국내산 정제염, 천일염과 유럽산 천일염 등의 SEM에서의 형태, 무기질 성분, 보돌연변이와 암세포 in vitro 항암 기능성을 측정하였다. 정제염은 SEM을 이용한 관찰 시 구조가 규칙적이었고 천일염은 불규칙한 표면 구조를 가지고 있었다. 천일염의 크기도 차이가 있었고 프랑스 천일염과 한국천일염I은 다른 천일염보다 크기가 작았다. 무기질 함량은 프랑스 천일염과 한국 천일염I이 Ca, K, Mg 등의 함량이 다른 소금보다 더 많았다. pH도 프랑스 천일염과 한국 천일염I이 가장 높았다. 한국산 두 가지의 천일염은 무기질 함량에 따라 물리적 특성의 차이를 보였고 한국 천일염I은 프랑스 천일염과 비슷한 무기질 함량을 가지고 있었다. 소금은 보돌연변이 효과가 있었지만 특히 무기질 함량이 높았던 프랑스 천일염과 한국산 천일염I은 다른 소금보다 낮은 보돌연변이 효과를 나타내었다. HCT-116과 AGS 암세포에 대한 in vitro 항암 효과에서도 보돌연변이 효과와 비슷한 경향을 나타내었고 많은 무기질을 함유한 프랑스 천일염과 한국산 천일염I의 암세포 성장 억제효과와 암세포의 apoptosis 유도 효과가 가장 높았다. 이상의 결과로부터 소금의 기능성은 무기질 함량이 많은 천일염이 정제염보다 좋으며 천일염 중에도 Ca, K 등의 무기질 함량이 높을수록 기능성도 증가하는 것으로 나타났다.
국내산 정제염, 천일염과 유럽산 천일염 등의 SEM에서의 형태, 무기질 성분, 보돌연변이와 암세포 in vitro 항암 기능성을 측정하였다. 정제염은 SEM을 이용한 관찰 시 구조가 규칙적이었고 천일염은 불규칙한 표면 구조를 가지고 있었다. 천일염의 크기도 차이가 있었고 프랑스 천일염과 한국천일염I은 다른 천일염보다 크기가 작았다. 무기질 함량은 프랑스 천일염과 한국 천일염I이 Ca, K, Mg 등의 함량이 다른 소금보다 더 많았다. pH도 프랑스 천일염과 한국 천일염I이 가장 높았다. 한국산 두 가지의 천일염은 무기질 함량에 따라 물리적 특성의 차이를 보였고 한국 천일염I은 프랑스 천일염과 비슷한 무기질 함량을 가지고 있었다. 소금은 보돌연변이 효과가 있었지만 특히 무기질 함량이 높았던 프랑스 천일염과 한국산 천일염I은 다른 소금보다 낮은 보돌연변이 효과를 나타내었다. HCT-116과 AGS 암세포에 대한 in vitro 항암 효과에서도 보돌연변이 효과와 비슷한 경향을 나타내었고 많은 무기질을 함유한 프랑스 천일염과 한국산 천일염I의 암세포 성장 억제효과와 암세포의 apoptosis 유도 효과가 가장 높았다. 이상의 결과로부터 소금의 기능성은 무기질 함량이 많은 천일염이 정제염보다 좋으며 천일염 중에도 Ca, K 등의 무기질 함량이 높을수록 기능성도 증가하는 것으로 나타났다.
Purified salt and several different types of sea salts showed comutagenicity in the presence of MNNG (N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine). However, the salts exhibited anti-cancer effects in HCT-116 human colon carcinoma cells and AGS human gastric adenocarcinoma cells. Sea salt showed less comuta...
Purified salt and several different types of sea salts showed comutagenicity in the presence of MNNG (N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine). However, the salts exhibited anti-cancer effects in HCT-116 human colon carcinoma cells and AGS human gastric adenocarcinoma cells. Sea salt showed less comutagenicity effects than purified salt. French sea salt (Salines de Guerande) and Korean sea salt I, which contained higher levels of minerals, showed less comutagenicity. In MTT assay, when HCT-116 and AGS cancer cells were treated with the salts, French sea salt (36% and 34%) and Korean sea salt I (35% and 33%) showed higher anticancer activities than Spanish sea salt (33% and 31%), Italian sea salt (29% and 27%), Korean sea salt II (22% and 22%), or purified salt (18% and 15%) at a salt concentration of 1%. French sea salt and Korean sea salt I also showed better anticancer activities than the other salt samples at a low concentration of 0.5% (p<0.05). Apoptosis related genes of Bax and Bcl-2 were regulated by the treatment of the salt in the colon cancer cells. French sea salt and Korean sea salt I especially increased Bax mRNA expression, but decreased Bcl-2 expression, indicating that they can induce apoptosis of the cancer cells. From the experimental results, sea salt showed better health functional effects than the purified salt, and French sea salt and Korean sea salt I which contained high levels of Ca, K, and Mg showed better effects.
Purified salt and several different types of sea salts showed comutagenicity in the presence of MNNG (N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine). However, the salts exhibited anti-cancer effects in HCT-116 human colon carcinoma cells and AGS human gastric adenocarcinoma cells. Sea salt showed less comutagenicity effects than purified salt. French sea salt (Salines de Guerande) and Korean sea salt I, which contained higher levels of minerals, showed less comutagenicity. In MTT assay, when HCT-116 and AGS cancer cells were treated with the salts, French sea salt (36% and 34%) and Korean sea salt I (35% and 33%) showed higher anticancer activities than Spanish sea salt (33% and 31%), Italian sea salt (29% and 27%), Korean sea salt II (22% and 22%), or purified salt (18% and 15%) at a salt concentration of 1%. French sea salt and Korean sea salt I also showed better anticancer activities than the other salt samples at a low concentration of 0.5% (p<0.05). Apoptosis related genes of Bax and Bcl-2 were regulated by the treatment of the salt in the colon cancer cells. French sea salt and Korean sea salt I especially increased Bax mRNA expression, but decreased Bcl-2 expression, indicating that they can induce apoptosis of the cancer cells. From the experimental results, sea salt showed better health functional effects than the purified salt, and French sea salt and Korean sea salt I which contained high levels of Ca, K, and Mg showed better effects.
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문제 정의
본 연구에서는 유럽의 대표적인 천일염인 프랑스의 게랑드 소금과 이탈리아 및 스페인에서 생산된 천일염과 두 종류의 한국산 천일염의 물리적 특성과 아울러 암과 관련하여 소금의 보돌연변이성과 항암성을 실험하여 우리나라 천일염과 지중해산 천일염의 무기질 함량 등의 특성과 기능성을 정제염과 함께 비교하고자 하였다.
제안 방법
소금의 암세포에 대한 apoptosis 유도 영향을 측정하기 위해 RT-PCR 분석을 하였다.
0～5% 농도에서 세포 독성을 나타내지 않았으나 5% 농도에서 정제염과 한국산 천일염Ⅰ 은 암세포의 성장 억제 효과가 100%로 나타났으므로 암세포 증식 억제 효과 실험을 위해 0.5%과 1% 농도를 선택하였다.
국내산 정제염, 천일염과 유럽산 천일염 등의 SEM에서의 형태, 무기질 성분, 보돌연변이와 암세포 in vitro 항암 기능성을 측정하였다.
동일한 조건에서 준비된 암세포를 대상으로 RNAzol B (TEL-TEST, Inc., Friendswood TX, USA)을 이용하여 total RNA를 분리하였다. 분리된 RNA를 정량한 후, oligo dT primer와 AMV reverse transcriptase를 이용하여 2 μg 의 RNA에서 ss cDNA를 합성하였다.
45℃의 top agar 2 mL씩을 각 tube에 붓고 3초간 vortex하여 minimal glucose agar plate에 도말하고 37℃에서 배양하였다. 배양 48시간 후 각 plate에서 복귀돌연변이의 숫자를 계수하여 대조군과 비교하면서 돌연변이유발 또는 보돌연변이 효과를 측정하였다(19)
분리된 RNA를 정량한 후, oligo dT primer와 AMV reverse transcriptase를 이용하여 2 μg 의 RNA에서 ss cDNA를 합성하였다.
소금 시료의 형태 관찰은 주사식 전자현미경(SEM, JSMU3, JEOL, Tokyo, Japan)을 이용하였고 60배로 확대하여 전체적인 형태를 관찰하였다(15,16).
소금 처리에 의한 암세포의 apoptosis 유발이 Bcl-2 family의 발현 변화와 관련이 있는 것인지를 조사하기 위하여 Bcl-2 family에 속하는 주요 유전자들의 전사 수준에 미치는 영향을 조사하였다.
소금은 특히 위의 손상과 위암의 원인으로(33) 알려진바 AGS 인체 위암세포를 이용하여 암세포 성장 저해 효과를 실험하였다. 소금을 AGS암세포에 처리한 결과 HCT-116 암세포를 이용하여 실험한 결과와 비슷한 경향을 보였다 (Table 6).
소금의 암세포 성장 억제 효과 정도를 비교하기에 앞서 HCT-116 인체 결장암세포에 대한 정제염과 한국산 천일염Ⅰ의 세포 독성 효과를 측정하였다(Fig. 2).
실험에 사용하기 전에 시료의 독성 실험을 행하여 독성이 나타나지 않는 범위 내에서 시료의 농도를 결정하였다. Phosphate buffer, 하룻밤 배양된 균주(1∼2×109 cells/mL) 0.
대상 데이터
HCT-116 인체 결장암세포(HCT-116 human colon carcinoma cell)는 미국 American Type Culture Collection (ATCC, Rockbille, MD, USA)으로부터 분양받고 AGS 인체 위암세포(AGS human gastric adenocarcinoma cell)는 한국 세포주은행(서울의대)으로부터 분양받아 배양하면서 실험에 사용하였다.
돌연변이 물질인 N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine(MNNG, Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)은 증류수에 녹여서 사용하였다.
시료 소금의 무기질은 유도결합플라스마 분광분석법(inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry, ICP-AES)에 의해 분석하였다. 본 실험에 사용된 ICP-AES는 한국기초과학지원연구원(부산센터)에서 Perkin Elmer의 Optima 4300DV ICP-OES(Shelton, CT, USA)를 사용하였으며, 실험조건은 주파수 40 MHz(free-running), power 1300 W, plasma gas flows 20 L/min, auxiliary gas flows 1.0 L/min, nebulizer gas flows 0.5 L/min, sample uptake rate 2 mL/min이었다. 소금은 20 mesh의 sieve로 입자를 고르게 하여준 다음 무기질 분석 시료로 사용하였다(17,18)
세포배양을 위해 RPMI 1640, fetal bovine serum(FBS), 0.05% trypsin-0.02% EDTA 그리고 100 units/mL penicillin-streptomycin을 GIBCO(Grand Island, NY, USA)로 부터 구입하여 사용하였고 세포배양은 5% CO2 incubator (model 311S/N29035, Forma, Marietta, GA, USA)를 사용하였다.
5 L/min, sample uptake rate 2 mL/min이었다. 소금은 20 mesh의 sieve로 입자를 고르게 하여준 다음 무기질 분석 시료로 사용하였다(17,18)
실험에 사용한 균주는 미국 캘리포니아 대학의 Ames 박사로부터 제공받은 Salmonella Typhimurium TA100으로, 실험하기 전 histidine 요구성, deep rough(rfa) 돌연변이, uvrB 돌연변이, R factor 등의 유전형질을 확인하였다. 돌연변이 물질인 N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine(MNNG, Aldrich Co.
일반 시장에서 판매되고 있는 정제염(한주소금)과 (주)삼보식품(전북 고창군)을 통해 제공받은 한국산 천일염Ⅰ(전북 부안군, 2011년산 장판염), 한국산 천일염Ⅱ(한국산 천일염Ⅰ에서 간수를 제거한 것)과 미국 미시간주에서 구입한 이탈리아 천일염(Morton International INC, Chicago, IL, USA), 스페인 천일염(Morton International INC)과 프랑스 천일염(게랑드소금, Salines de Guerande, Pradel, France) 을 사용하였다.
데이터처리
대조군과 각 시료로부터 얻은 실험 결과들의 유의성을 검정하기 위하여 분산분석(ANOVA)을 행한 후 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test를 실시하였으며, 그 결과는 평균(mean)±표준편차(standard deviation, SD)로 표시 하였다.
05 수준에서 Duncan's multiple range test를 실시하였으며, 그 결과는 평균(mean)±표준편차(standard deviation, SD)로 표시 하였다. 모든 통계 분석은 Statistic Analysis System(v9.1, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) 통계프로그램을 이용하여 분석하였다.
이론/모형
시료 소금의 무기질은 유도결합플라스마 분광분석법(inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry, ICP-AES)에 의해 분석하였다. 본 실험에 사용된 ICP-AES는 한국기초과학지원연구원(부산센터)에서 Perkin Elmer의 Optima 4300DV ICP-OES(Shelton, CT, USA)를 사용하였으며, 실험조건은 주파수 40 MHz(free-running), power 1300 W, plasma gas flows 20 L/min, auxiliary gas flows 1.
분리된 RNA를 정량한 후, oligo dT primer와 AMV reverse transcriptase를 이용하여 2 μg 의 RNA에서 ss cDNA를 합성하였다. 이 cDNA를 template로 사용하여 Bax 및 Bcl-2 유전자를 polymerase chain reaction(PCR) 방법으로 증폭하였다(Table 1). 이때 housekeeping 유전자인 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase(GAPDH) 유전자를 internal control로 사용하였다.
성능/효과
Table 5에서 보는 바와 같이 소금 시료를 0.5%의 농도로 처리한 결과, 프랑스 천일염이 13%로 가장 높은 저해율을 보였고 이탈리아 천일염과 스페인 천일염이 각각 10%, 11%의 저해율을 보였고 한국 천일염Ⅰ과 Ⅱ는 12%과 8%의 저해율을 나타내었다(p<0.05).
소금은 높은 농도(2.5 mg/plate)에서도 낮은 농도에서와 비슷한 양상의 결과를 볼 수 있어서 프랑스 천일염과 한국 천일염Ⅰ이 27%과 30%의 보돌연변이 효과를 나타내었으며 이탈리아 천일염, 스페인 천일염과 한국산 천일염Ⅱ은 각각 39%, 38%과 42%의 효과를 보였고, 정제염은 50%의 가장 높은 보돌연변이 효과를 보였다.
1% 농도에서도 비슷한 경향을 볼 수 있었으며, 정제염이 18%의 억제 효과가 나타났고 이탈리아 천일염, 스페인 천일염, 프랑스 천일염이 각각 29%, 33%, 36%의 저해율을 나타냈고 한국 천일염Ⅰ과 한국 천일염Ⅱ는 35%과 22%의 암세포 성장 억제율을 보였다(p<0.05).
1% 농도에서도 비슷한 경향을 볼 수 있었으며, 프랑스 천일염과 한국 천일염Ⅰ이 34%과 33%로 높은 저해율을 보였다.
1.25 mg/plate 농도에서 정제염은 MNNG에 대한 보돌연변이 효과가 30%로 높게 나타났으며 이탈리아 천일염과 스페인 천일염은 약 15%로 낮은 보돌연변이 효과를 보였고 프랑스 천일염이 5%의 효과를 나타내어 가장 낮게 나타났다.
Apoptosis 억제에 관련이 있는 Bcl-2의 발현을 살펴본 결과, 프랑스 천일염과 한국천일염Ⅰ은 시료를 처리하지 않은 암세포(control)와 PS(정제염) 처리군에 비하여 감소하는 것으로 나타났다.
HCT-116과 AGS 암세포에 대한 in vitro 항암 효과에서도 보돌연변이 효과와 비슷한 경향을 나타내었고 많은 무기질을 함유한 프랑스 천일염과 한국산 천일염Ⅰ의 암세포 성장 억제효과와 암세포의 apoptosis 유도 효과가 가장 높았다.
Mg의 함량은 한국 천일염Ⅱ가 8789 ppm으로 가장 높았고 유럽 천일염은 5000～7000 ppm으로 높은 함량을 함유하고 한국 천일염Ⅱ와 정제염의 Mg 함량은 낮았다.
따라서 프랑스 천일염은 유럽산 천일염 중에서 가장 낮은 보돌연변이 효과를 나타내었고 한국산 천일염Ⅰ과 프랑스 천일염은 비슷하게 낮은 보돌연변이 효과를 나타내었다(p<0.05).
13이었고 죽염의 pH는 10～11을 나타내었는데 이는 미네랄 성분 및 죽염의 가공과정을 거치며 OH기가 많이 생성되었기 때문이라고 하였다. 또한 이와 함께 항산화 효과가 높았으므로 프랑스 천일염과 한국 천일염Ⅰ의 항산화 및 건강 기능성은 다른 천일염과 정제염보다 더 높을 것으로 보인다.
소금 시료를 0.5%의 농도로 처리한 결과, 프랑스 천일염이 이탈리아 천일염(10%)과 스페인 천일염(13%)보다 16%로 더 높은 저해율을 보였고, 한국 천일염Ⅰ도 15%로 다소 높은 효과를 보였다(p<0.05).
소금은 보돌연변이 효과가 있었지만 특히 무기질 함량이 높았던 프랑스 천일염과 한국산 천일염Ⅰ은 다른 소금보다 낮은 보돌연변이 효과를 나타내었다.
이것으로 보아 소금은 이들 유전자의 발현을 조절하고 apoptosis를 조절하여 암세포 증식을 억제하는 것으로 사료되며, 프랑스 천일염과 한국 천일염Ⅰ의 apoptosis유도에 의한 항암효과는 다른 천일염시료에 비하여 더 높았고 정제염이 가장 낮았다.
HCT-116과 AGS 암세포에 대한 in vitro 항암 효과에서도 보돌연변이 효과와 비슷한 경향을 나타내었고 많은 무기질을 함유한 프랑스 천일염과 한국산 천일염Ⅰ의 암세포 성장 억제효과와 암세포의 apoptosis 유도 효과가 가장 높았다. 이상의 결과로부터 소금의 기능성은 무기질 함량이 많은 천일염이 정제염보다 좋으며 천일염 중에도 Ca, K 등의 무기질 함량이 높을수록 기능성도 증가하는 것으로 나타났다.
이상의 결과에서 프랑스 천일염과 한국 천일염Ⅰ의 암세포 성장 저해 효과가 가장 큰 것으로 나타났다.
이태리산 천일염은 500 μm 이상으로 가장 크기가 컸었고 스페인 천일염과 한국 천일염Ⅱ의 크기는 이탈리아 천일염의 1/3 정도이었고, 한국 천일염Ⅰ은 이탈리아 천일염의 1/4 정도였다.
정제염, 이탈리아 천일염, 스페인 천일염, 프랑스 천일염, 한국 천일염Ⅰ과 한국 천일염Ⅱ의 pH는 각각 6.29, 9.21, 9.27, 9.62, 9.59, 9.13이었다. 정제염에 비해 알칼리도가 높았고 특히 프랑스 천일염과 한국 천일염Ⅰ은 pH가 가장 높았다(Table 3).
13이었다. 정제염에 비해 알칼리도가 높았고 특히 프랑스 천일염과 한국 천일염Ⅰ은 pH가 가장 높았다(Table 3). 프랑스 천일염과 한국 천일염은 다른 천일염 보다 무기질이 많기 때문에 pH가 높게 나타난 것으로 생각 된다.
정제염은 SEM을 이용한 관찰 시 구조가 규칙적이었고 천일염은 불규칙한 표면 구조를 가지고 있었다.
정제염은 SEM을 이용한 관찰 시 구조가 규칙적이었고 천일염은 불규칙한 표면 구조를 가지고 있었다. 천일염의 크기도 차이가 있었고 프랑스 천일염과 한국천일염Ⅰ은 다른 천일염보다 크기가 작았다. 무기질 함량은 프랑스 천일염과 한국 천일염Ⅰ이 Ca, K, Mg 등의 함량이 다른 소금보다 더 많았다.
한국산 두 가지의 천일염은 무기질 함량에 따라 물리적 특성의 차이를 보였고 한국 천일염Ⅰ은 프랑스 천일염과 비슷한 무기질 함량을 가지고 있었다.
한편 한국산 천일염Ⅰ과 한국산 천일염Ⅱ는 7%과 15%의 보돌연변이 효과가 나타났다(p<0.05).
후속연구
프랑스 천일염과 한국 천일염Ⅰ의 높은 암세포 저해 효과는 앞에 서의 결과(Table 2)에서 나타났던 Ca, K, Mg 등의 높은 무기질 함량으로 인한 결과로 사료된다. 그러나 소금과 소금 종류가 위암 발생과 관련하고 위암 치료 시 어떤 영향을 끼치는 가에 대해서는 더 많은 연구가 필요하다고 하겠다.
소금자체는 돌연변이 활성이 없지만 발암물질(돌연변이 물질)과 동시에 존재하면 보돌연변이 활성이 있었다(28). 이 실험에서는 천일염 특히 무기질 성분이 많은 경우 보돌연변이 활성이 감소되므로 이에 대한 자세한 연구가 더 필요하다고 하겠다.
이는 역시 소금내의 무기질 함량의 차이로 보이며 어떤 무기질이 관여하는지 등에 대한 확인 연구가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
소금의 종류에는 무엇이 있는가?
또한 신경이나 근육흥분성을 유지하고 신진대사를 촉진시킬 뿐 아니라 체내의 삼투압을 일정하게 유지시켜 산과 알칼리의 균형을 이루게 한다(2). 소금의 종류로는 천일염, 재제소금(꽃소금), 정제소금, 가공소금 등이 있으며, 크게 천일염과 정제염 및 가공염으로 나누어진다(3). 천일염은 생산방식에 따라 장판염과 토판염으로 구별되는데 갯벌 바닥에 PVC 장판을 깔고 그 위에서 생산되는 천일염을 장판염이라 하고, 갯벌 흙판에서 전통 방식으로 생산하는 것을 토판염이라 한다(4).
천일염의 생산방식에 따라 구별되는 두 가지 소금은?
소금의 종류로는 천일염, 재제소금(꽃소금), 정제소금, 가공소금 등이 있으며, 크게 천일염과 정제염 및 가공염으로 나누어진다(3). 천일염은 생산방식에 따라 장판염과 토판염으로 구별되는데 갯벌 바닥에 PVC 장판을 깔고 그 위에서 생산되는 천일염을 장판염이라 하고, 갯벌 흙판에서 전통 방식으로 생산하는 것을 토판염이라 한다(4). 천일염은 바닷물을 수집해서 탈수, 건조 등의 과정을 통하여 만들어지는데 보통 발효식품, 조리와 피부미용 등에 이용한다(5).
인체 생리과정에서 소금의 역할은?
소금은 우리의 식생활에서 빠질 수 없는 조미료로서 인체 생리과정에서 중요한 역할을 담당한다. 소금의 나트륨과 염화물은 인체의 산과 염기의 균형뿐만 아니라 전자 균형 유지에도 관여하며 세포막에서도 중요한 역할을 한다(1). 또한 신경이나 근육흥분성을 유지하고 신진대사를 촉진시킬 뿐 아니라 체내의 삼투압을 일정하게 유지시켜 산과 알칼리의 균형을 이루게 한다(2). 소금의 종류로는 천일염, 재제소금(꽃소금), 정제소금, 가공소금 등이 있으며, 크게 천일염과 정제염 및 가공염으로 나누어진다(3).
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