[논문]도깨비부채 잎 추출물의 NF-κB 활성화를 통한 대장암 세포 HCT116에 대한 세포생육 억제활성

김정동; 정진부

doi:10.7732/kjpr.2020.33.5.460

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본 연구 결과들을 바탕으로 도깨비부채 잎(RPL)은 GSK3β활성화를 통해 IκB-α를 인산화시켜 단백질 분해를 유도하고 IκB-α분해로 인해 p65 핵내 전이를 유도하여 NF-κB 신호전달을 활성화시킨다. 이러한 NF-κB 신호전달 활성화를 통해 대장암의 세포생육을 억제하는 것으로 추정된다. 본 결과는 도깨비부채 잎을 소재로 항암을 목적으로 한 천연치료제 및 대체보완소재 개발에 활용할 수 있다고 판단된다. 그러나 도깨비부채 잎의 대장암에 대한 세포생육 억제와 작용기전의 정확한 관련성과 세포생육 억제활성 물질 분석을 위해 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

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In this study, we evaluated the anti-cancer activity and potential molecular mechanism of 70% ethanol extracts of leaves from Rodgersia podophylla against human colorectal cancer cells, HCT116. RPL dose-dependently decreased the cell viability through RPL-induced apoptosis in HCT116 cells. RPL induc...

In this study, we evaluated the anti-cancer activity and potential molecular mechanism of 70% ethanol extracts of leaves from Rodgersia podophylla against human colorectal cancer cells, HCT116. RPL dose-dependently decreased the cell viability through RPL-induced apoptosis in HCT116 cells. RPL induced inactivation the nuclear factor κB(NF-κB) through blocking IκB-α degradtion and P65 nuclear accumulation. The inhibition of GSK3β by LiCl attenuated RP-L-mediated NF-κB signaling inactivation. In addition, RP-L induced GSK3β activation. Based on these findings, RPL may be a potential candidate for the development of chemopreventive or therapeutic agents for human colorectal cancer.

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그림 Fig. 1. Effect of RPL on the cell growth in HCT116 cells. (A) Cell growth was evaluated by MTT assay at 24 h after RPL treatment. * p<0.05 compared to cell without RPL. (B) HCT116 cells were treated with RPL at the indicated concentrations for 24 h. Western blot analysis was performed against Cleaved PARP. Actin was used as internal controls for Western blot. (C) HCT116 cells were treated with RPL at the indicated concentrations for 24 h.
그림 Fig. 2. Effect of RPL on NF-κB activation in HCT116 cells. (A)HCT116 cells were treated with RPL at the indicated concentrations for 24 h. (B and C) HCT116 cells were treated with 100 ㎍/mL of RPL for the indicated times. Western blot analysis was performed against IκB-α and p65. Actin and TBP was used as internal controls for Western blot.
그림 Fig. 3. Effect of RPL on IκB-α proteasomal degradation through IκB-α phosphorylation in HCT116 cells. (A) HCT116 cells were pretreated with MG132 (10 μM) for 2 h and then co-treated with RPL (100 ㎍/mL) for 3 h. (B) HCT116 cells were treated with 100 ㎍/mL of RPL for the indicated times. Western blot analysis was performed against IκB-α and p-IκB-α. Actin was used as internal controls for Western blot.
그림 Fig. 4. Effect of MAPKs, IKK, PI3K and GSK3β on IκB-α proteasomal degradation by RPL in HCT116 cells. (A-F) HCT116 cells were pretreated with PD98059 (10 and 20 μM), SB203580 (10 and 20 μM), SP600125 (10 and 20 μM), BAY11-7082 (10 and 20 μM), LY294002 (10 and 20 μM) and LiCl (10 and 20 mM) for 2 h, and then co-treated with 100 ㎍/mL of RPL for 3 h. Western blot analysis was performed against IκB-α. Actin was used as internal controls for Western blot.
그림 Fig. 5. Effect of RPL on IκB-α phosphorylation and p65 nucleus accumulation through GSK3β activation in HCT116 cells. (A) HCT116 cells were pretreated with LiCl (10 and 20 mM) for 2 h, and then co-treated with 100 ㎍/mL of RPL for 3 h. (B) HCT116 cells were pretreated with LiCl (20 mM) for 2 h, and then co-treated with 100 ㎍/mL of RPL for 1 h. (C) HCT116 cells were treated with 100 ㎍/mL of RPL for the indicated times. Western blot analysis was performed against IκB-α, p65, p-GSK3β and GSK3β. Actin and TBP were used as internal controls for Western blot.

AI 본문요약
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문제 정의

, 2013). 그리하여 도깨비부채 잎의 대장암에 대한 항암활성과 NF-κB 신호전달 작용기전을 조사하기 위해 본 연구에서는 도깨비부채 잎의 암 세포생육 억제 및 그 작용기전에 대해 조사하였다.

제안 방법

건조된 추출물은 -80℃의 냉동고에 보관하여 본 연구에서 시료로 사용되었다. 도깨비부채 잎(RPL) 추출물은 dimethyl sulfoxide (DMSO)에 용해하여 본 연구에 사용되었으며, 대조군은 DMSO를 0.1%를 초과하지 않았다.
RPL의 대장암세포인 HCT116세포에 대한 세포생육억제 활성을 평가하기 위해 HCT116에 RPL을 농도별로 24시간 처리 후, MTT assay를 이용하여 RPL의 세포생육억제 활성을 평가하였다. 그 결과, RPL은 HCT116세포의 세포생육을 농도 의존적으로 억제하는 것으로 나타났다(Fig.
, 2005). HCT116세포에서 RPL에 의해 유도되는 IκB-α단백질 분해와 관련된 kinase를 규명하기 위해, HCT116세포에 ERK1/2 억제제인 PD98059, p38 억제제인 SB203580, JNK 억제제인 SP600125, IKK 억제제인 BAY11-7082, GSK3β억제제인 LiCl 그리고 PI3K 억제제인 LY294002 를 각각 2시간 동안 전처리 후, RPL 100 ㎍/mL을 3시간 동안 처리하고 IκB-α단백질 수준을 확인하였다. 그 결과, LiCl이 처리된 HCT116세포에서는 RPL에 의해 유도되는 IκB-α단백질의 수준감소가 줄어들었으나(Fig.

대상 데이터

본 연구에 사용된 도깨비부채 잎은 국립산림과학원 산림약용자원연구소로부터 제공받았다. 도깨비부채의 확증표본(표본번호: FMCRpYg 1908_1)은 국립산림과학원 산림약용자원연구소에 보관되어 있으며, 도깨비부채는 산림약용자원연구소의 손호준 박사의 식물학적 동정을 거쳤다.
인간 대장암 세포인 HCT116은 한국세포주은행에서 구매하여 본 연구에서 사용하였으며, 세포는 10% fatal bovine serum(FBS), 100 U/mL penicillin and 100 ㎍/mL streptomycin이 포함된 DMEM/F-12 배지로 5% CO₂ 하로 유지한 37℃ incubator에서 배양하였다. 대장암세포인 HCT116의 세포생육 억제활성은 MTT assay로 측정하였다.

데이터처리

본 연구에서 나온 결과는 3 회 반복하여 측정 후 평균 ± 표준편차로 나타내었다. 처리 간 유의성은 Student’s t-test로 검증하였으며, 0.
본 연구에서 나온 결과는 3 회 반복하여 측정 후 평균 ± 표준편차로 나타내었다. 처리 간 유의성은 Student’s t-test로 검증하였으며, 0.05 미만의 p-value 값일 경우, 통계상 유의하다고 판단하였다(Microsoft Excel 2010, Microsoft, Redmond, WA, USA).

이론/모형

하로 유지한 37℃ incubator에서 배양하였다. 대장암세포인 HCT116의 세포생육 억제활성은 MTT assay로 측정하였다. 대장암 세포인 HCT116은 96 well plate에서 well 당 1 × 10^⁵ cells로 24 시간 배양하여 도깨비부채잎 70% ethanol 추출물을 농도별로 24 시간 동안 처리하였다.

성능/효과

1C). 본 결과들은 HCT116에서 RPL이 세포생육 억제활성을 나타내며 세포 내 apoptosis를 유도하여 세포생육 억제활성을 나타내는 것을 의미한다.
3B). 본 결과들은 RPL은 IκB-α인산화를 통해 IκB-α의 단백질 분해를 유도한다는 것을 의미한다.
5C). 본 결과들을 미루어 볼때, RPL은 GSK3β활성화를 통해 IκB-α의 분해를 유도하고, IκB-α의 분해를 통해 p65 핵내 전이를 유도한다는 것을 확인하였다.
RPL이 HCT116 세포에서 IκB-α의 단백질 수준감소와 p65 핵내 전이를 통해 NF-κB 활성화를 시킨다는 것을 확인하였다. RPL의 IκB-α의 단백질 수준감소가 IκB-α단백질 분해로 인한 것인지 조사하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	도깨비부채 잎은 어떻게 단백질 분해를 유도하는가?	본 연구 결과들을 바탕으로 도깨비부채 잎(RPL)은 GSK3β활성화를 통해 IκB-α를 인산화시켜 단백질 분해를 유도하고 IκB-α분해로 인해 p65 핵내 전이를 유도하여 NF-κB 신호전달을 활성화시킨다. 이러한 NF-κB 신호전달 활성화를 통해 대장암의 세포생육을 억제하는 것으로 추정된다.
	도깨비부채 잎이 대장암 세포생육을 억제할 수 있는 것은 어떤 것을 활성화하기 때문인가?	본 연구 결과들을 바탕으로 도깨비부채 잎(RPL)은 GSK3β활성화를 통해 IκB-α를 인산화시켜 단백질 분해를 유도하고 IκB-α분해로 인해 p65 핵내 전이를 유도하여 NF-κB 신호전달을 활성화시킨다. 이러한 NF-κB 신호전달 활성화를 통해 대장암의 세포생육을 억제하는 것으로 추정된다. 본 결과는 도깨비부채 잎을 소재로 항암을 목적으로 한 천연치료제 및 대체보완소재 개발에 활용할 수 있다고 판단된다.
	도깨비부채는 예부터 어떤 질병을 치료하는데 사용되었는가?	범의귀과에 속하는 여러해살이풀인 도깨비부채(Rodgersia podophylla)는 중국, 일본 및 한국에 분포하며 반룡칠(盤龍七)이라는 한약재로 쓰여왔다. 도깨비부채는 예부터 장염 또는 세균성 이질, 해열 및 진통을 치료하는데 사용되었다. 최근 도깨비부채는 손상된 간에서 보호 효과를 나타낸다고 보고되었다(Chin et al.

참고문헌 (11)

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