백화사설초(白花蛇舌草), 산자고(山慈姑), 절패모(浙貝母)에 의한 MDA-MB-231 인체 유방암 세포에서의 항암 효과 Anti-cancer Effects of Oldenlandia diffusa, Cremastra appendiculata and Fritillaria thunbergii on MDA-MB-231 Human Breast Cancer Cells원문보기
O. diffusa, C. appendiculata and F. thunbergii are reported to possess many pharmacological activities including anti-oxidant, anti-inflammatory, anti-hypertension, anti-diabetic and anti-cancer effects. However, their anti-cancer activities in human breast cancer have not been clearly elucidated ye...
O. diffusa, C. appendiculata and F. thunbergii are reported to possess many pharmacological activities including anti-oxidant, anti-inflammatory, anti-hypertension, anti-diabetic and anti-cancer effects. However, their anti-cancer activities in human breast cancer have not been clearly elucidated yet. Objectives: In the present study, we compared the in vitro cytotoxic effects of single and complex treatment of O. diffusa, C. appendiculata and F. thunbergii in human breast cancer MDA-MB-231 cells. Methods: After we treated human breast cancer MDA-MB-231 cells with O. diffusa, C. appendiculata and F. thunbergii. we evaluated viability, growth inhibition, morphological changes, apoptotic body formation, measurement of the cell cycle and formation of DNA fragmentation of these cells. Results: We found that single treatment of O. diffusa and F. thunbergii could inhibit cell proliferation in human breast cancer MDA-MB-231 cells. However, complex treatment of O. diffusa, C. appendiculata and F. thunbergii had weak or no effect on the cell proliferation of MDA-MB-231 cells. The first, anti-proliferative effects of O. diffusa in MDA-MB-231 cells was associated with G2/M arrest of cell cycle and apoptotic cell death. The second, anti-proliferative effect of F. thunbergii in MDA-MB-231 cells was associated with apoptotic cell death. Conclusions: Taken together, these findings suggest that O. diffusa and F. thunbergii may be a potential chemotherapeutic agent for the control of human breast cancer cells, further studies will be needed to identify the molecular mechanisms.
O. diffusa, C. appendiculata and F. thunbergii are reported to possess many pharmacological activities including anti-oxidant, anti-inflammatory, anti-hypertension, anti-diabetic and anti-cancer effects. However, their anti-cancer activities in human breast cancer have not been clearly elucidated yet. Objectives: In the present study, we compared the in vitro cytotoxic effects of single and complex treatment of O. diffusa, C. appendiculata and F. thunbergii in human breast cancer MDA-MB-231 cells. Methods: After we treated human breast cancer MDA-MB-231 cells with O. diffusa, C. appendiculata and F. thunbergii. we evaluated viability, growth inhibition, morphological changes, apoptotic body formation, measurement of the cell cycle and formation of DNA fragmentation of these cells. Results: We found that single treatment of O. diffusa and F. thunbergii could inhibit cell proliferation in human breast cancer MDA-MB-231 cells. However, complex treatment of O. diffusa, C. appendiculata and F. thunbergii had weak or no effect on the cell proliferation of MDA-MB-231 cells. The first, anti-proliferative effects of O. diffusa in MDA-MB-231 cells was associated with G2/M arrest of cell cycle and apoptotic cell death. The second, anti-proliferative effect of F. thunbergii in MDA-MB-231 cells was associated with apoptotic cell death. Conclusions: Taken together, these findings suggest that O. diffusa and F. thunbergii may be a potential chemotherapeutic agent for the control of human breast cancer cells, further studies will be needed to identify the molecular mechanisms.
하지만 임상에서 유방암 치료에 자주 활용하고 있는 白花蛇舌草, 山慈姑, 浙貝母는 항암효과에 대한 연구들이 다수 나와 있음에도 유방암에 초점을 맞춘 실험적 연구는 아직 부족한 실정이다17-23. 따라서 본 연구에서는 인체 유방암세포주인 MDA-MB-231세포를 대상으로 하여 白花蛇舌草, 山慈姑, 浙貝母의 단독처리 및 복합처리에 따른 함암효과를 확인 하기 위하여 각각의 시료들이 유발하는 세포독성 정도를 확인하였으며, 이들 중 세포독성 효과가 뛰어난 시료가 apoptosis 유발에 어떠한 영향을 미치는 지를 조사하였다.
제안 방법
연구결과들을 보면 임상에서 유방암 치료에 白花蛇舌草, 山慈姑, 浙貝母가 자주 쓰임에도 이와 관련된 실험적 연구들이 부족함을 알 수 있다. 따라서 본 연구에서는 白花蛇舌草, 山慈姑 및 浙貝母가 유방암에서 유발하는 항암효능을 확인하기 위하여 유방암 세포주인 MDA-MB-231 세포를 이용하여 白花蛇舌草, 山慈姑 및 浙貝母의 단독처리 및 복합처리에 따른 세포의 생존율 및 증식에 미치는 영향과 그에 따른 형태변화를 조사하였고, apoptosis 유발 및 세포주기의 변화 여부를 확인하기 위하여 핵의 형태변화, DNA flow cytometry를 이용한 세포주기 변화 및 sub-G1기의 비율 확인과 더불어 DNA 단편화 현상 등을 조사하였다.
대상 데이터
본 실험을 위하여 동의대학교 부속 한방병원에서 제공받은 白花蛇舌草, 山慈姑, 浙貝母를 아래와 같은 방법으로 추출한 후 사용하였다. 상기 약재를 세척, 불순물을 제거 후 건조, 분쇄하였고, 白花蛇舌草, 山慈姑, 浙貝母 100 g에 증류수 1 L를 첨가하여 180-200 ℃로 3시간 가열한 후 원심분리하여 찌꺼기를 제거한 다음 상층액만 분리하였다.
데이터처리
0 통계 프로그램을 이용하여 평균(mean)±표준편차(SD)로나타냈다. 각 실험군의 분석 항목별 통계의 유의성 검증은 분산분석(Analysis of Vatiance, ANOVA) 을 한 후, Student t-test와 Duncan's multiple range test를 이용하여 p<0.05 수준에서 검증하였다.
성능/효과
1. MDA-MB-231세포에 白花蛇舌草, 山慈姑, 浙貝母를 단독처리 및 복합처리 하였을 때, 세포의 생존율, 증식억제 효과를 보면 白花蛇舌草, 浙貝母군은 농도 의존적으로 의미 있는 결과가 나왔으며, 山慈姑군은 단독처리 및 복합처리군 모두 효과가 낮게 측정되었다. 세포 관찰시 白花蛇舌草, 浙貝母군에서 세포 밀도 감소, 세포 형태 변화, 부유 세포 증가가 유발되었고, 山慈姑군에서는 세포의 형태변화는 거의 관찰되지 않았다.
2. MDA-MB-231세포에서 浙貝母는 강한 apoptosis 유발에 의하여 생존율 감소 및 성장억제를 보였고 세포주기 억제와는 관련이 없었다. 白花蛇舌草는 G2/M기에서의 세포주기 억제와 약한 apoptosis 유발에 의하여 생존율 감소 및 성장억제를 보였다.
MDA-MB-231세포에서 浙貝母는 강한 apoptosis 유발에 의하여 생존율 감소 및 성장억제를 보였고 세포주기 억제와는 관련이 없었다. 白花蛇舌草는 G2/M기에서의 세포주기 억제와 약한 apoptosis 유발에 의하여 생존율 감소 및 성장억제를 보였다.
후속연구
이상의 결과를 종합해보면 白花蛇舌草, 浙貝母가 MDA-MB-231 세포에서 생존율 감소 및 성장억제 현상을 강하게 유발하였고, 이러한 현상은 白花蛇舌草의 경우에는 G2/M기에서의 세포주기 억제와 apoptosis 유발이 관여하였으며, 浙貝母의 경우에는 세포주기의 변화 없이 apoptosis 유발이 관여하였다. 따라서 白花蛇舌草, 浙貝母가 인체 유방암 세포의 항암 효능에 대한 기초 자료로서 그 가치가 매우 높을 것으로 생각되며, 향후 이와 연관된 분자생물학적 기전에 대한 연구가 추가적으로 필요할 것으로 판단된다. 또한 약물의 단독처리, 복합처리에 따라 효능이 달라진다는 점에 대해서도 후속 연구가 필요할 것으로 판단된다.
향후 白花蛇舌草, 山慈姑, 浙貝母의 항암효능에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 보이며, 단일 제제 및 복합제제에 관한 후속 연구도 필요할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
白花蛇舌草, 浙貝母의 MDA-MB-231 처리 결과 무엇을 알 수 있었는가?
이상의 결과를 종합해보면 白花蛇舌草, 浙貝母가 MDA-MB-231 세포에서 생존율 감소 및 성장억제 현상을 강하게 유발하였고, 이러한 현상은 白花蛇舌草의 경우에는 G2/M기에서의 세포주기 억제와 apoptosis 유발이 관여하였으며, 浙貝母의 경우에는 세포주기의 변화 없이 apoptosis 유발이 관여하였다. 따라서 白花蛇舌草, 浙貝母가 인체 유방암 세포의 항암 효능에 대한 기초 자료로서 그 가치가 매우 높을 것으로 생각되며, 향후 이와 연관된 분자생물학적 기전에 대한 연구가 추가적으로 필요할 것으로 판단된다.
유방암을 치료하기 위해서 가장 많이 사용되는 방법은 무엇인가?
현재까지 유방암을 치료하기 위하여 가장 많이 사용되는 방법으로는 외과적 수술 요법을 사용하고 있으며, 수술 후 보조요법으로는 수용체 발현 여부, 수술의 종류 등과 같은 여러 가지 상황에 따라 항암 화학요법, 방사선 치료, 항호르몬 치료 등이 행해지고 있다2,3.
DAPI 염색을 이용하여 세포의 apoptosis 유발 여부를 조사한 결과 각각의 시료 처리군에서 어떤 것을 알 수 있었나?
그 다음 DAPI 염색을 이용하여 세포의 apoptosis 유발 여부를 조사한 결과, 생존율 감소 및 증식억제가 가장 많이 유발된 白花蛇舌草, 浙貝母의 단독처리군의 경우 모두 밀도의 감소현상이 나타났지만 浙貝母 단독처리군에서는 apoptotic body 및 빛의 강도 증가 현상이 증가한 반면 白花蛇舌草 단독처리군에서는 이러한 현상이 약하게 나타났다. 또 한 白花蛇舌草 단독처리군에서는 浙貝母 단독처리군과 비슷하게 밀도 감소현상이 유발되었지만 apoptosis 유발의 증거가 거의 나타나지 않는 것으로 확인되었다. 따라서 MDA-MB-231 세포에서 浙貝母는 apoptosis를 유발한다는 것을 예상할 수 있었지만 白花蛇舌 草에 의하여 유발되는 생존율 감소와 증식억제 현상에는 또 다른 요인이 관여한다는 것을 예상할 수 있었다(Fig. 4).
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