재래종 무와 갯무 추출물의 암세포주 증식 저해 활성 및 Glucosinolate와 Sulforaphane의 함량 The Glucosinolate and Sulforaphane Contents of Land Race Radish and Wild Race Radish Extracts and Their Inhibititory Effects on Cancer Cell Lines원문보기
무의 유방암 및 폐암 세포주에 대한 증식 저해 활성을 분석하였고, 항암 관련 지표 물질로 알려진 glucosinolate의 함량 및 sulforaphane의 함량을 조사하였다. 유방암 세포주의 하나인 MCF-7 세포주를 이용한 CCK(cell counting kit) assay분석법을 사용하여 재래종 무와 갯무 추출물의 세포 증식 저해율을 조사한 결과, 재래종 무보다 갯무의 세포 증식 저해율이 높았으며, sulforaphane 함량에서도 갯무가 재래종 무보다 높은 것으로 나타났다. 폐암 세포주의 하나인 A-549 세포주를 이용한 세포 증식 저해율을 조사한 결과, 갯무가 재래종 무보다 높은 세포 증식 저해율을 보였으며, 총 glucosinolate함량에서도 갯무가 재래종 무보다 높은 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 갯무를 이용하여 재래종 무의 품질 특성을 개량할 수 있는 가능성을 제시하였다.
무의 유방암 및 폐암 세포주에 대한 증식 저해 활성을 분석하였고, 항암 관련 지표 물질로 알려진 glucosinolate의 함량 및 sulforaphane의 함량을 조사하였다. 유방암 세포주의 하나인 MCF-7 세포주를 이용한 CCK(cell counting kit) assay분석법을 사용하여 재래종 무와 갯무 추출물의 세포 증식 저해율을 조사한 결과, 재래종 무보다 갯무의 세포 증식 저해율이 높았으며, sulforaphane 함량에서도 갯무가 재래종 무보다 높은 것으로 나타났다. 폐암 세포주의 하나인 A-549 세포주를 이용한 세포 증식 저해율을 조사한 결과, 갯무가 재래종 무보다 높은 세포 증식 저해율을 보였으며, 총 glucosinolate함량에서도 갯무가 재래종 무보다 높은 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 갯무를 이용하여 재래종 무의 품질 특성을 개량할 수 있는 가능성을 제시하였다.
The inhibitory effects of land race radish (LRR) and wild race radish (WRR) extracts on cancer cell lines were investigated. A and their glucosinolate and sulforaphane contents were analyzed. The anticancer activitiesy of the LRR and WRR extracts on the breast cancer cell line MCF-7 were determined ...
The inhibitory effects of land race radish (LRR) and wild race radish (WRR) extracts on cancer cell lines were investigated. A and their glucosinolate and sulforaphane contents were analyzed. The anticancer activitiesy of the LRR and WRR extracts on the breast cancer cell line MCF-7 were determined by a CCK (cell counting kit) assay, in which WWR showed higher inhibition rates than LRR. The sulforaphane content of WRR was higher than that of LRR. In the lung cancer cell line, A-549, WRR showed higher inhibition rates and a higher total glucosinolate content than LRR. The glucosinolate contents of the radishes were analyzed by the Pd-quicktest method, showing that WRR contained more glucosinolate than LRR in both the trunk and root. In conclusion, these results indicate that wild race radish could be used for the quality improvement of radishes.
The inhibitory effects of land race radish (LRR) and wild race radish (WRR) extracts on cancer cell lines were investigated. A and their glucosinolate and sulforaphane contents were analyzed. The anticancer activitiesy of the LRR and WRR extracts on the breast cancer cell line MCF-7 were determined by a CCK (cell counting kit) assay, in which WWR showed higher inhibition rates than LRR. The sulforaphane content of WRR was higher than that of LRR. In the lung cancer cell line, A-549, WRR showed higher inhibition rates and a higher total glucosinolate content than LRR. The glucosinolate contents of the radishes were analyzed by the Pd-quicktest method, showing that WRR contained more glucosinolate than LRR in both the trunk and root. In conclusion, these results indicate that wild race radish could be used for the quality improvement of radishes.
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문제 정의
폐암 세포주의 하나인 A-549 세포주를 이용한 세포 증식 저해율을 조사한 결과, 갯무가 재래종 무보다 높은 세포 증식 저해율을 보였으며, 총 glucosinolate 함량에서도 갯무가 재래종 무보다 높은 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 갯무를 이용하여 재래종 무의 품질 특성을 개량할 수 있는 가능성을 제시하였다.
갯무는 재래종 무에 비해 특이적인 기능성을 갖는 새로운 유전 자원으로 주목받고 있다. 본 연구에서는 재래종 무와 갯무 추출물이 인체 암 세포주에 대한 세포 독성을 조사하였으며, 암과 관련이 있다고 알려진 gluccosinolate와 sulforaphane의 함량을 조사하여 재래종 무와 갯무의 기능성 소재로의 개발 가능성을 검토하였다.
제안 방법
무 추출물의 유방암 세포주(MCF-7)에 대한 세포 증식 효과에 대해 알아보기 위하여 재래종 무의 줄기와 뿌리 추출물을 각각 phosphate buffered saline(PBS)으로 희석하여 1.6, 0.8, 0.4, 0.2 및 0.1%의 농도가 되도록 준비하고, 양성 대조군으로는 유방암, 자궁경부암(Auborn et al 2003)과 폐암세포주의 항암 물질로 알려진 I3C(Yim et al 2004)와 5FU를 처리하여 24시간 후의 흡광도를 측정하였다. Fig.
무의 유방암 및 폐암 세포주에 대한 증식 저해 활성을 분석하였고, 항암 관련 지표 물질로 알려진 glucosinolate의 함량 및 sulforaphane의 함량을 조사하였다. 유방암 세포주의 하나인 MCF-7 세포주를 이용한 CCK(cell counting kit) assay 분석법을 사용하여 재래종 무와 갯무 추출물의 세포 증식 저해율을 조사한 결과, 재래종 무보다 갯무의 세포 증식 저해율이 높았으며, sulforaphane 함량에서도 갯무가 재래종 무보다 높은 것으로 나타났다.
또한, 세포 생존은 trypan blue 염색법으로 확인하였다. 배양세포를 trypsin-EDTA로 처리하여 부유된 세포 20 uL를 trypan blue 20 uL로 염색하여 hematocytometer 및 도립형 배양 현미경(CK40-32PH, Ompusly, Japan)으로 관찰하였다.
본 연구에서는 공시험과의 흡광도 차이로 세포 증식 저해능(inhibition rate %)을 다음과 같이 산출하였다.
, Korea)를 이용하여 상등 배지를 제거하고 RPMI-1640배지 180 uL와 무 추출물 20 uL를 주입하여 24시간 동안 배양하였다. 상등 배지를 제거하고 RPMI-1640(without FBS) 190 uL와 CCK-8 용액 10 uL씩 첨가하여 450 nm에서 microplate reader(VERSAmax, Molecular Device, USA)를 사용하여 시간(0～4 hr)에 따른 흡광도를 측정하였다.
세포의 초기 농도를 2×105 cell/mL로 조절하여 96 well plate에 200 uL씩 분주하여 10～15시간 후 도립 현미경으로 관찰하여 각 well 면적의 80% 이상이 세포로 도포된 것을 확인하였다.
시료는 무를 뿌리와 줄기로 나누어 여러 번 수세한 후 얇게 썰었다. 무 시료 중량의 2배의 에탄올을 가하여 6시간 동안 진탕배양기(JEIO-TECH, Korea)에서 진탕한 후, 3,200 rpm에서 10분 동안 원심 분리하였다.
추출액을 질소 존재하에 농축한 후여액을 0.2 μm로 여과한 시료를 Alltech AT-5ms (30m×0.32mm×0.25μm)을 장착한 GC/MS(Perkin Elmer Clarus 500) 시스템으로 분석하였다.
폐암 세포주(A-549)를 배양한 후 유방암, 자궁경부암(Auborn et al 2003)과 폐암세포주의 항암 물질로 알려진 I3C로처리하여 24시간 후의 흡광도를 측정하였다. Fig.
대상 데이터
1 μm sterile filtered)를 사용 하였으며, 세포배양용 RPMI-1640 배지와 더불어 penicillinstreptomycin solution, fetal bovine serum(FBS)는 HyClone(Utah, USA)사의 제품을 구매하여 사용하였다. 또한, 세포주의 부착 생존력을 감소시키는 trypsin-EDTA(0.5%)는 Gibco(Grand Island, NY, USA)사의 제품을 사용하였다. 인체 유방암 세포주(MCF-7)과 폐암 세포주(A-549)는 한국세포주은행(Korean Cell Line Bank, KCLB)으로부터 분양받았다.
본 실험에 사용한 MCF-7 세포와 A-549 세포를 배양하기 위해 분양받은 세포주를 0.2 μm membrane filter(Stericup and Steritop filter, Millipore, CA, USA)로 멸균한 RPMI-1640 배지(with FBS and penicillin streptomycin)에 접종한 후 37℃의 5% CO2 배양기(Forma Sci., USA)에서 배양하였다.
실험에 사용된 재래종 무(Raphanus sativus)와 갯무(Raphanus sativus var. hortensis for. raphanistroides)는 각각 90종과 25종으로 ㈜바이오브리딩연구소로부터 제공받아 사용하였다. 암세포주 증식 저해 활성 분석은 RPMI-1640 배지(with 25mM HEPES & L-Glutamine, 0.
암세포주 증식 저해 활성 분석은 RPMI-1640 배지(with 25mM HEPES & L-Glutamine, 0.1 μm sterile filtered)를 사용 하였으며, 세포배양용 RPMI-1640 배지와 더불어 penicillinstreptomycin solution, fetal bovine serum(FBS)는 HyClone(Utah, USA)사의 제품을 구매하여 사용하였다.
열에 약한 것으로 알려져 있는 sulforaphane 및 이와 관련한 유방암 세포주(MCF-7)를 이용한 실험 재료로서는 무의 생즙을 추출한 시료를 이용하였다.
5%)는 Gibco(Grand Island, NY, USA)사의 제품을 사용하였다. 인체 유방암 세포주(MCF-7)과 폐암 세포주(A-549)는 한국세포주은행(Korean Cell Line Bank, KCLB)으로부터 분양받았다.
폐암 세포주(A-549)를 이용한 증식 저해 활성 및 총 glucosinolate 분석은 열풍 건조시킨 무를 시료로 이용하였다. 시료는 중량의 25배 되는 부피의 50% 에탄올을 가하여 2시간 동안 진탕배양하였고, 40℃의 수욕조(JEIO TECH, Korea)에서 3시간 동안 열수 추출하였다.
5% in 25 mL 25% HCl, mass up 1,000 mL distill water) 800 uL씩 첨가한 후 30분간 반응시켜 microplate reader를 사용하여 405 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로서 glucosinolate와 구조가 비슷한 sinigrin(Sigma, Mo, USA)를 사용하였다.
항암 성분으로 알려진 5-fluorouracil(5-FU)와 indole-3-carbinol(I3C)은 Sigma사(MO, USA) 제품으로 양성 대조군으로 사용하였으며, CCK-8(cell counting kit-8)은 Dojindo(Japan)사의 제품을 구입하여 사용하였다.
이론/모형
또한, 세포 생존은 trypan blue 염색법으로 확인하였다. 배양세포를 trypsin-EDTA로 처리하여 부유된 세포 20 uL를 trypan blue 20 uL로 염색하여 hematocytometer 및 도립형 배양 현미경(CK40-32PH, Ompusly, Japan)으로 관찰하였다.
시료의 이온화는 70 eV의 에너지를 사용한 전자 이온화(electron impact ionization, EI)법으로 행하였으며, 주입구의 온도는 250℃로 설정하였다. 온도 프로그램은 40℃에서 2분간 유지한 다음 10℃/min의 속도로 270℃까지 상승시킨 후 5분간 유지하도록 하였다.
성능/효과
Fig. 5에서 보는 바와 같이 시료의 농도를 0.8%로 하였을 때재래종 무의 줄기와 뿌리는 각각 26.96%와 35.84%의 세포 저해율을 보였으며, 갯무의 줄기와 뿌리는 각각 35.84%와 62.94%수준의 세포 증식 저해율을 나타냈다. 다소 차이는 있지만 재래종 무보다는 갯무의 세포 증식 억제율이 높았으며, 줄기보다는 뿌리의 세포 증식 저해율이 높은 것을 알 수 있었다.
결과적으로 갯무는 재래종 무보다, 또한 줄기가 뿌리보다 sulforaphane 함량과 유방암 세포주에 대한 세포 증식 억제율이 높은 것으로 나타났다.
결과적으로, 폐암 세포주를 이용한 세포 증식 저해율과 총 glucosinolate 함량 분석 결과에서도 갯무가 재래종 무보다 우수한 것으로 나타났으며, 줄기보다는 뿌리가 더 우수한 것으로 나타났다. 또한, 폐암세포주(A549)와 비교하였을 시 서로 상관관계가 없음을 알 수 있었다.
다소 차이는 있지만 재래종 무보다 갯무의 세포 증식 억제가 대체로 높았으며, 줄기에서는 재래종 무와 갯무 모두 유의적으로(p>0.05) 차이가 나지 않았으며, 뿌리에서는 갯무가 유의적으로(p<0.05) 높게 나타났다.
94%수준의 세포 증식 저해율을 나타냈다. 다소 차이는 있지만 재래종 무보다는 갯무의 세포 증식 억제율이 높았으며, 줄기보다는 뿌리의 세포 증식 저해율이 높은 것을 알 수 있었다.
또한, Fig. 2에서 보는 바와 같이 재래종 무의 줄기와 뿌리는 각각 57.4%와 28.49%의 세포 저해율을 보였으며, 갯무의 줄기와 뿌리는 각각 63.27%와 48.98% 수준의 세포 증식 저해율을 나타냈다. 다소 차이는 있지만 재래종 무보다 갯무의 세포 증식 억제가 대체로 높았으며, 줄기에서는 재래종 무와 갯무 모두 유의적으로(p>0.
또한, 줄기의 활성이 뿌리의 활성보다 높은 것도 통계적으로 유의한 결과이었다(p<0.05).
결과적으로, 폐암 세포주를 이용한 세포 증식 저해율과 총 glucosinolate 함량 분석 결과에서도 갯무가 재래종 무보다 우수한 것으로 나타났으며, 줄기보다는 뿌리가 더 우수한 것으로 나타났다. 또한, 폐암세포주(A549)와 비교하였을 시 서로 상관관계가 없음을 알 수 있었다. 이상의 결과를 통하여 갯무의 유전자원을 이용하여 재래종 무의 품질 특성을 개량할 수 있을 것으로 기대된다.
무 종류에 따른 유방암 세포주(MCF-7)의 증식에 미치는 영향을 조사하기 위해 재래종 무와 갯무를 농도별로 나누어 각각의 시료가 함유된 배양액에서 24시간 배양한 뒤 세포수를 측정하였으며, 1.6%의 농도까지 줄기의 추출물 농도가 높아질 때, 농도 의존적인 암세포 증식 억제 효과가 확인되었고(Fig. 1(B)), 현저한 세포 밀도의 감소 현상과 형태적인 변화를 관찰할 수 있었다.
무의 에탄올 추출물에 대한 뿌리와 줄기의 세포 증식 억제 효과를 살펴본 결과, Fig. 1(B)에서 보는 바와 같이 1.6%의 줄기 추출물로 처리한 경우에서 I3C(0.005%)의 암세포 증식 억제 활성과 비슷한 수치를 보였다. 또한, 이것은 무 뿌리보다 무 줄기의 sulforaphane 함량이 높은 것으로 보고(Im et al 2006)된 바와 같이 sulforaphane의 함량 차이와 관련이 있을 것으로 판단되며, 줄기에서는 뿌리에 비해 현저히 높은 활성을 나타냈다.
십자화과 채소로 알려져 있는 무의 sulforaphane 함량은 평균 20.27 μg/g이 함유되었으며, 재래종 무보다 갯무에서 줄기의 sulforaphane 함량이 약 2배 정도 함량이 높은 것을 알 수있었다(Fig. 3).
무의 유방암 및 폐암 세포주에 대한 증식 저해 활성을 분석하였고, 항암 관련 지표 물질로 알려진 glucosinolate의 함량 및 sulforaphane의 함량을 조사하였다. 유방암 세포주의 하나인 MCF-7 세포주를 이용한 CCK(cell counting kit) assay 분석법을 사용하여 재래종 무와 갯무 추출물의 세포 증식 저해율을 조사한 결과, 재래종 무보다 갯무의 세포 증식 저해율이 높았으며, sulforaphane 함량에서도 갯무가 재래종 무보다 높은 것으로 나타났다. 폐암 세포주의 하나인 A-549 세포주를 이용한 세포 증식 저해율을 조사한 결과, 갯무가 재래종 무보다 높은 세포 증식 저해율을 보였으며, 총 glucosinolate 함량에서도 갯무가 재래종 무보다 높은 것으로 나타났다.
인체 폐암 세포주(A-549)를 재래종 무와 갯무로 나누어 각각의 시료를 농도별로 시료가 함유된 배양액에서 24시간 배양한 뒤 세포수를 측정하였으며, 0.8%의 농도 범위까지 CCK assay를 이용하여 세포 증식 저해를 측정한 결과, 추출물의 농도가 높아질 때 농도 의존적인 항암 효과가 확인되었고, 세포 밀도의 감소 현상과 형태적인 변화를 관찰할 수 있었다.
재래종 무와 갯무의 항암 활성 분석 결과를 SPSS 12.0을 이용하여 독립표본 T-검정법으로 통계 처리한 결과, 갯무가 재래종 무보다 유의성 있게(p<0.05) 높은 항암 활성을 갖는 것으로 나타났다.
6과 같다. 재래종 무의 줄기와 뿌리의 함량은 각각 2.378 mg/g과 2.615 mg/g으로 비슷하지만 갯무에서는 줄기와 뿌리의 함량이 각각 2.444 mg/g과 4.310 mg/g으로 줄기의 총 glucosinolate 함량이 2배 정도 높은 차이를 보이는 것을 알 수있었다.
유방암 세포주의 하나인 MCF-7 세포주를 이용한 CCK(cell counting kit) assay 분석법을 사용하여 재래종 무와 갯무 추출물의 세포 증식 저해율을 조사한 결과, 재래종 무보다 갯무의 세포 증식 저해율이 높았으며, sulforaphane 함량에서도 갯무가 재래종 무보다 높은 것으로 나타났다. 폐암 세포주의 하나인 A-549 세포주를 이용한 세포 증식 저해율을 조사한 결과, 갯무가 재래종 무보다 높은 세포 증식 저해율을 보였으며, 총 glucosinolate 함량에서도 갯무가 재래종 무보다 높은 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 갯무를 이용하여 재래종 무의 품질 특성을 개량할 수 있는 가능성을 제시하였다.
후속연구
또한, 폐암세포주(A549)와 비교하였을 시 서로 상관관계가 없음을 알 수 있었다. 이상의 결과를 통하여 갯무의 유전자원을 이용하여 재래종 무의 품질 특성을 개량할 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
무는 무엇인가?
십자화과 채소인 무(radish)는 국내에서 생산되는 과채류중 배추와 더불어 총 생산량의 60% 이상을 차지하고 있는 매우 중요하고 친숙한 작물이다. 무는 민간요법과 고전문헌을 보면 내복근이라 하여 소화 촉진과 어패류 또는 면류의 중독해소에 효과가 있고, 그 종자를 내복자라 하여 기암, 혈담, 천식 및 늑간 신경통 등에 쓰인다고 한다(Jung DH 1998).
민간요법과 고전문헌에서 무는 어떠한 효과가 있었으며 어디에 쓰였는가?
십자화과 채소인 무(radish)는 국내에서 생산되는 과채류중 배추와 더불어 총 생산량의 60% 이상을 차지하고 있는 매우 중요하고 친숙한 작물이다. 무는 민간요법과 고전문헌을 보면 내복근이라 하여 소화 촉진과 어패류 또는 면류의 중독해소에 효과가 있고, 그 종자를 내복자라 하여 기암, 혈담, 천식 및 늑간 신경통 등에 쓰인다고 한다(Jung DH 1998).
십자화과 채소의 대표 작물인 무가 항암 효과를 갖는 것은 무엇과 관련이 있는가?
십자화과 식물이 항암 효과를 갖는 것은 glucosinolate와 sulforaphane과 같이 황을 함유한 화합물과 관련이 있는 것으로 알려져 있다. Glucosinolate는 채소의 조직이 파괴될 때 조직 속의 효소인 myrosinase에 의해 isothiocyanate, nitrile 및 thiocyanate를 형성한다고 보고되어 있다(Van Etten et al 1969).
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