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인체백혈병 U937 세포에서 부처꽃 에탄올추출물에 의한 apoptosis 유도
Induction of Apoptosis by Ethanol Extract of Lythrum anceps (Koehne) Makino in Human Leukemia U937 Cells 원문보기

韓國資源植物學會誌 = Korean journal of plant resources, v.33 no.4, 2020년, pp.279 - 286  

정진우 (국립낙동강생물자원관) ,  김철환 (국립낙동강생물자원관) ,  이영경 (국립낙동강생물자원관) ,  황용 (국립낙동강생물자원관) ,  이기원 (동아대학교 의과대학 직업환경의학교실) ,  최경민 (국립낙동강생물자원관) ,  김정일 (동아대학교 의과대학 직업환경의학교실)

초록
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본 연구에서는 부처꽃 에탄올 추출물(ELM)에 대한 항암효능을 알아보기 위하여 인체백혈병 U937 세포의 증식에 미치는 영향과 이와 연관된 apoptosis 유발 여부와 함께 그에 따른 분자생물학적 기전에 대해서 조사하였다. 먼저 ELM 처리에 따른 증식 억제 정도를 조사한 결과, ELM 처리 농도 의존적으로 생존율 및 증식억제 현상이 나타났으며, 핵의 형태 변화, DNA 단편화 및 apoptosis 유발에 관하여 조사한 결과 역시 ELM 처리 농도 의존적으로 증가됨을 확인할 수 있었다. ELM 처리에 따른 U937 세포에서의 apoptosis 유발에 있어서 미토콘드리아 막의 기능 손상이 관여하는 지를 확인하기 위하여 MMP의 변화 정도를 확인한 결과, ELM 처리 농도 증가에 따라 MMP의 소실이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 MMP의 소실에 가 관여하는 지를 확인하기 위하여 사멸수용체(DR4, 5, Fas) 및 사멸수용체에 결합하는 리간드(FasL, TRAIL)의 발현 변화를 확인한 결과, DR4 및 DR5의 발현이 증가하는 것으로 관찰되었다. 또한 내인적 경로에 관여하는 Bcl-2 family 유전자들의 발현변화를 확인한 결과, Bcl-2 발현 감소 및 Bax의 발현 증가의 변화를 보였으며, Bid 단백질의 발현감소가 나타났으므로 상대적으로 tBid의 생성이 증가되었음을 추측할 수 있었다. 한편apoptosis 유발에 직접적으로 관여하는 것으로 알려진 caspase-3, -8 및 -9의 발현에 미치는 ELM의 영향에 대해서 조사하였다. 결과에서 알 수 있듯이 ELM은 death receptor에 의하여 활성화 되는 것으로 알려진 caspase-8 및 세포질로 방출된 cytochrome c에 의하여 활성화 되는 것으로 알려진 caspase-9의 활성화를 유발하였으며, caspase cascade에 의하여 apoptosis에 직접적으로 관여하는 caspase-3의 발현도 증가시키는 것으로 나타났다. 또한 활성화된 caspase-3에 의하여 분해가 일어나는 기질 단백질인 PARP의 경우 ELM 처리에 의하여 모두 단편화가 유발되는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 보면 인체 백혈병 U937 세포에 ELM을 처리하였을 경우에 유발되는 apoptosis는 외인적 경로인 DR4 및 DR5의 발현 증가를 통한 caspase-8의 활성화와 이로 인한 Bid 단백질의 단편화와 함께 내인적 경로의 미토콘드리아 기능 손실에 의하여 caspase-9 및 -3의 활성화 유발과 기질단백질들의 분해가 중요한 역할을 하는 것으로 생각되며, IAP family의 발현 감소로 인하여 caspase의 활성이 억제되지 못하는 것도 apoptosis 유도에 어느 정도 관여했을 것으로 생각된다. 따라서 ELM 처리에 의하여 유발되는 apoptosis는 외인적 경로 및 내인적 경로를 모두 경유하는 multiple apoptotic pathway에 의하여 조절되며, 이때 caspases가 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Purple loosestrife-Lythrum anceps (Koehne) Makino is a herbaceous perennial plant belonging to the Lythraceae family. It has been used for centuries in Korea and other Asian traditional medicine. It has been showed pharmacological effects, including anti-oxidant and anti-microbial effects. However, ...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 부처꽃 에탄올추출물이 인체백혈병 U937 세포에 미치는 항암 효과의 생화학적 기전의 해석을 위하여 U937 세포의 증식에 미치는 영향을 조사하였고, 부처꽃 에탄올 추출물이 유발하는 증식억제 현상이 apoptosis에 어떠한 영향을 미치는지를 조사하여 유의적인 결과를 얻었기에 이를 보고하는 바이다.
  • 본 연구에서는 부처꽃 에탄올 추출물(ELM)에 대한 항암효능을 알아보기 위하여 인체백혈병 U937 세포의 증식에 미치는 영향과 이와 연관된 apoptosis 유발 여부와 함께 그에 따른 분자생물학적 기전에 대해서 조사하였다. 먼저 ELM 처리에 따른 증식억제 정도를 조사한 결과, ELM 처리 농도 의존적으로 생존율 및 증식억제 현상이 나타났으며, 핵의 형태 변화, DNA 단편화 및 apoptosis 유발에 관하여 조사한 결과 역시 ELM 처리 농도 의존적으로 증가됨을 확인할 수 있었다.

가설 설정

  • 암의 효과적인 예방과 치료에 있어서 세포사멸(apoptosis) 과정을 통하여 비정상적인 세포나 암세포를 제거하는 치료제의 개발이 최근 중요시되고 있으며, 이러한 apoptosis는 정상세포나 주위의 조직에 손상을 주지 않으면서 악성 또는 암세포 등의 제거를 위한 생리적 기전으로 세포의 위축(cell shrinkage)과 염색질 응축(chromatin condensation)과 같은 형태적 변형이 동반되는 세포죽음의 일종이다. Apoptosis 경로는 내인적 경로(intrinsic pathway) 및 외인적 경로(extrinsic pathway)로 구별되어진다. 내인적 경로는 미토콘드리아 막의 붕괴에 따른 세포질로의 cytochrome c와 같은 인자의 방출을 통한 caspase-9의 활성을 통하여 apoptosis를 유도한다(Jan and Chaudhry, 2019; Tay et al.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
혈구암은 무엇으로 구분되어지는가? , 2019). 혈구암은 골수에 위치하는 림프구에서 유발되는 림프구성 백혈병(lymphocytic leukemia)과 과립성 백혈구 및 단핵 백혈구에서 유발되는 골수성백혈병(myelogenous leukemia)으로 구분되어 진다(Acheampong et al., 2018; Gilliland et al.
혈구암이란 무엇인가? 인체에서 발병하는 여러 종류의 암 중에서 여섯 번째로 높은 발병률을 가지는 것으로 알려져 있는 혈구암은 백혈구의 비정상적인 증식을 유발시키는 특징을 가지며 혈액 또는 골수에서 유발되는 암이다(Sachdeva et al., 2019).
apoptosis 경로는 어떻게 구별되어지는가? 암의 효과적인 예방과 치료에 있어서 세포사멸(apoptosis) 과정을 통하여 비정상적인 세포나 암세포를 제거하는 치료제의 개발이 최근 중요시되고 있으며, 이러한 apoptosis는 정상세포나 주위의 조직에 손상을 주지 않으면서 악성 또는 암세포 등의 제거를 위한 생리적 기전으로 세포의 위축(cell shrinkage)과 염색질 응축(chromatin condensation)과 같은 형태적 변형이 동반되는 세포죽음의 일종이다. Apoptosis 경로는 내인적 경로(intrinsic pathway) 및 외인적 경로(extrinsic pathway)로 구별되어진다. 내인적 경로는 미토콘드리아 막의 붕괴에 따른 세포질로의 cytochrome c와 같은 인자의 방출을 통한 caspase-9의 활성을 통하여 apoptosis를 유도한다(Jan and Chaudhry, 2019; Tay et al.
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