[논문]택란의 일반성분, 지방산 조성 및 세포독성 효과

나은; 이정우; 임선영

doi:10.9799/ksfan.2019.32.3.208

택란의 일반성분, 지방산 조성 및 세포독성 효과
Proximate Analysis, Fatty Acid Composition of Lycopus lucidus Turcz. and Its Cytotoxic Effect in Cancer Cell Lines 원문보기

한국식품영양학회지 = The Korean journal of food and nutrition, v.32 no.3, 2019년, pp.208 - 215

나은 (한국해양대학교 해양과학기술전문대학원 대학원) , 이정우 (한국해양대학교 해양생명과학부 대학원) , 임선영 (한국해양대학교 해양생명과학부)

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, we investigate to determine quality characteristics, fatty acid composition and cytotoxic effect of extracts and fractions from whole Lycopus lucidus Turcz. roots. Additionally, we evaluated cytotoxic activity against the growth of human fibrosarcoma cells (HT-1080) and human gastric adenocarcinoma (AGS), human colon cancer cell (HT-29) lines using a 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay. Acetone+methylene chloride (A+M) and methanol (MeOH) extracts from L. lucidus Turcz. were obtained through solvent extraction. Then we further fractionated both extracts with n-hexane, 85% aq. MeOH, n-butanol (n-BuOH) and water. In fatty acid composition, L. lucidus Turcz. contained 33.2% of 18:1n-9 and 1.81% of 18:3n-3, respectively. The incorporation of treatment with A+M and MeOH extracts and n-hexane, 85% aq. MeOH, n-butanol (n-BuOH) and water fractions dose-dependently increased cytotoxicity against the growth of HT-1080 and AGS, HT-29 cancer cells (p<0.05). The A+M extract had a higher inhibitory effect on the growth of all cancer cells in comparison to MeOH extract. Among the fractions, the 85% aq. MeOH and n-hexane fractions showed a higher inhibitory effect after proliferating the three cancer cells. These results suggest that the 85% aq. MeOH and n-hexane fractions have a potential to inhibit the growth of human cancer cell lines.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. Effect of acetone/methylene chloride (A+M) and methanol (MeOH) extract from L. lucidus Turcz. on the cell viability of HT-1080 human fibrosarcoma cells.
표 Table 1. Several fatty acid compositions (% area) of Lycopus lucidus Turcz
$Fig. 2. Effect of solvent fractions from L. lucidus Turcz. on the cell viability of HT-1080 human fibrosarcoma cells.$ 그림 Fig. 2. Effect of solvent fractions from L. lucidus Turcz. on the cell viability of HT-1080 human fibrosarcoma cells.
그림 Fig. 3. Effect of acetone/methylene chloride (A+M) and methanol (MeOH) extracts from L. lucidus Turcz.
$Fig. 4. Effect of solvent fractions from L. lucidus Turcz. on the cell viability of AGS human gastric adenocarcinoma cells.$ 그림 Fig. 4. Effect of solvent fractions from L. lucidus Turcz. on the cell viability of AGS human gastric adenocarcinoma cells.
그림 Fig. 5. Effect of acetone/methylene chloride (A+M) and methanol (MeOH) extracts from L. lucidus Turcz. on the cell viability of HT-29 human colon cancer cells.
$Fig. 6. Effect of solvent fractions from L. lucidus Turcz. on the cell viability of AGS human gastric adenocarcinoma cells.$ 그림 Fig. 6. Effect of solvent fractions from L. lucidus Turcz. on the cell viability of AGS human gastric adenocarcinoma cells.

AI 본문요약
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문제 정의

Kim 등(2018)은 택란 에탄올 추출물이 마우스 결장암 세포(CT-26)에서 matrix metalloprotease(MMP)-9와 Runx-2의 활성을 감소시켜 결과적으로 전이 과정을 저해하였다고 보고하였다. 이에 본 연구에서는 선행된 연구를 토대로 한국인들에게 흔하게 발병하는 인체위암과 결장암 세포를 중심으로 택란 추출물과 분획물의 invitro 항암활성 가능성을 규명하고, 택란의 일반성분 및 지방산 조성을 분석하여 건강기능 식품 또는 약선 재료로 활용하기 위한 기초자료를 제시하고자 한다.

제안 방법

Gas chromatography(GC)를 이용하여 지방산 조성을 분석하였다. 이때 사용된 column은 silica capillary column(CP-7856,60 m × 0.
배양된 인체 암세포들(HT-1080 섬유육종, AGS 위암, HT-29결장암)은 96 well cell culture plate에 5×104 cell/mL가 되도록 100 μL씩 분주하여 37℃, 5% CO2 incubator에서 24시간 배양한 후 배지를 제거한 뒤 각 시료를 배지로 희석하여 각 well 당 100 μL씩 첨가하고, 대조군에는 시료 대신 PBS를 첨가하였다.
배지가 제거된 각 well에 formazan 결정을 용해시키기 위하여 DMSO를 100 μL씩 분주하여 5~10분간 반응시켜 microplate reader(VICTOR3, Perkin Elmer, Waltham, MA, USA)로 540 nm에서 흡광도를 측정하였다.
즉, 수분은 상압가열건조법(105℃ 건조법), 조단백질은 Kjeldahl 질소정량법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 조회분은 550℃ 전기로에서 화학시키는 직접회화법으로 정량하였다. 식이섬유소는 산 가수분해법을 이용하였고, 시료에 잔존하는 조회분과 조단백질을 측정한 값을 차감하여 식이섬유 함량을 분석하였다(Na 등 2018).
이 plate를 37℃, 5% CO2 incubator에서 48시간 배양하였고, MTT assay(Denizot & Lang 1986)를 위하여 3-(4,5-dimethylthiazole)-2,5-diphenyltetrazolium bromide(MTT) 시약 5 mg을PBS 1 mL로 녹인 후, 10% FBS가 함유된 배지 9 mL와 희석하여 100 μL를 첨가하고 3~4시간 동안 더 배양하여 MTT가 환원되도록 하였다.
3%의 총 n-3 지방산으로 나타났다. 택란의 추출물과 분획물의 인체 섬유종세포(HT-1080), 위암세포(AGS) 및 인체 결장암세포(HT-29)에 대한 세포독성 효과를 MTT assay를 이용하여 측정하였다. HT-1080, AGS 및 HT-29 암세포에 대한 세포독성 활성은 택란 A+M 추출물에 의한 억제효과가 MeOH 추출물에 의한 세포독성 효과보다 높게 나타났다.

대상 데이터

미산약초농장(경상북도 대구광역시)으로부터 본 실험에 사용된 택란 뿌리를 제공받아 사용하였다.

데이터처리

실험결과는 Mean±SEM(Standard Error of Mean)으로 나타내었고, 실험결과는 대조군과 각 시료로부터 얻은 실험 자료로부터 one-way ANOVA를 실시하여 유의성을 검증하였으며, Tukey’s test를 실시하여 사후 검증하였다.

이론/모형

Morrison & Smith(1964)의 방법에 따라 추출된 지질을 boron trifluoride(BF3)methanol 1 mL 및 n-hexane 0.4 mL와 함께 100℃에서 1시간 동안 가열하였다.
수분, 조단백질, 조지방, 조회분은 AOAC 방법(1996)에 따라 분석하였다. 즉, 수분은 상압가열건조법(105℃ 건조법), 조단백질은 Kjeldahl 질소정량법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 조회분은 550℃ 전기로에서 화학시키는 직접회화법으로 정량하였다.
수분, 조단백질, 조지방, 조회분은 AOAC 방법(1996)에 따라 분석하였다. 즉, 수분은 상압가열건조법(105℃ 건조법), 조단백질은 Kjeldahl 질소정량법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 조회분은 550℃ 전기로에서 화학시키는 직접회화법으로 정량하였다. 식이섬유소는 산 가수분해법을 이용하였고, 시료에 잔존하는 조회분과 조단백질을 측정한 값을 차감하여 식이섬유 함량을 분석하였다(Na 등 2018).

성능/효과

05). A+M 추출물 0.25 및 0.5 mg/mL 첨가농도에서 각각 70% 및 77% 의 높은 암세포 억제 효과를 나타내었으며, IC₅₀은 0.07 mg/mL이었다. 택란의 각 분획물들을 농도별로 HT-1080 암세포에 처리하였을 때, 농도의존적으로 암세포 억제 효과가 나타났고, 분획물들 중 n-hexane 및 85% aq.
택란의 추출물과 분획물의 인체 섬유종세포(HT-1080), 위암세포(AGS) 및 인체 결장암세포(HT-29)에 대한 세포독성 효과를 MTT assay를 이용하여 측정하였다. HT-1080, AGS 및 HT-29 암세포에 대한 세포독성 활성은 택란 A+M 추출물에 의한 억제효과가 MeOH 추출물에 의한 세포독성 효과보다 높게 나타났다. 택란 분획물들 중 특히 n-hexane 및 85% aq.
3%의 총 n-3 지방산으로 나타났다. MUFA 중 특히 16:1n-9 및 18:1n-9 함량은 각각 20.9% 및 33.2%로 높은 함량의 oleic acid를 나타내었고, 1.8%의 18:3n-3를 함유하였다(Table 1). 최근 초석잠 및 택란의 꾸준한 섭취는 치매예방에 효과적인 약용식물로 소개되면서 소비가 증가하는 추세이다(Lee 등 2013).
33 mg/mL이었다. 이상의 결과로부터택란에 의한 암세포 억제 효과는 A+M 추출물에서 활성이 높았고, 분획물들 중에서는 n-hexane과 85% aq. MeOH 분획물들에서 높음을 나타내었다.
택란의 수분함량은 75.6%로 나타났고, 조탄수화물, 조단백질 및 조지방은 각각 10.6%, 5% 및 0.3%이며, 조회분과 식이섬유는 각각 5% 및 3.54%였다. Lee 등(2014)은 건조 초석잠뿌리 분말의 일반성분 분석한 결과, 조단백질 9.
택란의 일반성분과 지방산 조성을 분석한 결과, 택란은75.6% 수분을 함유하였고, 10.6% 조탄수화물, 5% 조단백질, 0.3% 조지방 및 5% 조회분을 함유하였고, 조식이섬유는 3.54%였다. 택란의 지방산 조성은 12.
06% 범위였고, 조단백질은 수확시기가 늦을수록 증가하였으며, 조탄수화물 함량은 지방함량 증가와 비례하여 감소함을 확인하였고, 환원당 함량에는 차이가 없었다고 보고하였다. 택란의 지방산 조성은 12.3%의 총 포화지방산(Saturated Fatty Acids: SFA), 57.1%의총 단일불포화지방산(Monounsaturated Fatty Acids: MUFA), 2.9%의 총 n-6 지방산 및 3.3%의 총 n-3 지방산으로 나타났다. MUFA 중 특히 16:1n-9 및 18:1n-9 함량은 각각 20.
06% 범위였고, 조단백질은 수확시기가 늦을수록 증가하였으며, 조탄수화물 함량은 지방함량 증가와 비례하여 감소함을 확인하였고, 환원당 함량에는 차이가 없었다고 보고하였다. 택란의 지방산 조성은 12.3%의 총 포화지방산(Saturated Fatty Acids: SFA), 57.1%의총 단일불포화지방산(Monounsaturated Fatty Acids: MUFA), 2.9%의 총 n-6 지방산 및 3.3%의 총 n-3 지방산으로 나타났다. MUFA 중 특히 16:1n-9 및 18:1n-9 함량은 각각 20.

후속연구

택란 분획물들 중 특히 n-hexane 및 85% aq. MeOH 분획물들은 HT-1080,AGS 및 HT-29 인체 암세포들에 대해 높은 세포독성 효과를 보였으며, 이들 분획물들 속에 있는 활성 성분이 함유되어 있는 것으로 사료되며, 향후 더욱더 정제하여 규명할 필요가 있다.
본 연구결과로부터 택란 n-hexane 및 85% aq. MeOH분획물은 HT-1080, AGS, HT-29 인체 암세포들에서 높은 세포독성 효과를 보였으며, 이들 분획물들 속에 있는 활성 성분과 관련이 있는 것으로 사료되었고, 본 연구 결과를 기초자료로 하여 향후 택란의 세포독성 효과뿐만 아니라, 다양한 생리활성 규명이 필요하다고 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	국내에서 암 발병률이 가장 높은 암은?	눈부신 과학기술과 의학의 발전에도 불구하고, 비만, 당뇨병, 고혈압, 동맥경화 등 대사성 질환 및 각종 암 발병률은 높은 편이다. 암은 인종, 국가, 성별, 나이, 식이 및 생활습관 등에 따라 다양한 장기에 발생할 수 있는데, 우리나라에서 가장 많이 발생한 암은 갑상선암, 위암, 결장암, 폐암, 유방암,간암, 전립선암, 췌장암, 담낭암 등이 있다. 특히 식이습관은개개인들의 선택과 노력으로 건강하게 개선할 수 있으므로이에 현대인들은 건강 기능성 식품 소재에 대한 관심 및 요구가 증가하는 추세이다(Ryu BH 1991).
	택란이란?	택란(Lycopus lucidus Turcz.)은 꿀풀과(Labiatae) 쉽싸리속(Lycopus)에 속하는 여러해살이 초본으로 중국과 한국에서 재배되며, 주로 샐러드 형태로 섭취 이용되고 있다. 우리나라에서자라는 택란의 종류에는 개쉽사리(L.
	우리나라에 있는 택란의 종류는?	)은 꿀풀과(Labiatae) 쉽싸리속(Lycopus)에 속하는 여러해살이 초본으로 중국과 한국에서 재배되며, 주로 샐러드 형태로 섭취 이용되고 있다. 우리나라에서자라는 택란의 종류에는 개쉽사리(L. coreanus Léveillé), 좀개 쉽사리(L. coreanus var. piperascens Nakai), 쉽사리(L. iucidusTurcz), 애기쉽사리(L. maackianus Makino), 흑쉽사리(L. uniflorusMichaux) 등이 있다(Kim 등 1997). 택란의 생리활성에 관한연구로는 항산화 효과(Lu 등 2015; Song 등 2016; Yang MO2017) 및 항염증(Lee 등 2008) 효과가 보고되어 있다.

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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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