[논문]국내 소비 주요 생약재의 유기용매 추출물에 대한 유전독성평가

윤원호

doi:10.9799/ksfan.2013.26.4.814

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This study is carried out to evaluate the genotoxicity of herbs (Angelica decursiva, Polypori umbellate, Astragalus membranaceua, Paeonia iactiflora, Glycyrrhiza uralensis, Cnidium officinale, Rehmannia glutinosa, Cyperus rotundus, Dioscorea batatas and Platycodi Radix) by using the Ames test. The S...

This study is carried out to evaluate the genotoxicity of herbs (Angelica decursiva, Polypori umbellate, Astragalus membranaceua, Paeonia iactiflora, Glycyrrhiza uralensis, Cnidium officinale, Rehmannia glutinosa, Cyperus rotundus, Dioscorea batatas and Platycodi Radix) by using the Ames test. The Salmonella typhimurium reversion assay is being performed by using the Sal. typhimurium TA98, TA100, TA102, TA1535 and TA1537 as tester strains. Among 70% of ethanol extracts from 10 herbs, the number of revertant colonies is being increased in Astragalus membranaceua, Cnidium officinale and Dioscorea batatas in a dose-dependent manner, as compared with negative controls of the metabolic activation. In case of dichloromethane and ethyl acetate fraction from 70% of ethanol extracts, the number of revertant colonies is increased in Angelica decursiva, Astragalus membranaceua, Cnidium officinale, Rehmannia glutinosa and Dioscorea batatas in a dose-dependent manner, as compared with negative controls of metabolic activation. Such results indicate that Angelica decursiva, Astragalus membranaceua, Cnidium officinale, Rehmannia glutinosa and Dioscorea batatas all show genotoxic effects when being extracted with the solvent extractions such as 70% of ethanol, dichloromethane and ethyl acetate, and thus, they might be genotoxically- non-safe.

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문제 정의

본 연구에서는 당귀, 복령, 황기, 작약, 감초, 천궁, 숙지황, 향부자, 산약 및 길경을 유기용매를 이용하여 추출되는 생약원료에 대하여 복귀돌연변이 유전독성 검사법을 이용하여 각종 유기용매로 추출하여 이들 추출물에 대한 유전독성검사를 실시하였다. 이러한 자료는 향후 생약 원료를 이용한 기능성 식품 소재, 화장품 소재 및 천연물의약품 개발에 있어서 보다 체계적이고 안전성을 위한 독성자료의 데이터 베이스 구축에 이바지 할 뿐만 아니라, 이들 원료를 이용하는 소비자 및 산업체의 이용성에 중요한 정보 구축 자료라 판단된다.
본 연구에서는 국내에 유통되는 생약 원료에 대하여 유기용매 추출 시에 돌연변이원성이 나타나는 지에 대한 조사를 실시하였다. 추출방법으로는 70% ethanol로 10가지 생약원료를 모두 추출하여 돌연변이원성을 Ames test를 이용하여 측정하였고, 또한 70% ethanol 추출물로부터 dichloromethane 및 ethyl acetate를 이용하여 각각 추출한 분획에 대해서도 조사를 실시한 결과, 70% ethanol에서는 S9 mix가 첨가된 경우, 황기, 천궁 및 산약에서 돌연변이원성이 나타났고, 70% ethanol 추출물로부터 dichloromethane 및 ethayl acetate로 분획한 것에서는 당귀, 황기, 천궁, 숙지황 및 산약에서 돌연변이원성이 나타났다.

제안 방법

당귀, 복령, 황기, 작약, 감초, 천궁, 숙지황, 향부자, 산약 및 길경의 70% ethanol, dichloromethane 및 ethyl acetate 추출물에 대하여, Salmonella typhimurium TA 98, TA 100, TA 102, TA1535 및 TA 1537을 사용하여 Ames test로 각 시료의 돌연변이원성을 측정하였다. 각각의 시험균주 Sal.

대상 데이터

시험에 사용된 생약 원료는 서울 경동약재시장에서 구입하였다. 구입한 약재는 2009년 및 2010년도 한약소비실태조사의 조사대상품목 33개의 품목 중에서 상위 10위 생약원료로 정하였으며, 그 원산지는 중국산으로 하였다.
시험에 사용된 생약 원료는 서울 경동약재시장에서 구입하였다. 구입한 약재는 2009년 및 2010년도 한약소비실태조사의 조사대상품목 33개의 품목 중에서 상위 10위 생약원료로 정하였으며, 그 원산지는 중국산으로 하였다. 그 원료로는 당귀, 복령, 황기, 작약, 감초, 천궁, 숙지황, 향부자, 산약 및 길경으로 하였다.
구입한 약재는 2009년 및 2010년도 한약소비실태조사의 조사대상품목 33개의 품목 중에서 상위 10위 생약원료로 정하였으며, 그 원산지는 중국산으로 하였다. 그 원료로는 당귀, 복령, 황기, 작약, 감초, 천궁, 숙지황, 향부자, 산약 및 길경으로 하였다. 각각의 재료들은 정제수로 수세한 다음 실내에서 건조한 후 세절 및 분쇄한 뒤 냉동 보존하면서 실험에 사용하였다.
typhimurium TA98과 TA1537 및 A-T(adenine-thymine) 염기쌍에 돌연변이 균주인 Sal. typhimurium TA102을 사용하였다. 시험은 대사활성화를 시키지 않은 경우와 대사활성화를 시키는 경우로 나누어 실시하였는데, 대사활성화를 위한 간균질액(S9 mix)은 Molecular Toxicology, INC.

데이터처리

시험결과는 각 농도군 당 3 plates로부터 얻은 집락수의 평균과 표준편차(mean±S.D.)로 나타내었다. 돌연변이 유발성은 대사활성계 존재 유, 무에 관계없이 복귀변이 집락수가 음성대조군의 2배 이상이면서 최소 1개 균주에서 용량의존성을 갖는 경우(유의수준 P<0.
)로 나타내었다. 돌연변이 유발성은 대사활성계 존재 유, 무에 관계없이 복귀변이 집락수가 음성대조군의 2배 이상이면서 최소 1개 균주에서 용량의존성을 갖는 경우(유의수준 P<0.05로 t-test 실시)를 양성으로 판정하였다(Ryu 등, 2008).

이론/모형

복귀돌연변이시험의 준비과정은 Marton과 Ames의 방법에 따라 실시하였다(Maron & Ames 1983). 복귀돌연변이 시험 균주로는G-C(guanine-cytosine)염기쌍에 base change형인 Salmonella typhimurium TA100과 TA1535, frameshift형인 Sal.

성능/효과

시험에 사용한 10가지 생약원료의 경우, 여러 가지의 한방 처방에 많이 이용되는 생약으로 일반적으로 탕제 제법으로는 돌연변이원성이 인정되지 않는 원료로 알려져 있으나, 본 시험에서 70% 이상의 ethanol에 대하여 돌연변이원성을 측정한 결과, S9 mix가 첨가되지 않는 경우는 모든 생약원료에서 돌연변이원성이 인정되지 않았으나, S9 mix가 첨가된 경우에 황기, 천궁 및 산약에서 최소 1개 이상의 균주에서 돌연변이원성이 나타났다. 또한 위 생약원료의 경우, 추가적으로 dichloro- methane 및 ethyl acetate으로 각각 추출을 한 경우에 그 돌연변이원성의 정도(집락수의 증가)가 증가되었고, 70% ethanol 추출물에서는 나타나지 않았던 돌연변이원성이 당귀와 숙지황에서 관찰이 되어 dichloromethane과 ethyl acetate와 같은 유기용매에 관련 성분들이 이행되는 것으로 사료된다.
본 연구에서는 국내에 유통되는 생약 원료에 대하여 유기용매 추출 시에 돌연변이원성이 나타나는 지에 대한 조사를 실시하였다. 추출방법으로는 70% ethanol로 10가지 생약원료를 모두 추출하여 돌연변이원성을 Ames test를 이용하여 측정하였고, 또한 70% ethanol 추출물로부터 dichloromethane 및 ethyl acetate를 이용하여 각각 추출한 분획에 대해서도 조사를 실시한 결과, 70% ethanol에서는 S9 mix가 첨가된 경우, 황기, 천궁 및 산약에서 돌연변이원성이 나타났고, 70% ethanol 추출물로부터 dichloromethane 및 ethayl acetate로 분획한 것에서는 당귀, 황기, 천궁, 숙지황 및 산약에서 돌연변이원성이 나타났다. 위의 모든 생약의 경우, S9 mix가 첨가되지 않은 경우는 돌연변이원성이 나타나지 않았고, S9 mix가 첨가한 경우에만 돌연변이원성이 나타나는 것으로 보아, 간접돌연변이원이 본 시험에서 사용한 유기용매에서 용출되는 것으로 사료된다.
1) Negative control: DMSO
1) Negative control: DMSO
1) Negative control: DMSO

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	1982년 이후 승인, 등록된 신약후보물질 중 천연물신약은 무엇이 있는가?	천연물 유래의 신약으로는 Taxus brevifolia의 taxol을 제품화한 paclitaxel, Camptotheca acuminata의 camptothecin을 이용한 topotecam 및 irinotecan 등이 있다. 1982년 이후 승인, 등록된 신약후보물질은 총 868종인데, 이중 천연물신약은 심혈관계 치료제 6종, 항암제 9종, 면역관련 치료제 9종, 대사성 질환 치료제 3종, 항균제 9종 등 40종에 이른다(Newman & Cragg 2007; Dias 등 2012). 이 만큼 천연물로부터의 의약품 개발은 주요한 재료가 되고 있으며, 국내에서도 천연물을 이용한 천연물 신약, 기능성 식품 및 화장품 소재 개발에 많은 연구 개발이 이루어지고 있다.
	천연물 유래의 신약은 어떤 것들이 있는가?	세계 각국에서는 천연물을 이용한 신약 개발 연구에 오랜 시간을 투자해 왔다. 천연물 유래의 신약으로는 Taxus brevifolia의 taxol을 제품화한 paclitaxel, Camptotheca acuminata의 camptothecin을 이용한 topotecam 및 irinotecan 등이 있다. 1982년 이후 승인, 등록된 신약후보물질은 총 868종인데, 이중 천연물신약은 심혈관계 치료제 6종, 항암제 9종, 면역관련 치료제 9종, 대사성 질환 치료제 3종, 항균제 9종 등 40종에 이른다(Newman & Cragg 2007; Dias 등 2012).
	국내에서 천연물을 이용한 천연물 신약 및 제품은 어떤 것들을 원료로 많이 사용하였는가?	이 만큼 천연물로부터의 의약품 개발은 주요한 재료가 되고 있으며, 국내에서도 천연물을 이용한 천연물 신약, 기능성 식품 및 화장품 소재 개발에 많은 연구 개발이 이루어지고 있다. 이중에서 최근 2009년 및 2010년도 보건복지부에서 실시한 한약소비실태조사의 결과 보고에 의하면 당귀, 복령, 황기, 작약, 감초, 천궁, 숙지황, 향부자, 산약 및 길경이 가장 많은 구입 실적을 나타내어 사용 빈도가 높은 것으로 알려져 있으며, 한방제제에도 여러 질환에 이용되는 것으로 알려져 있다(Kilani & Ben 2005; Joo 등 2005; Bang 등 2008; Jin 등 2009; Kim 등 2010; Kim 등 2011; Lee 등 2011; Weon 등 2011).

참고문헌 (13)

Bang SH, Han SS, Cho JH, Lee YW, Cho CK, Yoo HS. 2008. Study about herb-drug interaction for cancer patients. Korean J Orient Int Med 29:887-903
Dias DA, Urban S, Roessner U. 2012. A historical overview of natural products in drug discovery. Metabolites 2:303-336

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Jin YJ, Sung JS, Kim DG. 2009. The protective effects of Dioscoreae rhizoma on the exposure to UVA of MEF cells. J Orient Obstet Gynecol 22:36-50
Joo GJ, Kim YM, Woo CJ, Lee OS, Kim JW, So JH, Kwak YY, Lee JJ, Kim JH, Rhee IK. 2005. Development of microbial inoculant using by-product of oriental herbal medicine. J Korean Soc Appl Biol Chem 48:201-206
Kilani S, Ben AR. 2005. Investigation of extracts from (Tunisian) Cyperus rotundus as antimutagens and radical scavengers. Environ Toxicol Pharmacol 20:478-484

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Kim JM, Jeong HY, Park SW, Youn SS, Cho CS, Kim CJ. 2011. Review of natural materials in diabetic peripheral neuropathy. Korean J Oriental Physiology & Pathology 25:1056-1060
Kim JS, Han SH, Jung BK, Park SJ, Kim HW, Chae H, Kwon YK, Kim BJ. 2010. Effects of the Korean herbal bathing candidates on allergic contact or wound induced dermatitis mice model. Korean J Oriental Physiology & Pathology 24: 484-489
Lee IC, Kim BH, Kim SO, Kim MK. 2011. Skin safety evaluation of a Korean traditional prescription, Dansam-samul-tang and Samwhang-sasim-tang. Korean J Oriental Physiology & Pathology 25:212-216
Maron DM, Ames BN. 1983. Revised methods for the Salmonella mutagenicity test. Mutation Res 113:173-215

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Mortelmans K. 2000. The Ames Salmonella/microsome mutagenicity assay. Mutation Res 455:29-60

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Newman DJ, Cragg GM. 2007. Natural products as sources of new drugs over the last 25 years. J Nat Prod 70:461-477

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Ryu JS, Han SK, Shin MS, Koo BC, Choi JH. Lee JW, Jo CR, Ham JS, Lee WK. 2008. Genotoxicological safety evaluation of the gamma-irradiated milk and ice cream using the Salmonella typhimurium reversion assay. J Biomedical Research 9:11-16
Weon JB, Ma JY, Yang HJ, Ma CJ. 2011. Neuroprotective activity of fermented Oyaksungisan. Korean J Pharmacogn 42:22-26

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