[논문]도깨비부채(Rodgersia podophylla) 잎 추출물의 인간 암세포의 β-catenin 분해 유도 활성

김하나; 김정동; 손호준; 박광훈; 어현지; 정진부

doi:10.7732/kjpr.2019.32.5.442

초록
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이상의 연구 결과로 미루어 볼 때, 도깨비부채 잎(RPL)은 ${\beta}-catenin$의 분해 유도를 통해 대장암, 유방암, 폐암, 전립선암 및 췌장암 세포의 생육을 억제하는 것으로 나타났다. 본 결과는 도깨비부채 잎의 항암을 위한 대체보완소재 및 천연 항암제 개발을 위한 소재로 활용이 가능할 것으로 판단된다. 그러나 추가적 연구를 통해 도깨비 부채 잎의 항암 활성물질의 분석연구가 필요할 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we evaluated the effect of Rodgersia podophylla leave extracts (RPL) on ${\beta}-catenin$ level in human cancer cells. RPL dose-dependently inhibited cell proliferation in SW480, A549, MDA-MB-231, PC-3 and AsPC-1 cells. RPL dramatically decreased ${\beta}-catenin$

In this study, we evaluated the effect of Rodgersia podophylla leave extracts (RPL) on ${\beta}-catenin$ level in human cancer cells. RPL dose-dependently inhibited cell proliferation in SW480, A549, MDA-MB-231, PC-3 and AsPC-1 cells. RPL dramatically decreased ${\beta}-catenin$ protein level in all cancer cells. However, decreased level of ${\beta}-catenin$ mRNA expression was observed in A549 and AsPC-1 cells. In addition, RPL dramatically attenuated cyclin D1 mRNA expression in all cancer cells. MG132 decreased the downregulation of ${\beta}-catenin$ protein level induced by RPL in all cancer cells, while RPL-induced downregulation of ${\beta}-catenin$ was inhibited by the inhibition of $GSK-3{\beta}$ by LiCl in MDA-MB-231 cells. RPL phosphorylated ${\beta}-catenin$ and $GSK-3{\beta}$. In addition, the inhibition of $GSK-3{\beta}$ by LiCl attenuated RPL-induced ${\beta}-catenin$ phosphorylation. Based on these findings, RPL may be a potential candidate for the development of chemopreventive or therapeutic agents for human cancer.

주제어

표/그림 (5)

표 Table 1. Sequence of oligonucleotide primers used for RT-PCR
그림 Fig. 1. Effect of RPL on the cell growth in human cancer cells. Cell growth was evaluated by MTT assay at 24 h after RPL treatment. *p < 0.05 compared to cell without RPL.
그림 Fig. 2. Effect of RPL on β-catenin and cyclin D1 expression human cancer cells. (A) Human cancer cells were treated with RPL at the indicated concentrations for 24 h. (B) Human cancer cells were treated with RPL (100 ㎍/mL) for the indicated times. (A and B) Western blot analysis was performed against β-catenin. Actin was used as internal controls for Western blot. (C) Human cancer cells were treated with RPL (100 ㎍/mL) for 24 h. RT-PCR was performed against β-catenin or cyclin D1. GAPDH was used as internal controls for RT-PCR.
그림 Fig. 3. Effect of RPL on β-catenin proteasomal degradation in human cancer cells. The cells were pretreat with 20 μM of MG132 or 20 mM of LiCl for 2 h and then co-treated with RPL (100 ㎍/mL) for 6 h. Western blot analysis was performed against β-catenin. Actin was used as an internal control.
그림 Fig. 4. Effect of RPL on β-catenin phosphorylation in MDA-MB-231 cells. (A and C) The cells were treated with RPL (100 ㎍/mL) for the indicated times. (B) The cells were pretreat with 20 mM of LiCl for 2 h and then co-treated with RPL (100 ㎍/mL) for 60 min. Western blot analysis was performed against p-β-catenin, p-GSK-3β or GSK-3β. Actin was used as an internal control.

AI 본문요약
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문제 정의

도깨비부채의 항암활성과 그 작용기전에 대한 연구가 미비 하여 본 연구에서는 도깨비부채의 암세포의 생육에 미치는 영향과 β-catenin 단백질 발현 조절활성을 조사하였다.

제안 방법

MDA-MB-231세포에서 RPL이 GSK-3β 의존적으로 β-catenin의 분해를 유도하는 것을 확인하였고, GSK-3β에 의한 β-catenin의 인산화는 β-catenin의 분해와 밀접한 관련이 있기 때문에(Li et al., 2012) RPL의 β-catenin 인산화에 미치는 영향을 조사하였다. MDA-MB-231 세포에서 β-catenin의 인산화는 RPL처리 40분부터 급격하게 증가하였고(Fig.
2B). RPL의 β-catenin 수준 감소 유도활성이 β-catenin의 전사활성 조절에 기인한 것인지 평가하기 위해, RPL처리 24시간 후, 암세포의 β-catenin mRNA 발현을 조사하였다. 그 결과, RPL은 SW480, MDA-MB-231과 PC-3세포에서 β-catenin mRNA의 발현에는 영향이 없었으나, A549와 AsPC-1세포의 β-catenin mRNA 발현은 억제하는 것을 나타났다(Fig.
RPL의 대장암, 폐암, 유방암, 전립선암 및 췌장암 세포에 대한 세포생육억제 활성을 평가하기 위해 대장암세포인 SW480, 폐암세포인 A549, 유방암세포인 MDA-MB-231, 전립선암세포 PC-3 그리고 췌장암세포 AsPC-1에 RPL을 농도별로 24시간 처리 후, MTT assay를 이용하여 RPL의 세포생육억제 활성을 평가하였다. RPL은 SW480세포의 생육을 25 ㎍/mL에서 12.

대상 데이터

Louis, MO, USA)사에서 구입하였다. 그리고 Western blot을 활용한 단백질 분석을 위한 항체인 β-catenin, p-β-catenin, GSK-3β , p-GSK-3β 및 actin은 Cell Signaling Technology (Danvers, MA, USA)에서 구입하였다.
본 실험에 사용된 시료인 도깨비부채(R. podophylla) 잎은 경북 풍기에 위치한 국립산림과학원 산림약용자원연구소로부터 제공받았다. 도깨비부채의 확증표본(표본번호: IDRP20181011-01-08)은 국립산림과학원 산림약용자원연구소의 손호준 박사의 식물학적 동정 후, 국립산림과학원 산림약용자원연구소에 보관하고 있다.

데이터처리

모든 결과는 3 회 반복 측정 후 평균 ± 표준편차로 나타내었고, 처리 간 유의성은 Student’s t-test로 검증하여 p-value 값이 0.05 미만일 때 통계적으로 유의하다고 판정하였다(Microsoft Exel 2010, Microsoft, Redmond, WA, USA).

성능/효과

2C). 본 결과를 미루어 볼 때, RPL은 A549와 AsPC-1세포에서는 β-catenin mRNA 발현 억제를 통해 β-catenin 단백질을 감소시키고, SW480, MDA-MB-231과 PC-3세포에서는 β-catenin 단백질의 분해를 유도하는 것으로 판단된다.
또한 RPL은 GSK-3β의 활성형인 GSK-3β 인산화를 유도하였다. 본 결과를 미루어 볼 때, RPL은 GSK-3β 활성화 통해 β-catenin의 인산화를 유도하고, 이것은 RPL에 의한 β-catenin 분해와 관련이 있는 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	도깨비부채의 정의 및 분포지역은?	도깨비부채(Rodgersia podophylla)는 범의귀과에 속하는 여러해살이풀로써 중국, 일본 및 한국(경기도 이북지역)에 분포하며, ‘담룡천’이라는 이름의 한약재로 장염 및 세균성 이질 치료와 발열증상에 대한 해열의 목적으로 사용되어 왔다(Chin et al., 2006; Choi et al.
	최근 연구에 따르면 도깨비부채는 신체에 어떠한 도움을 주는가?	, 2006). 최근 연구에 따르면, 도깨비부채는 항염증활성을 나타내고, 활성산소에 의해 야기되는 간 손상을 보호하였다(Chin et al., 2004; Chin et al.
	RPL의 B-catenin 수준 감소 유도활성이 암세포의 β-catenin mRNA의 발현에 영향이 있는지 확인한 결과는?	RPL의 β-catenin 수준 감소 유도활성이 β-catenin의 전사활성 조절에 기인한 것인지 평가하기 위해, RPL처리 24시간 후, 암세포의 β-catenin mRNA 발현을 조사하였다. 그 결과, RPL은 SW480, MDA-MB-231과 PC-3세포에서 β-catenin mRNA의 발현에는 영향이 없었으나, A549와 AsPC-1세포의 β-catenin mRNA 발현은 억제하는 것을 나타났다(Fig. 2C).

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