[논문]인삼(Panax ginseng) 열매로부터 분리한 ginsenoside의 동정 및 암세포독성 효과

곽정은; 이영근; 황보전; 김형근; 오선민; 이대영; 백남인

doi:10.3839/jabc.2018.052

인삼(Panax ginseng) 열매로부터 분리한 ginsenoside의 동정 및 암세포독성 효과
Ginsenosides from the fruits of Panax ginseng and their cytotoxic effects on human cancer cell lines 원문보기

Journal of applied biological chemistry, v.61 no.4, 2018년, pp.371 - 377

곽정은 (Graduate School of Biotechnology and Department of Oriental Medicine Biotechnology, Kyung Hee University) , 이영근 (Graduate School of Biotechnology and Department of Oriental Medicine Biotechnology, Kyung Hee University) , 황보전 (Graduate School of Biotechnology and Department of Oriental Medicine Biotechnology, Kyung Hee University) , 김형근 (Graduate School of Biotechnology and Department of Oriental Medicine Biotechnology, Kyung Hee University) , 오선민 (Graduate School of Biotechnology and Department of Oriental Medicine Biotechnology, Kyung Hee University) , 이대영 (Department of Herbal Crop Research, National Institute of Horticultural and Herbal Science, RDA) , 백남인 (Graduate School of Biotechnology and Department of Oriental Medicine Biotechnology, Kyung Hee University)

초록
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인삼(Panax. ginseng) 열매를 80% MeOH 수용액으로 3회 반복 추출한 뒤, 감압 농축한 추출물을 EtOAc, n-BuOH과 $H_2O$ 층으로 계통 분획을 실시하였다. EtOAc분획에 대하여 $SiO_2$ 및 ODS column chromatography를 반복실시하여 5종의 ginsenoside 화합물을 분리 및 정제하였다. NMR, IR, FAB/MS 데이터를 해석하여, 각각 ginsenoside F1 (1), ginsenoside F2 (2), ginsenpside F3 (3), ginsenoside Ia (4) 및 notoginsenoside Fe (5)로 구조 동정 하였다. 화합물 2-5는 인삼열매에서는 이번에 처음 분리 보고되었다. 분리한 5종의 화합물을 인체 암세포주(HCT-116, SK-OV-3, HeLa, HepG2, SK-MEL-5)에 처리하여 세포독성을 측정하였다. 이 중 화합물 2, 4, 및 5가 인체 암세포주에 대해 세포독성을 저해시키는 것을 알 수 있었다. 화합물 2는 SK-MEL-5, HepG2, HeLa세포에서 $IC_{50}$값이 82.8, 86.8, $78.3{\mu}M$로 확인되었다. 화합물 4는 HCT-116, SK-MEL-5, SK-OV-3, HepG2, HeLa 세포에서 $IC_{50}$ 값이 24.5, 25.4, 26.3, 22.0, $24.9{\mu}M$로 확인되었다. 화합물 5는 SK-MEL-5 세포에서 $IC_{50}$ 값이 $81.7{\mu}M$로 확인되었다. 인삼 열매에서 분리한 화합물2, 4, 및 5가 암세포주에 대해 강한 세포독성을 나타내는 것을 확인하였으며, 이 화합물들은 공통적으로 3번 수산기에 glucopyranose를 가지고 있음을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The fruits of Panax ginseng were extracted with 80% aqueous MeOH and the concentrates were partitioned into EtOAc, n-BuOH, and $H_2O$ fractions. The repeated $SiO_2$ and octadecyl $SiO_2$ column chromatographies for the EtOAc fraction led to isolation of five ginsenosides. The chemical structures of these compounds were determined as ginsenoside F1 (1), ginsenoside F2 (2), ginsenoside F3 (3), ginsenoside Ia (4), notoginsenoside Fe (5) based on spectroscopic analyses including nuclear magnetic resonance, MS, and infrared. Compounds 2-5 were isolated for the first time from the fruits of P. ginseng in this study. All isolated compounds were evaluated for cytotoxic activities against human cancer cell lines such as HCT-116, SK-OV-3, human cervix adenocarcinoma (HeLa), HepG2, and SK-MEL-5. Among them compounds 2, 4, and 5 showed significant cytotoxicity on cancer cells. Compound 2 exhibited cytotoxicity on SK-MEL-5, HepG2, and HeLa cells with $IC_{50}$ values of 82.8, 86.8, and $78.3{\mu}M$, respectively. Compound 4 showed cytotoxicity on HCT-116, SK-MEL-5, SK-OV-3, HepG2, and HeLa cells with $IC_{50}$ values of 24.5, 25.4, 26.3, 22.0, and $24.9{\mu}M$, respectively. Compound 5 did on SK-MEL-5 cell with $IC_{50}$ value of $81.7{\mu}M$. The cytotoxicity of ginsenoside 2, 4, and 5 isolated from the fruits of Panax ginseng showed strong inhibition effect against on cancer cells, all of which have a glucopyranosyl moiety on C-3.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그 중 미량 ginsenoside는 주요 ginsenoside 에 비해 흡수율이 높고, Chae 등의 연구[10]에서 약리 활성이 좋다고 알려져 있으며, ginsenoside F2는 Mai 등의 연구[11]에서 항암 활성이 뛰어난 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 인삼 열매로부터 미량 ginsenoside 를 분리 및 구조 동정 하고, 그들에 대한 항암 활성을 평가하고자 실험을 진행하였다.

제안 방법

건조한 인삼의 열매 6.3 kg을 80% MeOH 수용액(30 L)으로 실온에서 24시간씩 3회 반복 추출하였다. 얻어진 여액을 감압농축하여 1.
인삼 열매로부터 분리한 화합물들의 세포독성 실험은 Skehan 등의 연구[12] MTT colorimetric assay 방법으로 진행하였다. 배양된 cell에 RPMI-1640 배지와 분리한 다섯 종의 ginsenoside를 각각 6.25, 12.5, 25.0, 50.0, 75.0, 및 100.0 μM의 농도 별로 잘 혼합하여 seeding 하였으며, cell수를 1×10⁴ cells/mL로 조정하였다. 준비한 cell을 plate에 100 μL씩 첨가하고 12시간 배양하였다.

대상 데이터

대장암(human colon adenocarcinoma; HCT-116), 난소암(human ovarian adenocarcinoma; SK-OV-3), 자궁암(human cervix adenocarcinoma; HeLa), 간암(human hepatoma; HepG2) 및 피부암 (human melanoma; SK-MEL-5)은 한국 세포주 은행 (KCLB, Seoul, Korea)에서 제공받았다. 세포독성 측정을 위한 세포주는 10% FBS와 1% penicillin-streptomycin이 첨가된 RPMI 1640 배지를 사용하여, 5% CO₂ , 37℃ 조건에서 배양하였다.
실험에서 사용한 인삼(P. ginseng)의 열매는 2013년 2월에 농촌진흥청에서 제공받아 실험을 진행하였으며, 표본시료(KNPCLHP-201302)는 경희대학교 생명과학대학 천연물화학실에 보관되어 있다.

이론/모형

인삼 열매로부터 분리한 화합물들의 세포독성 실험은 Skehan 등의 연구[12] MTT colorimetric assay 방법으로 진행하였다. 배양된 cell에 RPMI-1640 배지와 분리한 다섯 종의 ginsenoside를 각각 6.

성능/효과

7 μM 농도에서 각 암세포주의 세포 생존율이 50% 이하로 감소하였다. 위 결과에 따르면 ginsenoside Ia는 5종의 모든 인체 암세포주에 대해 세포독성이 있었으며, ginsenoside F2는 피부암, 간암 및 자궁암에, notoginsenoside Fe는 피부암에 대한 세포독성이 나타났다. 화합물 2, 4, 5의 구조 모두 3번 수산기에 glucopyranose가 결합 되어있는 것을 확인하였고, 위 결과에 따라 3번 수산기에 당이 결합되면 인체 암세포주에 대해 세포독성이 나타나는 것을 알 수 있었다.
위 결과에 따르면 ginsenoside Ia는 5종의 모든 인체 암세포주에 대해 세포독성이 있었으며, ginsenoside F2는 피부암, 간암 및 자궁암에, notoginsenoside Fe는 피부암에 대한 세포독성이 나타났다. 화합물 2, 4, 5의 구조 모두 3번 수산기에 glucopyranose가 결합 되어있는 것을 확인하였고, 위 결과에 따라 3번 수산기에 당이 결합되면 인체 암세포주에 대해 세포독성이 나타나는 것을 알 수 있었다. 실험을 통해 인삼 열매로부터 분리한 5종의 ginsenoside가 인체 암세포주에 대해 세포독성을 저해시키는 것을 확인하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	인삼의 속명인 Panax의 어원은?	우리나라의 인삼은 고려인삼 (Panax ginseng)이라 불리며, Gillis 의 연구[1]에 따르면 인삼은 두릅나무과 (Araliaceae)에 속하는 여러해살이 초본 식물이다. 인삼의 속명인 Panax는 모든 것을 뜻하는 ‘Pan’과 치료를 뜻하는 ‘Axos’로 이루어져있다. 속명으로 알 수 있듯이 인삼은 뿌리가 주로 한방에서 이용되는 대표적인 약용식물로 Li와 Li의 연구[2]에 따르면 예로부터 강장제, 피로회복제로 사용되었으며 항암, 항산화, Singh 등의 연구[3]에서 면역 증진의 효능이 보고 되어있다.
	인삼의 사포닌인 ginsenoside의 종류는?	또한 Yahara 등의 연구[9]에 따르면 인삼 열매에는 뿌리에는 존재하지 않는 ginsenoside가 함유되어 있다. Ginsenoside에는 주요 ginsenoside인 ginsenoside Rb1, Rb2, Re, Rg1 등과, 미량 ginsenoside인 ginsenoside F1, F2, compound K 등이 존재한다. 그 중 미량 ginsenoside는 주요 ginsenoside 에 비해 흡수율이 높고, Chae 등의 연구[10]에서 약리 활성이 좋다고 알려져 있으며, ginsenoside F2는 Mai 등의 연구[11]에서 항암 활성이 뛰어난 것으로 알려져 있다.
	인삼이란?	우리나라의 인삼은 고려인삼 (Panax ginseng)이라 불리며, Gillis 의 연구[1]에 따르면 인삼은 두릅나무과 (Araliaceae)에 속하는 여러해살이 초본 식물이다. 인삼의 속명인 Panax는 모든 것을 뜻하는 ‘Pan’과 치료를 뜻하는 ‘Axos’로 이루어져있다.

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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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