한국산 벼 6종(일품벼, 백진주벼, 설갱벼, 고아미2호, 거대배아벼 및 흑광벼)의 발아 및 무발아 에탄올 추출물에 대한 암세포주 증식 억제효과를 위암세포주(MKN45), 대장암세포(HCT116) 및 폐암세포(NCI-H460)에 대하여 살펴 본 결과 일부 품종의 경우 발아 후에 1 mg/mL 농도에서 암세포증식 억제효과가 증가하였다. 대장암세포주에 대한 성장억제 효과가 가장 좋았던 품종은 흑광벼로 발아 에탄올 추출물 18.89%의 생존율을 보였으며, 폐암세포주에 대해서는 일품, 고아미2호, 백진주 및 설갱벼 발아 에탄올 추출물은 5~10%의 생존율을 보였다. 위암세포에 대해서는 일품, 고아미2호, 백진주 및 설갱벼에 대하여 5~10%의 생존율을 보여 대조군에 비해 암세포주 증식 억제효과가 있는 것으로 나타났다. 본 연구결과 벼를 발아시킬 경우 항암활성이 증가함을 알 수 있었으며, 발아 후 벼의 성분분석 및 추후 항암실험의 다양한 지표를 활용하여 항암활성을 입증하는 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.
한국산 벼 6종(일품벼, 백진주벼, 설갱벼, 고아미2호, 거대배아벼 및 흑광벼)의 발아 및 무발아 에탄올 추출물에 대한 암세포주 증식 억제효과를 위암세포주(MKN45), 대장암세포(HCT116) 및 폐암세포(NCI-H460)에 대하여 살펴 본 결과 일부 품종의 경우 발아 후에 1 mg/mL 농도에서 암세포증식 억제효과가 증가하였다. 대장암세포주에 대한 성장억제 효과가 가장 좋았던 품종은 흑광벼로 발아 에탄올 추출물 18.89%의 생존율을 보였으며, 폐암세포주에 대해서는 일품, 고아미2호, 백진주 및 설갱벼 발아 에탄올 추출물은 5~10%의 생존율을 보였다. 위암세포에 대해서는 일품, 고아미2호, 백진주 및 설갱벼에 대하여 5~10%의 생존율을 보여 대조군에 비해 암세포주 증식 억제효과가 있는 것으로 나타났다. 본 연구결과 벼를 발아시킬 경우 항암활성이 증가함을 알 수 있었으며, 발아 후 벼의 성분분석 및 추후 항암실험의 다양한 지표를 활용하여 항암활성을 입증하는 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.
This study was conducted to investigate the effects of 70% ethanol extracts of various germinated-rough rice cultivars: ('Ilpum', 'Goami2', 'Keunnun', 'Sulgaeng', 'Baegjinju', and 'Heugkwang') on proliferation of human cancer cell lines (MKN-45, HCT116 and NCI-H460). Antiproliferation effects of rou...
This study was conducted to investigate the effects of 70% ethanol extracts of various germinated-rough rice cultivars: ('Ilpum', 'Goami2', 'Keunnun', 'Sulgaeng', 'Baegjinju', and 'Heugkwang') on proliferation of human cancer cell lines (MKN-45, HCT116 and NCI-H460). Antiproliferation effects of rough rice on different cancer cell lines were higher in after germination than before germination. The viability of HCT-116 colon cancer cells was lowest at 18.89% in after germination of 'Heugkwang' at 1.0 mg/mL. The cell viability of MKN-45 lung cancer cells and MKN-45 stomach cancer cells were in the range of 5~10% in after germination of 'Ilpum', 'Goami2', 'Baegjinju', and 'Sulgaeng', and 'Heugkwang' at 1.0 mg/mL. These results suggest that germinated rough rice might have a potential preventive effect on human cancer cells.
This study was conducted to investigate the effects of 70% ethanol extracts of various germinated-rough rice cultivars: ('Ilpum', 'Goami2', 'Keunnun', 'Sulgaeng', 'Baegjinju', and 'Heugkwang') on proliferation of human cancer cell lines (MKN-45, HCT116 and NCI-H460). Antiproliferation effects of rough rice on different cancer cell lines were higher in after germination than before germination. The viability of HCT-116 colon cancer cells was lowest at 18.89% in after germination of 'Heugkwang' at 1.0 mg/mL. The cell viability of MKN-45 lung cancer cells and MKN-45 stomach cancer cells were in the range of 5~10% in after germination of 'Ilpum', 'Goami2', 'Baegjinju', and 'Sulgaeng', and 'Heugkwang' at 1.0 mg/mL. These results suggest that germinated rough rice might have a potential preventive effect on human cancer cells.
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문제 정의
본 연구는 6종의 발아벼가 인체유래 암세포주(위암, 대장암 및 폐암) 증식에 미치는 효과를 비교하고 암 예방 가능성을 살펴보고자 하였다.
제안 방법
각각의 세포는 10% fetal bovine serum (FBS)와 100 U/mL penicillin G, 50 μg/mL streptomycin을 첨가한 RPMI-1640(Gibco Co., NY, USA)을 사용하여 5% CO2 37 ℃ 배양기에서 배양하였으며, 세포 밀도가 높아지면 5분간 trypsin-EDTA를 처리하여 계대배양을 실시하였다.
, Beijing, China)에서 발아시켰다. 발아기의 온도는 37℃, 상대습도는 85%로 유지시키면서 48시간 동안 발아시켰으며, 발아된 싹의 길이가 1～1.5 cm 정도 된 후 발아를 정지시키고 50℃의 건조기(WFO-459PD, EYELA, Tokyo, Japan)에서로 2일 동안 건조 후 80 mesh로 분쇄 (Micro hammer cutter mill type-3, Culatti AG, Zurich, Swiss)하였다. 벼 및 발아벼에 함유된 유효성분은 70% 에탄올을 사용하여 추출하였다.
본 실험에 사용된 시료는 농촌진흥청(Suwon, Korea)에서 2008년에 재배 생산된 일반 벼인 일품벼(Ilpumbyeo), 백 진주벼(Baeginjubyeo) 및 설갱벼(Sulgaengbyeo) 3품종과 특수미인 고아미2호(Goami2), 거대배아벼((Keunnunbyeo) 및 흑광벼(Heugkwangbyeo) 3품종을 분양받아 4℃ 저온저장고에 저장하면서 실험에 사용하였다. 품종별 벼 500 g을 20℃의 물로 수세하고 3일간 침지시킨 다음 발아기(TP-CB 400, EZIONE Inc., Beijing, China)에서 발아시켰다. 발아기의 온도는 37℃, 상대습도는 85%로 유지시키면서 48시간 동안 발아시켰으며, 발아된 싹의 길이가 1～1.
대상 데이터
본 실험에 사용된 시료는 농촌진흥청(Suwon, Korea)에서 2008년에 재배 생산된 일반 벼인 일품벼(Ilpumbyeo), 백 진주벼(Baeginjubyeo) 및 설갱벼(Sulgaengbyeo) 3품종과 특수미인 고아미2호(Goami2), 거대배아벼((Keunnunbyeo) 및 흑광벼(Heugkwangbyeo) 3품종을 분양받아 4℃ 저온저장고에 저장하면서 실험에 사용하였다. 품종별 벼 500 g을 20℃의 물로 수세하고 3일간 침지시킨 다음 발아기(TP-CB 400, EZIONE Inc.
본 실험에서 사용한 암세포는 HCT-116(colorectal carcinoma: KCLB 10247), NCI-H460(lung large cell carcinoma: KCLB 30177) 및 MKN-45(stomach adenocarcinoma: KCLB 80103)이었으며, 한국세포주은행(KCLB)에서 분양 받아 사용하였다. 각각의 세포는 10% fetal bovine serum (FBS)와 100 U/mL penicillin G, 50 μg/mL streptomycin을 첨가한 RPMI-1640(Gibco Co.
즉, 벼 시료 10 g에 70% ethanol 500 mL을 가하고 80℃에서 3시간 동안 3회 환류추출 한 다음 감압 여과하여 불용성 물질을 제거하였다. 여과된 추출물은 회전진공농축기(EYELA N-1000, Tokyo, Japan)로 농축하여 용매를 완전히 제거한 다음 동결건조(FD-5508, Ilshin Lab Co., Seoul, Korea)하여 발아벼 추출물 시료로 사용하였다.
데이터처리
통계분석은 SPSS Ver 12.0 package program을 이용하여 각 측정군의 평균과 표준편차를 산출하고 Duncan’s multiple range test를 이용하여 유의성을 검정하였다.
이론/모형
발아벼의 암세포주 증식에 미치는 영향은 Ishiyama 등 (13)의 방법에 따라 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide(MTT) assay로 실험하였다. 즉, 1×105 cell/well 농도로 96 well plate에 100 μL씩 분주한 후 37℃, 5% CO2 배양기에서 24시간 배양 후, 전 배양에 사용된 배지를 제거하고 배지에 일정 농도로 희석된 추출물을 100 μL를 첨가하여 다시 24시간 배양하였다.
성능/효과
국산 벼 6품종에 대한 발아 전후 에탄올 추출물이 인체유래 위암세포(MKN-45) 증식억제에 미치는 영향을 살펴본 결과 발아 전후 추출물 모두 낮은 농도에서는 위암세포의 증식을 억제하지 못하였지만 1 mg/mL 농도에서는 억제효과가 높게 나타났다. 일품벼(Fig.
한국산 벼 6종(일품벼, 백진주벼, 설갱벼, 고아미2호, 거대 배아벼 및 흑광벼)의 발아 및 무발아 에탄올 추출물에 대한 암세포주 증식 억제효과를 위암세포주(MKN45), 대장암세포(HCT116) 및 폐암세포(NCI-H460)에 대하여 살펴 본 결과 일부 품종의 경우 발아 후에 1 mg/mL 농도에서 암세포증식 억제효과가 증가하였다. 대장암세포주에 대한 성장억제 효과가 가장 좋았던 품종은 흑광벼로 발아 에탄올 추출물 18.89%의 생존율을 보였으며, 폐암세포주에 대해서는 일품, 고아미2호, 백진주 및 설갱벼 발아 에탄올 추출물은 5～10%의 생존율을 보였다. 위암세포에 대해서는 일품, 고아미2호, 백진주 및 설갱벼에 대하여 5～10%의 생존율을 보여 대조군에 비해 암세포주 증식 억제효과가 있는 것으로 나타났다.
발아 전후 벼 추출물이 인체유래 폐암세포(NCI-H460) 증식억제에 미치는 영향을 살펴본 결과 저농도에서는 페암세포의 증식을 억제하지는 못하였지만 1 mg/mL 농도에서 일품벼(Fig. 2A)는 발아 및 무발아 시 생존율이 각각 6.38 및 7.28%로 폐암세포주 증식억제효과가 나타났으며, 고아미(Fig. 2B)도 발아 및 무발아 시 생존율이 각각 5.28 및 5.00%로 우수한 효과를 보였다. 백진주(Fig.
2D) 추출물들은 발아 전후 암세포증식 억제효과가 다른 품종에 비해 작게 나타났다. 설갱벼(Fig. 2E)와 흑광벼(Fig. 2F)의 발아추출물은 각각 13.31 및 26.40%의 생존율을 보여 발아 전과 후의 폐암세포증식 억제효과의 차이를 나타내었다. Lee 등(16)에 의하면 한국 재래종 벼 종실의 폐암세포주 A549에 대한 항암활성 측정 결과 IC50 값이 약 0.
89%의 생존율을 보였으며, 폐암세포주에 대해서는 일품, 고아미2호, 백진주 및 설갱벼 발아 에탄올 추출물은 5～10%의 생존율을 보였다. 위암세포에 대해서는 일품, 고아미2호, 백진주 및 설갱벼에 대하여 5～10%의 생존율을 보여 대조군에 비해 암세포주 증식 억제효과가 있는 것으로 나타났다. 본 연구결과 벼를 발아시킬 경우 항암활성이 증가함을 알 수 있었으며, 발아 후 벼의 성분분석 및 추후 항암실험의 다양한 지표를 활용하여 항암활성을 입증하는 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.
국산 벼 6품종에 대한 발아 전후 에탄올 추출물이 인체유래 위암세포(MKN-45) 증식억제에 미치는 영향을 살펴본 결과 발아 전후 추출물 모두 낮은 농도에서는 위암세포의 증식을 억제하지 못하였지만 1 mg/mL 농도에서는 억제효과가 높게 나타났다. 일품벼(Fig. 3A)의 경우 발아보다는 무 발아 추출물이 암세포증식 효과가 크게 나타났으며, 고아미(Fig. 3B)와 백진주벼(Fig. 3C)의 경우 발아 추출물에서 각각 4.95 및 5.71%의 매우 낮은 생존율을 보여 위암세포주에 대한 증식억제효과가 크게 나타났다. 또한 흑광벼(Fig.
1E)는 발아한 후 우수한 효과를 보였다. 특히, 흑광벼(Fig. 1F)는 발아 추출물에서 18.89%로 낮은 생존율을 보여 대장암 세포주 증식억제효과가 큰 것으로 나타났다. Hong 등(14)에 의하면 홍국쌀 추출물의 경우 대장암세포(HCT-116)에 대한 증식억제효과가 0.
한국산 벼 6종(일품벼, 백진주벼, 설갱벼, 고아미2호, 거대 배아벼 및 흑광벼)의 발아 및 무발아 에탄올 추출물에 대한 암세포주 증식 억제효과를 위암세포주(MKN45), 대장암세포(HCT116) 및 폐암세포(NCI-H460)에 대하여 살펴 본 결과 일부 품종의 경우 발아 후에 1 mg/mL 농도에서 암세포증식 억제효과가 증가하였다. 대장암세포주에 대한 성장억제 효과가 가장 좋았던 품종은 흑광벼로 발아 에탄올 추출물 18.
한국산 벼 6품종에 대한 발아 전후의 에탄올 추출물이 대장암세포주(HCT-116) 증식에 미치는 영향을 살펴본 결과 일품벼(Fig. 1A)와 큰눈벼((Fig. 1D)를 제외한 4종의 벼 모두 저농도에서는 대장암세포의 증식을 억제하지 못하였지만 1 mg/mL의 농도에서는 대장암세포주의 증식억제효과가 나타났다. 고아미2호(Fig.
후속연구
33%의 생존율을 보였다. Craig(20) 및 Adom과 Liu(21)의 연구에 의하면 전곡의 항암효과는 곡류에 함유된 영양성분 이외에 배아와 겨층에 다량 함유된 질병을 예방할 수 있는 항산화 영양소, phenolic compound와 phytoestrogen 등의 phytochemicals를 풍부하게 함유하고 있기 때문이라고 보고하였으며, Kang 등(22)은 특수미 발아 시 여러 항산화 물질들이 증가된다고 보고하였는데 본 연구에서도 발아 시 다양한 성분들이 증가하기 때문에 높은 암세포증식 억제효과가 나타난 것으로 판단되며, 향후 이러한 성분들에 대한 연구가 필요하리라 생각된다.
위암세포에 대해서는 일품, 고아미2호, 백진주 및 설갱벼에 대하여 5～10%의 생존율을 보여 대조군에 비해 암세포주 증식 억제효과가 있는 것으로 나타났다. 본 연구결과 벼를 발아시킬 경우 항암활성이 증가함을 알 수 있었으며, 발아 후 벼의 성분분석 및 추후 항암실험의 다양한 지표를 활용하여 항암활성을 입증하는 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
현미의 구성요소는?
)는 세계 3대곡물 중 하나이며, 벼를 도정한 쌀은 세계인구의 절반이상이 주식으로 이용하고 있다(1,2). 벼는 80% 현미, 20% 왕겨로 구성되어 있으며, 왕겨층을 제거한 것을 현미라 하는데 이 현미는 과피(pericarp), 종피(seed coat) 및 호분층(aleurone layer)으로 구성된 미강층을 배아(embryo) 및 배유(endosperm)로 이루어져 있다(3,4).
발아된 벼에 대한 최근의 연구들은 어떤 것이 있는가?
벼의 종자는 씨눈과 배젖에 있는 비활성 상태의 DNA 유전정보와 각종 효소, 영양소 등이 외적환경 여건이 좋아지면 활성화되어 발아되는데, 일반적으로 발아가 진행됨에 따라 다양한 성분들이 증가되거나 생성되고 그에 따라 다양한 생리활성이 증가되는 경향이 있다고 보고되고 있으며 특히 발아된 벼는 γ-orizanol이나 arabinoxylane, γ-aminobutyric acid(GABA), vitamin E 등의 생리활성 성분들이 증가하고 발아 중에 효소가 활성화되어 영양성분들의 체내 흡수가 용이하게 되는 것으로 알려져 있다(5). 최근, 발아에 의하여 탄수화물(6), 단백질과 아미노산(7), 지방산(8,9), 무기질(10) 및 비타민(8,11) 등 영양성분의 함량 변화와 더불어 각종 효소나 효소 저해제의 하나인 트립신 저해제의 변화(6,12)에 관한 연구들이 수행되어 왔으나 벼를 발아시킬 경우 항암활성의 변화에 대한 연구는 찾아보기 어려운 실정이다.
발아된 벼에 증가하는 생리활성 성분은?
벼의 종자는 씨눈과 배젖에 있는 비활성 상태의 DNA 유전정보와 각종 효소, 영양소 등이 외적환경 여건이 좋아지면 활성화되어 발아되는데, 일반적으로 발아가 진행됨에 따라 다양한 성분들이 증가되거나 생성되고 그에 따라 다양한 생리활성이 증가되는 경향이 있다고 보고되고 있으며 특히 발아된 벼는 γ-orizanol이나 arabinoxylane, γ-aminobutyric acid(GABA), vitamin E 등의 생리활성 성분들이 증가하고 발아 중에 효소가 활성화되어 영양성분들의 체내 흡수가 용이하게 되는 것으로 알려져 있다(5). 최근, 발아에 의하여 탄수화물(6), 단백질과 아미노산(7), 지방산(8,9), 무기질(10) 및 비타민(8,11) 등 영양성분의 함량 변화와 더불어 각종 효소나 효소 저해제의 하나인 트립신 저해제의 변화(6,12)에 관한 연구들이 수행되어 왔으나 벼를 발아시킬 경우 항암활성의 변화에 대한 연구는 찾아보기 어려운 실정이다.
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