[논문]인체 위암세포주에서 반지련(半枝蓮)의 항암 효능에 관한 연구

심지환; 이수진; 김희진; 박현수; 김병주

doi:10.15188/kjopp.2015.04.29.2.195

인체 위암세포주에서 반지련(半枝蓮)의 항암 효능에 관한 연구
Anti-cancer Effects of Scutellaria barbata in AGS Human Gastric Adenocarcinoma Cells 원문보기

동의생리병리학회지 = Journal of physiology & pathology in Korean Medicine, v.29 no.2, 2015년, pp.195 - 201

심지환 (부산대학교 한의학전문대학원 양생기능의학부) , 이수진 (부산대학교 한의학전문대학원 양생기능의학부) , 김희진 (부산대학교 한의학전문대학원 양생기능의학부) , 박현수 (부산대학교 한의학전문대학원 양생기능의학부) , 김병주 (부산대학교 한의학전문대학원 양생기능의학부)

Abstract ▼ AI-Helper

The aim of the study is to investigate the anti-cancer effects of Scutellaria barbata in AGS human gastric adenocarcinoma cells. MTT (3-[4, 5-dimethylthiazol-2-yl]-2, 5-diphenyltetrazolium bromide) assay and caspase 3 or 9 activity assay were carried out to examine cell death with Scutellaria barbata. To elucidate the inhibitory effects of Scutellaria barbata, cell cycle (sub-G1) analysis and mitochondrial membrane potential were performed in AGS cells after 24 h incubation with Scutellaria barbata. Scutellaria barbata induced apoptosis in AGS cells by using the MTT assay, the sub-G1 analysis and mitochondrial membrane potential assay. The stronger inhibition effects of AGS cell growth was observed by application of Scutellaria barbata combined with several anti-cancer drugs (paclitaxel, 5-fluorouracil, cisplatin, ectoposide, doxorubicin and docetaxel) in comparison to the application of Scutellaria barbata or anti-cancer drugs. Our findings provide insight into unraveling the effects of Scutellaria barbata in human gastric cancer cells and developing therapeutic agents against gastric cancer.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

하지만 항암제로써의 반지련의 효과와 항암제의 효과를 증가시키는 보조제로서의 역할에 관한 체계적인 연구는 이루어지지 않았다. 이에 본 연구에서는 반지련에 의한 항암효과와 기존에 알려진 여러 개의 항암제에 대한 병용투여로 항암의 효과를 증진시키는 유의한 효과를 얻었기에 이를 보고 하는 바이다.

제안 방법

반지련을 첨가한 배지에서 3일간 배양된 AGS세포를 PBS용액으로 세척한 후, 4℃에서 30분간 70% ethanol로 고정하였다. 고정 후 propidium iodide (Sigma, MD, USA)로 DNA를 염색하여 Becton Dickinson FACStar Flow Cytometry를 이용하여 세포주기를 비교 분석하였다.

대상 데이터

실험에 사용한 반지련은 한국생명공학연구원 한국식물추출물은 행(Plant Extract Bank)에서 구입한 후 사용하였다.
이 실험에 사용한 인체 암세포는 서울대학교 암세포주은행에서 구입한 위암 세포주 AGS이며, adenocarcinoma의 Histopathology 특징을 나타내고 있다.
이 실험에서 사용한 항암제는 cisplastin, ectoposide, doxorubicin, 5-fluorouracil, docetaxel, paclitaxel이다. 이 약들은 DNA나 RNA가 손상되어 세포 분열을 제대로 하지 못하는 암세포에 작용하여 apoptosis를 유도한다.

이론/모형

반지련이 AGS세포의 증식을 억제하는데 있어서 세포주기의 어느 단계를 지연시키는지 flow cytometry를 이용하여 분석하였다. 반지련을 첨가한 배지에서 3일간 배양된 AGS세포를 PBS용액으로 세척한 후, 4℃에서 30분간 70% ethanol로 고정하였다.

성능/효과

이번 연구결과에서 보면 반지련에 의한 위암 세포사멸을 확인할 수 있었고, 이 세포사멸은 sub-G1 phase, mitochondrial membrane potential, caspase 활성의 측정으로 apoptosis에 의한 현상임을 알 수 있었다. 또한 다양한 항암제와의 병용투여 시 부작용이 많은 항암제의 사용을 줄이면서 효과는 좋은 현상을 밝혔다.
본 연구에서 반지련을 24시간 투여한 결과 200 ㎍/ml이상에서, 72시간에서는 100 ㎍/ml이상에서 뚜렷한 항암 효능을 확인 할 수 있었다. 고삼에 의한 실험 결과23)를 보면 반지련에 의한 효능이 고삼보다 좀 더 좋은 항암효능을 나타냄을 알 수 있고, 따라서 반지련에 대한 연구를 좀 더 깊이 있게 할 필요성이 있음을 알 수 있다.
세포사멸에도 관여함이 잘 알려져 많은 연구실에서 TRPM7의 역할에 관한 연구가 진행되고 있다18,32). 본 연구에서는 반지련에 의한 AGS세포 사멸에 TRPM7 이온통로는 관여하지 않음을 알 수 있었다. 따라서 TRPM7 이외의 다른 TRP 이온통로가 관련성이나 다양한 K+ 이온통로나 Ca2+ 이온통로의 가능성도 앞으로 연구해야 할 것으로 생각된다.
하지만 현재까지 반지련의 암세포에 대한 세포사멸 기전은 명확하게 밝혀지지 않았고 또한 항암제와의 병용투여 효능도 잘 알려져 있지 않다. 이번 연구결과에서 보면 반지련에 의한 위암 세포사멸을 확인할 수 있었고, 이 세포사멸은 sub-G1 phase, mitochondrial membrane potential, caspase 활성의 측정으로 apoptosis에 의한 현상임을 알 수 있었다. 또한 다양한 항암제와의 병용투여 시 부작용이 많은 항암제의 사용을 줄이면서 효과는 좋은 현상을 밝혔다.

후속연구

본 연구에서 반지련을 24시간 투여한 결과 200 ㎍/ml이상에서, 72시간에서는 100 ㎍/ml이상에서 뚜렷한 항암 효능을 확인 할 수 있었다. 고삼에 의한 실험 결과23)를 보면 반지련에 의한 효능이 고삼보다 좀 더 좋은 항암효능을 나타냄을 알 수 있고, 따라서 반지련에 대한 연구를 좀 더 깊이 있게 할 필요성이 있음을 알 수 있다. 또한 반지련의 고농도에서는 cell viability가 20% 이하로 나오는데 이 경우는 apoptotic cells 뿐만 아니라 necrotic cells도 존재할 가능성이 있다.
본 연구에서는 반지련에 의한 AGS세포 사멸에 TRPM7 이온통로는 관여하지 않음을 알 수 있었다. 따라서 TRPM7 이외의 다른 TRP 이온통로가 관련성이나 다양한 K+ 이온통로나 Ca2+ 이온통로의 가능성도 앞으로 연구해야 할 것으로 생각된다.
이 항암제들은 위암 등 위장관 계통 암에 많이 사용되는 항암제24)이기에 반지련과 위암세포주의 병용 투여효능을 알 아 보았다. 이번 실험에서는 반지련과의 병용투여에 의한 항암효능은 doxorubicin에 의해서 가장 좋은 효능이 나타남을 알 수 있었다 따라서 앞으로 반지련의 항암효능 연구에는 doxorubicin이 좋은 항암제가 될 것으로 생각된다.
반지련에 의한 항암효과는 그동안 많이 연구되지 않은 분야이고, 몇 실험실에서 연구를 진행하였지만7-17) 다양한 항암제와의 병용투여에 관한 체계적인 연구는 이루어지지 않았다. 이번 연구로 항암제와의 병용투여시 반지련에 의한 항암작용 상승효과가 있음을 알 수 있었고 위암으로 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.
암예방 및 항암 효능을 지니는 기능성 소재의 발굴은 사회적으로 매우 필요하며, 그 경제적, 사회적 가치 또한 매우 크다고 할 수 있다. 이에 안전성이 뛰어나고 효능이 우수한 천연물 및 그 유도체를 합성하고 작용기작을 연구함으로서 암예방 및 항암 소재를 발굴하는 연구가 앞으로도 계속 필요하다고 생각된다.
하지만 이어서 진행한 실험에서 caspase 3, 9가 농도 의존적으로 증가하는 등 apoptosis일 때 나타나는 특징을 뚜렷하게 보이기 때문에 주로 apoptosis가 일어나는 것으로 생각되어 necrotic cells의 존재 가능성에 대한 특별한 언급을 하지 않았다. 하지만 앞으로 Lactate Dehydrogenase (LDH) assay등을 통해서 necrotic cells의 존재 가능성 등에 대해서 더 연구를 진행할 예정이다. 위암 세포주에서 반지련과 항암제의 병용처지 효과에 paclitaxol, 5-fluorouracil, cisplatin, ectoposide, doxorubicin, docetaxel등을 사용하였다.

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