 잎의 열수 추출물(water extract of L. virginicum leaf, WELVL)을 대상으로 HCT116 인체대장암세포의 증식에 미치는 영향과 세포사멸 과정 중 extrinsic pathway 및 intrinsic pathway에 관여하는 몇 가지 중요한 유전자들의 발현 변화를 연구하였다. Ⅱ. 연구방법 본 실험에 사용된 콩다닥냉이는 뿌리와 잎의 열수 추출물을 사용하였으며, HCT116 인체대장암세포는 한국생명공학연구소(KRIBB, Taejeon, Korea)에서 분주 받아 다음과 같은 방법으로 실험하였다. 1. MTT assay에 의한 세포 성장 억제 조사 2. 도립 현미경을 이용한 세포의 성장과 형태의 관찰 3. DAPI staining에 의한 세포핵의 형태 관찰 4. DNA fragmentation의 분석 5. DNA Flow cytometry에 의한 세포주기 빈도의 분석 6. Mitochondrial membrane potential에 미치는 영향 7. In vitro caspase-3, -8 및 -9의 activity 측정 8. RT-PCR에 의한 mRNA 발현의 분석 9. Western blotting analysis에 의한 단백질 발현의 분석 Ⅲ. 결 론 본 연구에서 HCT116 인체대장암세포를 대상으로 콩다닥냉이 뿌리의 열수 추출물(water extract of L. virginicum root, WELVR) 및 잎의 열수 추출물(water extract of L. virginicum leaf, WELVL)의 세포사멸 유도에 관하여 연구한 결과는 다음과 같다. 1. WELVR의 처리는 WELVL 처리에 비하여 인체대장암세포의 증식억제 및 세포사멸 유도 효과가 유의적으로 높게 나타났다. 2. WELVR 처리에 의한 인체대장암세포의 증식억제는 세포사멸 유발과 관련이 있었으며, 이를 DAPI staining에 의한 apoptotic body 형성, agarose gel 전기영동에 의한 DNA fragmentation 및 DNA flow cytometry를 이용한 sub-G1의 정량적 분석을 통하여 확인하였다. 3. WELVR은 caspase의 활성을 처리 농도 의존적으로 증가시켰고, 이에 따른 기질 단백질의 분해를 관찰할 수 있었다. 4. WELVR 처리에 의한 세포사멸 유발에 있어서 anti-apoptotic 유전자인 Bcl-2 및 Bcl-xL의 발현 감소가 전사 및 번역 수준에서 관찰되었으며, pro-apoptotic 유전자인 Bax의 발현 증가도 또한 전사 및 번역수준에서 관찰되었다. 5. WELVR 처리에 따른 caspase-3의 활성은 IAPfamily 유전자들의 발현 저하와 연관성이 있었다. 6. WELVR 처리에 의한 세포사멸 유발에는 death receptor 유전자인 Fas, FasL, DR4, DR5 및 TRAIL에서도 전사 및 번역수준에서 관여를 하는 것으로 관찰되었다. 7. WELVR 처리에 의한 세포사멸 유발에는 iNOS, COX-1 및 COX-2에서도 전사 및 번역수준에서 관여를 하는 것으로 관찰되었다. 이상의 결과들은 인체 대장암세포에서 WELVL 및 WELVR의 항암작용을 이해하는 중요한 자료가 될 것이고, 나아가 이와 유사한 항암제 후보물질들의 연구에 있어서 기초 자료로서 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
Ⅰ. 서 론 콩다닥냉이(Lepidium virginicum L.)는 십자화과에 속하는 2년생 초본으로 뿌리와 잎은 고추냉이(Wasabia japonica Matsum), 일명 와사비(wasabi)와 비슷한 매운맛이 있으며 식욕 부진, 거담, 통경 등의 치료제 및 이뇨제와 혈압 강하제로 탁월한 효능이 보고된 바 있다. 콩다닥냉이에 함유되어 있는 benzyl glucosinolate 는 다양한 약리적 효능을 나타낼 가능성이 매우 높을 것으로 예상되지만, 콩다닥냉이 추출물에 대한 항암작용이나 암세포의 증식 억제에 관한 연구는 현재까지 이루어진 바가 없으며 식재료로써도 거의 활용되지 않아 이에 대한 연구도 미비하였다. 한편 대장암은 악성 종양의 일종으로 암환자의 상당수를 차지하고, 1980년 이후 대장암의 발생 및 사망률의 증가가 두드러지게 나타나고 있다. 본 연구에서는 직접 재배한 콩다닥냉이 뿌리의 열수 추출물(water extract of L. virginicum root, WELVR)과 잎의 열수 추출물(water extract of L. virginicum leaf, WELVL)을 대상으로 HCT116 인체대장암세포의 증식에 미치는 영향과 세포사멸 과정 중 extrinsic pathway 및 intrinsic pathway에 관여하는 몇 가지 중요한 유전자들의 발현 변화를 연구하였다. Ⅱ. 연구방법 본 실험에 사용된 콩다닥냉이는 뿌리와 잎의 열수 추출물을 사용하였으며, HCT116 인체대장암세포는 한국생명공학연구소(KRIBB, Taejeon, Korea)에서 분주 받아 다음과 같은 방법으로 실험하였다. 1. MTT assay에 의한 세포 성장 억제 조사 2. 도립 현미경을 이용한 세포의 성장과 형태의 관찰 3. DAPI staining에 의한 세포핵의 형태 관찰 4. DNA fragmentation의 분석 5. DNA Flow cytometry에 의한 세포주기 빈도의 분석 6. Mitochondrial membrane potential에 미치는 영향 7. In vitro caspase-3, -8 및 -9의 activity 측정 8. RT-PCR에 의한 mRNA 발현의 분석 9. Western blotting analysis에 의한 단백질 발현의 분석 Ⅲ. 결 론 본 연구에서 HCT116 인체대장암세포를 대상으로 콩다닥냉이 뿌리의 열수 추출물(water extract of L. virginicum root, WELVR) 및 잎의 열수 추출물(water extract of L. virginicum leaf, WELVL)의 세포사멸 유도에 관하여 연구한 결과는 다음과 같다. 1. WELVR의 처리는 WELVL 처리에 비하여 인체대장암세포의 증식억제 및 세포사멸 유도 효과가 유의적으로 높게 나타났다. 2. WELVR 처리에 의한 인체대장암세포의 증식억제는 세포사멸 유발과 관련이 있었으며, 이를 DAPI staining에 의한 apoptotic body 형성, agarose gel 전기영동에 의한 DNA fragmentation 및 DNA flow cytometry를 이용한 sub-G1의 정량적 분석을 통하여 확인하였다. 3. WELVR은 caspase의 활성을 처리 농도 의존적으로 증가시켰고, 이에 따른 기질 단백질의 분해를 관찰할 수 있었다. 4. WELVR 처리에 의한 세포사멸 유발에 있어서 anti-apoptotic 유전자인 Bcl-2 및 Bcl-xL의 발현 감소가 전사 및 번역 수준에서 관찰되었으며, pro-apoptotic 유전자인 Bax의 발현 증가도 또한 전사 및 번역수준에서 관찰되었다. 5. WELVR 처리에 따른 caspase-3의 활성은 IAP family 유전자들의 발현 저하와 연관성이 있었다. 6. WELVR 처리에 의한 세포사멸 유발에는 death receptor 유전자인 Fas, FasL, DR4, DR5 및 TRAIL에서도 전사 및 번역수준에서 관여를 하는 것으로 관찰되었다. 7. WELVR 처리에 의한 세포사멸 유발에는 iNOS, COX-1 및 COX-2에서도 전사 및 번역수준에서 관여를 하는 것으로 관찰되었다. 이상의 결과들은 인체 대장암세포에서 WELVL 및 WELVR의 항암작용을 이해하는 중요한 자료가 될 것이고, 나아가 이와 유사한 항암제 후보물질들의 연구에 있어서 기초 자료로서 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
To examine the anti-cancer effects of Lepidium virginicum L., the anti-proloferative and pro-apoptotic effects of water extract of L. virginicum leaf(WELVL) and water extract of L. virginicum root(WELVR) were investigated in HCT116 human colon carcinoma cells. For this purpose, we performed various ...
To examine the anti-cancer effects of Lepidium virginicum L., the anti-proloferative and pro-apoptotic effects of water extract of L. virginicum leaf(WELVL) and water extract of L. virginicum root(WELVR) were investigated in HCT116 human colon carcinoma cells. For this purpose, we performed various experiments such as dose-dependent effect of WELVL and WELVR on cell proliferation and viability, morphological changes, and alterations of apoptosis-related gene products. It was found that WELVL and WELVR treatment resulted in a significant decrease in the cell viability of HCT116 cells depending on dosage. The anti-proliferative effects by WELVL and WELVR treatment in HCT116 cells were associated with morphological changes such as membrane shrinking and cell rounding up. This was revealed to be apoptosis observed chromatin condensation, DNA fragmentation and an accumulation of apoptotic fraction. However, the anti-proloferative and pro-apoptotic effects of WELVR was stronger than WELVL, thus WELVR was determined to be the more optimal extract for this study. WELVR-induced apoptosis was associated with degradation of poly(ADP-ribose) polymerase (PARP), β-catenin and phospholipase C-γ1 (PLC-γ1) proteins. WELVR treatment increased the expression of Bax, a pro-apoptotic gene, both in protein and mRNA levels, however, the levels of anti-apoptotic Bcl-2 and Bcl-XS/L expression were down-regulated in WELVR-treated cells. The data also revealed that the levels of Fas, FasL, DR4, DR5 and TRAIL proteins and mRNAs were induced by WELVR treatment in HCT116 cells, and those of iNOS, COX-1 and COX-2 were markedly decreased in a concentration-dependent fashion. Taken together, these findings suggest that WELVR-induced inhibition of HCT116 cell proliferation is associated with the induction of apoptotic cell death and WELVR may have therapeutic potential in human colon carcinoma cells.
To examine the anti-cancer effects of Lepidium virginicum L., the anti-proloferative and pro-apoptotic effects of water extract of L. virginicum leaf(WELVL) and water extract of L. virginicum root(WELVR) were investigated in HCT116 human colon carcinoma cells. For this purpose, we performed various experiments such as dose-dependent effect of WELVL and WELVR on cell proliferation and viability, morphological changes, and alterations of apoptosis-related gene products. It was found that WELVL and WELVR treatment resulted in a significant decrease in the cell viability of HCT116 cells depending on dosage. The anti-proliferative effects by WELVL and WELVR treatment in HCT116 cells were associated with morphological changes such as membrane shrinking and cell rounding up. This was revealed to be apoptosis observed chromatin condensation, DNA fragmentation and an accumulation of apoptotic fraction. However, the anti-proloferative and pro-apoptotic effects of WELVR was stronger than WELVL, thus WELVR was determined to be the more optimal extract for this study. WELVR-induced apoptosis was associated with degradation of poly(ADP-ribose) polymerase (PARP), β-catenin and phospholipase C-γ1 (PLC-γ1) proteins. WELVR treatment increased the expression of Bax, a pro-apoptotic gene, both in protein and mRNA levels, however, the levels of anti-apoptotic Bcl-2 and Bcl-XS/L expression were down-regulated in WELVR-treated cells. The data also revealed that the levels of Fas, FasL, DR4, DR5 and TRAIL proteins and mRNAs were induced by WELVR treatment in HCT116 cells, and those of iNOS, COX-1 and COX-2 were markedly decreased in a concentration-dependent fashion. Taken together, these findings suggest that WELVR-induced inhibition of HCT116 cell proliferation is associated with the induction of apoptotic cell death and WELVR may have therapeutic potential in human colon carcinoma cells.
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