본 연구의 결과, TPA 종양촉진 시작과 함께 실험식이를 급여하였을 때, 장뇌삼은 대조군과 인삼군보다 낮은 피부종양발생수를 나타내었으며 종양발생률에서도 대조군과 인삼군에 비해 장뇌삼군에서 종양의 발생이 지연되는 것으로 나타났다. 반면, DMBA 종양개시 한 달 전부터 실험 종료 시까지 실험식이를 급여하였을 때는 대조군과 장뇌삼군에 비해 인삼군의 종양발생수가 감소된 것으로 나타나 인삼은 암 예방효능이 장뇌삼보다 더 높은 것으로 나타났다. 장뇌삼과 인삼은 마우스 피부암이 아닌 다른 상피세포성 암에 대해서도 각각 이러한 효능을 보일 것인지에 대해서 후속연구가 요구되며 또한 앞으로 인삼과 장뇌삼의 유효성분을 발굴하고 이를 더욱 효과적으로 섭취할 수 있는 방법이 개발되어야 할 것으로 생각된다. 아울러 질적으로 우수한 우리나라 장뇌삼과 인삼이 건강기능식품으로서 뿐만 아니라 암 예방과 암치료에 사용될 수 있는 대체의약품으로 개발되기 위해서는 실질적인 임상치료 연구와 더불어 보다 구체적인 과학적 기능 규명연구가 필요하다고 생각된다.
본 연구의 결과, TPA 종양촉진 시작과 함께 실험식이를 급여하였을 때, 장뇌삼은 대조군과 인삼군보다 낮은 피부종양발생수를 나타내었으며 종양발생률에서도 대조군과 인삼군에 비해 장뇌삼군에서 종양의 발생이 지연되는 것으로 나타났다. 반면, DMBA 종양개시 한 달 전부터 실험 종료 시까지 실험식이를 급여하였을 때는 대조군과 장뇌삼군에 비해 인삼군의 종양발생수가 감소된 것으로 나타나 인삼은 암 예방효능이 장뇌삼보다 더 높은 것으로 나타났다. 장뇌삼과 인삼은 마우스 피부암이 아닌 다른 상피세포성 암에 대해서도 각각 이러한 효능을 보일 것인지에 대해서 후속연구가 요구되며 또한 앞으로 인삼과 장뇌삼의 유효성분을 발굴하고 이를 더욱 효과적으로 섭취할 수 있는 방법이 개발되어야 할 것으로 생각된다. 아울러 질적으로 우수한 우리나라 장뇌삼과 인삼이 건강기능식품으로서 뿐만 아니라 암 예방과 암치료에 사용될 수 있는 대체의약품으로 개발되기 위해서는 실질적인 임상치료 연구와 더불어 보다 구체적인 과학적 기능 규명연구가 필요하다고 생각된다.
Mountain cultivated ginseng (MCG) is a type of Panax ginseng C. A. Mayer, grown in the mountains by artificial seeding. In general, it has been known that the biophysical activities of MCG is greater than that of ginseng. However, the in vivo efficacy of MCG on cancer has not been studied. In this s...
Mountain cultivated ginseng (MCG) is a type of Panax ginseng C. A. Mayer, grown in the mountains by artificial seeding. In general, it has been known that the biophysical activities of MCG is greater than that of ginseng. However, the in vivo efficacy of MCG on cancer has not been studied. In this study, we investigated the anti-carcinogenic effect of MCG and ginseng using the 7,12-dimethylbenz[a]anthracene (DMBA)-12-O-tetradecanoylphorbol- 13-acetate (TPA) two stage mouse skin carcinogenesis model. Six weeks of female ICR mice were divided into control, MCG, and ginseng diet groups and were subjected into two different experimental protocols. In the first study, each experimental diet was fed with TPA promotion for 24 weeks. The result showed that supplementation of MCG reduced tumor incidence, tumor multiplicity, and tumor size compared to those of the control and ginseng groups. In the second study, 3 groups of mice were supplied with each diet 4 weeks before DMBA tumor initiation, until the end of experiment. The result showed that tumor incidence, tumor multiplicity, and tumor size were reduced in the ginseng diet group compared to those of the control and MCG groups. TPA-induced BrdU incorporation was also significantly reduced in the ginseng diet group. Taken together, these results suggest that MCG is chemotherapeutic, whereas ginseng has a chemopreventative effect on mouse skin cancer.
Mountain cultivated ginseng (MCG) is a type of Panax ginseng C. A. Mayer, grown in the mountains by artificial seeding. In general, it has been known that the biophysical activities of MCG is greater than that of ginseng. However, the in vivo efficacy of MCG on cancer has not been studied. In this study, we investigated the anti-carcinogenic effect of MCG and ginseng using the 7,12-dimethylbenz[a]anthracene (DMBA)-12-O-tetradecanoylphorbol- 13-acetate (TPA) two stage mouse skin carcinogenesis model. Six weeks of female ICR mice were divided into control, MCG, and ginseng diet groups and were subjected into two different experimental protocols. In the first study, each experimental diet was fed with TPA promotion for 24 weeks. The result showed that supplementation of MCG reduced tumor incidence, tumor multiplicity, and tumor size compared to those of the control and ginseng groups. In the second study, 3 groups of mice were supplied with each diet 4 weeks before DMBA tumor initiation, until the end of experiment. The result showed that tumor incidence, tumor multiplicity, and tumor size were reduced in the ginseng diet group compared to those of the control and MCG groups. TPA-induced BrdU incorporation was also significantly reduced in the ginseng diet group. Taken together, these results suggest that MCG is chemotherapeutic, whereas ginseng has a chemopreventative effect on mouse skin cancer.
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문제 정의
지금까지 마우스 피부암 모델을 이용하여 인삼의 항암효능을 평가한 보고(14,25)는 있으나 아직까지 장뇌삼의 항암효능을 in vivo 동물실험에서 평가한 연구는 보고된 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 최근 민간에서 재배가 증가하고 있는 장뇌삼의 생리활성을 인삼과 비교하기 위해 2단계 마우스 피부암 모델을 이용하여 장뇌삼과 인삼의 항암 및 치료 효과를 비교 연구하고자 실시되었다.
본 연구에서는 장뇌삼과 인삼의 식이급여가 각 발암단계에 미치는 영향을 살펴보고자 두 가지 종류의 실험을 진행하였다. 실험 I에서는 TPA 종양촉진 시작과 함께 실험식이를 급여함으로써 암세포 증식 및 성장에 미치는 영향을 분석해 보고자 하였고, 실험 II에서는 DMBA 종양개시 한 달 전부터 실험 종료 시까지 실험식이를 급여함으로써 발암 예방에 미치는 영향을 살펴보았다.
제안 방법
Acetone과 TPA의 마지막 처리 24시간 후 100mg/kg 체중의 5-bromo-2'-deoxyuridine(BrdU)를 동물희생 1시간 전에 복강 내 주사하였다.
In each diet group, dorsal skin of the mice were shaved 2 days before treatment and treated with either acetone or TPA (6.5 nmol (4 μg)/200 μL acetone/mouse) twice a week for last 2 weeks of the study.
희생 후 피부를 적출하여 formalin에 고정시키고, paraffin 포매한 후 anti-BrdU 항체로 면역염색 하였다. Labeling index는 모낭사이 상피층(interfollicular epidermis)에 존재하는 기저세포 총 수에 대한 BrdU 염색세포의 비율로 계산하였다.
Twelve female mice in each diet group were initiated with 200 nmol (50 μg) DMBA and promoted with 6.5 nmol (4 μg) of TPA in 200 μL of acetone twice a week.
실험식 이는 AIN-93M 조성을 바탕으로 장뇌삼과 인삼의 동결건조분말을 1% 함량으로 첨가하였으며(Table 1) 장뇌삼과 인삼의 동결건조분말에 포함되어 있는 일반성분(Table 2)의 함량을 감안하여 제조하였다. 식이섭취량은 매일 일정시간에 측정하였으며 체중은 일주일에 1번씩 일정한 날에 측정하였다.
본 연구에서는 장뇌삼과 인삼의 식이급여가 각 발암단계에 미치는 영향을 살펴보고자 두 가지 종류의 실험을 진행하였다. 실험 I에서는 TPA 종양촉진 시작과 함께 실험식이를 급여함으로써 암세포 증식 및 성장에 미치는 영향을 분석해 보고자 하였고, 실험 II에서는 DMBA 종양개시 한 달 전부터 실험 종료 시까지 실험식이를 급여함으로써 발암 예방에 미치는 영향을 살펴보았다.
6주령 암컷 ICR 마우스 총 72마리를 오리엔트바이오사(성남, 경기도)에서 구입하여 고형사료로 1주일 동안 사육하며 적응시켰다. 실험 식이와 급수는 완전 자유급식(ad libitum)으로 하였으며 사육환경은 온도 22℃, 상대습도 67%, 12시간 명암주기(7:00～19:00)로 일정하게 조절하였다.
실험동물에서 장뇌삼과 인삼의 항암효과는 TPA 처리와 동시에 실험식이를 급여하거나(실험 I, Fig. 1A) 또는 미리 30일간 장뇌삼과 인삼식이를 섭취시킨 뒤 발암을 유도하고 이후 지속적으로 실험 종료 시까지 실험식이를 급여하는 실험 II(Fig. 1B)의 두 가지 모델로 조사하였다. 피부암 발생수(평균종양 개수/실험동물)와 발생률(종양 발생 동물의 수/총 실험동물의 수)은 매주 1회 일정한 날에 측정, 기록하였다.
피부상피세포 증식률의 차이를 측정하기 위해 5주령의 암컷 ICR 마우스를 총 36마리 오리엔트바이오사에서 구입하여 고형사료로 1주일 동안 사육하며 적응시켰다. 실험동물은 체중에 따라 난괴법에 의하여 12마리씩 3군(대조군, 장뇌삼군, 인삼군)으로 나누고, 각 군에서는 6마리씩 acetone 용매와 TPA를 처리하는 군으로 나누었다. 실험식이는 총 4주간 완전 자유급식(ad libitum)으로 하였으며, acetone과 TPA 처리는 실험 식이와 함께 시작하여 실험 종료 시까지 1주일에 2번씩 총 8번 처리하는 경우(실험 I-1, Fig.
실험동물은 체중에 따라 난괴법에 의하여 대조군(n=24), 장뇌삼군(n=24), 인삼군(n=24)의 3군으로 나누었다. 실험식 이는 AIN-93M 조성을 바탕으로 장뇌삼과 인삼의 동결건조분말을 1% 함량으로 첨가하였으며(Table 1) 장뇌삼과 인삼의 동결건조분말에 포함되어 있는 일반성분(Table 2)의 함량을 감안하여 제조하였다.
실험동물은 체중에 따라 난괴법에 의하여 대조군(n=24), 장뇌삼군(n=24), 인삼군(n=24)의 3군으로 나누었다. 실험식 이는 AIN-93M 조성을 바탕으로 장뇌삼과 인삼의 동결건조분말을 1% 함량으로 첨가하였으며(Table 1) 장뇌삼과 인삼의 동결건조분말에 포함되어 있는 일반성분(Table 2)의 함량을 감안하여 제조하였다. 식이섭취량은 매일 일정시간에 측정하였으며 체중은 일주일에 1번씩 일정한 날에 측정하였다.
실험동물은 체중에 따라 난괴법에 의하여 12마리씩 3군(대조군, 장뇌삼군, 인삼군)으로 나누고, 각 군에서는 6마리씩 acetone 용매와 TPA를 처리하는 군으로 나누었다. 실험식이는 총 4주간 완전 자유급식(ad libitum)으로 하였으며, acetone과 TPA 처리는 실험 식이와 함께 시작하여 실험 종료 시까지 1주일에 2번씩 총 8번 처리하는 경우(실험 I-1, Fig. 2A)와 실험식이 급여 2주 후부터 시작하여 1주일에 2번씩 총 4번 처리하는 경우(실험 II-1, Fig. 2B)로 나누어 진행하였다.
장뇌삼과 인삼의 급여가 TPA에 의한 마우스 피부상피세포증식에 어떤 영향을 주는지 알아보기 위하여 ICR mouse를 대조군(n=6), 장뇌삼군(n=6) 그리고 인삼군(n=6)으로 나누고 각 군내에서 다시 3마리씩 acetone 용매처리군과 TPA 처리군으로 나눈 후, 실험 I과 유사하게 실험 식이를 급여하면서 1주일에 2번씩 총 4주에 걸쳐 acetone 혹은 TPA를 마우스 등에 국소도포 하였다(실험 I-1, Fig. 2A). 세군 모두에서 TPA 처리는 acetone 처리군에 비해 피부상피세포증식을 유발하였지만 식이급여에 따른 피부상피세포증식 정도의 차이는 없었다(Fig.
1B)의 두 가지 모델로 조사하였다. 피부암 발생수(평균종양 개수/실험동물)와 발생률(종양 발생 동물의 수/총 실험동물의 수)은 매주 1회 일정한 날에 측정, 기록하였다.
한편, 인삼의 암 예방 효과가 마우스 피부상피세포증식 저해로 인한 것인지를 알아보기 위하여 ICR mouse를 대조군(n=6), 장뇌삼군(n=6) 그리고 인삼군(n=6)으로 나누고 각 군내에서 다시 3마리씩 acetone 용매처리군과 TPA 처리 군으로 나눈 후, 실험 II와 유사하게 실험식이를 먼저 2주 급여한후, 1주일에 2번씩 총 4번에 걸쳐 acetone 혹은 TPA를 마우스 등에 국소도포 하였다(실험 II-1, Fig. 2B). Fig.
Acetone과 TPA의 마지막 처리 24시간 후 100mg/kg 체중의 5-bromo-2'-deoxyuridine(BrdU)를 동물희생 1시간 전에 복강 내 주사하였다. 희생 후 피부를 적출하여 formalin에 고정시키고, paraffin 포매한 후 anti-BrdU 항체로 면역염색 하였다. Labeling index는 모낭사이 상피층(interfollicular epidermis)에 존재하는 기저세포 총 수에 대한 BrdU 염색세포의 비율로 계산하였다.
대상 데이터
6주령 암컷 ICR 마우스 총 72마리를 오리엔트바이오사(성남, 경기도)에서 구입하여 고형사료로 1주일 동안 사육하며 적응시켰다. 실험 식이와 급수는 완전 자유급식(ad libitum)으로 하였으며 사육환경은 온도 22℃, 상대습도 67%, 12시간 명암주기(7:00～19:00)로 일정하게 조절하였다.
본 실험에 사용한 한국산 장뇌삼은 전북 진안 소재 산양삼 재배지에서 2007년 10월 중순경에 수확한 것을 수세하고 동결건조한 후 분쇄한 것을 공시재료로 사용하였다. 인삼은 충남 금산군 소재 인삼밭 농가에서 2007년도 재배한 4년근 수삼을 9월 말경에 수확하여 세척한 후 뇌두를 제거하고 동결건조한 후 30 mesh로 분쇄한 것을 사용하였다.
본 실험에 사용한 한국산 장뇌삼은 전북 진안 소재 산양삼 재배지에서 2007년 10월 중순경에 수확한 것을 수세하고 동결건조한 후 분쇄한 것을 공시재료로 사용하였다. 인삼은 충남 금산군 소재 인삼밭 농가에서 2007년도 재배한 4년근 수삼을 9월 말경에 수확하여 세척한 후 뇌두를 제거하고 동결건조한 후 30 mesh로 분쇄한 것을 사용하였다.
피부상피세포 증식률의 차이를 측정하기 위해 5주령의 암컷 ICR 마우스를 총 36마리 오리엔트바이오사에서 구입하여 고형사료로 1주일 동안 사육하며 적응시켰다. 실험동물은 체중에 따라 난괴법에 의하여 12마리씩 3군(대조군, 장뇌삼군, 인삼군)으로 나누고, 각 군에서는 6마리씩 acetone 용매와 TPA를 처리하는 군으로 나누었다.
데이터처리
각 군 간의 평균차이에 대한 유의성 검정은 one-way ANOVA를 실시하였고 다군 간의 차이는 Duncan's multiple range test에 의해 p<0.05 수준에서 사후검정을 실시하였으며, 그 결과를 mean ± SE(standard error)로 표시하였다.
본 실험의 결과는 컴퓨터 통계 프로그램 중의 하나인 SPSS package program(ver. 17, IBM, New York, NY, USA)을 이용하여 통계분석 하였다. 각 군 간의 평균차이에 대한 유의성 검정은 one-way ANOVA를 실시하였고 다군 간의 차이는 Duncan's multiple range test에 의해 p<0.
성능/효과
Fig. 3A에서 보는 바와 같이 실험 I에서 대조군, 장뇌삼군, 인삼군 세 군 모두 TPA 종양촉진 5주 후에 종양이 발생하기 시작하였으나 대조군과 인삼군에서는 각각 TPA 종양촉진 9주와 8주째에 모든 실험동물에서 종양이 발생된 반면, 장뇌삼군에서는 13주째에 종양발생률 100%를 보였다. 이와 같이 대조군과 인삼군에 비해 장뇌삼군에서 종양발생률(tumor incidence)이 지연되는 것으로 나타났다.
4C에서 보이는 바와 같이 acetone 처리에 비해 TPA의 처리는 피부상피세포증식을 유발하였지만 식이급여에 따른 피부상피세포증식 정도의 차이는 없었다. Labeling index는 대조군에 비해 장뇌삼군과 인삼군의 TPA처리에 의한 피부상피세포증식이 감소되었으며 인삼군에서 그 감소가 더욱 현저하였다(Fig. 4D).
먼저, 실험 I과 II에서 장뇌삼과 인삼군의 식이섭취량이 모두 대조군에 비해 낮은 것으로 나타났는데 이는 두 시료가 지니는 화학성분의 차이, 특히 쓴맛의 saponin과 특유한 향기성분인 sesquiterpenoid계 파나센(panacen)과 polyacetylene 성분(28)이 식이섭취량에 영향을 미친 것으로 생각된다. 실험 II에서는 체중 또한 대조군에 비해 장뇌삼과 인삼군이 적게 나갔는데 Bae 등(15)의 연구결과에서도 장뇌삼 엽차를 고지방식이와 함께 투여하였을 때 유의적인 체중감소가 나타난 것을 볼 때 본 연구결과에서 나타난 장뇌삼과 인삼군의 체중감소가 이들 식품의 급여효과인지 식이섭취량 감소에 기인하는 것인지에 대해서는 향후 보다 구체적 확인이 필요한 것으로 사료된다.
4A). 모낭사이 상피층에 존재하는 BrdU 염색 세포의 숫자를 측정한 결과 acetone 처리에 비해 TPA를 처리한 피부상피세포에서의 labeling index가 모두 증가 하였으며 장뇌삼군의 labeling index는 대조군에 비해 조금 줄어든 반면 인삼군에서는 그 증가폭이 가장 크게 나타났다(Fig. 4B).
본 연구의 결과, TPA 종양촉진 시작과 함께 실험식이를 급여하였을 때, 장뇌삼은 대조군과 인삼군보다 낮은 피부종양발생수를 나타내었으며 종양발생률에서도 대조군과 인삼군에 비해 장뇌삼군에서 종양의 발생이 지연되는 것으로 나타났다. 반면, DMBA 종양개시 한 달 전부터 실험 종료 시까지 실험식이를 급여하였을 때는 대조군과 장뇌삼군에 비해 인삼군의 종양발생수가 감소된 것으로 나타나 인삼은 암 예방효능이 장뇌삼보다 더 높은 것으로 나타났다. 장뇌삼과 인삼은 마우스 피부암이 아닌 다른 상피세포성 암에 대해서도 각각 이러한 효능을 보일 것인지에 대해서 후속연구가요구되며 또한 앞으로 인삼과 장뇌삼의 유효성분을 발굴하고 이를 더욱 효과적으로 섭취할 수 있는 방법이 개발되어야할 것으로 생각된다.
또 다른 연구에서는 식이섭취량을 대조군의 60%로 제한하였을 때 피부양성종양발생률과 종양개수가 대조군에 비해 감소하였으나 종양의 크기와 악성종양발생률에 있어서는 식이섭취량 제한군보다는 지방과 탄수화물을 제한한 열량제한군에서 유의적으로 감소한 것으로 나타났다(30). 본 연구에서는 실험 I의 경우, 장뇌삼과 인삼군의 식이섭취량 감소는 대조군의 10% 미만이었으나 실험 II에서는 인삼군의 식이섭취량이 대조군보다 20% 정도 감소되어 식이섭취량 감소가 피부종 양발생억제에 기여하였을 가능성을 완전히 배제할 수는 없는 것으로 보인다.
본 연구의 결과, TPA 종양촉진 시작과 함께 실험식이를 급여하였을 때, 장뇌삼은 대조군과 인삼군보다 낮은 피부종양발생수를 나타내었으며 종양발생률에서도 대조군과 인삼군에 비해 장뇌삼군에서 종양의 발생이 지연되는 것으로 나타났다. 반면, DMBA 종양개시 한 달 전부터 실험 종료 시까지 실험식이를 급여하였을 때는 대조군과 장뇌삼군에 비해 인삼군의 종양발생수가 감소된 것으로 나타나 인삼은 암 예방효능이 장뇌삼보다 더 높은 것으로 나타났다.
실험 I에서 장뇌삼은 대조군과 인삼군보다 낮은 피부종양 발생수를 나타내었으며 종양발생률에서도 대조군과 인삼군에 비해 장뇌삼군에서 종양의 발생이 지연되는 것으로 나타났는데 이는 장뇌삼이 인삼보다 암세포 증식 및 성장 저해효과가 더 크기 때문인 것으로 생각된다. 피부암세포에도 장뇌삼과 인삼의 에테르 추출물을 농도별로 처리하였을 때장뇌삼 추출물이 인삼 추출물보다 더 낮은 농도에서 세포 증식과 성장에 관련된 Akt와 Erk 인산화 저해효능을 보였다(data not shown).
실험 도중 사망한 동물을 제외하고 실험 종료 전날 측정한 크기 별 종양개수, 총 종양수 그리고 평균 종양수를 보면, 실험 I에서 장뇌삼군은 크기 0.5cm 미만의 종양개수는 대조군과 비슷하였으나 대조군에 비해 0.5～1cm, 그리고 1cm 이상의 종양수가 적었고 총 종양수도 대조군보다 적었다(Table 4). 반면에 인삼군은 크기 0.
실험 식이를 DMBA 종양개시 한 달전부터 급여하기 시작한 실험 II의 경우, 식이섭취기간 동안하루 평균 식이섭취량은 대조군과 장뇌삼군보다 인삼군의 식이섭취량이 유의적으로 낮았다(p<0.05, Table 3).
실험식이 급여와 TPA 종양촉진제 도포를 동시에 시작한 실험 I의 경우, 일일 평균 식이섭취량은 대조군보다 장뇌삼군과 인삼군이 유의적으로 낮았다(Table 3). 체중은 대조군에 비해 장뇌삼군과 인삼군이 적게 나가는 경향을 보였으나 유의한 차이는 없었다.
Keum 등(14)은 2단계 마우스 피부암 발생실험에서 인삼의 주요 사포닌인 Rg3를 매 TPA 처리 30분전에 도포하였을 때 종양발생수와 발생률이 유의적으로 감소되었으며 TPA 처리에 의한 ornithine decarboxylase 와 cyclooxygenase-2 발현, 그리고 NF-kB와 AP-1 활성이 억제됨을 보인 바 있다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때, 인삼은 종양개시단계와 촉진단계 모두를 저해하는 효과가 있다고 하겠으나 실험 I에서 종양발생이 오히려 증가된 결과로볼 때 종양개시를 저해하는 항돌연변이 효과가 보다 강한 것으로 생각되며 발암 전 인삼의 급여는 종양의 크기 및 종양수를 유의적으로 감소시켜 암 예방 효과가 있는 것으로 보인다. 이는 인삼복용과 암 발생에 관한 코호트 연구에서 인삼이 장기 비 특이성 암 예방작용이 있다고 밝힌 연구결과 (39)와 일치하는 결과라 볼 수 있다.
총 종양수를 실험동물 마리수로 나눈 평균 종양수에서도 장뇌삼군의 평균 종양수가 가장 적었으며 인삼군의 종양수가 가장 많았다. 이상의 결과에서, 장뇌삼의 급여는 종양의 크기 및 종양수를 대조군에 비해 유의적으로 감소(40.7%)시킨 반면 인삼의 급여는 오히려 종양수를 증가(38.5%)시키는 것으로 나타났다.
3A에서 보는 바와 같이 실험 I에서 대조군, 장뇌삼군, 인삼군 세 군 모두 TPA 종양촉진 5주 후에 종양이 발생하기 시작하였으나 대조군과 인삼군에서는 각각 TPA 종양촉진 9주와 8주째에 모든 실험동물에서 종양이 발생된 반면, 장뇌삼군에서는 13주째에 종양발생률 100%를 보였다. 이와 같이 대조군과 인삼군에 비해 장뇌삼군에서 종양발생률(tumor incidence)이 지연되는 것으로 나타났다. 종양 발생 수(tumor multiplicity)도 대조군과 인삼군에 비해 장뇌삼군에서 적게 나타났다(Fig.
한편, 장뇌삼군과 인삼군은 TPA 종양촉진 후 12주까지는 종양발생률이 대조군보다 높았으나 13주부터는 대조군의 종양발생률은 계속 증가된 반면 이들 두 군의 종양발생률은 그대로 유지되어 실험종료 시점에는 각각 80%와 70%의 종양발생률을 보여 대조군보다 낮았다. 이와 같이 대조군에 비해 장뇌삼군과 인삼군 모두 종양발생의 감소를 보이는 것으로 나타났다. 종양발생 수에서는 대조군과 장뇌삼군에 비해 인삼군의 종양 수가 적은 것으로 나타났다(Fig.
이와 같이 대조군에 비해 장뇌삼군과 인삼군 모두 종양발생의 감소를 보이는 것으로 나타났다. 종양발생 수에서는 대조군과 장뇌삼군에 비해 인삼군의 종양 수가 적은 것으로 나타났다(Fig. 3D).
반면에 인삼군은 각 크기별 종양 수가 대조군과 장뇌삼군보다 적어 총 종양수는 세군 중 가장 적게 나타났다. 총 종양수를 실험동물 마리수로 나눈 평균 종양수도 인삼군의 평균 종양수가 가장 적은 것으로 나타났다.
5 cm 미만의 종양개수가 대조군에 비해 가장 많았고 총 종양수도 대조군보다 더 많았다. 총 종양수를 실험동물 마리수로 나눈 평균 종양수에서도 장뇌삼군의 평균 종양수가 가장 적었으며 인삼군의 종양수가 가장 많았다. 이상의 결과에서, 장뇌삼의 급여는 종양의 크기 및 종양수를 대조군에 비해 유의적으로 감소(40.
실험 I에서 장뇌삼은 대조군과 인삼군보다 낮은 피부종양 발생수를 나타내었으며 종양발생률에서도 대조군과 인삼군에 비해 장뇌삼군에서 종양의 발생이 지연되는 것으로 나타났는데 이는 장뇌삼이 인삼보다 암세포 증식 및 성장 저해효과가 더 크기 때문인 것으로 생각된다. 피부암세포에도 장뇌삼과 인삼의 에테르 추출물을 농도별로 처리하였을 때장뇌삼 추출물이 인삼 추출물보다 더 낮은 농도에서 세포 증식과 성장에 관련된 Akt와 Erk 인산화 저해효능을 보였다(data not shown). Kim 등(18)의 산삼, 장뇌삼, 인삼의 항암 활성에 대한 비교연구결과에서 보면, 장뇌삼 추출물은 인삼 추출물에 비해 사람의 급성 백혈병 세포주인 HL-60 세포의 세포 생존율을 유의하게 감소시켰으며 이는 장뇌삼의 apoptosis 유발 작용이 인삼보다 뛰어나기 때문인 것으로 보고되 었다.
한편, 실험 II에서 종양발생률을 측정한 결과, Fig. 3C에서 보는 바와 같이 대조군에서는 TPA 종양촉진 6주 후에 실험동물의 17%에서 종양이 발생되기 시작하여 실험종료 시점에는 90%의 동물에서 종양이 발생되었다. 한편, 장뇌삼군과 인삼군은 TPA 종양촉진 후 12주까지는 종양발생률이 대조군보다 높았으나 13주부터는 대조군의 종양발생률은 계속 증가된 반면 이들 두 군의 종양발생률은 그대로 유지되어 실험종료 시점에는 각각 80%와 70%의 종양발생률을 보여 대조군보다 낮았다.
3C에서 보는 바와 같이 대조군에서는 TPA 종양촉진 6주 후에 실험동물의 17%에서 종양이 발생되기 시작하여 실험종료 시점에는 90%의 동물에서 종양이 발생되었다. 한편, 장뇌삼군과 인삼군은 TPA 종양촉진 후 12주까지는 종양발생률이 대조군보다 높았으나 13주부터는 대조군의 종양발생률은 계속 증가된 반면 이들 두 군의 종양발생률은 그대로 유지되어 실험종료 시점에는 각각 80%와 70%의 종양발생률을 보여 대조군보다 낮았다. 이와 같이 대조군에 비해 장뇌삼군과 인삼군 모두 종양발생의 감소를 보이는 것으로 나타났다.
후속연구
그러나 고려인삼과 장뇌삼의 성분비교 연구에서 총 페놀성성분 함량(32)이나 유리아미노산 함량(33)에는 차이가 없다고 한 연구들도 있으므로 향기성분과 같이 인삼에 비해 장뇌삼에 특이적으로 많은 성분들을 중심으로 한 항암활성 기전 연구가 수반될 필요가 있다.
따라서 본 연구결과 앞으로 인삼의 항암효능에 대해서는 보다 많은 연구가 필요하리라 사료되며 항암성분 및 항암효능 기전 그리고 인체 안전성이 구체적으로 밝혀지지 않은 상태에서 암 환자들이 인삼을 건강보조식품으로 다량 섭취하는 것은 주의를 기울여야 함을 제시하는 결과라 생각된다.
먼저, 실험 I과 II에서 장뇌삼과 인삼군의 식이섭취량이 모두 대조군에 비해 낮은 것으로 나타났는데 이는 두 시료가 지니는 화학성분의 차이, 특히 쓴맛의 saponin과 특유한 향기성분인 sesquiterpenoid계 파나센(panacen)과 polyacetylene 성분(28)이 식이섭취량에 영향을 미친 것으로 생각된다. 실험 II에서는 체중 또한 대조군에 비해 장뇌삼과 인삼군이 적게 나갔는데 Bae 등(15)의 연구결과에서도 장뇌삼 엽차를 고지방식이와 함께 투여하였을 때 유의적인 체중감소가 나타난 것을 볼 때 본 연구결과에서 나타난 장뇌삼과 인삼군의 체중감소가 이들 식품의 급여효과인지 식이섭취량 감소에 기인하는 것인지에 대해서는 향후 보다 구체적 확인이 필요한 것으로 사료된다. 한편, 식이섭취량의 감소는 마우스 피부암 발생에도 영향을 미치는 것으로 보고되었는데 2단계 마우스 피부암 모델에서 식이섭취를 70%로 제한하였을 때 자유식이(ad libitum)를 섭취시킨 대조군에 비해 상피 세포증식률과 DNA 손상이 감소되었으며 그 효과는 TPA 처리용량의 감소와 동일한 것으로 나타났다(29).
장뇌삼과 인삼은 마우스 피부암이 아닌 다른 상피세포성 암에 대해서도 각각 이러한 효능을 보일 것인지에 대해서 후속연구가요구되며 또한 앞으로 인삼과 장뇌삼의 유효성분을 발굴하고 이를 더욱 효과적으로 섭취할 수 있는 방법이 개발되어야할 것으로 생각된다. 아울러 질적으로 우수한 우리나라 장뇌삼과 인삼이 건강기능식품으로서 뿐만 아니라 암 예방과 암치료에 사용될 수 있는 대체의약품으로 개발되기 위해서는 실질적인 임상치료 연구와 더불어 보다 구체적인 과학적 기능 규명연구가 필요하다고 생각된다.
반면, DMBA 종양개시 한 달 전부터 실험 종료 시까지 실험식이를 급여하였을 때는 대조군과 장뇌삼군에 비해 인삼군의 종양발생수가 감소된 것으로 나타나 인삼은 암 예방효능이 장뇌삼보다 더 높은 것으로 나타났다. 장뇌삼과 인삼은 마우스 피부암이 아닌 다른 상피세포성 암에 대해서도 각각 이러한 효능을 보일 것인지에 대해서 후속연구가요구되며 또한 앞으로 인삼과 장뇌삼의 유효성분을 발굴하고 이를 더욱 효과적으로 섭취할 수 있는 방법이 개발되어야할 것으로 생각된다. 아울러 질적으로 우수한 우리나라 장뇌삼과 인삼이 건강기능식품으로서 뿐만 아니라 암 예방과 암치료에 사용될 수 있는 대체의약품으로 개발되기 위해서는 실질적인 임상치료 연구와 더불어 보다 구체적인 과학적 기능 규명연구가 필요하다고 생각된다.
이는 인삼복용과 암 발생에 관한 코호트 연구에서 인삼이 장기 비 특이성 암 예방작용이 있다고 밝힌 연구결과 (39)와 일치하는 결과라 볼 수 있다. 한편, 실험모델 II에서 장뇌삼군은 대조군에 비해 유의한 항암효과가 나타나지 않았는데 이에 대해서는 보다 명확한 후속연구가 절실히 요구된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
마우스 피부암 모델은 어떤 특징이 있는 동물모델인가?
마우스 피부암 모델은 동물을 희생하지 않고, 육안으로 암 발생을 관찰할 수 있는 특징이 있으며 특히, 상피세포성 암화 과정 및 상피세포 증식과 분화를 추적할 수 있어 예로부터 발암연구에 많이 사용되고 있는 동물모델이다(20-24).
장뇌삼은 인삼과 어떤 형태적 차이가 있는가?
장뇌삼(산양삼, mountain cultivated ginseng, MCG)은 산삼이나 인삼의 종자를 산중에 파종하여 인위적으로 산에서 재배한 것으로서 외형 면에서는 장뇌삼이 인삼보다 머리 부분이 많고 몸통에 가락지 모양의 태가 둘러져 있으며 인삼의 짧고 굵은 뿌리에 비해 장뇌삼의 뿌리는 가늘고 길다는 차이점이 있다(15). 또한 장뇌삼은 인삼에 비해 향기가 강하다.
장뇌삼이란?
장뇌삼(산양삼, mountain cultivated ginseng, MCG)은 산삼이나 인삼의 종자를 산중에 파종하여 인위적으로 산에서 재배한 것으로서 외형 면에서는 장뇌삼이 인삼보다 머리 부분이 많고 몸통에 가락지 모양의 태가 둘러져 있으며 인삼의 짧고 굵은 뿌리에 비해 장뇌삼의 뿌리는 가늘고 길다는 차이점이 있다(15). 또한 장뇌삼은 인삼에 비해 향기가 강하다.
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