[논문]광곽향 메탄올 추출물의 항산화, 항염증 및 암세포 증식 억제 효과

윤승근; 진수정; 정현영; 윤희정; 도미영; 김병우; 권현주

doi:10.5352/jls.2015.25.1.44

광곽향 메탄올 추출물의 항산화, 항염증 및 암세포 증식 억제 효과
Anti-oxidant, Anti-inflammatory and Anti-cancer Effect of Methanol Extract of Pogostemon cablin 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.25 no.1 = no.177, 2015년, pp.44 - 52

윤승근 (동의대학교 일반대학원 자연생활과학대학 생명응용학과) , 진수정 (동의대학교 블루바이오 소재개발센터) , 정현영 (동의대학교 블루바이오 소재개발센터) , 윤희정 (동의대학교 블루바이오 소재개발센터) , 도미영 (동의대학교 일반대학원 자연생활과학대학 생명응용학과) , 김병우 (동의대학교 일반대학원 자연생활과학대학 생명응용학과) , 권현주 (동의대학교 일반대학원 자연생활과학대학 생명응용학과)

초록
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본 연구에서는, 암세포 증식 억제효능과 항산화, 항염증 효능을 동시에 가지는물질을 탐색하였다. 그 결과, 광곽향 메탄올 추출물이 A549, HepG2, MCF7, HT29 등 다양한 암세포에 대하여 세포성장억제효과를 보였고, A549에 대해 특이적으로 뛰어난 사멸효과를 보였다. 광곽향 메탄올 추출물에 의한 A549에서의 항암 효과는 p38 - Cdc25A - Cdk - Cyclin - Rb pathway를 통해 G1 arrest 유도로 연결되는 것으로 사료된다. 또한 DPPH를 통한 free radical의 소거능 확인 결과 항산화 효과를 가지고 있는 것을 확인하였고, 대식세포(RAW 264.7)의 iNOS 발현을 감소시켜 LPS에 의해 유도되는 NO의 생성을 유의적으로 억제함을 확인했다. 이러한 결과들로부터 광곽향 메탄올 추출물이 항산화, 항염증, 항암 후보물질 소재로 활용가능 할 뿐 아니라, 다양한 건강기능성 소재로 활용가능할 것이라 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In the present study, the substance that show anti-proliferation of cancer cells as well as anti-oxidant and anti-inflammatory effect was searched. As a results, the methanol extract of Pogostemon cablin (P. cablin), is a well-known herb for traditional medicine in Korea and China for treating the digestive disorders, less of appetite, vomiting and diarrhea, inhibited the growth of various cancer cells such as A549, HepG2, MCF7 and HT29 cells. Cytotoxic effect of methanol extraction of P. cablin was excellent in A549 cells. P. cablin extract induced cell cycle arrest at G1 phase of A549 in a dose dependent manner. And it induced phosphorylation of p38 and Cdc25A and reduced expression of Cdc25A, Cdks, Cyclins and phospho-Retinoblastoma (Rb) proteins. Therefore, P. cablin extract seems to act through the p38 - Cdc25A - Cdk - Cyclin - Rb pathway in A549 cells. In addition, P. cablin extract showed anti-oxidant effect by DPPH free radical scavenging assay and anti-inflammation effect by inhibition of lipopolysaccharide (LPS)-induced nitric oxide (NO) in RAW 264.7 cells in a dose-dependent manner. Taken together, these results suggest that P. cablin may be used as not only candidate materials for anti-cancer, anti-inflammatory and anti-oxidant, moreover, it would be possible utilized in various health functional food materials.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는, 지속적인 염증, 활성산소의 과다 생성 등 암의 원인이 다양하므로 항염증, 항산화 활성을 가지면서 동시에 암세포의 세포 사멸을 유도할 수 있는 물질이 있다면 항암제로써 개발 가능성이 더 클 뿐 아니라, 기능성 식품소재 등 다양한 생리활성물질로서 응용 가능할 것이라 생각하고 다양한 생리활성을 가지는 물질을 탐색하였다. 그 결과, 광곽향 메탄올 추출물이 암세포 사멸효과와 더불어 LPS로 염증을 유발한 RWA 264.7세포에서의 NO 생성 억제 효과, DPPH를 사용한 항산화 효과를 동시에 가짐을 확인하였기에 보고하고자 한다.
최근에는 이러한 암세포의 특징을 이용하여 암세포의 비정상적인 세포주기 진행을 제어하여 암세포의 사멸을 유도하는 항암제의 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다[39]. 따라서 본 연구에서는 광곽향 메탄올 추출물 처리에 의해 유발되는 A549 사멸효과가 세포주기에 영향을 주는지 확인하기 위하여 적정 농도의 광곽향 메탄올 추출물을 24시간 처리한 후 세포 주기 변화를 flow cytometry를 이용하여 분석하였다. 그 결과, Fig.
3B). 따라서, Cdc25A를 조절하는 단백질의 발현변화를 확인하고자 하였다. Cdc25A의 인산화를 유도하여 G1 arrest 유발에 관여하는 상위단백질은 Chk1/2와 p38이 있다.
1A), 광곽향 메탄올 추출물의 A549에 대한 효과는 항암효과가 분명한 것으로 보인다. 따라서, 이후 A549에 대한 사멸 효과의 기전을 확인하고자 하였다.
체내에 존재하는 활성 라디칼에 전자나 수소 원자를 공여하여 안정한 형태의 라디칼로 전환시켜 산화를 막는 것을 항산화 작용이라고 하며 이러한 라디칼 소거능이 큰 경우 높은 항산화 활성을 가진다고 할 수 있다. 본 연구에서는 광곽향 메탄올 추출물의 항산화능을 확인하기 위하여 DPPH를 사용하여 free radical 소거 정도를 분석하였다. 그 결과, Table 1에서 나타낸 바와 같이 광곽향 메탄올 추출물을 농도별로 DPPH와 반응시켰을 때, 농도 의존적으로 free radical 소거능을 보였다.
따라서 iNOS의 차단에 의한 NO 생성 억제는 염증억제 뿐 아니라 암 예방을 위해서도 긍정적인 결과를 나타낼 수 있다[12]. 본 연구에서는 광곽향 메탄올 추출물이 iNOS에 의해 유도되는 NO 생성억제와도 관련 있는지 알아보기 위하여, LPS로 자극한 마우스 대식세포주 RAW 264.7에 농도별 광곽향 메탄올 추출물을 처리하여 NO 생성량을 분석하였다. Fig.
본 연구에서는, 지속적인 염증, 활성산소의 과다 생성 등 암의 원인이 다양하므로 항염증, 항산화 활성을 가지면서 동시에 암세포의 세포 사멸을 유도할 수 있는 물질이 있다면 항암제로써 개발 가능성이 더 클 뿐 아니라, 기능성 식품소재 등 다양한 생리활성물질로서 응용 가능할 것이라 생각하고 다양한 생리활성을 가지는 물질을 탐색하였다. 그 결과, 광곽향 메탄올 추출물이 암세포 사멸효과와 더불어 LPS로 염증을 유발한 RWA 264.
세포주기 분석결과 광곽향이 A549 세포를 G1기에서 정지시킴을 확인하였고, 이러한 결과가 단백질 수준에서도 나타나는지 확인하기 위해 G1기 관련 단백질들의 발현변화를 확인하였다.

제안 방법

cablin)은 인도네시아산이며 ㈜대한생약(부산광역시 소재)에서 구입하였다. 광곽향 10 g을 파쇄하여 분말로 만든 후 시료의 8배의 메탄올 용매를 가하여 75℃에서 3회 반복 추출하였다(수율: 4.4%). 획득한 메탄올 추출물(methanol extract of P.
이들 checkpoint는 G1/S, S, G2/M 등 세포주기의 각 단계에서 활성화 될 수 있고, 다양한 단백질들에 의해 조절된다. 광곽향 메탄올 추출물에 의한 A549의 G1 arrest가 유도되는 분자 기전을 확인하기 위해 G1/S checkpoint 관련 단백질의 발현 변화를 확인하기로 하였다. 먼저, G1/S checkpoint를 유도하는 기전은 크게 p53 의존형과 비의존형으로 분류할 수 있다[23].
광곽향 메탄올 추출물의 처리에 따른 A549의 세포 형태 변화를 관찰하기 위하여 6-well culture plate에 1×105cells/well의 A549를 분주하고 24시간 뒤 광곽향 메탄올 추출물을 농도별(0-200 μg/ml)로 처리하여 24시간 동안 배양하였다.
광곽향 메탄올 추출물이 A549의 세포주기에 미치는 영향을 알아보기 위하여 CycleTEST™ PLUS DNA Reagent Kit (Becton Dickinson, CA, USA)로 세포주기를 분석하였다.
광곽향 메탄올 추출물이 다양한 암세포의 생존율에 미치는 영향을 확인하기 위하여 A549, HT29, MCF7, HepG2를 이용하여 광곽향 메탄올 추출물을 적정 농도로 24시간 동안 처리한 후 WST assay를 실시하였다. 그 결과 Fig.
광곽향 메탄올 추출물이 암세포의 성장에 미치는 영향을 확인하기 위하여 WST (water soluble tetrazolium salt) assay를 수행하였다. 암세포인 A549, HT29, MCF7, HepG2 및 정상 세포인 IMR90을 24-well culture plate에 2.
광곽향의 항염증 활성을 알아보기 위하여 마우스 대식세포주 RAW 264.7을 사용하여 LPS에 의해 유도된 NO 생성 억제 효과를 분석하였다. 염증을 유발시키기 위해 RAW 264.
전자공여능은 인체 내에서 생성되는 free radical의 전자를 공여하여 free radical에 의한 노화와 질병을 억제하므로 항산화 작용의 지표로 사용된다. 따라서 광곽향 메탄올 추출물의 항산화능 분석을 위하여 1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl (DPPH) radical 소거능 분석을 수행하였다. 메탄올에 용해된 1.
또한 LPS를 처리한 세포에 광곽향 메탄올 추출물을 농도별(0, 10, 25, 50, 75 μg/ml)로 처리하여 24시간 배양하였다.
메탄올에 용해된 1.5×10-4 M DPPH 40 μl와 메탄올에 녹인 광곽향 메탄올 추출물을 농도별(1.25-320 μg/ml)로 160 μl씩 96-well plate에 분주하여, 혼합액을 실온에서 30분간 반응시킨 후, 520 nm에서 흡광도를 측정하였다.
이후 1차 항체를 넣고 4℃에서 24시간 반응시켰으며, HRP (horse radish peroxidase)가 부착된 2차 항체를 상온에서 4시간 처리하였다. 반응이 끝난 membrane을 세척 후 단백질은 화학발광 시스템(Chemi-luminescence system; WesternBright ECL HRP substrate, Advansta, Menlo Park, CA, USA)으로 검출하였다. 본 실험에 사용된 Cdk2, Cdk4, Cdk6, Cyclin D, Cyclin E, Cdc25A, p-Cdc25A, p38, Actin 항체는 Santa Cruz Biotechnology (CA, USA)에서 구입하였고 p-p38, p-Rb 항체는 Cell Signaling Technology (MA, USA)에서 구입하였다.
상등액에서 얻은 단백질은 BCA법으로 정량한다음, 30 μg의 단백질을 사용하여 SDS-PAGE를 수행하였다.
암세포인 A549, HT29, MCF7, HepG2 및 정상 세포인 IMR90을 24-well culture plate에 2.5×104cells/well로분주한 다음 24시간 후 광곽향 메탄올 추출물을 농도별(0-200μg/ml)로 첨가하여 37℃, 5% CO2에서 24시간동안 배양하였다.
염증을 유발시키기 위해 RAW 264.7을 24-well culture plate에 4×104cells/well 농도로 분주하고 24시간 뒤 LPS (1 μg/ml)를 처리하였으며 이때 음성 대조군은 LPS를 처리하지 않았다.
25-320 μg/ml)로 160 μl씩 96-well plate에 분주하여, 혼합액을 실온에서 30분간 반응시킨 후, 520 nm에서 흡광도를 측정하였다. 음성 대조군과 비교하여 free radical 소거 정도를 백분율로 나타내고, 50% 저해농도(Inhibitory concentration, IC₅₀)를 계산하였다. 양성 대조군으로는 널리 사용되는 ascorbic acid를 사용하였으며, 측정값은 3회 반복 실험의 평균 값으로 나타내었다.
7 세포 배양액 내에 축적되었으며, 유도된 NO 양은 광곽향 메탄올 추출물 처리(50, 75 μg/ml)에 의해 유의적으로 감소하는 것을 알 수 있었다. 이러한 광곽향 메탄올 추출물에 의한 NO의 감소는 세포사멸에 의한 효과가 아님을 WST assay를 통하여 확인하였다(Fig. 4B). 또한 LPS에 의해 유도되는 NO 생성은 NO synthase 중에서도 염증성 NOS인 iNOS에 의하여 일어나며 이러한 iNOS의 과다생성은 많은 암 종의 생성 및 진행을 촉진하는 것으로 알려져 있다[41].
이에 본 연구에서는 광곽향 메탄올 추출물을 처리한 A549에서 G1기 관련 단백질들의 발현변화를 Western blotting을 통하여 분석하였다. 그 결과, Fig.
cells/well의 A549를 분주하고 24시간 뒤 광곽향 메탄올 추출물을 농도별(0-200 μg/ml)로 처리하여 24시간 동안 배양하였다. 이후 도립현미경을 사용하여 A549의 형태변화를 관찰하였으며, Axio Vision program을 사용하여 촬영을 하였다.
, Shiga, Japan) 50 μl를 첨가하여 30분간 반응시킨 다음, multi-plate reader (Molecular Devices, CA, USA)로 450 nm에서 흡광도를 측정하였다. 측정값은 3회 반복 실험을 하여 평균값으로 나타내었으며, 본 실험결과를 바탕으로 이후 적정처리농도를 결정하였다.

대상 데이터

반응이 끝난 membrane을 세척 후 단백질은 화학발광 시스템(Chemi-luminescence system; WesternBright ECL HRP substrate, Advansta, Menlo Park, CA, USA)으로 검출하였다. 본 실험에 사용된 Cdk2, Cdk4, Cdk6, Cyclin D, Cyclin E, Cdc25A, p-Cdc25A, p38, Actin 항체는 Santa Cruz Biotechnology (CA, USA)에서 구입하였고 p-p38, p-Rb 항체는 Cell Signaling Technology (MA, USA)에서 구입하였다.
본 실험에서 사용한 광곽향(P. cablin)은 인도네시아산이며 ㈜대한생약(부산광역시 소재)에서 구입하였다. 광곽향 10 g을 파쇄하여 분말로 만든 후 시료의 8배의 메탄올 용매를 가하여 75℃에서 3회 반복 추출하였다(수율: 4.
실험에 사용된 인체 폐암 세포주 A549 (human lung adenocarcinoma cell), 인체 유방암 세포주 MCF7 (human breast cancer cell), 인체 대장암 세포주 HT29 (human colon adenocarcinoma cell), 인체 간암 세포주 HepG2 (human hepatic carcinoma cell), 마우스 대식세포주 RAW 264.7 (mouse macrophage cell) 및 인간 섬유아세포주 IMR90 (human lung primary fibroblasts cell)은 American Type Culture Collection (ATCC, VA, USA)에서 구입하였으며, 10% FBS (Fetal bovine serum) 및 penicillin/streptomycin을 첨가한 DMEM (Dulbecco’s modified Eagle’s medium) 배지에서 37℃, 5% CO2 조건으로 배양하였다.

데이터처리

모든 결과는 mean ± SD (Standard deviation)로 나타내었으며, 분석된 실험 데이터의 통계적 유의성은 대조군과 각 시료처리군의 실험데이터로부터 Student’s t test를 통하여 검증하였다.
음성 대조군과 비교하여 free radical 소거 정도를 백분율로 나타내고, 50% 저해농도(Inhibitory concentration, IC₅₀)를 계산하였다. 양성 대조군으로는 널리 사용되는 ascorbic acid를 사용하였으며, 측정값은 3회 반복 실험의 평균 값으로 나타내었다. 억제능의 백분율 공식은 다음과 같다.

이론/모형

cablin methanol extract for 24 hr. NO production in culture supernatant (A) and cell viability (B) were measured using the Griess method and WST assay, respectively. Data represent the mean ± SD.
광곽향 메탄올 추출물을 처리한 A549의 세포주기에 관련된 단백질의 발현양상 및 RAW 264.7의 LPS에 의해 유도된 iNOS 발현양상을 확인하기 위하여 Western blotting을 수행하였다. 광곽향 메탄올 추출물을 처리한 세포를 회수하여 적정량의 lysis buffer [10 mM PIPES (pH 6.
이후 propidium iodide (PI) 용액을 첨가하여 4℃에서 10분간 염색하였다. 염색된 세포의 세포주기는 Flow cytometry (Cell Lab Quanta SC; Beckman Coulter, CA, USA)로 측정하고 Flowjo program을 사용하여 분석하였다.

성능/효과

Fig. 4A에서 알 수 있듯이 LPS 처리에 의하여 약 30 μM의 NO가 RAW 264.7 세포 배양액 내에 축적되었으며, 유도된 NO 양은 광곽향 메탄올 추출물 처리(50, 75 μg/ml)에 의해 유의적으로 감소하는 것을 알 수 있었다.
p38은 mitogen activated protein kinases (MAPKs)의 하나로 DNA damage, osmotic stress, ROS 등에 의해 자극되어 Cdc25A를 인산화하여 분해를 촉진시킴으로써 G1 arrest를 유도하는 것으로 알려져 있다[38]. 광곽향 메탄올 추출물에 의한 A549의 Cdc25A 분해가 어떤 단백질에 의해 유도되는지 확인해 본 결과, osmotic stress나 genotoxic stress, UV 등에 의해 활성화되는 p-p38 (Thr180/Thr182)의 발현 증가를 확인할 수 있었다. 이들 결과에 의해, 광곽향 메탄올 추출물은 p38 MAPK의 활성화에 의해 Cdc25A의 분해반응이 유도되고 Cdk, Cyclin 및 p-Rb의 발현저하를 통해 G1 arrest가 유도되는 것으로 사료된다.
Cdc25A는 G1/S 전이기에서 Cdk2/Cyclin E 복합체를 활성화시켜 세포주기를 진행시키는데, genotoxic stress 등의 문제가 생길 경우 Cdc25A의 인산화가 이루어지고, 인산화된 Cdc25A는 ubiquitination 반응으로 분해되어 세포주기의 진행이 지연된다. 광곽향 메탄올 추출물을 처리한 A549에서 p53 및 p21 단백질의 발현변화는 관찰되지 않았고(data not shown), Cdc25A 의 농도 의존적인 발현 저하를 확인할 수 있었다(Fig. 3B). 따라서, Cdc25A를 조절하는 단백질의 발현변화를 확인하고자 하였다.
광곽향 메탄올 추출물이 다양한 암세포의 생존율에 미치는 영향을 확인하기 위하여 A549, HT29, MCF7, HepG2를 이용하여 광곽향 메탄올 추출물을 적정 농도로 24시간 동안 처리한 후 WST assay를 실시하였다. 그 결과 Fig. 1A에서 나타낸 바와 같이 대부분의 암세포에서 광곽향 메탄올 추출물 농도의존적으로 생존율이 감소되었다. 특히 인체 폐암 세포인 A549에서 다른 암 세포에 비해 특이적으로 높은 암세포 사멸 효과를 나타내었다.
그 결과, Fig. 2에 나타낸 바와 같이 G1기의 세포분포가 대조군 62.44%에서 농도 의존적으로 증가하여 최고농도인 200 μg/ml에서 88.44%의 세포가 G1기에 정체되어 있었다.
이에 본 연구에서는 광곽향 메탄올 추출물을 처리한 A549에서 G1기 관련 단백질들의 발현변화를 Western blotting을 통하여 분석하였다. 그 결과, Fig. 3A에서와 같이 Cdk2, Cdk4, Cdk6, Cyclin D 및 Cyclin E의 발현이 농도 의존적으로 감소하였고, Rb의 인산화가 감소되는 것을 확인하였다. 따라서 Cdk/Cyclin 복합체의 감소에 의하여 G1/S전이에 필요한 Rb 인산화가 감소되고 그 결과 G1 arrest가 일어나는 것으로 사료 된다.
본 연구에서는 광곽향 메탄올 추출물의 항산화능을 확인하기 위하여 DPPH를 사용하여 free radical 소거 정도를 분석하였다. 그 결과, Table 1에서 나타낸 바와 같이 광곽향 메탄올 추출물을 농도별로 DPPH와 반응시켰을 때, 농도 의존적으로 free radical 소거능을 보였다. 즉 광곽향 메탄올 추출물 12.
이 결과와 유사하게 광곽향 메탄올 추출물 또한 A549에서 G1 arrest를 유도하였고 Cyclin D와 Cdk4의 발현을 감소시켰다. 그러나 Jin 등과는 다르게 A549에서의 광곽향 메탄올 추출물에 의한 G1 arrest는 p53 및 p21의 발현이 유도되지 않았고, p38의 활성화와 Cdc25A 발현 저하가 확인되었으며, Apoptosis의 유도 없이(1%이하), G1기에서의 세포주기 정지만 유도되었다. 본 연구에서도 HT29를 포함한 다양한 암세포주에서의 증식 억제 활성을 확인하였고, 그 결과 A549에서 가장 높은 활성을 보였으며 HT29에서는 증식억제활성이 높지 않았다(Fig.
또한 LPS에 의해 유도되는 NO 생성은 NO synthase 중에서도 염증성 NOS인 iNOS에 의하여 일어나며 이러한 iNOS의 과다생성은 많은 암 종의 생성 및 진행을 촉진하는 것으로 알려져 있다[41]. 따라서 광곽향 메탄올 추출물에 의한 iNOS 발현 변화를 Western blot analy-sis를 통하여 확인하였으며, 그 결과 LPS에 의해 유도된 iNOS 의 발현양은 광곽향 메탄올 추출물 처리에 의해 농도 의존적으로 감소하였다(Fig. 4C). 이때 iNOS 발현양의 감소는 NO 생성량의 감소 양상과 일치하였으며, 50, 75 μg/ml의 광곽향 메탄올 추출물 처리시 매우 유의적으로 감소하였다.
특히 인체 폐암 세포인 A549에서 다른 암 세포에 비해 특이적으로 높은 암세포 사멸 효과를 나타내었다. 또한 광곽향 메탄올 추출물 처리에 따른 A549 세포의 형태변화를 관찰한 결과, 광곽향 메탄올 추출물의 농도가 높아질수록 A549 세포의 형태가 불규칙하게 변화되고 세포 밀도가 감소하는 것을 확인할 수 있었다(Fig. 1B). 그러나 정상세포인 IMR90에서는 광곽향 메탄올 추출물에 의한 세포 독성이 보이지 않는 것으로 나타나(Fig.
본 연구에서는 광곽향 메탄올 추출물이 다양한 암세포 사멸효과를 나타내며, 그 중 폐암세포에서 G1 arrest를 유도하여 세포의 증식을 억제하는 것을 확인하였다. 또한 대식세포에서 과발현된 NO 생성을 억제하고, 항산화 활성도 나타냄을 확인하였다. 본 연구결과를 바탕으로 광곽향 메탄올 추출물 내 항암 활성 성분의 분리, 동물실험 등 실질적인 항암 활성 연구와, 보다 다양한 생리활성연구를 통해 항산화, 항염증, 항암 후보물질 소재로 활용 가능할 뿐 아니라 다양한 건강기능성 식품소재로도 활용 가능할 것으로 사료된다.
즉, 지속적인 염증환경의 완화 및 활성산소의 제거, 산화억제를 통해 암의 발병 가능성 및 진행속도를 낮춰줄 수 있을 것이다. 본 연구에서는 광곽향 메탄올 추출물이 다양한 암세포 사멸효과를 나타내며, 그 중 폐암세포에서 G1 arrest를 유도하여 세포의 증식을 억제하는 것을 확인하였다. 또한 대식세포에서 과발현된 NO 생성을 억제하고, 항산화 활성도 나타냄을 확인하였다.
그러나 Jin 등과는 다르게 A549에서의 광곽향 메탄올 추출물에 의한 G1 arrest는 p53 및 p21의 발현이 유도되지 않았고, p38의 활성화와 Cdc25A 발현 저하가 확인되었으며, Apoptosis의 유도 없이(1%이하), G1기에서의 세포주기 정지만 유도되었다. 본 연구에서도 HT29를 포함한 다양한 암세포주에서의 증식 억제 활성을 확인하였고, 그 결과 A549에서 가장 높은 활성을 보였으며 HT29에서는 증식억제활성이 높지 않았다(Fig. 1A). 이러한 차이는 추출물의 차이에 의한 것으로 사료되며, 따라서 광곽향의 암세포 증식 억제 효과는 세포주 특이적이고 물질 특이적인 것으로 보인다
Jin 등은 광곽향에서 추출한 정유성분인 Patchouli alcohol(PA)이 인간 대장암 세포주인 HT29 에서 Cyclin D와 Cdk4의 발현을 감소시키고 G1 arrest 를 유도한다고 보고한 바 있다[13]. 이 결과와 유사하게 광곽향 메탄올 추출물 또한 A549에서 G1 arrest를 유도하였고 Cyclin D와 Cdk4의 발현을 감소시켰다. 그러나 Jin 등과는 다르게 A549에서의 광곽향 메탄올 추출물에 의한 G1 arrest는 p53 및 p21의 발현이 유도되지 않았고, p38의 활성화와 Cdc25A 발현 저하가 확인되었으며, Apoptosis의 유도 없이(1%이하), G1기에서의 세포주기 정지만 유도되었다.
광곽향 메탄올 추출물에 의한 A549의 Cdc25A 분해가 어떤 단백질에 의해 유도되는지 확인해 본 결과, osmotic stress나 genotoxic stress, UV 등에 의해 활성화되는 p-p38 (Thr180/Thr182)의 발현 증가를 확인할 수 있었다. 이들 결과에 의해, 광곽향 메탄올 추출물은 p38 MAPK의 활성화에 의해 Cdc25A의 분해반응이 유도되고 Cdk, Cyclin 및 p-Rb의 발현저하를 통해 G1 arrest가 유도되는 것으로 사료된다.
이러한 결과는 양성 대조군으로 사용된 ascorbic acid의 IC50인 5.83 μg/ml에 비해서는 다소 높았으나, 추출물인 것을 감안할 때 광곽향 메탄올 추출물은 우수한 항산화능을 보유하고 있다고 할 수 있다.
05%로 감소하였다. 이상의 결과들은 광곽향 메탄올 추출물에 의한 A549의 생존율감소가 G1 arrest에 의한 세포주기 정지에 따른 것임을 시사한다.
이때 iNOS 발현양의 감소는 NO 생성량의 감소 양상과 일치하였으며, 50, 75 μg/ml의 광곽향 메탄올 추출물 처리시 매우 유의적으로 감소하였다. 이와 같은 결과로부터 광곽향 메탄올 추출물이 iNOS 발현을 억제하여 NO 생산을 감소시키는 것을 알 수 있었다. 또한, 이러한 결과는 mouse 모델에서 광곽향 추출물에 의한 항염증 결과와 유사한 결과이다[22, 26].
즉 광곽향 메탄올 추출물 12.8, 64, 320 μg/ml 농도에서 DPPH radical 소거능이 각각 33.61, 72, 94.57%였으며, 50% 저해농도를 나타내는 IC50값은 34.65 μg/ml이었다.

후속연구

또한 대식세포에서 과발현된 NO 생성을 억제하고, 항산화 활성도 나타냄을 확인하였다. 본 연구결과를 바탕으로 광곽향 메탄올 추출물 내 항암 활성 성분의 분리, 동물실험 등 실질적인 항암 활성 연구와, 보다 다양한 생리활성연구를 통해 항산화, 항염증, 항암 후보물질 소재로 활용 가능할 뿐 아니라 다양한 건강기능성 식품소재로도 활용 가능할 것으로 사료된다.
암을 유발하는 원인은 매우 다양하며, 따라서 다양한 암 유발원인들을 제어할 수 있는 물질이 있다면 보다 궁극적인 암예방 및 완화가 가능하지 않을까 생각하였다. 즉, 지속적인 염증환경의 완화 및 활성산소의 제거, 산화억제를 통해 암의 발병 가능성 및 진행속도를 낮춰줄 수 있을 것이다. 본 연구에서는 광곽향 메탄올 추출물이 다양한 암세포 사멸효과를 나타내며, 그 중 폐암세포에서 G1 arrest를 유도하여 세포의 증식을 억제하는 것을 확인하였다.

질의응답

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	암 유발 요인은?	암은 흡연, 자외선, 방사선, 화학물질, 기타 환경인자 등 매우 다양한 요인에 의해 발생한다[34]. 또한 지속적인 염증유발 환경 및 활성산소에 의해서도 유전자의 손상이나 발현에 이상을 초래해 암세포를 유발시키는 것으로 알려져 있다[3]. 이렇듯 암은 현대인의 건강과 생명을 위협하는 주요 원인 중 하나로, 21세기에 들어 전 세계적으로 암 발병률 및 사망률이 꾸준히 증가하고 있다[20, 33].
	광곽향 메탄올 추출물이 세포 성장 억제효과를 보인 암세포의 종류는 어떤 것이 있는가?	본 연구에서는, 암세포 증식 억제효능과 항산화, 항염증 효능을 동시에 가지는물질을 탐색하였다. 그 결과, 광곽향 메탄올 추출물이 A549, HepG2, MCF7, HT29 등 다양한 암세포에 대하여 세포성장억제효과를 보였고, A549에 대해 특이적으로 뛰어난 사멸효과를 보였다. 광곽향 메탄올 추출물에 의한 A549에서의 항암 효과는 p38 - Cdc25A - Cdk - Cyclin - Rb pathway를 통해 G1 arrest 유도로 연결되는 것으로 사료된다.
	inducible NOS이 염증반응에 기여하는 방법은?	포유동물 세포의 경우, endothelial NOS (eNOS), neuronal NOS (nNOS), inducible NOS (iNOS) 등 3가지 종류의 NOS가 존재하며 이중 eNOS, nNOS는 칼슘 농도 의존적으로, 자극에 대한 반응이 아닌 구성성분으로, 일시적이며 소량 발현된다. 반면 iNOS는 칼슘농도에 상관없이 interferon-ɣ, lipopolysaccharide (LPS), 그리고 여러 가지 염증 cytokine의 자극에 의해 지속적으로 다량 생성이 유도됨으로써 염증반응에 기여한다[24]. 따라서 염증매개물질인 NO의 생성 및 iNOS의 발현을 억제하는 물질에 관한 연구는 항 염증의 효과와 더불어 새로운 항암제 발굴을 위한 표적으로 인식되고 있다[36].

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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