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문제 정의
- 현재 항암제로써의 백화사설초의 효과와 항암제의 효과를 증가시키는 보조제로서의 역할에 관한 체계적인 연구는 이루어지지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 백화사설초에 의한 항암효과와 기존에 알려진 여러 개의 항암제에 대한 병용투여로 항암의 효과를 증진시키는 유의한 효과를 얻었기에 이를 보고 하는 바이다.
제안 방법
- 대장암 세포주에 미치는 백화사설초와 항암제의 병용처치 효과를 알아보기 위해 백화사설초와 항암제를 함께 투여 하였다. 백화사설초는 세포의 살상효과가 적은 농도로 WiDr에서는 50 μg/ml을 투여하였고, 항암제로는 paclitaxel, 5-fluorouracil, cisplastin, ectoposide, doxorubicin, docetaxel를 투여하였다.
- 백화사설초에 의한 세포사가 apoptosis에 의한 것인지 확인하기 위하여 flow cytometry를 이용한 세포주기 sub-G1분석을 실시하였다. Apoptosis가 일어나면 기존의 fluorescence peak가 왼쪽으로 이동해 새로운 sub-G1 fluorescence peak가 만들어 진다.
- 백화사설초에 의한 세포사가 apoptosis에 의한 것인지 확인하기 위하여 농도별로 세포사멸의 진행 정도를 알아보았다. Caspase는 cystinyl aspartate-specific protease로 세포질에서 pro-form으로 존재하고 특정 위치의 proteolytic 과정에 의해 활성화된다.
- 3, 4). 백화사설초의 대장암 세포 사멸을 확인한 후에 다양하게 잘 알려진 여러 항암제들과의 병용효능을 알아보았다. 위암, 대장암 등 위장관 계통 암에 많이 사용되는 항암제21)인 paclitaxol, 5-fluorouracil, cisplatin, ectoposide, doxorubicin, docetaxel등을 사용하였다.
- 이와 같이 백화사설초는 다양한 암세포에 대한 항암효능이 계속 보고 되고 있다. 이번 연구에서는 대장암 세포(WiDr)에서 백화사설초의 항암효능을 알아보았다. 백화사설초는 대장암 세포에서 농도 의존적으로 세포 사멸을 일으켰으며 (Fig.
대상 데이터
- 실험에 사용한 백화사설초 추출물(이하 ‘백화사설초’라 한다)은 한국생명공학연구원 한국식물추출물은행(Plant Extract Bank)에서 구입한 후 사용하였다. 배화사설초 추출물을 메탄올에 담근 후 15분 동안 초음파 처리한 후 72시간 동안 추출하였다.
- 백화사설초의 대장암 세포 사멸을 확인한 후에 다양하게 잘 알려진 여러 항암제들과의 병용효능을 알아보았다. 위암, 대장암 등 위장관 계통 암에 많이 사용되는 항암제21)인 paclitaxol, 5-fluorouracil, cisplatin, ectoposide, doxorubicin, docetaxel등을 사용하였다. 이번 실험에서는 그림 5를 보면 백화사설초와의 병용투여에 의한 항암효능은 doxorubicin과 병용투여시 doxorubicin 단독투여시보다 가장 많이 세포 사멸이 나타나 가장 좋은 효능이 나타남을 알 수 있었고, paclitaxol과 5-fluorouracil에서는 병용투여 효능이 크지 않았다.
- 이 실험에 사용한 인체 암세포는 서울대학교 암세포주 은행에서 구입한 대장암 세포주 WiDr이며, adenocarcinoma의 Histopathology 특징을 나타내고 있다.
- 이 실험에서 사용한 항암제는 cisplastin, ectoposide, doxorubicin, 5-fluorouracil, docetaxel, paclitaxel이다. 이 약들은 DNA나 RNA가 손상되어 세포분열을 제대로 하지 못하는 암세포에 작용하여 apoptosis를 유도한다.
이론/모형
- 백화사설초가 WiDr세포의 증식을 억제하는데 있어서 세포주기의 어느 단계를 지연시키는지 flow cytometry를 이용하여 분석하였다. 백화사설초를 첨가한 배지에서 3일간 배양된 WiDr세포를 PBS 용액으로 세척한 후, 4℃에서 30분간 70% ethanol로 고정하였다.
- 백화사설초에 의한 apoptosis 기전을 확인하기 위해서 mitochondrial membrane depolarization assay를 실행하였다. Mitochondrial membrane depolarization은 세포내 intrinsic apoptosis signaling 단계에서 나타나는 현상이다.
성능/효과
- 백화사설초는 대장암 세포에서 농도 의존적으로 세포 사멸을 일으켰으며 (Fig. 1), 세포주기의 sub G1 peak가 백화사설초 양에 따라 증가함을 알 수 있었다 (Fig. 2).
- 한약제와 항암제의 병용투여 효능에 관해서는 다양한 연구들이 진행되어 왔는데, 홍화(safflower)6,29), 고삼 (Sophorae Radix)30)등에 의한 대장암 및 위암 세포주 에서의 항암 효능을 연구하였고, 다양한 항암제와의 병용 효능을 알아보았다. 본 논문은 항암효과를 규명한 논문들에 많이 사용되는 항암제중에서 백화사설초와 함께 투여할 때 가장 최선의 효과를 나타내는 항암제를 발견했다는 점에 의의가 있다. 백화사설초에 의한 항암효과는 그동안 많이 연구되지 않은 분야이고, 다양한 항암제와의 병용투여에 관한 체계적인 연구는 이루어지지 않았다.
- 위암, 대장암 등 위장관 계통 암에 많이 사용되는 항암제21)인 paclitaxol, 5-fluorouracil, cisplatin, ectoposide, doxorubicin, docetaxel등을 사용하였다. 이번 실험에서는 그림 5를 보면 백화사설초와의 병용투여에 의한 항암효능은 doxorubicin과 병용투여시 doxorubicin 단독투여시보다 가장 많이 세포 사멸이 나타나 가장 좋은 효능이 나타남을 알 수 있었고, paclitaxol과 5-fluorouracil에서는 병용투여 효능이 크지 않았다. 앞으로 백화사설초의 항암효능 연구에는 doxorubicin이 좋은 항암제가 될 것으로 생각된다.
후속연구
- 이번 연구로 위암에 대한 항암 효능 및 항암제와의 병용투여시 백화사설초에 의한 항암작용 상승효과가 있음을 알 수 있고, 따라서 대장암 치료제 개발에 많은 도음이 될 수 있으리라 생각된다. 대장암으로 고생하는 많은 환자들에게 도움이 되어 삶의 질 향상에 도움이 되길 바란다. 암예방 및 항암 효능을 지니는 기능성 소재의 발굴은 사회적으로 매우 필요하며, 그 경제적, 사회적 가치 또한 매우 크다고 할 수 있다.
- 본 실험실에서 반지련에 의한 위암세포사멸연구에 항암제와의 병용투여 효능도 doxorubicin이 가장 좋은 효능을 나타낸 바 있다22). 따라서 위장관 암계통 연구에 항암제 doxorubicin이 유용하게 사용될 수 있으리라 생각된다.
- 이번 실험에서는 그림 5를 보면 백화사설초와의 병용투여에 의한 항암효능은 doxorubicin과 병용투여시 doxorubicin 단독투여시보다 가장 많이 세포 사멸이 나타나 가장 좋은 효능이 나타남을 알 수 있었고, paclitaxol과 5-fluorouracil에서는 병용투여 효능이 크지 않았다. 앞으로 백화사설초의 항암효능 연구에는 doxorubicin이 좋은 항암제가 될 것으로 생각된다. 본 실험실에서 반지련에 의한 위암세포사멸연구에 항암제와의 병용투여 효능도 doxorubicin이 가장 좋은 효능을 나타낸 바 있다22).
- 백화사설초에 의한 항암효과는 그동안 많이 연구되지 않은 분야이고, 다양한 항암제와의 병용투여에 관한 체계적인 연구는 이루어지지 않았다. 이번 연구로 위암에 대한 항암 효능 및 항암제와의 병용투여시 백화사설초에 의한 항암작용 상승효과가 있음을 알 수 있고, 따라서 대장암 치료제 개발에 많은 도음이 될 수 있으리라 생각된다. 대장암으로 고생하는 많은 환자들에게 도움이 되어 삶의 질 향상에 도움이 되길 바란다.
- 암예방 및 항암 효능을 지니는 기능성 소재의 발굴은 사회적으로 매우 필요하며, 그 경제적, 사회적 가치 또한 매우 크다고 할 수 있다. 이에 암예방 및 항암 소재를 발굴하는 연구가 앞으로도 계속 필요하다고 생각된다.
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