[논문]모시잎의 항산화 효과 및 암세포주에 대한 세포 독성

김인숙; 박권삼; 유현희; 신미경

모시잎의 항산화 효과 및 암세포주에 대한 세포 독성
Antioxidant Activities and Cell Viability against Cancer Cells of Adenophora remotiflora Leaves 원문보기

東아시아食生活學會誌 = Journal of the East Asian Society of Dietary Life, v.19 no.3, 2009년, pp.384 - 394

김인숙 (원광대학교 식품영양학과) , 박권삼 (군산대학교 식품생명공학과) , 유현희 (군산대학교 식품영양학과) , 신미경 (원광대학교 식품영양학과)

초록
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본 연구는 모시잎의 핵산 분획물, 에틸아세테이트 분획물, 메탄올 분획물, 물 추출물에 대해 항산화성 효과와 BNLcl2 cell(인체 정상 간세포)의 세포독성 실험, A549 cell(폐암세포 주)와 Hep G2 cell(간암세포주)에 대한 항암성을 탐색한 결과는 다음과 같다. 모시잎의 각 용매별 분획물 시료를 DPPHradical 소거능으로 항산화 효과를 검토한 결과, $SC_{50}$이 메탄올 분획물, 물 추출물, BHT가 각각 47.5 ${\mu}g$/mL, 74.6 ${\mu}g$/mL, 102.2 ${\mu}g$/mL로 나타나, 이들 모시잎 분획물은 합성항산화제인 BHT보다 항산화 활성이 높음을 알 수 있었다. 또한, 헤모 글로빈 유도 linoleic acid의 산화 억제 활성을 측정한 결과에서도 메탄올 분획물과 물 추출물에서 $IC_{50}$이 메탄올 분획물, 물 분획물 120.8 ${\mu}g$/mL, 135.6 ${\mu}g$/mL로 BHT의 150.2 ${\mu}g$/mL보다 낮아 항산화 효과가 높았다. BNLcl2 cell(인체 정상 간세포)에서 대조군에 대한 모시잎의 용매 분획별, 농도별(1, 5, 10, 25, 50, 100, 250, 500, 1,000, 2,000 ${\mu}g$/mL)로 처리한 실험군의 세포 생존율의 저하를 알아본 결과, 물 분획물은 모든 농도에서 대조군에 비해 유의적인 생존율의 저하는 없었으나, 핵산, 에틸아세테이트, 메탄올 분획물은 1,000 ${\mu}g$/mL 이상에서 대조군에 비해 유의적(p<0.01~p<0.001)인 생존율의 저하가 있어 세포독성이 있는 것으로 나타났다. 항암 활성은 A549 cell 폐암세포주에 대해 메탄올 분획물이 다른 분획물에 비해 폐암세포주 생존율을 억제시켜 500 ${\mu}g$/mL에서 대조군보다 생존율이 46%까지 낮아졌다. Hep G2 cell 간암 세포주에 대한 항암 활성이 A549 cell보다 높았으며, Hep G2 cell에 대한 항암 활성은 500 ${\mu}g$/mL에서 메탄올 분획물은 28%까지 생졸이 낮았으며, 에틸아세테이트 분획물 30%, 물 추출물 36%, 핵산 분획물 52% 순이었다. 따라서 본 실험의 결과에 비추어 볼 때 모시잎은 산화와 변질의 원인이 되는 항산화 효과뿐만 아니라 폐암과 간암 세포의 성장을 저해하는 효과가 있었다. 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과, 메탄올 분획물과 물 분획물에서 함량이 높아 항산화 활성과 폐암 세포의 성장 저해 물질은 폴리페놀 계통일 것으로 생각되며, 간암 세포 성장 저해는 전체 유기 용매 분획물에 효과가 나타난 것으로 보아 폴리페놀 계통 외에 다른 생리활성 물질이 있을 것으로 보여, 이들 물질에 대한 추후 연구가 요구되며, 앞으로 식품뿐만 아니라 의약품의 원료 및 첨가물 등 다양한 제품에 이용할 수 있을 것으로 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was performed to determine the antioxidative and anticancer effects of extracts from Adenophora remotiflora leaves. The antioxidative effects of the extracts were measured using 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH)-radical scavenging activity and hemoglobin-induced linoleic acid oxidative inhibition assays. The results indicated that the extracts had stronger effects than the synthetic antioxidant BHT at the same concentration. The $SC_{50}$ values (50% radical scavenging effect on $1{\times}10^{-4}$ M DPPH) of the methanol fraction, water extract, and BHT were 47.5 ${\mu}g$/mL, 74.6 ${\mu}g$/mL and 102.2 ${\mu}g$/mL, respectively. In addition the $IC_{50}$ values (hemoglobin-induced linoleic acid oxidation inhibition) of the methanol fraction, water extract, and BHT were 120.8 ${\mu}g$/mL, 135.6 ${\mu}g$/mL, and 150.2 ${\mu}g$/mL, respectively. This research also assessed decreases in the survival of BNLcl2 cells (normal liver cells) by solvent fractions of the A. remotiflora leaf extracts at various concentrations (1, 5, 10, 25, 50, 100, 250, 500, 1,000, 2,000 ${\mu}g$/mL). The water extract did not decrease survival at any of the concentrations when compared to the control group. The hexane, ethyl acetate, and methanol fractions decreased survival as compared to the control group by inducing cell toxicity at a concentration of 1,000 ${\mu}g$/mL and above. Therefore, an anticancer activity experiment was conducted using concentrations below 500 ${\mu}g$/mL. At 500 ${\mu}g$/mL, the methanol fraction decreased A549 cell (human lung carcinoma cells) survival by 46% as compared to the control group, presenting the greatest effect against cell survival. All extracts showed greater anticancer activity in Hep G2 cells (human liver carcinoma cells) as compared to the A549 cells. For the Hep G2 cells, the methanol extract decreased survival by 28% as compared to the control group at the concentration of 500 ${\mu}g$/mL, thus restraining lung cancer cell growth.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

모시잎은 한방에서 각혈, 토혈, 해독 및 거담제에 효과가 있다(Lee CB 1985, Kim TC 1998, Son MH 2007, Korea Food & Drug Administration 2002, An et al 1999)고 한다. 또한, 우리나라 암으로 인한 사망 원인 중 폐암이 1위, 간암이 2위이며(KNSO 2009), 폐가 산화적 스트레스에 매우 민감한 기관(Pryor et al 1998)이라고 보고되고 있는 점을 감안하여 본 연구에서는 인체 폐암 세포주인 A549 cell과 간암 세포주인 Hep G2 cell에 대한 항암 활성을 알아보았다.
BNLcl2 cell(인체 정상 간세포)에서 대조군에 대한 모시잎 추출물의 용매 분획별, 농도별로 처리한 실험군의 세포 생존율의 저하를 알아본 결과는 Table 3과 같다. 이는 인체 적용시 세포 독성 여부와 항암 효과가 암세포주에 대해 선택적으로 작용해 나타낸 효과인지 혹은 모든 세포를 죽여 항암 효과를 나타낸 효과인지를 알아보기 위한 것이다. 그 결과를 보면 모든 분획물이 500 μg/mL 이하 농도에서는 대조군에 비해 유의적인 생존율의 저하를 보이지 않아 세포 독성이 없는 것으로 나타났다.
이에 본 연구에서는 널리 이용하는 식재료이면서도 연구가 미미한 모시잎의 항산화 효과는 DPPH radical-소거능과 헤모글로빈 유도 리놀레산 산화 억제 효과를 탐색하고, 세포적용 시 독성 여부를 알아보고자 정상 간세포의 세포 독성 그리고 간암 세포와 폐암 세포에서 항암 활성을 측정하여 새로운 소재로서의 가능성을 조사하고자 하였다.

제안 방법

DMSO(200 μL)를 첨가하여 용해시킨 formazan 결정의 흡광도는 96-well plate로 이동하여, 540 nm 파장의 ELISA analyser(Spectra MAX 250, Molecular Devices Co., U.S.A.)를 이용하여 측정하였으며, 세포독성 및 항암 활성 측정은 대조군에 대한 백분율로 산출하였다.
DPPH-radical 소거 활성 측정법은 Blois(1958)의 방법을 응용하여 1×10-4 M의 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydarzyl, Sigma Co., U.S.A.) 0.9 mL에 각각의 시료(핵산, 에틸아세테이트, 메탄올의 각각 분획물, 물추출물)가 함유된 시료 0.1 mL를 가하여 교반한 다음 실온에서 10분간 반응시킨 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였다.
모시잎의 각 용매 분획물의 총 폴리페놀 함량은 Yildrim et al(2001)의 방법을 이용하여 측정하였다. 각 용매 추출액 0.1 mL를 시험관에 취한 후 증류수 4.5 mL를 가한 다음 folin-ciocalteu 용액 0.1 mL를 첨가한 뒤 3분 동안 상온에 방치한 후 2% Na₂CO₃ 0.3 mL를 넣고 다시 상온에서 2시간 동안 진탕한 후 760 nm에서 흡광도를 측정하여 pyrocatechol 표준시약으로 작성한 검량선에 의해 페놀성 화합물의 함량을 구하였다.
대조군으로 합성항산화제인 BHT(buthylated hidroxy tolune, Sigma Co., U.S.A)와 천연항산화제인 α-tocopherol(Sigma Co., U.S.A)을 사용하여 동일한 방법으로 측정하였다.
본 연구는 모시잎의 핵산 분획물, 에틸아세테이트 분획물, 메탄올 분획물, 물 추출물에 대해 항산화성 효과와 BNLcl2 cell(인체 정상 간세포)의 세포독성 실험, A549 cell(폐암세포주)와 Hep G2 cell(간암세포주)에 대한 항암성을 탐색한 결과는 다음과 같다. 모시잎의 각 용매별 분획물 시료를 DPPHradical 소거능으로 항산화 효과를 검토한 결과, SC₅₀이 메탄올 분획물, 물 추출물, BHT가 각각 47.
세포를 배양기에서 24시간 동안 안정화 시킨 후, 0.1%의 dimethylsulfoxide(DMSO, Junsei, Japan)에 녹인 모시잎의 각 용매별 분획물, 물추출물 (1, 5, 10, 25, 50, 100, 200, 500, 1,000, 2,000 μg/mL)은 실험군에 그리고 0.1% DMSO는 대조군에 첨가하였다.
폴리페놀은 식물류에서 flavonoid류가 주류를 이루고 있으며, 기타 단순 phenol류, phenolic acid, phenyl propanoid류, quinone류 등을 포함하고 있다(Woo WS 2001). 식물체의 폴리페놀 성분은 항균(Fattouch et al 2007, Shah et al 2008, Fattouch et al 2008), 항산화(Zou et al 2004, Kim et al 2004, Park et al 2006, Fattouch et al 2008), 항암(Wenzel et al 2000, Park et al 2006) 활성 등 여러 가지 생리적 기능과 밀접한 관련이 있다는 연구를 고려하여 모시잎 용매 분획물의 폴리페놀 화합물의 함량을 측정하였다. 폴리페놀의 함량 측정 결과는 Table 6에 제시한 바와 같이 메탄올 분획물의 폴리페놀은 6.
여과 후 남은 잔사를 다시 에틸아세테이트 1 L와 메탄올 1 L를 가해 동일한 방법으로 추출·여과한 다음, 각각의 여액을 냉각 장치가 장치된 진공건조기를 사용하여 37℃에서 감압 농축한 후 얻어진 각 용매 분획물을 시료로 하였다.
이때 대조군으로 α-tocopherol, BHT를 사용하였으며, α-tocopherol 농도의 증가에 따라 흡광도가 더 이상 변하지 않는 농도를 측정하여 100% 헤모글로빈 유도 리놀레산 산화 억제 농도로 하였다.
이에 항암 활성은 모든 용매 분획물에 대해 세포 독성이 전혀 나타나지 않은 500 μg/mL 이하 농도에서 실시하였다.
모시잎을 핵산, 에틸아세테이트, 메탄올 순으로 극성을 달리하면서 순차 추출하여 각 분획 추출물을 얻었다(Yoo & Hwang 2004). 즉, 200 g의 건조 모시잎을 핵산 1 L에 실온에서 12시간 침지시킨 후 균질기(Nissei BM-2, Japan)로 마쇄하여 재차 추출한 다음 Whatman No. 2와 G₃ glass filter로 여과하였다. 여과 후 남은 잔사를 다시 에틸아세테이트 1 L와 메탄올 1 L를 가해 동일한 방법으로 추출·여과한 다음, 각각의 여액을 냉각 장치가 장치된 진공건조기를 사용하여 37℃에서 감압 농축한 후 얻어진 각 용매 분획물을 시료로 하였다.
추출액을 여과(Whatman No. 2와 G3 glass filter) 하고 여액을 1,400×g에서 20분간 원심분리 (VS-30000MT, Vision, Korea)한 후 상층액을 동결 건조(FDU-500, Eyela, Japan)하여 얻은 분말을 물추출물 시료로 하였다.
여과 후 남은 잔사를 다시 에틸아세테이트 1 L와 메탄올 1 L를 가해 동일한 방법으로 추출·여과한 다음, 각각의 여액을 냉각 장치가 장치된 진공건조기를 사용하여 37℃에서 감압 농축한 후 얻어진 각 용매 분획물을 시료로 하였다. 한편, 열수 추출물은 Ju et al(2006)의 방법을 응용하여 100 g의 시료를 마쇄하여 500 mL로 정용한 다음 95℃에서 3시간 동안 환류 추출하였다. 추출액을 여과(Whatman No.

대상 데이터

BNLcl2 세포는 Dulbecco's modified eagle medium (DMEM, Gibco, U.S.A.), Hep G2세포는 minimum essential medium(MEM, Gibco, U.S.A.), A549(폐암세포주) 세포는 rosewell park memorial institue(RPMI-1640, Gibco, U.S.A.)에 10% fetal bovine serum(FBS, Gibco, U.S.A.) 이 첨가된 배양액으로 배양하였다.
BNLcl2(정상 간세포), Hep G2(간암세포주), A549(폐암세포주)는 한국세포주 은행(KCLB, Seoul)에서 구입하여 사용하였다. BNLcl2 세포는 Dulbecco's modified eagle medium (DMEM, Gibco, U.
본 실험에 사용한 모시잎(Adenophora remotiflora leaves)은 전남 보성의 농가의 밭에서 6월 엽장 12 cm × 엽폭 8 cm 정도를 기준으로 채취하여 잎에 붙어 있는 줄기를 제거한 후 실온에서 1주간 음건한 후 분석 시료로 하였으며, 건조 시료는 수분 함량을 5.6% 이하로 -80℃에서 보관하여 사용하였다.

데이터처리

Different superscripts in the same column indicate significant differences by Duncan's multiple range test.
05 수준에서 검정하였다. 각 용매 분획별 항산화 효과에 대한 유의성은 일원배치분산분석(Oneway-ANOVA)을 실시하고, Duncan의 다중 범위 시험법으로 검증하였다. 정상 간세포의 세포 독성 그리고 간암 세포와 폐암 세포에서 항암 활성은 대조군과 실험군 간의 유의성은 T-test로 검증하였다.
모든 실험 결과는 SPSS(SPSS 12.0 for windows, SPSS Inc.)을 이용하여 각 측정 평균값간의 유의성은 p<0.05 수준에서 검정하였다.
각 용매 분획별 항산화 효과에 대한 유의성은 일원배치분산분석(Oneway-ANOVA)을 실시하고, Duncan의 다중 범위 시험법으로 검증하였다. 정상 간세포의 세포 독성 그리고 간암 세포와 폐암 세포에서 항암 활성은 대조군과 실험군 간의 유의성은 T-test로 검증하였다.

이론/모형

Kuo et al(2001)의 방법을 이용하여 헤모글로빈 유도 리놀레산의 산화 억제 효과를 측정하였다. 시험관(16×130 mm)에 메탄올에 용해한 10 μL의 시료 용액과 0.
모시잎의 각 용매 분획물의 총 폴리페놀 함량은 Yildrim et al(2001)의 방법을 이용하여 측정하였다. 각 용매 추출액 0.
모시잎의 각 용매별 분획물과 물추출물의 BNLcl2, Hep G2, A549 세포에 대한 세포 독성 및 항암 활성 측정은 MTT(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide, Sigma Co., U.S.A.)(Hansen et al 1989, Watson et al 1998) 시약을 이용하여 측정하였다.

성능/효과

BNLcl2 cell(인체 정상간세포)에서 대조군에 대한 모시잎의 용매 분획별, 농도별(1, 5, 10, 25, 50, 100, 250, 500, 1,000, 2,000 μg/mL)로 처리한 실험군의 세포 생존율의 저하를 알아본 결과, 물 분획물은 모든 농도에서 대조군에 비해 유의적인 생존율의 저하는 없었으나, 핵산, 에틸아세테이트, 메탄올 분획물은 1,000 μg/mL 이상에서 대조군에 비해 유의적(p<0.01∼p<0.001)인 생존율의 저하가 있어 세포독성이 있는 것으로 나타났다.
Hep G2 cell 간암 세포주에 대한 항암 활성이 A549 cell보다 높았으며, Hep G2 cell에 대한 항암 활성은 500 μg/mL에서 메탄올 분획물은 28%까지 생졸이 낮았으며, 에틸아세테이트 분획물 30%, 물 추출물 36%, 핵산 분획물 52% 순이었다.
그 결과를 보면 모든 분획물이 500 μg/mL 이하 농도에서는 대조군에 비해 유의적인 생존율의 저하를 보이지 않아 세포 독성이 없는 것으로 나타났다.
본 모시잎 용매 분획물은 항산화 활성은 메탄올 분획물이 가장 활성이 좋았으며, 그 다음은 물, 에틸아세테이트, 핵산 분획물 순으로 폴리페놀 함량 순위와 동일하여 항산화 활성은 폴리페놀 함량과 깊은 관계가 있을 것으로 생각된다. 그러나 항암 활성은 A549는 메탄올, 에틸아세테이트, 핵산 분획물과, 물 추출물 순이었고, Hep G2는 메탄올 분획물, 에틸아세테이트 분획물, 물 추출물, 핵산 추출물 순으로 폴리페놀 함량 순위와 차이가 있어 항암 활성에는 폴리페놀 외에 다른 생리적 물질이 관여할 것으로 생각된다. 각 추출물별로 성분이 달라서 서로 다른 활성을 나타내는 것으로 보이며, 추후 각 추출물별로 활성을 나타내는 물질을 검색하는 연구가 필요하다고 생각한다.
그러나 핵산, 에틸아세테이트, 메탄올 분획물은 1,000 μg/mL 이상에서 대조군에 비해 유의적인 생존율의 저하가 있어 세포 독성이 있는 것으로 나타났다.
그리고 500 μg/mL에서 생존율은 메탄올 분획물이 가장 낮았고, 에틸아세트이트 분획물, 물 추출물, 핵산 분획물 순이었다.
그리고 500 μg/mL에서 에틸아세테이트 분획물은 62.97%, 메탄올 분획물은 45.57%, 물 추출물은 76.90%의 생존율을 보여, 메탄올 분획물이 다른 분획물에 비해 폐암 세포 생존율을 억제시키는 것으로 나타났다.
45 μg/mL)보다는 높은 활성을 나타내었다. 극성 용매 분획물이 비극성 용매 분획물보다 활성이 높아 DPPH-radical 소거능과 유사한 경향을 나타내었다. Kim SH(2003)는 40℃ 배양기에서 리놀레산을 산화 유도하며 신선, 자연 건조 및 동결 건조한 모시대 추출물 휘발성 성분의 항산화 억제 실험을 한 결과에서 신선한 모시대 추출의 억제 효과가 α-tocopherol보다 높았으며, 자연건조 시료는 동일하였으나 동결 건조한 것에서는 낮다고 보고하였다.
따라서 본 실험의 결과에 비추어 볼 때 모시잎은 산화와 변질의 원인이 되는 항산화 효과뿐만 아니라 폐암과 간암 세포의 성장을 저해하는 효과가 있었다. 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과, 메탄올 분획물과 물 분획물에서 함량이 높아 항산화 활성과 폐암 세포의 성장 저해 물질은 폴리페놀 계통일 것으로 생각되며, 간암 세포 성장 저해는 전체 유기 용매 분획물에 효과가 나타난 것으로 보아 폴리페놀 계통 외에 다른 생리활성 물질이 있을 것으로 보여, 이들 물질에 대한 추후 연구가 요구되며, 앞으로 식품뿐만 아니라 의약품의 원료 및 첨가물 등 다양한 제품에 이용할 수 있을 것으로 보인다.
또한, 같은 용매의 모시잎 분획물을 처리하였을 때 A549 cell보다 Hep G2 cell에 더 낮은 농도에서 생존율의 저하를 보이기 시작하였으며, 고농도(50 μg/mL 이상)에서는 같은 농도라 하여도 더 낮은 생존율을 보여 폐암세포주보다 간암세포주에 더 활성이 큰 것을 알 수 있었다.
또한, 시료와 대조구의 농도를 각각 달리하여 효과를 측정한 후 DPPH의 50%의 라디칼 소거 활성에 필요한 농도(SC50)를 비교한 결과 메탄올 분획물, 물추출물, α-tocopherol, BHT가 각각 126.11 μg/mL, 194.89 μg/mL, 5 μg/mL 이하, 262.78 μg/mL로 나타나 모시잎 메탄올 분획물과 물 추출물은 합성항산화제인 BHT보다 항산화 활성이 높음을 알 수 있었다.
또한, 엉겅퀴 뿌리 메탄올 추출물이 핵산, 에틸아세테이트, 부탄올, 물 분획물보다 효과가 좋았는데, 폐암세포주인 A549, 간암세포주인 Hep3B에 대해서 500 μg/mL에서 각각 56%, 50%의 성장 억제 효과를 나타내었다(Lee et al 2003)고 하여 본 시료인 모시잎 메탄올 분획물이 더 활성이 높은 것으로 나타났다.
또한, 헤모글로빈 유도 linoleic acid의 산화 억제 활성을 측정한 결과에서도 메탄올 분획물과 물 추출물에서 IC50이 메탄올 분획물, 물 분획물 120.8 μg/mL, 135.6 μg/mL로 BHT의 150.2 μg/mL보다 낮아 항산화 효과가 높았다.
메탄올 분획물과 물추출물의 활성은 대조구 α-tocopherol(IC50 5 μg/mL 이하)보다는 활성이 낮았지만, BHT(IC50 211.45 μg/mL)보다는 높은 활성을 나타내었다.
메탄올 분획물은 농도 의존적으로 생존율이 저하되어 1 μg/mL에서만 대조군에 비해 유의적인 생존율의 변화가 없었고, 5 μg/mL 이상에서 생존율이 저하되어 500 μg/mL는 27.86%의 생존율을 보였다.
모시잎 메탄올 분획물이 65.8 μg/mL로 희첨보다는 낮으나 다른 5종의 생약재보다는 높은 것을 알 수 있었다.
모시잎 메탄올 분획물이 IC50이 177.27 μg/mL로 가장 강한 활성을 나타내었고, 물 추출물은 191.40 μg/mL를, 다른 비극성 용매인 핵산과 에틸아세트 분획물은 각각 1,012.39 μg/mL, 587.36 μg/mL로 500 μg/mL 이상을 나타내었다.
모시잎의 각 용매별 분획물 시료를 DPPHradical 소거능으로 항산화 효과를 검토한 결과, SC50이 메탄올 분획물, 물 추출물, BHT가 각각 47.5 μg/mL, 74.6 μg/mL, 102.2 μg/mL로 나타나, 이들 모시잎 분획물은 합성항산화제인 BHT보다 항산화 활성이 높음을 알 수 있었다.
본 시료인 모시잎의 분획물은 같은 농도에서 핵산 분획물은 22%, 에틸아세테트 분획물은 34%, 메탄올 분획물은 82%, 물 추출물은 68%로 메탄올 분획물은 생약제 6종보다 더 높은 DPPH-radical 소거능을 보였다. 물 분획물도 금은화, 박하, 어성초, 희첨의 에탄올 추출물보다는 높은 DPPH-radical 소거능을 나타내었다. An et al(2004)은 한약재의 항산화 활성을 검증하였고 높은 DPPH 소거능을 보이는 한약재는 폴리페놀처럼 hydroxy group을 구조 중에 포함하며 DPPH와 반응하기에 적합한 입체구조를 가지는 화합물이 존재하기 때문으로 추정하였다.
물 추출물은 5 μg/mL 이하에서는 대조군에 비해 유의적인 생존율의 변화가 없었으나, 10 μg/mL 이상에서는 생존율이 저하되어 500 μg/mL는 35.69%의 생존율을 보였다.
본 모시잎 용매 분획물은 항산화 활성은 메탄올 분획물이 가장 활성이 좋았으며, 그 다음은 물, 에틸아세테이트, 핵산 분획물 순으로 폴리페놀 함량 순위와 동일하여 항산화 활성은 폴리페놀 함량과 깊은 관계가 있을 것으로 생각된다. 그러나 항암 활성은 A549는 메탄올, 에틸아세테이트, 핵산 분획물과, 물 추출물 순이었고, Hep G2는 메탄올 분획물, 에틸아세테이트 분획물, 물 추출물, 핵산 추출물 순으로 폴리페놀 함량 순위와 차이가 있어 항암 활성에는 폴리페놀 외에 다른 생리적 물질이 관여할 것으로 생각된다.
본 시료인 모시잎의 분획물은 같은 농도에서 핵산 분획물은 22%, 에틸아세테트 분획물은 34%, 메탄올 분획물은 82%, 물 추출물은 68%로 메탄올 분획물은 생약제 6종보다 더 높은 DPPH-radical 소거능을 보였다.
1～5 mg/mL에서는 세포 성장 억제율이 20%, 50 mg/mL는 42%의 가장 높은 세포 성장 억제율을 나타내었다고 하였다. 이로 보아 본 시료가 찔레 영지버섯보다 폐암 세포와 마찬가지로 간암 세포에 대해서도 항암 활성이 매우 높은 것으로 나타났다. 또한, 엉겅퀴 뿌리 메탄올 추출물이 핵산, 에틸아세테이트, 부탄올, 물 분획물보다 효과가 좋았는데, 폐암세포주인 A549, 간암세포주인 Hep3B에 대해서 500 μg/mL에서 각각 56%, 50%의 성장 억제 효과를 나타내었다(Lee et al 2003)고 하여 본 시료인 모시잎 메탄올 분획물이 더 활성이 높은 것으로 나타났다.
69%의 생존율을 보였다. 즉, 낮은 농도에서 생존율 저하를 보인 것은 메탄올 분획물, 물 추출물, 에틸아세테이트 분획물, 핵산 분획물 순이었다. 그리고 500 μg/mL에서 생존율은 메탄올 분획물이 가장 낮았고, 에틸아세트이트 분획물, 물 추출물, 핵산 분획물 순이었다.
특히, 핵산 분획물은 2,000 μg/mL에서 84.92%로 가장 낮은 생존율을 보였으나, 물 추출물은 같은 농도에서 97.57%의 생존율을 보여 물 추출물이 세포 독성이 가장 약한 것으로 나타났다.
식물체의 폴리페놀 성분은 항균(Fattouch et al 2007, Shah et al 2008, Fattouch et al 2008), 항산화(Zou et al 2004, Kim et al 2004, Park et al 2006, Fattouch et al 2008), 항암(Wenzel et al 2000, Park et al 2006) 활성 등 여러 가지 생리적 기능과 밀접한 관련이 있다는 연구를 고려하여 모시잎 용매 분획물의 폴리페놀 화합물의 함량을 측정하였다. 폴리페놀의 함량 측정 결과는 Table 6에 제시한 바와 같이 메탄올 분획물의 폴리페놀은 6.58 mg/g으로 분석되어 가장 높은 함량을 나타냈으며, 그 다음 물추출물 시료는 6.15 mg/g으로 높게 나타나 극성이 높은 용매에서 폴리페놀이 유리됨을 알 수 있었다. 한편, Kang et al(1995)은 솔잎의 폴리페놀 함량이 열수 추출물에서 1,798 mg%, 아세톤 추출물 3,837 mg%, 참쑥은 각각 988 mg%, 1,392 mg%라고 하여 본 모시잎보다 높은 폴리페놀를 함유하고 있었다.
항암 활성은 A549 cell 폐암세포주에 대해 메탄올 분획물이 다른 분획물에 비해 폐암세포주 생존율을 억제시켜 500 μg/mL에서 대조군보다 생존율이 46%까지 낮아졌다.
핵산 분획물 25 μg/mL 이하에서는 대조군에 비해 유의적인 생존율의 변화가 없었으나, 50 μg/mL 이상에서는 생존율이 저하되어 500 μg/mL는 51.66%의 생존율을 보였다.
핵산 분획물, 에틸아세테이트 분획물, 메탄올 분획물, 물 추출물 모두 농도 의존적으로 DPPH radical-소거능을 보였으며, 가장 높은 농도인 500 μg/mL에서 용매별로 각각 26%, 58%, 88%, 76%의 라디칼 소거능을 보여 메탄올 분획물이 활성이 가장 높았다.
핵산분획물 100 μg/mL 이하에서는 대조군에 비해 유의적인 생존율의 변화가 없었으나, 250 μg/mL 이상에서는 생존율이 저하되어 250 μg/mL는 73.61%, 500 μg/mL는 66.63%의 생존율을 보였다.

후속연구

그러나 항암 활성은 A549는 메탄올, 에틸아세테이트, 핵산 분획물과, 물 추출물 순이었고, Hep G2는 메탄올 분획물, 에틸아세테이트 분획물, 물 추출물, 핵산 추출물 순으로 폴리페놀 함량 순위와 차이가 있어 항암 활성에는 폴리페놀 외에 다른 생리적 물질이 관여할 것으로 생각된다. 각 추출물별로 성분이 달라서 서로 다른 활성을 나타내는 것으로 보이며, 추후 각 추출물별로 활성을 나타내는 물질을 검색하는 연구가 필요하다고 생각한다.
Kim SH(2003)는 40℃ 배양기에서 리놀레산을 산화 유도하며 신선, 자연 건조 및 동결 건조한 모시대 추출물 휘발성 성분의 항산화 억제 실험을 한 결과에서 신선한 모시대 추출의 억제 효과가 α-tocopherol보다 높았으며, 자연건조 시료는 동일하였으나 동결 건조한 것에서는 낮다고 보고하였다. 이로 보아 본 모시잎의 메탄올 분획물과 물 추출물에도 휘발성 성분이 다량 함유되어 있을 것으로 보이며, 추후 이들 분획별로 휘발성 성분 분석에 대한 실험이 요구된다.
찔레 영지버섯 자실체 에탄올 추출물의 A549 cell에 대한 항암 활성(Song et al 2003)을 조사한 연구에서는 100 mg/mL 농도에서 세포 성장 억제율이 16%로 나타나, 본 시료가 A549 cell에 대한 항암 활성이 높은 것으로 나타나 그 기전에 대한 추후 연구가 요구되었다.
따라서 본 실험의 결과에 비추어 볼 때 모시잎은 산화와 변질의 원인이 되는 항산화 효과뿐만 아니라 폐암과 간암 세포의 성장을 저해하는 효과가 있었다. 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과, 메탄올 분획물과 물 분획물에서 함량이 높아 항산화 활성과 폐암 세포의 성장 저해 물질은 폴리페놀 계통일 것으로 생각되며, 간암 세포 성장 저해는 전체 유기 용매 분획물에 효과가 나타난 것으로 보아 폴리페놀 계통 외에 다른 생리활성 물질이 있을 것으로 보여, 이들 물질에 대한 추후 연구가 요구되며, 앞으로 식품뿐만 아니라 의약품의 원료 및 첨가물 등 다양한 제품에 이용할 수 있을 것으로 보인다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	모시는 무엇인가?	모시(Adenophora remotiflora Miquel)는 쌍떡잎식물 초롱꽃목 초롱꽃과(Campanulaceae)의 여러해살이풀로, 원산지는 동남아시아이며, 주로 열대지방과 온대 북부지방에 분포하고 있다(Institute of Drug and Plant 1998, Son MH 2007). 줄기는 옷을 만드는 재료로 이용하고, 뿌리와 잎은 음식으로 이용하거나, 약재로 이용하기도 한다.
	모시와 같은 천연물 중에 존재하는 항산화 물질에는 무엇이 있는가?	지금까지 천연물 중에 존재하는 항산화 물질에 대한 연구로는 대두, 목화, 땅콩, 참깨 등 유지종자와 마늘, 생강, 고추냉이, 방아잎 등의 향신료와 감초, 산사, 영지, 표고, 칡, 목단피 등의 한약재와 해조류, 귤, 쑥, 들깻잎, 은행잎, 솔잎 등 각종 식물류와 원두커피, 녹차, 홍차 등 다류 식품 등에서 항산화 효과를 확인하였으며, 이들 중 일부는 유지 등에 첨가했을 때 산패의 유도기간을 현저히 연장시키는 것으로 나타나고 있다(Choi et al 2000, Massry et al 2002, Juteau et al 2002, Lee & Moon 2003, Kim et al 2004, Kim & Lee 2004). 이들로부터 규명된 항산화 물질로는 폴리페놀, tocopherol, sesamol, lignan 유도체, flavone 유도체, 아미노산, peptide, carotenoid 및 flavonoid계 색소, 각종 유기산 등이 알려져 있으며, 이들 물질은 유지의 자동 산화 과정의 연쇄 반응을 억제하는 radical 저해제나 금속 이온의 산화 촉진 작용을 억제하는 불활성화제, 과산화물 분해제, 단독으로는 산화 방지 작용이 약하지만 radical inhibitor와 공존하면 항산화 작용을 증강시키는 synergists로 작용하여 다양하게 항산화 효과를 나타내는 것으로 밝혀지고 있다(Lee et al 1986, Ioset et al 2001, Cho et al 2003, Zou et al 2004). 따라서 천연항산화 물질은 식품 첨가물로의 이용뿐만 아니라 각종 질병 및 암, 노화 등에 활성산소나 과산화물이 관여한다는 사실이 밝혀지면서 의약품 및 화장품 등의 개발에도 이용할 수 있어 이에 대한 연구는 더욱 발전할 것으로 생각한다(Kajimoto et al 1985, Chi et al 1992, Fukuda & Nagata 1986).
	모시는 한방에서 어떻게 사용하는가?	줄기는 옷을 만드는 재료로 이용하고, 뿌리와 잎은 음식으로 이용하거나, 약재로 이용하기도 한다. 즉, 한방에서 뿌리는 저마근(苧麻根), 제니(齊苨)라고 하며, 잎은 저마엽(苧麻葉)이라 하여 각혈, 토혈, 지혈, 소변 출혈, 항문의 부종과 동통, 자궁염, 종기, 타박상, 옹종, 외상, 유선염, 해독 및 거담제로 사용한다(Lee CB 1985, Kim TC 1998, An et al 1999, Korea Food & Drug Administration 2002, Son MH 2007). 또한 음식으로는 어리고 부드러운 잎을 채취하여 나물, 장아찌, 김치류, 떡류 등 다양하게 활용되어 왔으며, 잎을 삶아 불려 놓은 멥쌀과 함께 빻아 반죽하여 콩, 팥, 밤, 대추, 깨 등의 소를 넣어 만드는 모시잎 송편은 특히 전라도 영광 지방의 향토음식 중 하나이다(Kang IH 1997).

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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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