[논문]더덕 추출물의 항돌연변이 및 항종양 효과

김수현; 최현진; 정미자; 최승필; 함승시

doi:10.3746/jkfn.2009.38.10.1295

더덕 추출물의 항돌연변이 및 항종양 효과
Antimutagenic and Antitumor Effects of Codonopsis lanceolata Extracts 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.38 no.10, 2009년, pp.1295 - 1301

김수현 (강원대학교 생명공학부) , 최현진 (강원대학교 생명공학부) , 정미자 (강원대학교 BK21 사업단(뉴트라슈티컬 바이오)) , 최승필 (연변대학농학원 식품과학부) , 함승시 (강원대학교 생명공학부)

초록
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본 연구는 더덕의 돌연변이원성, 항돌연변이원성, 세포독성, 항종양 효과를 조사하기 위해서 수행되었다. 더덕을 70% 에탄올로 추출하여 추출용매에 따라 핵산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부탄올과 물 층으로 분획하였다. Ames test assay, SRB assay와 sarcoma-180 세포를 이용한 항종양 실험을 실시하였다. Ames test 결과, 더덕 에탄올 추출물은 돌연변이원성을 나타내지 않았다. 더덕 에틸아세테이트분획물은(200 ${\mu}g$/plate) 4NQO에 대하여 S. Typhimurium TA98과 TA100에서 각각 72.1% 및 67.0%의 억제율을 나타내었으며, MNNG에 대한 S. Typhimurium TA100은 69.6%의 억제율을 나타내었다. 더덕 추출물 및 분획물의 암세포성장 억제효과를 살펴보기 위해 인간 자궁경부암세포(HeLa), 인간 간암세포(HepG2), 인간 유방암세포(MCF-7), 인간 폐암세포(A549) 및 인간 신장정상세포(293)를 사용하였다. 더덕 에틸아세테이트 분획물을 1 mg/mL의 농도로 처리하였을 때 각각 74.5%(HeLa), 70.7%(MCF-7) 및 80.3%(A549)의 가장 높은 억제활성을 나타내었다. 반면에 인간 정상 신장세포(293)에서는 2$\sim$31%의 세포독성을 나타내었다. In vivo에서 더덕 추출물 및 분획물의 항암 효과를 검토하기 위하여 Balb/c 마우스에 sarcoma-180 종양세포로 고형암을 유발시켰다. 그 결과 더덕 에틸아세테이트 분획물의 최고농도 50 mg/kg에서 56.4%의 고형암 성장 억제 효과를 나타내었고, 이는 다른 추출물 및 분획물 중에서 가장 높은 억제율이었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was carried out to investigate the mutagenic, antimutagenic, cytotoxicity and antitumor effect of Codonopsis lanceolata (CL). CL was extracted with 70% ethanol and then further fractionated to hexane, chloroform, ethyl acetate, butanol and water. Antimutagenic, cytotoxicity and antitumor effects of CL extracts were measured by using Ames test, SRB method, and the tumor growth inhibition test. CL extracts did not show any mutagenicity in the Ames test; however, 70% ethanol extracts and its fractions had strong antimutagenic effects against mutation induced by N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (MNNG) and 4-nitroquinoline-1-oxide (4NQO). The ethyl acetate fraction of CL (200 ${\mu}g$/plate) showed approximately 72.1% inhibitory effect on the mutagenesis induced by 4NQO against TA98 strain, whereas 69.6% and 67.0% inhibitions were observed on the mutagenesis induced by MNNG and 4NQO against TA100 strain. In anticancer effects, the cytotoxicity of CL extract and its fractions against cancer cell lines including human cervical adenocarcinoma (HeLa), human hepatocellular carcinoma (HepG2), human breast adenocarcinoma (MCF-7), human lung carcinoma (A549) and transformed primary human embryo kidney (293) were investigated. The treatment of 1 mg/mL CL ethyl acetate fraction had the highest cytotoxicity of 74.5%, 70.7% and 80.3% against HeLa, MCF-7 and A549 cells, respectively. In contrast, the extract and its fractions showed only 2$\sim$31% cytotoxicity for a normal human kidney cell line (293). In vivo anticancer effect of CL extract was tested using Balb/c mice transplanted sarcoma-180 cells. CL ethyl acetate fraction showed the highest inhibition rate of 56.4% at the 50 mg/kg concentration.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 더덕의 다양한 생리활성을 검토하기 위한 계획의 일환으로 먼저 돌연변이원성 및 항돌연변이원성을 규명하고 in vitro 및 in vivo에서의 항암효과를 검색함으로써 기능성식품 개발의 가능성을 살펴보는데 그 목적이 있다.
본 연구는 더덕의 돌연변이원성, 항돌연변이원성, 세포독성, 항종양 효과를 조사하기 위해서 수행되었다. 더덕을 70% 에탄올로 추출하여 추출용매에 따라 핵산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부탄올과 물 층으로 분획하였다.

가설 설정

2)NS: not significant.
2)Values not sharing common superscript letter in column were significantly different at p<0.05.
05. ³⁾NS: not significant.

제안 방법

10% fetal bovine serum 및 각각의 암세포들인 인간 자궁경부암세포(HeLa), 인간 간암세포(HepG2), 인간 유방암세포(MCF-7), 인간 폐암세포(A549)와 인간 신장정상세포(293)를 함유하는 RPMI 1640 및 DMEM 배지를 5×104 cells/mL 농도로 100 μL씩 각 well에 첨가하여 24시간 동안 배양(37℃, 5% CO2 incubator)시킨 후 배지에 녹인 시료를 0.25, 0.5, 0.75, 1.0 mg/mL 농도로 100 μL씩 첨가하여 48시간 동안 다시 배양하였다.
감압여과 장치에서 뜨거운 상태로 여과한 후 감압농축기를 사용하여 추출용매를 제거한 다음 농축물을 얻었다. 70% 에탄올로 추출하여 얻은 농축물을 용매의 극성 차이에 따라 분리를 행하여 핵산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부탄올 및 물 층의 순서로 다섯 가지 분획물을 제조하였다. 분리된 각각의 용매 추출물은 감압 농축하여 용매를 제거한 후 동결 건조하여 실험에 사용하였다.
After implantation of S-180 cells (6×106 cells/mouse), all mice were injected with PBS (phosphate buffered solution, control) or CL ethanol extract, hexane fraction, chloroform fraction, ethyl acetate fraction, butanol fraction and aqueous fraction, respectively every day for 20 days.
더덕을 70% 에탄올로 추출하여 추출용매에 따라 핵산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부탄올과 물 층으로 분획하였다. Ames test assay, SRB assay와 sarcoma-180 세포를 이용한 항종양 실험을 실시하였다. Ames test 결과, 더덕 에탄올 추출물은 돌연변이원성을 나타내지 않았다.
21573) 그리고 mouse sarcoma cell line(sarcoma-180)은 Korea Cell Line Bank(KCLB)로부터 구입하여 사용하였다. HeLa, HepG2, MCF-7 및 293 세포주는 DMEM 배지를 A549 세포주는 RPMI 1640 배지를 이용하여 10% fetal bovine serum, 37℃, 5% CO₂에 적응시켜 각각 배양시켰다.
반면에 인간 정상 신장세포(293)에서는 2～31%의 세포독성을 나타내었다. In vivo에서 더덕 추출물 및 분획물의 항암 효과를 검토하기 위하여 Balb/c 마우스에 sarcoma-180 종양세포로 고형암을 유발시켰다. 그 결과 더덕 에틸아세테이트 분획물의 최고농도 50 mg/kg에서 56.
본 실험에 사용한 더덕(Codonopsis lanceolata)은 2007년 구룡제약(주)(Cheolwon, Korea)으로부터 분말형태로 제공 받아 시료 중량의 10배인 70% 에탄올을 첨가하고 80℃에서 8시간 동안 3회 추출하였다. 감압여과 장치에서 뜨거운 상태로 여과한 후 감압농축기를 사용하여 추출용매를 제거한 다음 농축물을 얻었다. 70% 에탄올로 추출하여 얻은 농축물을 용매의 극성 차이에 따라 분리를 행하여 핵산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부탄올 및 물 층의 순서로 다섯 가지 분획물을 제조하였다.
건열 멸균시킨 glass cap tube에 추출물들을 각각의 농도별로 50 μL씩 첨가하고 변이원 물질을 각각 50 μL씩 첨가하였다.
결합되지 않은 SRB 염색액은 1%(v/v) acetic acid 용액으로 네 번 정도 헹구어, 다시 건조시킨 후 10 mM Tris buffer 100 μL로 염색제를 충분히 녹인 후 540 nm에서 Micro-Reader(Mdecular Devieces, Sunnyvale, CA, USA)로 흡광도를 측정하였으며, 실험은 3회 반복하여 평균값을 결과에 이용하였다.
고형암 성장억제 실험은 각 군당 6마리의 마우스의 왼쪽 서혜부(left groin)에 sarcoma-180 종양세포 부유액 0.2 mL(6×106 cells/mouse)씩을 피하 이식하고, 24시간 후부터 20일간 매일 1회씩 PBS에 녹인 시료 용액 200 μL를 복강으로 투여하였다.
이것을 37℃에서 20분간 진탕 배양한 다음 상기의 돌연변이원성 실험과 같은 방법으로 실험하여 생성된 복귀돌연변이 colony수를 측정하여 항돌연변이원성 유무를 판정하였다. 더덕 추출물과 변이원물질의 농도는 예비실험을 통하여 결정하였으며 항돌연변이 활성은 변이원물질의 활성에 대한 시료의 억제율(inhibition, %)로 나타내었다.
본 연구는 더덕의 돌연변이원성, 항돌연변이원성, 세포독성, 항종양 효과를 조사하기 위해서 수행되었다. 더덕을 70% 에탄올로 추출하여 추출용매에 따라 핵산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부탄올과 물 층으로 분획하였다. Ames test assay, SRB assay와 sarcoma-180 세포를 이용한 항종양 실험을 실시하였다.
본 실험에 사용한 실험동물은 웅성 Balb/c 마우스로 체중이 25 g 전후의 것을 샘타코(주)(Osan, Korea)에서 분양받아 강원대학교 생명공학부 동물사육실에서 일주일간 적응시켜 사용 하였으며, 각각의 실험군 당 6마리를 사용하였다. 동물사육실 실험조건은 온도 21～26℃, 습도 45～55%로 유지시켰으며, 조명은 오전 9시에 자동 점등, 오후 9시에 자동 소등하여 12시간 간격으로 조명을 조절하였다. 사료는 삼양유지사료(주)의 마우스용 배합사료(조단백질 22.
본 실험에서는 인간 자궁암세포(HeLa), 인간 간암세포(HepG2), 인간 유방암세포(MCF-7), 인간 폐암세포(A549)와 인간의 정상신장세포(293)를 사용하여 더덕 추출물 및 분획물에 대한 인간 암세포 성장 억제효과를 SRB assay 방법으로 조사하였다(Table 2). SRB assay는 미국 국립 암연구소에서 많이 사용되는 방법으로써 특히 항암제를 대량 및 신속하게 검토할 수 있는 장점이 있어 단시간에 1,000개 이상의 항암제를 가지고 60종류의 인체 암세포에 대한 효과를 알아볼 수 있으며 주위 환경 변화에 덜 민감하고 중간 대사물에 영향을 받지 않는 안정한 end point를 제공해 주는 것으로 알려져 있다(28).
2 M sodium phosphate buffer를 가하여 최종 부피가 700 μL가 되도록 하였다. 이것을 37℃에서 20분간 진탕 배양한 다음 상기의 돌연변이원성 실험과 같은 방법으로 실험하여 생성된 복귀돌연변이 colony수를 측정하여 항돌연변이원성 유무를 판정하였다. 더덕 추출물과 변이원물질의 농도는 예비실험을 통하여 결정하였으며 항돌연변이 활성은 변이원물질의 활성에 대한 시료의 억제율(inhibition, %)로 나타내었다.
4)로 전체량이 700 μL가 되도록 하였다. 이것을 37℃에서 30분간 preincubation한 다음 histidine/biotin이 첨가된 top agar를 2 mL씩 가하여 잘 혼합한 후에 미리 조제해놓은 minimal glucose agar plate상에 도말하고 평판 고화시켜 37℃에서 48시간 배양하여 생긴 복귀돌연변이(His+ revertants colony) 수를 측정하여 돌연변이원성의 유무를 판정하였다.
2 mL(6×10⁶ cells/mouse)씩을 피하 이식하고, 24시간 후부터 20일간 매일 1회씩 PBS에 녹인 시료 용액 200 μL를 복강으로 투여하였다. 종양세포 이식 26～30일째 되는 날 치사시켜 생성된 고형암을 적출하고 그 무게를 측정한 후 다음 식에 따라 종양성장 저지 백분율(tumor growth inhibition ratio, I.R.: %)을 계산하였다.
추출물을 미리 건열 멸균시킨 glass cap tube에 각각 50 μL씩 가하고 여기에 전 배양시킨 균액 100 μL를 가한 다음 0.2 M sodium phosphate buffer(pH 7.4)로 전체량이 700 μL가 되도록 하였다.
항돌연변이원성을 검토하기 위하여 Ames test에서 양성 반응을 나타내며, 직접변이원 물질로 알려진 MNNG와 4NQO를 사용하여 각각의 농도에 따른 항돌연변이원성을 검토하였다. MNNG는 직접 돌연변이원으로 체내에서 alkyldiazo hydroxide와 같은 높은 reactive electrophiles로 분해된 후 alkylation을 생성하여 DNA 염기의 nucleophilic site를 공격하여 alkylation을 일으킨다.

대상 데이터

6%의 억제율을 나타내었다. 더덕 추출물 및 분획물의 암세포 성장 억제효과를 살펴보기 위해 인간 자궁경부암세포(HeLa), 인간 간암세포(HepG2), 인간 유방암세포(MCF-7), 인간 폐암세포(A549) 및 인간 신장정상세포(293)를 사용하였다. 더덕 에틸아세테이트 분획물을 1 mg/mL의 농도로 처리하였을 때 각각 74.
본 실험에 사용한 더덕(Codonopsis lanceolata)은 2007년 구룡제약(주)(Cheolwon, Korea)으로부터 분말형태로 제공 받아 시료 중량의 10배인 70% 에탄올을 첨가하고 80℃에서 8시간 동안 3회 추출하였다. 감압여과 장치에서 뜨거운 상태로 여과한 후 감압농축기를 사용하여 추출용매를 제거한 다음 농축물을 얻었다.
본 실험에 사용한 실험동물은 웅성 Balb/c 마우스로 체중이 25 g 전후의 것을 샘타코(주)(Osan, Korea)에서 분양받아 강원대학교 생명공학부 동물사육실에서 일주일간 적응시켜 사용 하였으며, 각각의 실험군 당 6마리를 사용하였다. 동물사육실 실험조건은 온도 21～26℃, 습도 45～55%로 유지시켰으며, 조명은 오전 9시에 자동 점등, 오후 9시에 자동 소등하여 12시간 간격으로 조명을 조절하였다.
동물사육실 실험조건은 온도 21～26℃, 습도 45～55%로 유지시켰으며, 조명은 오전 9시에 자동 점등, 오후 9시에 자동 소등하여 12시간 간격으로 조명을 조절하였다. 사료는 삼양유지사료(주)의 마우스용 배합사료(조단백질 22.1%, 조지방 3.5%, 조섬유 5.0%, 회분 8.0%, 칼슘 0.6%, 인 0.4%)를 사용하였고, 물은 증류수를 공급하였으며 사료와 물을 자유롭게 먹도록 하였다.
세포배양에 필요한 배지로 RPMI 1640과 Dulbecco's modified eagle's medium(DMEM) 및 Hepes buffer, fetal bovine serum(FBS), trypsin-EDTA는 Hyclone 사(USA)로부터 구입하였다.
그 외 추출용매인 ethanol, hexane, ethyl acetate 및 butanol 등의 유기 용매는 특급시약을 사용하였다. 실험에 사용한 암세포주인 인간 자궁경부암세포 HeLa(Human cervical adenocarcinoma, KCLB No. 1002), 인간 간암세포 HepG2(Hepatocellular carcinoma, KCLB No. 88065), 인간 유방암세포 MCF-7(Human Breast adenocarcinoma, KCLB No. 30022), 인간 폐암세포 A549(Lung carcinoma, Human, KCLB No. 10185), 인간 신장정상세포인 293(Transformed primary human embryonal kidney, KCLB No. 21573) 그리고 mouse sarcoma cell line(sarcoma-180)은 Korea Cell Line Bank(KCLB)로부터 구입하여 사용하였다. HeLa, HepG2, MCF-7 및 293 세포주는 DMEM 배지를 A549 세포주는 RPMI 1640 배지를 이용하여 10% fetal bovine serum, 37℃, 5% CO₂에 적응시켜 각각 배양시켰다.
실험에 이용한 sarcoma-180 종양세포는 Balb/c 마우스의 복강 내에 7～10일 간격으로 계대배양 하여 보존하면서 사용하였다. 즉 실험동물의 복강 내에서 7～10일간 배양된 sarcoma-180 세포를 복수와 함께 취하고 phosphate buffered saline(PBS)과 함께 원심분리(1,200 rpm, 10 min)하여 종양세포를 분리하였다.
직접 돌연변이원(direct mutagen)으로서 4-introquinoline-1-oxide(4NQO), N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine(MNNG)은 미국 Sigma사에서 구입하여 사용하였고, 이들 변이원 물질은 dimethyl sulfoxide(DMSO)에 녹여 실험에 사용하였다.

데이터처리

2)Means with the different letters are significantly different (p<0.05) by Duncan's multiple range test.
3)Means with the different letters in the same concentration of a column are significantly different (p<0.05) by Duncan's multiple range test.
실험에서 얻어진 결과의 통계적 유의성은 SPSS(Version 10.0, SPSS, Chicago, IL, USA) program을 이용하여 실험군당 평균±표준편차로 표시하였고, 각 농도의 평균차의 통계적 유의성을 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test에 의해 검정하였다.

이론/모형

돌연변이원성 실험은 Salmonella Typhimurium의 변이주인 TA98과 TA100을 이용하여 Ames test를 개량한 preincubation(23)법으로 실시하였다. 추출물을 미리 건열 멸균시킨 glass cap tube에 각각 50 μL씩 가하고 여기에 전 배양시킨 균액 100 μL를 가한 다음 0.
세포 단백질 염색을 이용하여 세포 증식이나 독성을 측정하는 SRB(sulforhodamine B) assay(24)를 이용하여 항암 활성을 알아보았다. 10% fetal bovine serum 및 각각의 암세포들인 인간 자궁경부암세포(HeLa), 인간 간암세포(HepG2), 인간 유방암세포(MCF-7), 인간 폐암세포(A549)와 인간 신장정상세포(293)를 함유하는 RPMI 1640 및 DMEM 배지를 5×10⁴ cells/mL 농도로 100 μL씩 각 well에 첨가하여 24시간 동안 배양(37℃, 5% CO₂incubator)시킨 후 배지에 녹인 시료를 0.

성능/효과

In vivo에서 더덕 추출물 및 분획물의 항암 효과를 검토하기 위하여 Balb/c 마우스에 sarcoma-180 종양세포로 고형암을 유발시켰다. 그 결과 더덕 에틸아세테이트 분획물의 최고농도 50 mg/kg에서 56.4%의 고형암 성장 억제 효과를 나타내었고, 이는 다른 추출물 및 분획물 중에서 가장 높은 억제율이었다.
더덕 에틸아세테이트 분획물은(200 μg/plate) 4NQO에 대하여 S. Typhimurium TA98과 TA100에서 각각 72.1% 및 67.0%의 억제율을 나타내었으며, MNNG에 대한 S. Typhimurium TA100은 69.6%의 억제율을 나타내었다.
더덕 추출물 및 분획물의 암세포 성장 억제효과를 살펴보기 위해 인간 자궁경부암세포(HeLa), 인간 간암세포(HepG2), 인간 유방암세포(MCF-7), 인간 폐암세포(A549) 및 인간 신장정상세포(293)를 사용하였다. 더덕 에틸아세테이트 분획물을 1 mg/mL의 농도로 처리하였을 때 각각 74.5%(HeLa), 70.7%(MCF-7) 및 80.3%(A549)의 가장 높은 억제활성을 나타내었다. 반면에 인간 정상 신장세포(293)에서는 2～31%의 세포독성을 나타내었다.
그리고 Lim(31)은 대두 분획물 중 특히 에틸아세테이트 분획물에 의한 항돌연변이 및 항암활성 효과가 가장 높았다고 보고하였다. 따라서 본 실험에 사용된 더덕의 추출물과 분획물 중에서 가장 높은 항돌원변이원성 및 항암활성을 나타낸 에틸아세테이트 분획물은 돌연변이를 억제하기 때문에 발암의 억제로 이어지는 것이라고 추정할 수 있다. 그러나 앞으로 진행되어져야 할 연구는 에틸아세테이트 분획물 안에 어떤 성분이 함유되어 있고 또한 얼마나 함유되어져 있는지에 대한 연구가 더 진행되어져야 할 것으로 사료된다.
따라서 본 연구결과 더덕 추출물과 분획물은 항돌연변이원성, 암세포주에 대한 성장 억제효과 및 항종양효과를 확인할 수 있었으며, 특히 더덕 에틸아세테이트 분획물은 다른 분획물에 비해 가장 강한 항돌연변이원성, in vitro 및 in vivo에서 항암활성을 나타내어 질병 예방의 소재로 활용 가능성을 확인하였을 뿐만 아니라 기능성식품 개발의 가능성을 확인하였다. 그러나 더덕의 어떤 성분이 항돌연변이원성, in vitro 및 in vivo에서 암세포 성장 억제에 영향을 미치는가에 대한 연구가 계속 필요하며 또한 더덕에 의한 직접적인 종양 생성 억제 또는 TNF(tumor necrosis factor)와 같은 물질을 유도하여 면역계의 메커니즘을 통해 암세포 성장이 억제되었는지의 확인 실험이 보충되어야 할 것으로 사료된다.
또한 50 mg/kg의 농도에서 에틸아세테이트, 클로로포름 및 부탄올 분획물에서의 고형암 무게는 각각 1.7±0.3 g, 1.9±0.9 g 및 2.2±0.9 g으로 대조군에 비하여 각각 56%, 50% 및 42%의 고형암 성장 억제 효과를 나타내었으며 특히 에틸아세테이트 분획물에서 가장 높은 고형암 성장 억제 효과를 나타내는 것을 알 수 있었다.
8%로 다른 분획물들에 비하여 유의적으로 높은 항돌연변이원성을 나타내었다. 또한 같은 농도에서 부탄올, 물층, 클로로포름 및 핵산 분획물에서 각각 52.1%, 46.5%, 43.9% 및 43.4% 순으로 돌연변이를 억제하는 것으로 나타났다(Fig. 1).
6%의 암세포 성장 억제율을 나타내었다. 또한 인간 간암 세포인 HepG2에서 시료농도 1 mg/mL으로 처리하였을 때 부탄올, 에틸아세테이트, 핵산, 에탄올 추출물, 클로로포름 및 물 층은 각각 70.3%, 66.3%, 63.8%, 62.2%, 59.6% 및 48.4%의 순으로 암세포 성장 억제 효과를 나타내었다. 인간 유방암 세포인 MCF-7에서는 시료농도 1 mg/mL에서 부탄올 및 에틸아세테이트 분획물이 각각 71.
에탄올 추출물을 50, 100, 150 그리고 200 μg/plate의 여러 농도를 첨가하여 시험한 결과 음성대조군에 비하여 농도 변화에 따른 집락수가 유의적 변화를 나타내지 않으므로 더덕의 에탄올 추출물은 돌연변이원성을 나타내지 않은 것으로 확인되었다.
Typhimurium TA100 균주에서 에틸아세테이트 분획물이 비교적 높은 항돌연변이 효과를 나타내었다고 보고하였고 이는 본 연구결과와 유사한 실험 결과였다. 이러한 결과로부터 MNNG 및 4NQO에 대해 가장 강력한 항돌연변이원성을 나타내었던 더덕 에틸아세테이트 분획물은 frame shift mutation을 histidine sequence에 대한 옳은 reading frame으로 복귀시키고 basepair substitution을 일으키는 돌연변이 물질을 억제함으로써 항돌연변이원성을 나타내는 것으로 추측된다. 그러나 S-9 mix를 필요로 하는 간접변이원 물질에서도 더덕 추출물 및 분획물에 대한 항돌연변이 효과를 나타나는지에 대한 연구가 수행되어야 할 것이다.
3%의 높은 암세포 성장 억제 효과를 나타내었고 다른 암세포에 비해서 가장 높은 억제 효과를 나타내었다. 이상의 결과로부터 에틸아세 테이트 분획물은 다른 분획물에 비해 자궁암, 유방암 및 폐암에 효과가 있음을 간접적으로 시사해 주고 있다. 그 반면 인간 정상세포 293에 대한 저해 효과는 1 mg/mL의 농도에서 모두 30% 이하의 낮은 억제 효과를 보였다.
4%의 순으로 암세포 성장 억제 효과를 나타내었다. 인간 유방암 세포인 MCF-7에서는 시료농도 1 mg/mL에서 부탄올 및 에틸아세테이트 분획물이 각각 71.6% 및 70.7%의 억제 효과를 나타내었으며 모든 분획물은 유방암세포에 대하여 55% 이상의 억제율을 나타내었다. 인간 폐암세포인 A549에서 에틸 아세테이트 분획물을 최고 농도인 1 mg/mL로 처리하였을 때 80.
인간 자궁암 세포 HeLa에 대한 더덕 추출물 및 분획물의 억제 효과를 검토한 결과 에틸아세테이트 분획물 0.25, 0.5, 0.75 및 1 mg/mL 첨가 시 6.5%, 22.5%, 42.5% 및 74.5%로 농도 의존적인 암세포 성장 억제율을 나타내었으며 다른 분획물에 비하여 시료 농도 1 mg/mL에서 가장 높은 암세포 성장 억제율을 나타내었으며 그 다음으로 핵산 및 부탄올 분획물에서 각각 70.8% 및 64.6%의 암세포 성장 억제율을 나타내었다. 또한 인간 간암 세포인 HepG2에서 시료농도 1 mg/mL으로 처리하였을 때 부탄올, 에틸아세테이트, 핵산, 에탄올 추출물, 클로로포름 및 물 층은 각각 70.
7%의 억제 효과를 나타내었으며 모든 분획물은 유방암세포에 대하여 55% 이상의 억제율을 나타내었다. 인간 폐암세포인 A549에서 에틸 아세테이트 분획물을 최고 농도인 1 mg/mL로 처리하였을 때 80.3%의 높은 암세포 성장 억제 효과를 나타내었고 다른 암세포에 비해서 가장 높은 억제 효과를 나타내었다. 이상의 결과로부터 에틸아세 테이트 분획물은 다른 분획물에 비해 자궁암, 유방암 및 폐암에 효과가 있음을 간접적으로 시사해 주고 있다.
즉, 더덕 에틸아세테이트 분획물의 농도를 25 mg/kg으로 처리하였을 경우 고형암의 무게는 2.1±0.1 g으로 대조군에 비하여 46%의 유의적인 감소를 나타내었고, 더덕 추출물과 이들 분획물 중 가장 높은 고형암 억제 효과를 나타내었다.
한편 다른 직접변이원인 4NQO(0.15 μg/plate)에 대한 억제 효과를 측정한 결과 농도 의존적으로 억제활성을 나타내었으며 S. Typhimurium TA98의 경우 시료 농도 200 μg/plate에서 에틸 아세테이트 및 부탄올 분획물에서 72.1% 및 71.1%로 다른 분획물에 비하여 유의적으로 높은 억제효과를 보였으며 S. Typhimurium TA100 균주의 경우 같은 농도에서 에틸 아세테이트 분획물, 에탄올 추출물 및 부탄올 분획물은 67.0%, 57.2% 및 56%의 억제효과를 나타내었다(Fig. 2).

후속연구

이러한 결과로부터 MNNG 및 4NQO에 대해 가장 강력한 항돌연변이원성을 나타내었던 더덕 에틸아세테이트 분획물은 frame shift mutation을 histidine sequence에 대한 옳은 reading frame으로 복귀시키고 basepair substitution을 일으키는 돌연변이 물질을 억제함으로써 항돌연변이원성을 나타내는 것으로 추측된다. 그러나 S-9 mix를 필요로 하는 간접변이원 물질에서도 더덕 추출물 및 분획물에 대한 항돌연변이 효과를 나타나는지에 대한 연구가 수행되어야 할 것이다.
따라서 본 연구결과 더덕 추출물과 분획물은 항돌연변이원성, 암세포주에 대한 성장 억제효과 및 항종양효과를 확인할 수 있었으며, 특히 더덕 에틸아세테이트 분획물은 다른 분획물에 비해 가장 강한 항돌연변이원성, in vitro 및 in vivo에서 항암활성을 나타내어 질병 예방의 소재로 활용 가능성을 확인하였을 뿐만 아니라 기능성식품 개발의 가능성을 확인하였다. 그러나 더덕의 어떤 성분이 항돌연변이원성, in vitro 및 in vivo에서 암세포 성장 억제에 영향을 미치는가에 대한 연구가 계속 필요하며 또한 더덕에 의한 직접적인 종양 생성 억제 또는 TNF(tumor necrosis factor)와 같은 물질을 유도하여 면역계의 메커니즘을 통해 암세포 성장이 억제되었는지의 확인 실험이 보충되어야 할 것으로 사료된다.
따라서 본 실험에 사용된 더덕의 추출물과 분획물 중에서 가장 높은 항돌원변이원성 및 항암활성을 나타낸 에틸아세테이트 분획물은 돌연변이를 억제하기 때문에 발암의 억제로 이어지는 것이라고 추정할 수 있다. 그러나 앞으로 진행되어져야 할 연구는 에틸아세테이트 분획물 안에 어떤 성분이 함유되어 있고 또한 얼마나 함유되어져 있는지에 대한 연구가 더 진행되어져야 할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	더덕의 생리활성 효능에 관한 연구에는 어떤 것들이 있는가?	더덕의 생리활성 효능에 관한 연구로는 성분분석(6), 휘발성 향기 성분에 관한 연구(7), 항산화 효과(8-10), 사염화탄소를 투여한 흰쥐의 항산화계 효소활성에 미치는 영향(11), 고지방식이를 급여한 흰쥐의 체내 지질 수준에 미치는 영향(12-15), 면역 활성에 미치는 영향(16-19), 세포독성(20) 그리고 더덕과 일부 한약재 열수추출물의 혼합 비율에 따른 생리활성에 관한 연구 등(21,22)이 주로 보고되어 있다. 그러나 더덕 추출물 및 분획물의 항돌연변이원성 및 항암효과에 미치는 영향 등에 관한 연구는 미비한 실정이다.
	더덕이란?	더덕(Codonopsis lanceolata)은 한국, 중국 및 일본의 산간 지방에서 야생하는 다년생 초본으로 도라지와 함께 식용으로 널리 이용되고 있는 산채식품이다. 더덕은 예로부터 독특한 맛과 향으로 인해 여러 가지 조리 방법으로 조리되고 있다.
	더덕은 한방에서 어떤 목적으로 사용되고 있는가?	더덕은 예로부터 독특한 맛과 향으로 인해 여러 가지 조리 방법으로 조리되고 있다. 또한 한방에서는 폐 기운을 돋워주고 가래를 없애주는 약제로 사용되어 강장, 해열, 거담, 해독 및 배농 등의 질병치료의 목적으로 사용되고 있다(5).

참고문헌 (32)

Kwak YS, Kim YS, Shin HJ, Song YB, Park JD. 2003. Anticancer activities by combined treatment of red ginseng acidic polysaccharide (RGAP) and anticancer agents. J Ginseng Res 27: 47-51.

원문보기 상세보기
Kim HS, Hong SB, Sung HJ, Moon GA, Yoon YS. 2003. Effect of deer blood on reduction of the side effects of chemotherapeutic drugs. Kor J Pharmacogn 34: 145-149.
Lee HB, Kim HJ, Chong MS, Cho HE, Choi YH, Lim KS, Lee KN. 2008. Physiological activity of extracts from mixed culture of medical herbs and mycelia of Tricholoma matsutake and Cordyceps militaris by fermentation. Kor J Herbology 23: 1-8.
Goto T, Kondo T, Tamura H, Kawahori K. 1983. Structure of platycodin, a diaceylated anthocyanin isolated from the Chinese bell-flower P. grandiflorum. Terahedron Lett 24: 2181-2187.

상세보기
Lee YE, Hong SH. 2003. Natural food material. Kyomusa Publishers Inc., Seoul, Korea. p 150-151.
Park SJ, Seong DH, Park DS, Kim SS, Gou JY, Ahn JH, Yoon WB, Lee YH. 2009. Chemical compositions of fermented Codonopsis lanceolata. J Korean Soc Food Sci Nutr 38: 396-400.

원문보기 상세보기
Oh HS, Kim JH, Choi MY. 2006. The volatile flavor components of fresh Codonopsis lanceolata cultivated on a wild hill. Korean J Food Cookery Sci 22: 774-782.
Jin JH, Yoo JM, Kwak SS, Woo YM, Oh SM, Kim KW, Chung GY. 1996. The effect of cultivated environments on the antioxidant enzyme activities of Codonopsis lanceolata. Korean J Plant Res 9: 203-210.
Maeng YS, Park HK. 1991. Antioxidant activity of ethanol extract from Dodok (Codonopsis lanceolata). Korean J Food Sci Technol 23: 311-316.
Kim SH, Choi HJ, Oh HT, Chung MJ, Cui CB, Ham SS. 2008. Cytoprotective effect by antioxidant activity of Codonopsis lanceolata and Platycodon grandiflorum ethyl acetate fraction in human HepG2 cells. Korean J Food Sci Technol 40: 696-701.
Han EG, Cho SY. 1997. Effect of Codonopsis lanceolata water extract on the activities of antioxidative enzymes in carbon tetrachloride treated rats. J Korean Soc Food Sci Nutr 26: 1181-1186.
Han EG, Sung IS, Moon HG, Cho SY. 1998. Effect of Codonopsis lanceolata water extract on the levels of lipid in rats fed high fat diet. J Korean Soc Food Sci Nutr 27: 940-944.
Kim SY, Kim HS, Kim SH, Kim HS, Su IS, Chung SY. 1993. Effects of the feeding Platycodon grandiflorum and Codonopsis lanceolata on the fatty acid composition of serum and liver in rats. J Korean Soc Food Nutr 22: 524-530.
Won HR, Oh HS. 2007. Antioxidative activity and lipid composition from different part and supplement of Codonopsis lanceolata in rat. J Korean Soc Food Sci Nutr 36: 1128-1133.

원문보기 상세보기
Han EG, Lee YG, Cho HG. 2004. Extracts of Codonopsis lanceolata decrease CCl4-induced hepatotoxicity on high fat diet in rats. J Exp Biomed Sci 10: 447-452.

원문보기 상세보기
Ryu HS, Kim KO, Kim HS. 2009. Effects of plant water extract Codonopsis lanceolata on mouse immune cell activation ex vivo. Korean J Nutr 42: 207-212.

원문보기 상세보기
Suh JS. 1996. Effect of Codonopsis lanceolata radix water extract on immunocytes. Korean J Food Nutr 9: 379-284.
Lee YJ, Kim JM, Jung YM. 1995. Effect of Codonopsis pilosula on the cellular immunity. Kor J Vet Publ Hlth 19: 273-279.
Ryu HS. 2008. Effects of Codonopsis lanceolata extracts on mouse immune cell activation. Korean J Food Nutr 21: 263-268.
Kim HH, Yukio O, Lee SR, Heu H. 1998. Morphological characteristics and cytotoxic screening test of Codonopsis lanceolata in Korea. Korean J Plant Res 11: 168-172.
Oh HS, Kim JH. 2006. Characterization of physiological functionalities of Codonopsis lanceolata, Cornus officinalis S. et Z, and their mixtures. J Exp Biomed Sci 12: 393-398.

원문보기 상세보기
Oh HS, Kim JH. 2007. Physiological functionalities of hot water extract of Codonopsis lanceolata and some medicinal materials, and their mixtures. Korean J Community Living Science 18: 407-415.
Maron DM, Ames BN. 1983. Revised methods for the Salmonella mutagenicity test. Mutat Res 113: 173-215.

상세보기
Scudiero DA, Shoemaker RH, Paul KD, Monks A, Tiemey S, Nofziger TH, Currens MJ, Seniff D, Boyd MR. 1988. Evaluation of a soluble tetrazolium formazan assay for cell growth and drug sensitivity in culture using human and other tumor cell lines. Cancer Res 48: 4827-4836.

상세보기
Lee KI. 1992. Inhibitory effects of green-yellow vegetables on the mutagenicity induced by various mutagens and on the growth of human cancer cells. PhD Dissertation. Pusan National University, Chunchon. p 17-19.
Shon MY, Seo JK, Kim HJ, Sung NJ. 2001. Antimutagenic effect of extract of Platycodon grandiflorum. Korean J Food Sci Technol 33: 651-655.
Ham YA, Choi HJ, Kim SH, Chung MJ, Ham SS. 2009. Antimutagenic and antitumor effects of Adenophora triphylla extracts. J Korean Soc Food Sci Nutr 38: 25-31.

원문보기 상세보기
Skehan P, Storeng R, Scudiero D, Monks A, McMahon J, Vistica D, Warren JT, Bokesch H, Kenney S, Boyd MR. 1990. New colorimetric cytotoxity assay for anticancerdrug screening. J Natl Cancer Inst 82: 1107-1112.

상세보기
Ham SS, Cui CB, Choi HT, Lee DS. 2004. Antimutagenic and cytotoxic effects of Allium victorialis extracts. Korean J Food Preservation 11: 221-226.
Cui CB, Lee EY, Ham SS, Lee DS. 2008. Antimutagenic and cytotoxic effects of an ethanol extract of buckwheat sprout. J Korean Soc Appl Biol Chem 51: 212-218.
Lim SY. 2007. Antimutagenicity and anticancer activity of soybean fractions extracted by solvents. J Life Sci 17: 1368-1373.

원문보기 상세보기
Ham YA, Choi HJ, Kim SH, Chung MJ, Ham SS. 2009. Antimutagenic and antitumor effects of Adenophora triphylla extracts. J Korean Soc Food Sci Nutr 38: 25-31.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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