느릅나무 근피 추출물에 의한 인체 암세포 증식 및 DNA 합성 억제효과 Effect of Extracts from Root Bark of Ulmus parvifolia on Inhibition of Growth and DNA Synthesis of Human Cancer Cells.원문보기
인체 암세포계(MG-63 골육암 세포, HT-29 인체 결장암세포, K-562 백혈암세포)를 이용하여 느릅나무 근피 메탄올 추출물, 열탕 추출물 및 즙액에 의한 암세포 성장에 미치는 효과를 검토하였다. 느릅나무 근피 메탄올 추출물, 열탕 추출물 및 즙액은 낮은 농도에서부터 인체 골육암 세포의 증식을 억제시켰다. 인체 결장암세포와 백혈암세포에서도 느릅나무 근피 메탄올 추출물, 열탕 추출물 및 즙액은 낮은 농도인 1 mg/ml에서부터 활성을 나타내어 40% 이상으로 암세포 증식 억제효과를 나타내어 앞서의 MG-63 골육암 세포에서 보다 그 증식 억제효과가 높은 것으로 나타났다. 느릅나무 근피 메탄올 추출물, 열탕 추출물 및 즙액을 골육암과 결장암세포에 투여한 2일 후에 세포내의 DNA 합성에 미치는 영향을 측정한 결과, 농도 의존적으로 암세포의 DNA 합성을 저해하는 것을 살펴 볼 수가 있었다. 따라서 느릅나무 근피 추출물은 인체 암세포 증식을 크게 억제하였으며 열탕 추출물에서도 항암활성 효과를 보여 느릅나무 근피 유래 생리활성 물질은 열에 안정한 것으로 여겨진다.
인체 암세포계(MG-63 골육암 세포, HT-29 인체 결장암세포, K-562 백혈암세포)를 이용하여 느릅나무 근피 메탄올 추출물, 열탕 추출물 및 즙액에 의한 암세포 성장에 미치는 효과를 검토하였다. 느릅나무 근피 메탄올 추출물, 열탕 추출물 및 즙액은 낮은 농도에서부터 인체 골육암 세포의 증식을 억제시켰다. 인체 결장암세포와 백혈암세포에서도 느릅나무 근피 메탄올 추출물, 열탕 추출물 및 즙액은 낮은 농도인 1 mg/ml에서부터 활성을 나타내어 40% 이상으로 암세포 증식 억제효과를 나타내어 앞서의 MG-63 골육암 세포에서 보다 그 증식 억제효과가 높은 것으로 나타났다. 느릅나무 근피 메탄올 추출물, 열탕 추출물 및 즙액을 골육암과 결장암세포에 투여한 2일 후에 세포내의 DNA 합성에 미치는 영향을 측정한 결과, 농도 의존적으로 암세포의 DNA 합성을 저해하는 것을 살펴 볼 수가 있었다. 따라서 느릅나무 근피 추출물은 인체 암세포 증식을 크게 억제하였으며 열탕 추출물에서도 항암활성 효과를 보여 느릅나무 근피 유래 생리활성 물질은 열에 안정한 것으로 여겨진다.
Growth and DNA synthesis inhibitory effects of extracts from root bark of Ulmus parvifolia on MG-63 human osteosarcoma cells, HT-29 human colon cancer cells and K-562 leukemia cancer cells were studied. The root bark extract of Ulmus parvifolia was extracted with methanol, hot water and juice. The m...
Growth and DNA synthesis inhibitory effects of extracts from root bark of Ulmus parvifolia on MG-63 human osteosarcoma cells, HT-29 human colon cancer cells and K-562 leukemia cancer cells were studied. The root bark extract of Ulmus parvifolia was extracted with methanol, hot water and juice. The methanol extract showed the highest inhibitory effect on growth of MG-63, HT-29 and K-562 cancer cells by >85%. The treatment of hot water and juice extracts from root bark of Ulmus parvifolia also inhibited growth of the above cancer cells with increasing concentration. DNA synthesis of MG-63 and HT-29 cancer cells was significantly inhibited by adding methanol, hot water and juice extracts from root bark of Ulmus parvifolia with increasing concentration, showing that the inhibitory effect of growth was more effective on HT-29 cancer cells. These results suggest that the methanol extract from root bark of Ulmus parvifolia may have specific active com-pounds on anticancer effect. The hot water extract also showed a strong inhibitory effect on growth of cancer cells, indicating that the active compounds may be stable to heat.
Growth and DNA synthesis inhibitory effects of extracts from root bark of Ulmus parvifolia on MG-63 human osteosarcoma cells, HT-29 human colon cancer cells and K-562 leukemia cancer cells were studied. The root bark extract of Ulmus parvifolia was extracted with methanol, hot water and juice. The methanol extract showed the highest inhibitory effect on growth of MG-63, HT-29 and K-562 cancer cells by >85%. The treatment of hot water and juice extracts from root bark of Ulmus parvifolia also inhibited growth of the above cancer cells with increasing concentration. DNA synthesis of MG-63 and HT-29 cancer cells was significantly inhibited by adding methanol, hot water and juice extracts from root bark of Ulmus parvifolia with increasing concentration, showing that the inhibitory effect of growth was more effective on HT-29 cancer cells. These results suggest that the methanol extract from root bark of Ulmus parvifolia may have specific active com-pounds on anticancer effect. The hot water extract also showed a strong inhibitory effect on growth of cancer cells, indicating that the active compounds may be stable to heat.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 인체 암세포계(MG-63 골육암 세포, HT-29 결장암세포, K-562 백혈암세포)를 이용하여 느릅나무근피 메탄올 추출물, 열탕 추출물 및 즙액에 의한 암세포 성장에 미치는 효과를 검토하였다. MG-63 인체 골육 암세포를 이용하여 항암효과를 실험한 결과(Fig.
따라서 지금까지 선행된 느릅나무에 관한 연구에서 암세포 증식 억제효과에 관해서는 아직 미비한 실정이므로 본 연구에서는 여러가지 인체 암세포들을 이용한 암세포 증식 억제 실험과 DNA 합성 저해 실험을 통하여 느릅나무 근피 메탄올 및 열탕 추출물, 즙액에 의한 인체 암세포 성장 억제 효과를 검토하였다.
제안 방법
암세포 배양과 동일한 방법으로 배양하되 원심분리 한 후집적된 암세포를 골고루 분산되도록 잘 혼합하여 24시간well plate 에 20, 000 cells/ml의 농도를 seeding하여 하룻밤배양하였다. 각 시료 유기용매 추출물을 첨가하여 2일 마다 배지로 교체해서 배양 6일 후에 증식된 세포를 0.05% trypsin-0.02% EDTA로 분리하여 각 세포수를 hemocytometer로측정하여 대조군과 비교하여 암세포 성장 억제효과를 관찰하였다[8, 17, 19, 20]. DNA 합성 저해 효과 실험은 각 시료 유기용매 추출물을 첨가하여 배 양 48시간 후에 3 nCi/ml의 [Mthymidine이 표지화된 배지로 교체한 후 2시간 동안 배양한 후표시화된 배지를 제거하고 고형성분을 1 ml의 PBS로 2번 씻은 다음 1 ml의 5% cold TCA를 첨가하여 40℃에서 냉장 방치하였다.
coreana Uyeki)의 근피를사용하였다. 느릅나무로부터 채취한 근피를 음건하여 분쇄한 후 시료 중량의 2배의 메탄올을 첨가하여 3회 주줄하고회전식 진공 농축기(Bilchi, Switzerland)를 이용하여 용매를완전히 제 거하였다. 또한 분쇄한 느릅나무 근피를 물로 3시간 가열하여 열탕 추출물을 얻어 동결 건조하여 사용하였고 느릅나무 근피의 즙액을 얻기 위하여 상온에서 물로 추출한 후 점성이 있는 액을 취하여 동결 건조하였다.
느릅나무로부터 채취한 근피를 음건하여 분쇄한 후 시료 중량의 2배의 메탄올을 첨가하여 3회 주줄하고회전식 진공 농축기(Bilchi, Switzerland)를 이용하여 용매를완전히 제 거하였다. 또한 분쇄한 느릅나무 근피를 물로 3시간 가열하여 열탕 추출물을 얻어 동결 건조하여 사용하였고 느릅나무 근피의 즙액을 얻기 위하여 상온에서 물로 추출한 후 점성이 있는 액을 취하여 동결 건조하였다. 이상의 시료들은 dimethyl sulfoxide (DMSO) 용액에 녹여 사용하였고세포배지로 필요한 농도로 희석하여 실험에 사용하였다.
MG-63, HT-29 및 K-562 암세포들을 100 units/ml의 penicillin-streptomycin과 10% FCS가 함유된 DMEM 배지를 사용하여 37℃, 5% CO2 incubator에서 배양하였다. 배양 중인 세포를 1주일에 2번 refeeding하고 1주일후 phosphate buffered saline (PBS)으로 세척한 뒤 0.05% trypsin-0.02% EDTA (Gibco Co., USA)로 부착된 세포를 분리하여 원심분리 한 후 집적된 암세포에 배지를 넣고 피펫으로 암세포가 골고루 분산되도록 잘 혼합하여 75 mm3 cell culture flask에 10 ml 씩 일정수 분할하여 주입 하고 계속 6-7일마다 계대 배양하면서 실험에 사용하였다. 계대 배양 시각각의 passage number를 기록하였고 passage number 가10회 이상일 때는 새로운 암세포를 액체 질소 탱크로부터 꺼내어 다시 배양하여 실험하였다.
암세포 증식 저해와 세포 내의 DNA 합성 저해 사이에 연관성이 있을 것으로 예상되어져 MG-63 인체 골육암세포와 HT-29 인체 결장암세포를 이용하여 암세포의 DNA 합성 저해 효과를 배양 2일 후 liquid scintillation counter를 이용하여 측정한 결과는 Table 1과 같다. 느릅나무 근피 메탄올 추출물 5 mg/ml, 10 mg/ml, 20 mg/ml 첨가농도에서 각각 54%, 81%, 91%의 DNA 합성이 감소되는 것을 관찰하였고느릅나무 근피 열탕 추출물 5 mg/ml, 10 mg/ml, 20 mg/ml 농도에서 각각 36%, 77%, 88%의 DNA 합성 저해효과를 가지는 것으로 나타났다.
인체 암세포겨)(MG-63 골육암 세포, HT-29 인체 결장 암세포, K-562 백 혈암세포)를 이용하여 느릅나무 근피 메 탄올 추출물, 열탕 추출물 및 즙액에 의한 암세포 성장에 미치는 효과를 검토하였다. 느릅나무 근피 메탄올 추출물, 열탕 추출물 및 즙액은 낮은 농도에서부터 인체 골육암 세포의 증식을 억제 시 켰다.
대상 데이터
사용하였다. MG-63, HT-29 및 K-562 암세포들을 100 units/ml의 penicillin-streptomycin과 10% FCS가 함유된 DMEM 배지를 사용하여 37℃, 5% CO2 incubator에서 배양하였다. 배양 중인 세포를 1주일에 2번 refeeding하고 1주일후 phosphate buffered saline (PBS)으로 세척한 뒤 0.
본 실험에 사용한 시료는 경남 창원시 소개동 소재의 참느릅나무 (Ulmus parvifolia Jaca. var. coreana Uyeki)의 근피를사용하였다. 느릅나무로부터 채취한 근피를 음건하여 분쇄한 후 시료 중량의 2배의 메탄올을 첨가하여 3회 주줄하고회전식 진공 농축기(Bilchi, Switzerland)를 이용하여 용매를완전히 제 거하였다.
세포배양을 위해 Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM), fetal calf serum (FCS), 0.05% trypsin-0.02% EDTA 그리고 100 unit/ml penicillin-streptomycin 을 Gibco사 (USA)로부터 구입하고 사용하였고 세포 배양은 CO2 incubator (Sanyo, model MCO96, Japan)를 사용하여 실험하였다.
한국 세포주 은행(서울의대)으로부터 인체 골육암 세포(MG-63 human osteosarcoma cells), 인체 결장암세포(HT-29 human colon cancer cell) 및 인체 백혈암 세포(K-562 human leukemia cells)를 분양받아 본 실험실에서 배양하면서 실험에 사용하였다. MG-63, HT-29 및 K-562 암세포들을 100 units/ml의 penicillin-streptomycin과 10% FCS가 함유된 DMEM 배지를 사용하여 37℃, 5% CO2 incubator에서 배양하였다.
데이터처리
a dMeans with the different letters are significantly different at the 0.05 level of significances as determined by Duncan's multiple range test.
a-f Means with the different letters are significantly different at the 0.05 level of significances as determined by Duncan's multiple range test.
실험결과는 Mean ± SD로 나타내었고 분석된 실험 데이터는 대조군과 각 시료로부터 얻은 실험 자료로부터 one-way ANOVA를 실시하여 유의성이 있을 경우에 post-hoc test로 Duncan's mutiple range test를 실시하여 p<0.05 수준에서 유의성을 검증하였다.
성능/효과
미치는 효과를 검토하였다. MG-63 인체 골육 암세포를 이용하여 항암효과를 실험한 결과(Fig. 1), 느릅나무 근피 메탄올 추출물의 경우 첨가농도 1 mg/ml에서부터 61%의 높은 억제효과를 나타내었고 농도 의존적으로 증식 억제 효과가 높았으며 첨가농도 20 mg/ml에서는 96%의 억제 효과를 나타내었다. 느릅나무 근피 열탕 추출물은 첨가농도 1 mg/ml에서 29%로 낮은 억제효과를 나타내었으나 첨가농도 20 mg/ml에서는 95%의 억제효과를 나타내었다.
배양 2일 후 liquid scintillation counter를 이용하여 측정한 결과는 Table 1과 같다. 느릅나무 근피 메탄올 추출물 5 mg/ml, 10 mg/ml, 20 mg/ml 첨가농도에서 각각 54%, 81%, 91%의 DNA 합성이 감소되는 것을 관찰하였고느릅나무 근피 열탕 추출물 5 mg/ml, 10 mg/ml, 20 mg/ml 농도에서 각각 36%, 77%, 88%의 DNA 합성 저해효과를 가지는 것으로 나타났다. 즙액의 경우, 이상의 두 추출물들에비해 다소 떨어지는 저해효과를 보였으나 첨가농도 20 mg/ ml에서는 81%의 저해효과를 나타내었다.
인체 결장암세 포와 백혈암세포에서도 느릅나무근피 메탄올 추출물, 열탕 추출물 및 즙액은 낮은 농도인 1 mg/ml에서부터 활성을 나타내어 40%이상으로 암세포 증식억제 효과를 나타내어 앞서의 MG-63 골육암 세포에서 보다그 증식 억제효과가 높은 것으로 나타났다. 느릅나무 근피 메탄올 추출물, 열탕 추출물 및 즙액을 골육암과 결장 암세포에 투여한 2일 후에 세포내의 DNA 합성에 미치는 영향을 측정한 결과, 농도 의존적으로 암세포의 DNA 합성을 저해하는 것을 살펴 볼 수가 있었다. 따라서 느릅나무 근피 추출물은 인체 암세포 증식을 크게 억제하였으며 열탕 추출물에서도 항암활성 효과를 보여 느릅나무 근피 유래 생리활성 물질은 열에 안정한 것으로 여겨진다.
Table 2는 인체 결장암세포를 이용하여 느릅나무 근피 메탄올 추출물, 열탕 추출물 및 즙액에 의한 암세포 DNA 합성 저해효과를 검토한것이다. 느릅나무 근피 메탄올 추출물은 농도에 의존적으로그 저해효과가 증가하였으며 첨가농도 20 mg/ml 농도에서 97%의 높은 저해효과를 보였다. 느릅나무 근피 열탕 추출물은 20 mg/ml 첨가농도에서 94%의 저해효과가 나타났는데 MG-63 골육암세포에 비해서 DNA 합성 저해효과가 높았음을 관찰할 수 있었다.
느릅나무 근피 메탄올 추출물은 농도에 의존적으로그 저해효과가 증가하였으며 첨가농도 20 mg/ml 농도에서 97%의 높은 저해효과를 보였다. 느릅나무 근피 열탕 추출물은 20 mg/ml 첨가농도에서 94%의 저해효과가 나타났는데 MG-63 골육암세포에 비해서 DNA 합성 저해효과가 높았음을 관찰할 수 있었다. 즙액의 경우도 낮은 농도에서는 저해효과가 낮았으나 첨가농도 20 mg/ml에서는 92%의 저해효과를 보였다.
2는 인체 결장암세포인 HT-29를 이용하여 느릅나무 근피 추출물들이 암세포 성장에 미치는 영향을 살펴 본 것이다. 느릅나무 근피의 메탄올 추출물, 열탕 추출물 및 즙액은 낮은 농도인 1 mg/ml에서부터 활성을 나타내어 50% 이상의 암세포 증식 억제효과를 나타내어 앞서의 MG-63 골육암 세포에서 보다 그 증식 억제효과가 높은 것으로 나타났다. 인체 백혈암 세포인 K-562의 경우, 느릅나무 근피 메탄올 추출물은 첨가농도 1 mg/ml에서부터 48%의 억제효과를 나타내었고 농도의 증가와 더불어 그 증식 억 제효과가 컸으며 첨가농도 20 mg/ml에서는 87%의 억제효과를 나타내었다.
느릅나무 근피 메탄올 추출물, 열탕 추출물 및 즙액을 골육암과 결장 암세포에 투여한 2일 후에 세포내의 DNA 합성에 미치는 영향을 측정한 결과, 농도 의존적으로 암세포의 DNA 합성을 저해하는 것을 살펴 볼 수가 있었다. 따라서 느릅나무 근피 추출물은 인체 암세포 증식을 크게 억제하였으며 열탕 추출물에서도 항암활성 효과를 보여 느릅나무 근피 유래 생리활성 물질은 열에 안정한 것으로 여겨진다.
느릅나무 근피 메탄올 추출물, 열탕 추출물 및 즙액은 낮은 농도에서부터 인체 골육암 세포의 증식을 억제 시 켰다. 인체 결장암세 포와 백혈암세포에서도 느릅나무근피 메탄올 추출물, 열탕 추출물 및 즙액은 낮은 농도인 1 mg/ml에서부터 활성을 나타내어 40%이상으로 암세포 증식억제 효과를 나타내어 앞서의 MG-63 골육암 세포에서 보다그 증식 억제효과가 높은 것으로 나타났다. 느릅나무 근피 메탄올 추출물, 열탕 추출물 및 즙액을 골육암과 결장 암세포에 투여한 2일 후에 세포내의 DNA 합성에 미치는 영향을 측정한 결과, 농도 의존적으로 암세포의 DNA 합성을 저해하는 것을 살펴 볼 수가 있었다.
후속연구
이상의 결과로부터 느릅나무 근피 추출물은 인체 암세포의 증식을 크게 억제시켰으며 이러한 억제효과는 DNA 합성저해 실험에서도 확인할 수가 있었으며 특히 느릅나무 근피 메탄올 추출물의 효과가 컸으므로 향후 극성이 다른 용매로 더욱 더 분획하여 각각의 분획물들의 생리활성을 검토하여 느릅나무 뿌리 껍질로부터 항암효과를 가지는 물질의 분리가 필요하다고 여겨진다.
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