[논문]해양생물 추출물의 대장암세포주에 대한 항암 작용 검색

정주희

doi:10.13103/jfhs.2017.32.1.70

해양생물 추출물의 대장암세포주에 대한 항암 작용 검색
Anti-cancer Effect of Marine Resources Against Human Colorectal Cancer Cells 원문보기

한국식품위생안전성학회지 = Journal of food hygiene and safety, v.32 no.1, 2017년, pp.70 - 74

초록
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해양생물자원은 차세대 바이오산업의 중요한 자원으로 관심이 증대되고 있다. 다양한 해양생물자원이 생물학적 활성을 가지고 있을 것으로 기대됨에도 불구하고, 지금까지는 시료 채취의 어려움 등으로 개발에 제한이 있었다. 해면동물, 해조류, 산호 등의 대부분의 해양생물자원들이 험난한 환경에서 살아남기 위해 특수한 대사산물을 만들어 낼 것으로 여겨지고 있어 이를 활용하기 위한 노력들이 기울여지고 있다. 많은 종류의 해양생물자원 중에서 바이오산업에 활용할 수 있는 항암, 항균, 항바이러스 및 항암 작용 등과 같은 생물학적 활성을 가진 물질을 선별하는 것이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 항암 작용을 갖는 해양생물자원을 도출하기 위하여 사람유래 대장암 세포주에서 세포독성시험을 실시하였다. 해양생물자원은 2013년 3월 마크로네시아에서 채취한 샘플들로 메탄올로 추출한 물질을 사용하였다. 해양생물자원의 세포독성시험을 실시하여 20개의 시료 중에서 3개의 시료에서 농도의존적인 세포 생존을 억제하는 것을 확인하였다. 검색된 시료들 중 2종만이 동정되어, 해면동물 Hyrtios sp.임이 밝혀졌다. 한종은 아직 밝혀지지 않은 상태로 추가적인 연구를 통해 동정이 필요하였다. Hyrtios sp. 추출물(1304KO-327과 1304KO-329)의 HCT116세포 증식억제작용은 이전 연구에서 보고된 RKO에서의 작용과 일치함을 알 수 있었다. 대장암세포주의 생존 억제 활성을 밝혀낸 3종의 도출 물질은 앞으로의 지속적인 연구를 통해 추출물 중의 항암 활성 물질을 규명함으로써 바이오산업의 새로운 개발 자원으로 활용될 것이 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, the area of marine resources has become concerned with sources for the next generation of the bio-industry. Until present, development of the marine resources has remained limited, although a large number of these resources are considered to have potential for various significant biological activities. Most marine sponges, marine algae and coral could be used to create specific compounds for survival against a harsh environment. Therefore, it was necessary that these materials needed to be elucidated with biological activities, such as like anti-inflammatory, anti-viral or anti-cancer effects for their utilization in the bio-industry. In this study, we screened extracts of marine resources for their anti-cancer effect on human colorectal cancer cells. These resources were collected at Kosrae of Micronesia on April, 2013 and extracted with methanol. Cytotoxicity of marine resources was observed. Of a total of 20 specimens, three specimens dose-dependently demonstration inhibition of cell viability. Furthermore, cells treated with these specimens for 48h were induced p53, p21, Bax and caspase-3. The results suggest that they involved p53-mediated apoptosis. Two positive specimens (1304KO-327 and 1304KO-329) were verified as the identical materials, which are Hyrtios sp. Unfortunately 1304KO-207 was not yet classified and needed to identify in the further study. There results suggested that marine resources with positive potential in anticancer effect would be good candidates as useful bio-resources.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, 대장암의 예방 및 치료 효과를 높일 수 있는 활성 물질을 찾는 것이 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 해양생물 추출물들을 가지고 대장암세포의 증식억제 작용을 검색하고 도출된 물질들의 항세포증식의 기전을 살펴보였다.

제안 방법

양성의 각 시료들에 있어서 세포증식 억제작용 기전을 살펴보기 위하여 세포증식 및 세포사멸(apoptosis)과 관련한 단백질들의 발현량을 비교하였다. p53는 p21의 발현을 유도하여 cell cycle arrest를 가져오거나, Bax를 유도하여 미토콘드리아 내에서 cytochrome C의 방출 및 caspase-9, caspase-3을 통해 세포사멸을 유도하는 대표적인 암 억제 유전자로 알려져 있다¹⁵⁾.

대상 데이터

대장암세포주 HCT116는 10% fetal bovine serum (FBS)과 1% streptomycin/penicillin을 첨가한 RPMI-1640 배지에 배양하였다. 37℃, 5% CO₂ 배양기에서 계대배양하면서 성장기의 세포를 사용하여 실험하였다.
본 연구에서 사용된 시료들은 한국해양과학기술원에서 제공받은 1 mg의 해양생물의 메탄올추출물을 사용하였다. 이는 2013년 4월 마이크로네시아 코스라에(Kosrae)의 인근 바다에서 채취한 생물의 추출물들로 바로 동결건조시킨 후, 메탄올로 추출한 것이다¹³⁾.

데이터처리

실험결과는 평균값과 표준편차를 사용하여 나타냈다. Student t-test 분석을 통해 실험 결과의 유의성을 평가하고 대조군과 비교하여 p 값이 0.05 미만일 때를 통계학적으로 유의성이 있다고 판정하였다.

이론/모형

코스라에(Kosrae)에서 2013년 4월에 채취한 시료들(1304KO그룹)로 한국해양과학기술원으로부터 무작위로 선별하여 제공받은 시료 20가지를 Table 1에 나타내었다. 본연구에 사용된 시료들은 멸균수에 용해하여 대장암 세포주 HCT116에 처리하여 세포독성을 CCK-8 assay를 통해 살펴보았다. HCT116세포주에 100 μg/mL까지 단계 희석한 시료들을 48시간 처리한 후에 세포생존율을 비교하였으며, 대조군에 비해 세포생존율이 70% 이하로 감소한 경우에 HCT116세포주에 대한 증식억제작용이 있다고 판정하였다(Table 1).

성능/효과

1A). Fig. 1B에서 보여지는 바와 같이, 1304KO-207, 1304KO-327 및 1304KO-329는 각각 약간의 활성차이가 있으나 세 시료 모두에서 농도의존적으로 세포증식을 억제하였다. 양성으로 도출된 1304KO-207과 1304KO-327은 25 μg/mL 이상에서, 1304KO-329는 50μg/mL 이상의 농도에서 대조군과 비교하여 유의적인 차(p < 0.
본 연구에서 세 종류의 시료(Fig. 3)로부터 대장암 HCT116 세포주의 항증식억제작용을 밝혔으므로, 이후 활성성분 규명 등의 지속적인 연구를 위하여 동정한 결과, 1304KO-327와 1304KO-329는 동일한 Hyrtios sp.으로 밝혀졌다. 아쉽게도 1304KO-207은 아직까지 동정되지 않아 앞으로 추가적인 연구가 필요한 부분이다.
이는 p53의 transcriptional pathway 활성에 의해 PUMA의 발현 및 Bax를 활성화한 것이 아닌 직접적으로 Bax를 활성화^19,20)시킨 것으로 생각된다. 이 결과들로부터 HCT116세포주에 대하여 1304KO-207, 1304KO-327 및 1304KO-329 추출물 모두에서 초기에는 소포체 스트레스로 cell cycle arrest를 통한 세포증식을 억제시켰다가 지속적인 노출(48시간)에 의하여 p53-bax pathway를 통해 세포사멸을 유도한다고 보여진다.

후속연구

아쉽게도 1304KO-207은 아직까지 동정되지 않아 앞으로 추가적인 연구가 필요한 부분이다. 본 연구결과는 해양생물자원 1304KO-207의 동정 후 개발에 있어서 해양생물유래 바이오산업에 활용될 수 있는 기반 정보를 제공할 것으로 기대된다. 또한, Hyrtios sp.
추출물의 활용이 기대된다. 본 연구결과로부터 해양생물 추출물 중에 항증식억제 작용을 가진 물질을 검색하고, 이들의 작용기전을 밝힘으로써 새로운 항암제로의 개발 가능성을 보여주었다.
으로 밝혀졌다. 아쉽게도 1304KO-207은 아직까지 동정되지 않아 앞으로 추가적인 연구가 필요한 부분이다. 본 연구결과는 해양생물자원 1304KO-207의 동정 후 개발에 있어서 해양생물유래 바이오산업에 활용될 수 있는 기반 정보를 제공할 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	지금까지 해양생물자원의 생물학적 활성에 대한 개발 연구가 어려웠던 이유는 무엇인가?	해양생물자원은 차세대 바이오산업의 중요한 자원으로 관심이 증대되고 있다. 다양한 해양생물자원이 생물학적활성을 가지고 있을 것으로 기대됨에도 불구하고, 지금까지는 시료 채취의 어려움 등으로 개발에 제한이 있었다. 해면동물, 해조류, 산호 등의 대부분의 해양생물자원들이 험난한 환경에서 살아남기 위해 특수한 대사산물을 만들어 낼 것으로 여겨지고 있어 이를 활용하기 위한 노력들이 기울여지고 있다.
	암이 지니는 특징은 무엇인가?	암은 지속적인 증식 신호, 성장 억제 무시, 면역 제어 회피, 끊임없는 복제 가능, 암 촉진 염증, 혈관신생, 침윤 및 전이, 유전체 불안정 및 돌연변이, 세포 죽음 저항, 자유로운 세포 에너지대사 등의 특징11)을 가지고 있어 어느 하나를 표적화하여도 다른 요인들에 의해 저항성을 획득하여 내성암 혹은 전이암이 발생하여 암치료에 난황을 겪고 있는 실정이다. 세계의 사망률 1위를 차지하는 암에 대한 치료에 효과적인 항암 물질을 개발하는 것이 중요하다.
	마크로네시아에서 채취한 해양생물자원 샘플에서 대장암세포주에 증식억제를 보인 종은 무엇인가?	해양생물자원의 세포독성시험을 실시하여 20개의 시료 중에서 3개의 시료에서 농도의존적인 세포 생존을 억제하는 것을 확인하였다. 검색된 시료들 중 2종만이 동정되어, 해면동물 Hyrtios sp.임이 밝혀졌다.

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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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