[논문]오수유의 메탄올 추출 농도에 따른 항산화와 AGS세포에 대한 독성 효과

양지영; 변휘용; 김진우; 김사현; 이평재

doi:10.7318/kjfc/2020.35.4.400

오수유의 메탄올 추출 농도에 따른 항산화와 AGS세포에 대한 독성 효과
Effect of Methanol Extract Concentration on the Anti-oxidative Activity and Toxicity of Evodiae Fructus to AGS Cells 원문보기

韓國食生活文化學會誌 = Journal of the Korean Society of Food Culture, v.35 no.4, 2020년, pp.400 - 405

양지영 (연세대학교 보건과학대학 임상병리학과) , 변휘용 (세명대학교 한방바이오융합과학부) , 김진우 (세명대학교 한방바이오융합과학부) , 김사현 (세명대학교 임상병리학과) , 이평재 (세명대학교 바이오제약산업학부)

Abstract ▼ AI-Helper

Evodiae Fructus is the dried unripe fruit of Evodia rutaecarpa, and has traditionally been used for treating stomachache and diarrhea. Evodiamine and rutaecarpine, the major biologically active compounds of Evodiae Fructus, are reported to have anti-oxidative and anti-inflammatory effects, as well as inhibit proliferation and metastasis of various cancer cells. The current study investigates the anti-oxidative and anti-cancer effects of the Evodiae Fructus extract, considering varying concentrations of methanol extraction (40, 80, and 95%). High contents of total phenolic compounds were determined in the order of extracts 80, 95, and 40%. Evaluating contents of the 95, 80, and 40% extracts revealed 36.77, 7.29, and 1.86 ㎍/mg evodiamine, respectively, and 53.02, 17.16, and 3.79 ㎍/mg rutaecarpine, respectively, with the highest content of both compounds obtained in the 95% extract. DPPH radical scavenging activity was observed to be inversely proportional to the contents of total phenolic compounds, with decreasing SC50 values obtained in the order 80, 95, and 40% extract. The 95 and 80% extracts exerted toxicity to AGS gastric cancer cells, but the 40% extract was non-toxic. Evodiamine is a known anti-cancer agent, and could be responsible for the observed toxicity. Cleavage of PARP, and Caspase-3, -7, -8 and -9 was observed in the 95% extract-treated AGS cells, indicating that cell toxicity exerted by the 95% extract could be attributed to apoptosis.

주제어

표/그림 (6)

표 HPLC condition for evodiamine and rutaecarpine quantification analysis in Evodie Fructus extract
그림 HPLC chromatogram (225 nm) of 95% MeOH extract of E. rutaecarpa
표 Content of total phenolic compounds, evodiamine and rutaecarpine in 40, 80 and 95% MeOH extract
그림 Radical scavenging activity of E. rutaecarpa.
그림 Cell viability of AGS cells treated with 40, 80 and 95% MeOH extract.
그림 The effect of 95% MeOH extract on cleavage of apoptosis-related protein in AGS cells.

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 오수유를 대상으로 상대적으로 추출력이 우수한 메탄올의 농도를 다르게 하여(40, 80, 95%) 추출한 후 각 추출물의 총페놀성물질과 주요 생리활성물질인 evodiamine, rutaecarpine의 함량을 비교하였다. 또한, DPPH radical 소거 효과를 통한 항산화 효능과 위암 세포주인 AGS에 대한 독성효과를 관찰한 결과 농도를 달리한 추출물에서 다른 효능의 정도를 보여 보고하고자 한다.

제안 방법

메탄올 농도별 추출물을 150 µg/mL에서 1/2씩 농도를 희석하여 5개 농도 구간(9.375, 18.75, 37.5, 75, 150 µg/mL)에서 DPPH 소거능을 구한 후 50% scavenging activity (SC₅₀)을 계산하였다. 양성대조군으로 사용한 L-ascorbic acid (150 µM)의 소거율은 82.
따라서 추출방법 차이에 의한 활성 물질 추출 정도와 생리활성 변화에 관한 연구 필요성이 있다. 본 논문에서는 오수유를 대상으로 상대적으로 추출력이 우수한 메탄올의 농도를 다르게 하여(40, 80, 95%) 추출한 후 각 추출물의 총페놀성물질과 주요 생리활성물질인 evodiamine, rutaecarpine의 함량을 비교하였다. 또한, DPPH radical 소거 효과를 통한 항산화 효능과 위암 세포주인 AGS에 대한 독성효과를 관찰한 결과 농도를 달리한 추출물에서 다른 효능의 정도를 보여 보고하고자 한다.
총페놀성물질 함량은 Folin & Ciocalteau’s phenol reagent 을 사용하였고 보고된 방법을 다소 수정하여 측정하였다(Lee et al. 2011). 메탄올에 녹인 500 µg/mL의 검색시료 100 µL 와 Folin & Ciocalteau’s phenol reagent 50 µL를 혼합하여 5분간 반응시켰다.

대상 데이터

오수유는 (주)내몸에닿(Korea)에서 구입하였고 오수유를 100 g씩 칭량하여 각각 40, 80, 95% 메탄올 400 mL을 용매로 하여 60℃에서 90분간 sonication하였다. 여과지로 여과 하였고 위 작업을 3회 반복하였다.

데이터처리

측정값은 독립적으로 이루어진 3회의 실험에서 얻은 값을 mean±SD로 나타내었다. 시료들 간의 통계분석은 Prism 6 (GraphPad Sofware Inc., SanDiego, USA)을 이용하여 일원분산분석과 Tukey’s honestly significant difference test로 이뤄졌다(p<0.05).

이론/모형

오수유 메탄올 농도별 추출물의 evodiamine과 rutaecarpine 함량을 high performance liquid chromatography (HPLC) 방법으로 측정하였다. 각 시료를 메탄올에 1 mg/mL로 녹인 후 여과하여 HPLC 검체로 사용하였다.
본 실험에서 메탄올 추출 농도에 따라 추출되는 총페놀성물질 함량에 차이가 있었기 때문에[Table 2] 총페놀성물질량과 DPPH radical 소거능의 차이점에 일정한 관계가 있는지 확인하였다. 정확한 DPPH 소거능 계산을 위해 Scherer & Godoy (2009)이 제시한 방법을 적용하여 사용한 최종 DPPH 농도를 SC₅₀으로 나눈 Antioxidant activity index (AAI)값을 구하였다. 40, 80, 95%에서 AAI값은 각각 1.

성능/효과

DPPH radical 소거 효과는 80% 추출물에서 가장 높았고, 80과 95% 추출물 모두 AGS 세포에 대해 독성이 있었다. 95% 추출물을 처리했을 때 apoptosis 관련 단백질의 절단을 확인할 수 있어 apoptosis가 세포 죽음에 한 형태임을 알 수 있었다.
본 실험 결과를 종합해 보면 유기용매의 농도를 높여 오수유를 추출할 경우 evodiamine과 rutaecarpine의 추출은 증가하지만, 총페놀성물질 함량은 80% 메탄올 추출물에서 가장 높았다. DPPH radical 소거 효과는 80% 추출물에서 가장 높았고, 80과 95% 추출물 모두 AGS 세포에 대해 독성이 있었다.
HPLC 분석을 통해 evodiamine 함량이 가장 높은 95%추출물이 가장 높은 독성을 보일 것으로 예상하였다. 상대적으로 저농도인 6.25와 12.5 µg/mL에서 95% 추출물이 대조군 대비 각각 86.48, 76.19%의 생존율을 보여 다른 추출과 비교했을 때 다소 높은 독성이 있었다. 그러나 50 µg/mL에서 80와 95% 추출물은 각각 75.

후속연구

또한 caspase-3, -7, -8 절단 모두 증가하였으나 caspase-9의 경우 25 µg/mL 처리농도에서 50 µg/mL보다 절단이 좀 더 강하게 일어났다. 95% 추출물에 포함된 성분 중 intrinsic pathway를 저해하는 물질이 있을 가능성이 있으며 이 부분 또한 추후 연구 대상이나 추출물에 의한 세포 죽음이 apoptosis일 가능성은 매우 크다고 생각한다.
그러나 본 실험은 추출물을 가지고 실험한 것으로 주요 항암 성분으로 알려진 evodiamine 외의 다른 성분이 길항적으로 작용할 수도 있고 다른 성분이 독성에 관여했을 여지도 있다. Evodiamine과 rutaecarpine을 포함한 다른 단일성분이 독성에 어떤 영향을 미치는지에 관한 연구가 필요하다고 생각한다. 다만 40% 메탄올 추출물이 AGS 세포에 독성을 보이지 않아 유기용매의 농도를 높인 추출물에 함유된 물질들이 AGS 세포에 독성을 보인다는 점은 확실해 보인다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	오수유의 주요 성분에는 어떤 것들이 있는가?	오수유(Evodiae Fructus)는 운향과에 속하는 오수유(Evodia rutaecarpa)의 미성숙 열매를 건조한 것으로 속이 차고 배가 아프며 구토가 있을 때 사용하던 약재이다. 오수유의 주요 성분으로는 evodiamine과 rutaecarpine를 포함하는 indolequinazoline alkaloids와 evocarpine을 포함하는 quinolone alkaloids 등이 알려져 있다(Zhang et al. 2013).
	오수유란?	오수유(Evodiae Fructus)는 운향과에 속하는 오수유(Evodia rutaecarpa)의 미성숙 열매를 건조한 것으로 속이 차고 배가 아프며 구토가 있을 때 사용하던 약재이다. 오수유의 주요 성분으로는 evodiamine과 rutaecarpine를 포함하는 indolequinazoline alkaloids와 evocarpine을 포함하는 quinolone alkaloids 등이 알려져 있다(Zhang et al.
	오수유의 주요 성분 중 유방암, 대장암, 폐암 세포주에서 apoptosis를 일으켜 항암효과를 나타내는 성분은 무엇인가?	또한, 오수유의 80% 에탄올 추출물은 10-400 µg/mL 농도 범위에서 농도 의존적으로 DPPH radical 소거 효과가 있다(Ryu 2014). 항암효능과 관련하여서는 오수유의 evodiamine이 유방암, 대장암, 폐암 세포주에서 apoptosis를 일으키며(Liao et al. 2005, Chien et al.

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