본 연구는 도꼬마리의 뿌리와 열매 부위별 항산화 활성의 검증을 통해 유효 생리활성 성분이 많은 부위를 탐색하고자 뿌리와 열매를 메탄올로 추출하여 항산화 활성물질, 라디칼 소거능, in vitro에서 항암 활성을 측정하였다. 항산화 물질인 폴리페놀과 플라보노이드 함량은 뿌리보다는 열매 부위에 6배 가량 높은 함량이 나타났다. ABTS, DPPH, Hydroxyl radical 소거능을 측정한 결과, 뿌리에서 $IC_{50}$% 6.02, 1.29, 3.88mg/ml이며, 열매에서는 0.81, 0.16, 0.44mg/ml로 열매에서 소거능이 높게 나타났다. 항암 활성을 알아보기 위하여 유방암세포(MCF-7), 위암세포(AGS), 폐암세포(A-549), 인체대장암세포(HCT-116), 간암세(Hep-G2) 및 전립선암(PC-3)에 처리하여 암세포 성장 억제 정도를 확인한 결과, 도꼬마리 열매와 뿌리 부위에 0.5mg/ml 농도에서 각각 26%, 36% 전립선 암세포 성장 억제 정도를 확인할 수 있었다.
본 연구는 도꼬마리의 뿌리와 열매 부위별 항산화 활성의 검증을 통해 유효 생리활성 성분이 많은 부위를 탐색하고자 뿌리와 열매를 메탄올로 추출하여 항산화 활성물질, 라디칼 소거능, in vitro에서 항암 활성을 측정하였다. 항산화 물질인 폴리페놀과 플라보노이드 함량은 뿌리보다는 열매 부위에 6배 가량 높은 함량이 나타났다. ABTS, DPPH, Hydroxyl radical 소거능을 측정한 결과, 뿌리에서 $IC_{50}$% 6.02, 1.29, 3.88mg/ml이며, 열매에서는 0.81, 0.16, 0.44mg/ml로 열매에서 소거능이 높게 나타났다. 항암 활성을 알아보기 위하여 유방암세포(MCF-7), 위암세포(AGS), 폐암세포(A-549), 인체대장암세포(HCT-116), 간암세(Hep-G2) 및 전립선암(PC-3)에 처리하여 암세포 성장 억제 정도를 확인한 결과, 도꼬마리 열매와 뿌리 부위에 0.5mg/ml 농도에서 각각 26%, 36% 전립선 암세포 성장 억제 정도를 확인할 수 있었다.
This study was carried out in order to investigate the functional properties of methanol extracts from two parts (root and fruit) of Xanthium strumarium by means of measuring the contents of total polyphenols and flavonoid as well as determining $ABTS{\cdot}^+$, DPPH radical scavenging ac...
This study was carried out in order to investigate the functional properties of methanol extracts from two parts (root and fruit) of Xanthium strumarium by means of measuring the contents of total polyphenols and flavonoid as well as determining $ABTS{\cdot}^+$, DPPH radical scavenging activity, hydroxyl radical scavenging activity (OH${\cdot}$) and anticancer activity. The examination of physiologically active substances in the two parts revealed that the Xanthium strumarium fruit had high total polyphenol, flavonoid contents, $ABTS{\cdot}^+$ DPPH and hydroxyl radical scavenging activity. The Xanthium strumarium fruit has higher activities of anticancer activities on prostate cell lines compared to other cancer cell lines.
This study was carried out in order to investigate the functional properties of methanol extracts from two parts (root and fruit) of Xanthium strumarium by means of measuring the contents of total polyphenols and flavonoid as well as determining $ABTS{\cdot}^+$, DPPH radical scavenging activity, hydroxyl radical scavenging activity (OH${\cdot}$) and anticancer activity. The examination of physiologically active substances in the two parts revealed that the Xanthium strumarium fruit had high total polyphenol, flavonoid contents, $ABTS{\cdot}^+$ DPPH and hydroxyl radical scavenging activity. The Xanthium strumarium fruit has higher activities of anticancer activities on prostate cell lines compared to other cancer cell lines.
따라서 본 연구는 이러한 도꼬마리의 활성탐색 및 활용방안 모색을 위한 기초연구자료 제시를 목적으로 도꼬마리 뿌리와 열매 부위를 메탄올로 추출하여 항산화 활성 및 항암 활성 검증을 통해 유효 생리활성 성분이 많은 부위를 탐색해 보고자 한다.
제안 방법
본 실험에 사용한 도꼬마리 뿌리(분양번호: 011-033)와 열매(분양번호: 023-025)는 2013년 한국식물추출은행에서 분양받아 실험에 사용하였다. 시료 추출은 메탄올을 넣고 상온에서 정치시킨 후 sonicator를 이용하여 추출하고 여과해서 농축하여 DMSO(Dimethyl Sulfoxide) 용매에 녹여서 사용하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용한 Folin Ciocalteu reagent, gallic acid, ascrobic acid, α-tocopherol, BHA(butylated hydroxy anisole), DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl), hydrogen peroxide, ABTS(2,2'-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid), peroxidase, EDTA(ethylenediaminetetraacetic acid), 2- deoxyribose, TCA(trichloro- acetic acid) 등은 Sigma-Aldrich Co.(St. Louis, MO, USA) 제품을 사용하였으며, 모든 시약은 특급시약을 사용하였다.
본 실험에 사용한 도꼬마리 뿌리(분양번호: 011-033)와 열매(분양번호: 023-025)는 2013년 한국식물추출은행에서 분양받아 실험에 사용하였다. 시료 추출은 메탄올을 넣고 상온에서 정치시킨 후 sonicator를 이용하여 추출하고 여과해서 농축하여 DMSO(Dimethyl Sulfoxide) 용매에 녹여서 사용하였다.
데이터처리
모든 분석은 3번 반복 실험하였으며, 실험결과의 통계분석은 SPSS(Statistical Package for the Social Science, ver. 12) 통계프로그램을 이용하여 평균과 표준편차를 구하였다.
이론/모형
총 폴리페놀 함량은 Folin-Dennis 방법(1912)을 응용하여 추물물의 폴리페놀성 화합물에 의해 환원된 결과, 몰리브덴 청색으로 발색하는 것을 원리로 분석하였다. 시료 0.
성능/효과
Hydroxyl radical은 생물체에서 형성되는 극히 민감한 free radical로서 세포에 손상을 주어 질병을 일으키는 것으로 알려져 있으며, DNA의 파괴, 돌연변이 및 세포독성 등에 영향을 주고, 불포화지방산에서 지질과산화의 진행을 촉진하는 물질 중에 하나로 보고하였다(Chung & Osawa 1998). 도꼬마리 뿌리와 열매의 hydroxyl radical 소거능의 IC50 값은 각각 3.88, 0.44 ㎎/㎖로 열매에서 높은 소거능을 보였다. Min & Park(2010) 연구에서 도꼬마리 열매와 줄기를 에틸아세테이트로 추출하여 hydroxyl radical 소거능 결과, 열매에서 높게 나타난다고 보고하였으며, 본 연구 결과도 이와 유사하였다.
ABTS · + 라디칼 소거능은 potassium persulfate 반응에 의해 생성된 ABTS · + free라디칼이 도꼬마리에 함유된 항산화력 물질에 의해 제거되어 라디칼 특유의 색인 청록색이 탈색되는 것을 이용하는 방법이다(Re 등 1999). 도꼬마리 뿌리와 열매의 ABTS · + 라디칼 소거능의 IC50 값은 각각 6.02, 0.81 ㎎/㎖로 열매에서 높은 ABTS · + 라디칼 소거능을 보였다.
라디칼은 인체 구성물질의 산화를 유도하여 노화 및 다양한 질병을 유도하는 것으로 DPPH radical 소거능은 항산화능을 측정하는데 가장 널리 사용되는 방법이다(Chu 등 2000; Blois MS 1958). 도꼬마리 뿌리와 열매의 DPPH 라디칼 소거능의 IC50 값은 각각 1.29, 0.16 ㎎/㎖로 열매에서 높은 소거능을 보였다. Min & Park(2010) 연구에서 도꼬마리 열매와 줄기를 에틸아세테이트로 추출하여 DPPH 라디칼 소거능 결과, 열매에서 높게 나타난다고 보고하였으며, 본 연구 결과도 이와 유사하였다.
1, 2와 같이 나타났다. 도꼬마리 열매 부위에서는 0.5 ㎎/㎖에서 전립선 암세포 성장억제율이 26% 나타났고, 도꼬마리 뿌리부위에서는 36% 전립선 암세포 성장 억제 정도를 확인할 수 있었다. 다른 선행연구들의 결과를 보면 Kim 등(2003)의 연구에서 항암성 물질을 탐색하기 위하여 도꼬마리 잎과 줄기를 열수 추출한 후, 에테르와 에틸아세테이트를 이용하여 중성, 산성, 염기성 조건에서 분리한 결과, 대장암은 중성 에테르 추출조건에서 활성을 보였고, 전립선암은 중성 에텔아세테이트 추출조건에서 활성을 나타냈다.
도꼬마리 뿌리와 열매의 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 Table 1과 같다. 도꼬마리의 뿌리에서는 22.41 ㎎/㎖ 함량이 나타났고, 열매에서 132.74 ㎎/㎖로 열매에서 함량이 6배 가량 높게 나타났다.
후속연구
다른 국화과식물들의 보고에 의하면 Lee 등(1999)은 국화과인 에키네시아 꽃봉우리, 잎줄기 및 뿌리의 메탄올 추출물이 간암, 폐암, 인간 유래 백혈암 및 마우스 백혈암 등 4종의 암세포주에 대하여 강한 억제 활성을 나타내었다고 보고하였다. 도꼬마리 열매와 뿌리 부위에서 항전립선 활성이 높게 나타나서 항암 활성의 물질을 분리하고, 특성을 규명하기 위한 추가적인 연구가 수행되어야 할 것 같다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
도꼬마리는 약용 부위에 따라 어떻게 부르는가?
도꼬마리는 한국, 중국, 일본, 만주 등 아시아 전역에 걸쳐 분포되어 있으며, 우리나라에서는 야생하는 것도 있고, 전국에 재배하여 어린 잎은 식용으로도 한다(Kim 등 2003). 도꼬마리는 전초, 뿌리, 열매 등을 모두 약용으로 사용되는데, 약용 부위에 따라 전초를 창이, 열매를 창이자(蒼耳子), 뿌리를 창이근(蒼耳根)이라고 부른다(Song 등 1998). 창이자에 함유된 성분으로는 γ- lactone 구조를 가진 xanthinin과 carotenoid, alkaloid, saponine, xanthostrumarin, xanthostrunarin 및 oleic acid 등이 알려져 있다(Kim 등 2003).
도꼬마리는 어떤 풀인가?
도꼬마리(Xanthium strumarium L.)는 국화과(Compositae)에 속하며, 전체에 거센 털이 나 있으며, 줄기는 곧게 서고, 키는 1.5 m 정도이다. 꽃은 8~9월경에 황갈색을 띈 꽃이 줄기 끝에서 핀다. 열매는 대추씨와 비슷하고, 과피부분에 갈고리 모양의 억센털이 나 있으며, 들이나 길가에서 주로 자라는 자생력이 강한 한해살이 풀이다(Kang & Kim 2010). 도꼬마리는 한국, 중국, 일본, 만주 등 아시아 전역에 걸쳐 분포되어 있으며, 우리나라에서는 야생하는 것도 있고, 전국에 재배하여 어린 잎은 식용으로도 한다(Kim 등 2003).
도꼬마리의 열매인 창이자에는 어떤 성분이 함유되어 있는가?
도꼬마리는 전초, 뿌리, 열매 등을 모두 약용으로 사용되는데, 약용 부위에 따라 전초를 창이, 열매를 창이자(蒼耳子), 뿌리를 창이근(蒼耳根)이라고 부른다(Song 등 1998). 창이자에 함유된 성분으로는 γ- lactone 구조를 가진 xanthinin과 carotenoid, alkaloid, saponine, xanthostrumarin, xanthostrunarin 및 oleic acid 등이 알려져 있다(Kim 등 2003). 이러한 성분을 가진 창이자는 해열, 발한, 진통, 산풍, 거습, 궤양성 피부병, 신경통 및 악성 종양에 효과가 있으며, 항균 효과로서는 티푸스균, 이질균, 황색포도상구균에 저해 효과가 있다고 알려져 있어서 여러 종류의 질병에 민간요법으로 시용되고 있다(Yook CS 1990).
참고문헌 (37)
Aruoma OI, Kaur H, Halliwell B. 1991. Oxygen free radicals and human disease. R Soc Health 111:172-177
Chu YH, Chang CL, Hsu HF. 2000. Flavonoid content of several vegetables and their antioxidant activity. J Sci Food Agr 80:561-566
Chung SK, Osawa T. 1998. Hydroxyl radical scavengers from white mustard (Sinapis alba). Food Sci Biotechnol 7:209-213
Folin O, Denis W. 1912. On Phosphotungstic-phosohomolybdic compounds as colour reagents. J Biol Chem 12:239-249
Halliwell B, Gutteridge JM, Grootveld M. 1987. Methods for the measurement of hydroxyl radicals in biochemical systems: deoxyribose degradation and aromatic hydroxylation. Methods Biochem Anal 33:59-90
Heo SI, Wang MH. 2008. Antioxidant activity and cytotoxicity effect of extracts from Taraxacum mongolicum H. Kor J Pharmacogn 39:255-259
Ishiyanma M, Tominaga H, Shiga M, Sasamoto K, Ohkura Y, Ueno KA. 1996 Combined assay of cell viability and in vitro cytotoxicity with a highly water-soluble tetrazoliumsalt, neutral red and ceystal violet. Biol Pharm Bull 19:1518-1520
Kang DH, Kim HS. 2010. Characterization and anti- Helicobacter pylori activity of Xanthium strumarium L. extract on lactic acid fermentation. KSBB J 25:244-250
Kawaguchi K, Mizuno T, Aida K, Uchino K. 1997. Hesperidin as an inhibitor of lipases from porcine pancreas and Pseudomonas. Biosci Biotechnol Biochem 61:102-104
Kim DI, Lee SH, Hur EY, Cho SM, Park HJ. 2005. Screening of natural plant resources with acetylcholinesterase inhibition and antioxidant activity. J Korean Soc Food Sci Nutr 34:423-432
Kim EY, Baik IH, Kim JH, Kim SR, Rhyu MR. 2004. Screening antioxidant activity of some medicinal plants. Korean J Food Sci Technol 36:333-338
Kim HS, Shin OS. 1997. Isolation and antimicrobial activity of Xanthium strumarium L. extract. Kor J Appl Microbiol Biotechnol 25:183-188
Kim HS, Yu TS, Lee IS, Kim YW, Yeo SH. 2003. Screening of the antimicrobial and antitumor activity of Xanthium strumarium L. extract. Korean J Biotechnol Bioeng 18:55-61
Kim SH, Choi HJ, Oh HT, Chung MJ, Cui CB, Ham SS. 2008. Cytoprotective effect by antioxidant activity of Codonopsis lanceolata and Platycodon grandiflorum ethylacetate fraction in human HepG2 cells. Korean J Food Sci Techenol 40: 696-701
Kim YC, Rho JH, Kim KT, Cho CW, Rhee YK, Choi UK. 2008. Phenolic acid contents and ROS scavenging activity of dandelion (Taraxacum officinale). Korean J Food Preserv 15:325-331
Lee SH, Hwang IG, Nho JW, Jang YD, Lee CH, Woo KS, Jeong HS. 2009. Quality characteristics and antioxidant activity of Chrysanthemum indicum L., Chrysanthemum boreale M. and Chrysanthemum zawadskii K. powdered teas. J Korean Soc Food Sci Nutr 38:824-831
Lee SJ, Chung HY, Lee IK, Yoo ID. 1999. Isolation and identification of flavonoids from ethanol extracts of Artemisia vulgaris and their antioxidant activity. Korean J Food Sci Technol 31:815-822
Lee YM, Kang DG, Kim MG, Choi DH, Lee HS. 2004. Isolation of antioxidants from the seeds of Xanthium strumarium. Korean Journal of Oriental Physiology & Pathology 18: 792-796
Lodovici M, Guglielmi F, Meoni M, Dolara P. 2001. Effect of natural phenolic acids on DNA oxidation in vitro. Food Chem Toxicol 39:1205-1210
Min KC, Jhoo JW. 2010. Antioxidant activity and inhibitory effect of Taraxacum officinale extracts on nitric oxide production. Korean J Food Sci Technol 45:206-212
Min YS, Park YS. 2010. Antioxidant activities of Xanthium strumarium fruit and stem extracts. The Journal of Applied Oriental Medicine 10:17-23
Moon EY, Park SY, Ahn MJ, Ahn JW, Zee OP, Park EK. 1991. Immunomodulating activies of water extract from Xanthium strumarium (II): Immunostimulating effects of the water layer after treated with chloroform. Archives of Pharmacol Research 14:217-224
Pak SY, Kim JW. 1992. Screening and isolation of the antitumor agents from medicinal plants (I). Korean J Pharmacogn 23:264-267
Park SM, Jung HJ, Han SH, Yeo SH, Kim YW, Ahn HG, Kim HS, Yu TS. 2005. Antifungal activity of extract from Xanthium strumarium L. against plant pathogenous fungi. Kor J Life Science 15:255-262
Re R, Pellegrini N, Proteggente A, Pannala A, Yang M, Rice-Evans C. 1999. Antioxidant activity applying an improved $ABTS\;{\cdot}^{+}$ radical cation decolorization assay. Free Radic Biol Med 26:1231-1237
Song HJ, Ha HS, Kim TH, Shin MK. 1998. Inhibitory effect of immunoglobulin E production by Xanthium strumarium. Kor J Herbology 13:69-76
Stella SP, Ferrarezi AC, dos Santos KO, Monteiro M. 2011. Antioxidant activity of commercial ready-to-drink orange juice and nectar. J Food Sci 76:C392-C397
Van den Berg R, Haenen GR, Van den Berg H, Bast A. 1999. Applicability of an improved Trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC) assay for evaluation of antioxidant capacity measurements of mixtures. Food Chem 66:511-517
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