국 문 초 록 봉출(Curcuma zedoaria Roscoe)은 생강과(Zingiberaceae)에 속하는 다년생 초본 식물로 white turmeric 또는 zedoaria 라고도 한다. 뿌리줄기를 그대로 사용하거나 수증기로 증숙(蒸熟)한 뒤 쇄건(曬乾)시켜 생약재로 널리 이용되고 있으며 그 효능으로는 항균 및 항진균작용, 진통작용, 항알레르기, 항궤양, 간 보호 작용, 항염증, 항돌연변이, ...
국 문 초 록 봉출(Curcuma zedoaria Roscoe)은 생강과(Zingiberaceae)에 속하는 다년생 초본 식물로 white turmeric 또는 zedoaria 라고도 한다. 뿌리줄기를 그대로 사용하거나 수증기로 증숙(蒸熟)한 뒤 쇄건(曬乾)시켜 생약재로 널리 이용되고 있으며 그 효능으로는 항균 및 항진균작용, 진통작용, 항알레르기, 항궤양, 간 보호 작용, 항염증, 항돌연변이, 항산화능 등이 있다. 항암에서는 자궁암, 유방암, 난소암, 간암 등에 효능이 있으나 위암관련 연구는 미흡한 실정으로 그 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 봉출의 항암 및 항염증 효과를 확인하기 위하여 봉출의 추출물과 분획물, 최종적으로 compound 수준에서 항암과 항염증 활성을 확인하였으며 유효성분을 추적해 기전연구를 진행하였다. 봉출의 methanol 추출물에서 위암 세포주인 AGS cells을 이용해 암세포 사멸효과를 확인하기 위해 cell viability assay를 진행하였으며 100 μg/mL의 농도에서부터 암세포의 생존율이 농도 의존적으로 유의하게 감소됨을 확인하였다. 또한 대식 세포인 RAW 264.7 cells를 이용하여 cytotoxicity assay를 통해 세포독성을 보이지 않는 농도를 확인한 뒤 nitric oxide(NO) assay를 진행하였으며, 10 μg/mL에서 lipopolysaccharide(LPS)에 의해 발생된 NO를 농도 의존적으로 유의하게 억제하는 것을 확인하였다. Western blot을 통해 봉출 추출물이 항암과 항염증 기전에 영향이 있는 것을 확인하였으며 이에 항암과 항염증에 대한 활성을 보인 유효성분을 추적하고자 분획을 진행하였다. 봉출 추출물로부터 n-hexane, chloroform, ethyl acetate, n-butanol 총 4가지의 층으로 분획하였으며 각각의 분획물로 추출물과 동일한 실험을 시행하였다. 그 중 n-hexane 분획물에서 100 μg/mL의 농도에서부터 암세포가 사멸됨을 확인할 수 있었고, 항염증 연구에서도 5 μg/mL의 농도에서 다른 분획물들과 비교하여 강한 효능을 보여 n-hexane 분획물에 포함되어 있는 compound를 확인하고자 성분분리를 진행하였다. n-Hexane 분획물에서 5가지의 성분(BCH 30, 48, 51, 76, 833)을 분리하여 세포를 이용한 활성실험을 시행하였으며 BCH 30은 isoprocurcumenol, BCH 48은 germacrone, BCH 51은 curzerenone, BCH 76은 curcumenol, BCH 833이 curcuzedoalide임을 확인하였다. 그 중 curcuzedoalide에서 각각 100 μM과 6.25 μM에서 암세포 사멸과 NO 소거의 효과가 가장 좋은 것으로 판단하였으며, 추가적으로 Western blot을 시행하여 Caspase와 PARP 등의 apoptosis 관련 단백질의 활성화에 의한 항암 기전과 iNOS, COX-2 단백질 발현 억제를 통한 항염증 기전에 효과가 있는 것을 관찰하여 최종적으로 봉출의 항암 및 항염증에 대한 유효성분과 기전을 확인하였다. 주제어 : 봉출, 위, 항암, 항염증, 세포자멸사, 산화질소
국 문 초 록 봉출(Curcuma zedoaria Roscoe)은 생강과(Zingiberaceae)에 속하는 다년생 초본 식물로 white turmeric 또는 zedoaria 라고도 한다. 뿌리줄기를 그대로 사용하거나 수증기로 증숙(蒸熟)한 뒤 쇄건(曬乾)시켜 생약재로 널리 이용되고 있으며 그 효능으로는 항균 및 항진균작용, 진통작용, 항알레르기, 항궤양, 간 보호 작용, 항염증, 항돌연변이, 항산화능 등이 있다. 항암에서는 자궁암, 유방암, 난소암, 간암 등에 효능이 있으나 위암관련 연구는 미흡한 실정으로 그 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 봉출의 항암 및 항염증 효과를 확인하기 위하여 봉출의 추출물과 분획물, 최종적으로 compound 수준에서 항암과 항염증 활성을 확인하였으며 유효성분을 추적해 기전연구를 진행하였다. 봉출의 methanol 추출물에서 위암 세포주인 AGS cells을 이용해 암세포 사멸효과를 확인하기 위해 cell viability assay를 진행하였으며 100 μg/mL의 농도에서부터 암세포의 생존율이 농도 의존적으로 유의하게 감소됨을 확인하였다. 또한 대식 세포인 RAW 264.7 cells를 이용하여 cytotoxicity assay를 통해 세포독성을 보이지 않는 농도를 확인한 뒤 nitric oxide(NO) assay를 진행하였으며, 10 μg/mL에서 lipopolysaccharide(LPS)에 의해 발생된 NO를 농도 의존적으로 유의하게 억제하는 것을 확인하였다. Western blot을 통해 봉출 추출물이 항암과 항염증 기전에 영향이 있는 것을 확인하였으며 이에 항암과 항염증에 대한 활성을 보인 유효성분을 추적하고자 분획을 진행하였다. 봉출 추출물로부터 n-hexane, chloroform, ethyl acetate, n-butanol 총 4가지의 층으로 분획하였으며 각각의 분획물로 추출물과 동일한 실험을 시행하였다. 그 중 n-hexane 분획물에서 100 μg/mL의 농도에서부터 암세포가 사멸됨을 확인할 수 있었고, 항염증 연구에서도 5 μg/mL의 농도에서 다른 분획물들과 비교하여 강한 효능을 보여 n-hexane 분획물에 포함되어 있는 compound를 확인하고자 성분분리를 진행하였다. n-Hexane 분획물에서 5가지의 성분(BCH 30, 48, 51, 76, 833)을 분리하여 세포를 이용한 활성실험을 시행하였으며 BCH 30은 isoprocurcumenol, BCH 48은 germacrone, BCH 51은 curzerenone, BCH 76은 curcumenol, BCH 833이 curcuzedoalide임을 확인하였다. 그 중 curcuzedoalide에서 각각 100 μM과 6.25 μM에서 암세포 사멸과 NO 소거의 효과가 가장 좋은 것으로 판단하였으며, 추가적으로 Western blot을 시행하여 Caspase와 PARP 등의 apoptosis 관련 단백질의 활성화에 의한 항암 기전과 iNOS, COX-2 단백질 발현 억제를 통한 항염증 기전에 효과가 있는 것을 관찰하여 최종적으로 봉출의 항암 및 항염증에 대한 유효성분과 기전을 확인하였다. 주제어 : 봉출, 위, 항암, 항염증, 세포자멸사, 산화질소
ABSTRACT The Study of Molecular Mechanism for Anti-cancer and Anti-inflammatory Activities of Curcuma zedoaria Roscoe Jung, Eun Bee Supervised by Hwang, Gwi Seo Dept of Preventive Medicine, College of Korean Medicine, Graduate School of Gachon University Curcuma zedoaria Roscoe is a perennial herbac...
ABSTRACT The Study of Molecular Mechanism for Anti-cancer and Anti-inflammatory Activities of Curcuma zedoaria Roscoe Jung, Eun Bee Supervised by Hwang, Gwi Seo Dept of Preventive Medicine, College of Korean Medicine, Graduate School of Gachon University Curcuma zedoaria Roscoe is a perennial herbaceous plant belonging to Zingiberaceae, also known as white turmeric or zedoaria. It was widely used as a medicinal herb by using the root stem as it is, or steamed it, and then crushing it. The efficacies of Curcuma zedoaria includes anti-microbial, anti-fungal, anti-allergic, anti-ulcer, liver protection, anti-inflammatory, antimutagenic and antioxidant ability. The aim of present study was to identify the anti-cancer and anti-inflammatory activities of Curcuma zedoaria at the extract level, fraction level, and finally investigated activities of effective component and its molecular mechanism. The cell viability assay was performed to confirm the cytotoxic effect on AGS human gastric carcinoma cells. The survival rate of AGS cells was significantly decreased from 100 μg/mL of CZ(Curcuma zedoaria) methanol extract. In addition, Raw 264.7 macrophage cells were subjected to cell cytotoxicity assay to determine the concentration of CZ methanol extract that did not show cytotoxicity, and then the nitric oxide(NO) assay was carried out. The LPS-induced NO production was significantly inhibited by the co-treatment of 10 μg/mL of CZ methanol extract. The CZ methanol extract was divided into four fractions: n-hexane, chloroform, ethyl acetate, and n-butanol. The gastric cancer cell viability was found to be reduced at the lowest concentration of 100 μg/mL CZ n-hexane fraction. Anti-inflammatory activity was also observed at a concentration of 5 μg/mL CZ n-hexane fraction of CZ MeOH extract as compared with the other fractions, and solvent-solvent separation was carried out to identify the active fraction that containing main active compounds. Five compounds were isolated and identified from n-hexane fractions that exerted the strongest anti-cancer and anti-inflammatory activities. As a result, it was confirmed that isoprocurcumenol was found in BCH 30, germacrone in BCH 48, curzerenone in BCH 51, curcumenol in BCH 76, and curcuzedoalide in BCH 833 sub-fractions, respectively. Among them, curcuzedoalide showed the strongest effect with 100 μM and 6.25 μM of gastric cancer cell death and NO reducing ability, respectively. Finally, Western blot analysis was performed to identify the mechanism of active ingredient of CZ MeOH extract on apoptosis and the anti-inflammatory action. Curcuzedoalide inhibited AGS human gastirc cancer cell viability by activating cleavage of caspases and PARP that are representative markers for apoptosis. The pro-apoptotic Bax protein expression was also increased after co-treatment with curcuzedoalide. In addition, anti-inflammatory effect of curcuzedoalide was mediated through the inhibition of iNOS and COX-2 expression in RAW 264.7 macrophages. Future studies will be conducted including in vivo experiments to confirm the molecular mechanism for anti-cancer and anti-inflammatory activities of Curcuma zedoaria Roscoe. Key words : Curcuma zedoaria Roscoe, Gastric, Anti-cancer, Anti-inflammatory, Apoptosis, Nitric oxide.
ABSTRACT The Study of Molecular Mechanism for Anti-cancer and Anti-inflammatory Activities of Curcuma zedoaria Roscoe Jung, Eun Bee Supervised by Hwang, Gwi Seo Dept of Preventive Medicine, College of Korean Medicine, Graduate School of Gachon University Curcuma zedoaria Roscoe is a perennial herbaceous plant belonging to Zingiberaceae, also known as white turmeric or zedoaria. It was widely used as a medicinal herb by using the root stem as it is, or steamed it, and then crushing it. The efficacies of Curcuma zedoaria includes anti-microbial, anti-fungal, anti-allergic, anti-ulcer, liver protection, anti-inflammatory, antimutagenic and antioxidant ability. The aim of present study was to identify the anti-cancer and anti-inflammatory activities of Curcuma zedoaria at the extract level, fraction level, and finally investigated activities of effective component and its molecular mechanism. The cell viability assay was performed to confirm the cytotoxic effect on AGS human gastric carcinoma cells. The survival rate of AGS cells was significantly decreased from 100 μg/mL of CZ(Curcuma zedoaria) methanol extract. In addition, Raw 264.7 macrophage cells were subjected to cell cytotoxicity assay to determine the concentration of CZ methanol extract that did not show cytotoxicity, and then the nitric oxide(NO) assay was carried out. The LPS-induced NO production was significantly inhibited by the co-treatment of 10 μg/mL of CZ methanol extract. The CZ methanol extract was divided into four fractions: n-hexane, chloroform, ethyl acetate, and n-butanol. The gastric cancer cell viability was found to be reduced at the lowest concentration of 100 μg/mL CZ n-hexane fraction. Anti-inflammatory activity was also observed at a concentration of 5 μg/mL CZ n-hexane fraction of CZ MeOH extract as compared with the other fractions, and solvent-solvent separation was carried out to identify the active fraction that containing main active compounds. Five compounds were isolated and identified from n-hexane fractions that exerted the strongest anti-cancer and anti-inflammatory activities. As a result, it was confirmed that isoprocurcumenol was found in BCH 30, germacrone in BCH 48, curzerenone in BCH 51, curcumenol in BCH 76, and curcuzedoalide in BCH 833 sub-fractions, respectively. Among them, curcuzedoalide showed the strongest effect with 100 μM and 6.25 μM of gastric cancer cell death and NO reducing ability, respectively. Finally, Western blot analysis was performed to identify the mechanism of active ingredient of CZ MeOH extract on apoptosis and the anti-inflammatory action. Curcuzedoalide inhibited AGS human gastirc cancer cell viability by activating cleavage of caspases and PARP that are representative markers for apoptosis. The pro-apoptotic Bax protein expression was also increased after co-treatment with curcuzedoalide. In addition, anti-inflammatory effect of curcuzedoalide was mediated through the inhibition of iNOS and COX-2 expression in RAW 264.7 macrophages. Future studies will be conducted including in vivo experiments to confirm the molecular mechanism for anti-cancer and anti-inflammatory activities of Curcuma zedoaria Roscoe. Key words : Curcuma zedoaria Roscoe, Gastric, Anti-cancer, Anti-inflammatory, Apoptosis, Nitric oxide.
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