[논문]국내산 황색 방울토마토의 항산화활성 및 암세포 생육억제 효과

최석현

doi:10.5392/jkca.2021.21.11.518

국내산 황색 방울토마토의 항산화활성 및 암세포 생육억제 효과
Antioxidant and Anticarcinogenic Effects of Domestic Yellow Cherry Tomato 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.21 no.11, 2021년, pp.518 - 527

초록
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본 연구에서는 황색 방울토마토의 생리활성 식품소재로서의 가능성을 알아보기 위하여 추출 건조물의 폴리페놀 및 플라보노이드 함량, 항산화 효과 및 암세포에 대한 생육억제 효과를 검증하였다. 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 각각 10.96±1.57 및 4.12±0.41 mg/g이었다. 항산화 활성은 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능을 측정하여 확인하였고 free radical을 50% 감소시키는 농도인 RC50은 각각 490.83±17.35 ㎍/mL과 355.90±0.79 ㎍/mL이었다. 추출 건조물은 정상 간세포(Chang)에 대해서는 세포 독성을 보이지 않았고 A549 폐암세포에 대해서는 생육 억제 활성을 나타내지 않았으나 자궁경부암세포(HeLa)와 간암세포(HepG2)에 대해서는 100 ㎍/mL 농도로 처리하였을 때 각각 15.2% 및 18.4%의 생육 억제 효과를 보였다. 본 연구의 결과로부터 황색 방울토마토의 항산화 활성과 자궁경부암세포와 간암세포 등 일부 암세포에 대한 억제 활성이 검증되어 생리활성 식품소재로서 가능성을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study verifies the polyphenol and flavonoid contents of a dried extract, as well as its antioxidant effect and growth inhibitory effect on cancer cells to investigate the potential of yellow cherry tomatoes as a physiologically active food material. The polyphenol and flavonoid contents were determined as 10.96 ± 1.57 and 4.12 ± 0.41 mg/g, respectively. The antioxidant activity was confirmed by measuring DPPH and ABTS radical scavenging ability, and RC50-the concentration that reduces free radicals by 50%-were determined as 490.83 ± 17.35 ㎍/mL and 355.90 ± 0.79 ㎍/mL, respectively. The dried extract showed no cytotoxicity with respect to normal hepatocytes (Chang) and no growth inhibitory activity with respect to A549 lung cancer cells, whereas dried extract showed growth inhibitory activities of 15.2% and 18.4% with respect to human cervical adenocarcinoma (HeLa) and human hepatocellular carcinoma (HepG2) cells, respectively, when treated with a concentration at 100㎍/mL. The results of this study confirm the potential of yellow cherry tomatoes as a physiologically active food material by verifying their antioxidant activity and their growth inhibitory activity with respect to cervical and liver cancer cells.

주제어

표/그림 (4)

그림 Fig. 1. Contents of polyphenol and flavonoid compound in yellow cherry tomato
그림 Fig. 2. Antioxidative activities of yellow cherry tomato (A): DPPH radical scavenging activity(DSA), (B): ABTS radical scavenging activity(ASA) All values are mean±SD. a-d Different letters are significantly different by Duncan's multiple range test at p<0.05.
표 Table 1. 50% radical reduction concentration(RC50) of yellow cherry tomato
그림 Fig. 3. Inhibitory effects of the yellow cherry tomato on human cell lines (A): normal liver cell(Chang), (B): lung cancer cell(A549), (C): cervical cancer cell(HeLa), (D): liver cancer cell(HepG2) All values are mean±SD. Values with an asterisk above the bar are significantly different by Duncan's multiple range test(*, p<0.05).

AI 본문요약
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문제 정의

황색 방울토마토의 항암 식품소재로서의 가능성을 알아보기 위해 정상세포에 대한 독성과 암세포에 대한 생육 억제 활성을 알아보았다. 황색 방울토마토 추출건조물은 정상 간세포주인 Chang에 대해서는 생육 억제 효과가 나타나지 않아 세포 독성은 없는 것으로 판단되었다.

제안 방법

세포 독성은 황색 방울토마토 추출물을 농도별로 Chang 세포주(정상 간세포)에 처리하여 생육에 미치는 영향을 측정하였다. 또한, 암세포에 대한 생육 억제 활성은 황색 방울토마토 추출 건조물을 농도별로 A549 세포주(폐암세포), HeLa 세포주(자궁경부암세포), HepG2 세포주(간암세포)에 처리하였을 경우 생육에 미치는 영향을 살펴 보았다.
세포 독성은 황색 방울토마토 추출물을 농도별로 Chang 세포주(정상 간세포)에 처리하여 생육에 미치는 영향을 측정하였다. 또한, 암세포에 대한 생육 억제 활성은 황색 방울토마토 추출 건조물을 농도별로 A549 세포주(폐암세포), HeLa 세포주(자궁경부암세포), HepG2 세포주(간암세포)에 처리하였을 경우 생육에 미치는 영향을 살펴 보았다.
황색 방울토마토의 항산화 활성을 알아보기 위해서 DPPH radical scavenging activity(DSA), ABTS radical scavenging activity(ASA)를 측정하여 보았다[Fig. 2].

대상 데이터

Chang, A549, HeLa, HepG2 등 정상세포와 암세포는 American Type Culture Collection (Rockville, MD, USA)으로부터 구입하였으며 α-MEM, RPMI 1640 등 세포 배양 배지 및 시약은 Gibco BRL (Life thchnologies, Cergy-Pontoise, France)제품을 사용하였다.

데이터처리

실험은 동일한 과정으로 3회 이상 반복하였으며 결과는 평균 ± 표준편차로 나타내었다
통계적인 유의차는 SPSS statistics(ver.25)를 사용하여 one-way ANOVA 를 시행한 후 Duncan’s post hoc test를 통해 신뢰수준 95%(p < 0.05)에서 검증하였다.

성능/효과

황색 방울토마토 추출 건조물은 정상세포인 Chang 세포주에 대해서는 생육 억제 효과를 나타내지 않아 세포 독성은 없는 것으로 판단되며 폐암세포인 A549에 대해서는 생육 억제 활성을 나타내지 않았으나 자궁경부암 세포인 HeLa 세포주와 간암세포인 HepG2에 대해서는 유의미한 생육 저해 활성을 보였다. 이와 같은 결과로부터 황색 방울토마토는 생리활성 기능이 우수한 소재임을 알 수 있었다. 다만, 본 연구에서는 황색 방울토마토 1종류만으로 암세포 억제 활성을 검증하였는데 방울토마토의 유용성을 보다 정확하게 검증하기 위해서는 다양한 종류의 방울토마토를 대상으로 항산화 효과 및 암세포 억제활성 등 생리활성을 폭넓게 검증하는 연구가 추가로 필요할 것으로 사료된다.
황색 방울토마토 추출건조물은 정상 간세포주인 Chang에 대해서는 생육 억제 효과가 나타나지 않아 세포 독성은 없는 것으로 판단되었다. 한편, 폐암세포인 A549에 대해서는 통계적으로 의미있는 생육 억제 활성을 나타내지 않았으나 자궁경부암 세포인 HeLa 세포주와 간암세포인 HepG2에 대해서는 황색 방울토마토 추출 건조물을 50, 100㎍ /mL 농도로 처리하였을 때 7.7%, 15.2% 및 7.6%, 18.4%의 각 암세포에 대해 통계적으로 유의미한 생육 억제 효과를 보였다. 추가적인 연구가 많이 필요하기는 하지만 상기의 결과를 통해 황색 방울토마토가 인간의 간암 세포와 자궁경부암세포 등 일부 암세포를 억제할 수 있는 생리활성 식품 소재로 활용될 수 있는 가능성을 확인하였다.
이와 같이 황색 방울토마토 추출 건조물의 세포 독성과 다양한 암세포에 대한 생육 억제 활성을 살펴보았다. 황색 방울토마토 추출 건조물은 정상세포인 Chang 세포주에 대해서는 생육 억제 효과를 나타내지 않아 세포 독성은 없는 것으로 판단되며 폐암세포인 A549에 대해서는 생육 억제 활성을 나타내지 않았으나 자궁경부암 세포인 HeLa 세포주와 간암세포인 HepG2에 대해서는 유의미한 생육 저해 활성을 보였다. 이와 같은 결과로부터 황색 방울토마토는 생리활성 기능이 우수한 소재임을 알 수 있었다.
황색 방울토마토 추출 건조물을 정상 간세포(Chang) 에 10, 50, 100㎍/mL 농도로 처리하여 세포 독성을 알아 본 결과 100㎍/mL의 고농도로 처리하였을 때 유의수준 95% 범위(p<0.05)에서 Chang 세포주에 대해 유의미한 생육저해 효과를 보이지 않아 세포 독성은 없는 것을 알 수 있었다.
황색 방울토마토 추출 건조물을 폐암세포인 A549에 10, 50, 100㎍/mL 농도로 처리한 결과 처리 농도에 따라 유의미한 생육 억제 효과는 관찰되지 않았다.
황색 방울토마토 추출 건조물의 처리 농도가 증가함에 따라 95%(p<0.05) 신뢰수준에서 ABTS에의해 생성된 free radical을 유의미하게 감소시키므로 항산화 효과가 있음을 알 수 있었다
황색 방울토마토의 항암 식품소재로서의 가능성을 알아보기 위해 정상세포에 대한 독성과 암세포에 대한 생육 억제 활성을 알아보았다. 황색 방울토마토 추출건조물은 정상 간세포주인 Chang에 대해서는 생육 억제 효과가 나타나지 않아 세포 독성은 없는 것으로 판단되었다. 한편, 폐암세포인 A549에 대해서는 통계적으로 의미있는 생육 억제 활성을 나타내지 않았으나 자궁경부암 세포인 HeLa 세포주와 간암세포인 HepG2에 대해서는 황색 방울토마토 추출 건조물을 50, 100㎍ /mL 농도로 처리하였을 때 7.

후속연구

이와 같은 결과로부터 황색 방울토마토는 생리활성 기능이 우수한 소재임을 알 수 있었다. 다만, 본 연구에서는 황색 방울토마토 1종류만으로 암세포 억제 활성을 검증하였는데 방울토마토의 유용성을 보다 정확하게 검증하기 위해서는 다양한 종류의 방울토마토를 대상으로 항산화 효과 및 암세포 억제활성 등 생리활성을 폭넓게 검증하는 연구가 추가로 필요할 것으로 사료된다.
본 연구는 황색 방울토마토 1종에 대해서만 항산화 및 암세포 억제 활성에 관해 알아보았다는 한계를 가지지만 본 연구의 결과를 통해 황색 방울토마토의 항산화 활성과 인간의 간암세포와 자궁경부암세포 등 일부 암세포에 대한 억제 활성이 검증되어 황색 방울토마토가 생리활성 식품소재로서 활용될 수 있는 가능성이 높다는 점이 확인되었다.
최근에는 일반 토마토이외에 다양한 종류의 방울토마토가 식용으로 널리 이용되고 있는데 대부분 생식용으로 사용되고 있고 일반 토마토와 같이 퓨레, 소스 등 식품 소재로서의 활용은 미약한 편이다. 이는 일반 토마토에 비해 방울토마토의 생리활성에 관한 연구가 부족하여 산업적으로 활용하려는 시도가 적은데서 원인을 찾을 수 있다.
4%의 각 암세포에 대해 통계적으로 유의미한 생육 억제 효과를 보였다. 추가적인 연구가 많이 필요하기는 하지만 상기의 결과를 통해 황색 방울토마토가 인간의 간암 세포와 자궁경부암세포 등 일부 암세포를 억제할 수 있는 생리활성 식품 소재로 활용될 수 있는 가능성을 확인하였다.
황색 방울토마토의 식품학적 이용 가능성을 좀 더 정확히 평가하기 위해서는 일반 토마토뿐만 아니라 향후 다양한 모양, 색상의 방울토마토의 폴리페놀 화합물, 플라보노이드 화합물을 분석 비교하는 연구가 필요할 것으로 사료된다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

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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