[논문]인간 섬유육종세포에서 비쑥 추출물과 유기용매 분획물의 암전이 억제 효과

김준세; 공창숙; 심현보; 서영완

doi:10.5352/jls.2021.31.12.1100

인간 섬유육종세포에서 비쑥 추출물과 유기용매 분획물의 암전이 억제 효과
Anti-invasive Effect of Artemisia scoparia Halophyte Extract and its Solvent-partitioned Fractions in Human Fibrosarcoma Cells 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.31 no.12, 2021년, pp.1100 - 1109

김준세 (한국해양대학교 해양과학기술전문대학원) , 공창숙 (신라대학교 식품영양학과) , 심현보 (인천과학예술영재학교) , 서영완 (한국해양대학교 해양과학기술전문대학원)

초록
AI-Helper

염생식물인 비쑥은 식용이 가능한 약용식물로서 살충, 항염, 항콜레스테롤, 해열, 항균 활성 등이 알려져 있다. 본 연구에서는 phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA)로 자극된 인간 섬유육종 HT-1080 세포에서 5가지 활성검색방법 즉 : gelatin zymography, MMPs ELISA, wound healing assay, reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR), Western blot을 이용하여 비쑥의 조추출물과 그 용매 분획물의 MMP-2와 MMP-9 효소 활성에 대한 저해 효과를 평가하였다. 비쑥 시료들을 메틸렌 클로라이드(MC)와 메탄올(MeOH)로 각각 2번 추출하여 합한 것을 조추출물로 사용하였으며 이 조추출물은 MMP-2와 MMP-9 효소활성에 대해 유의한 억제 효과를 나타내었다. 이 조추출물은 용매극성에 따라 다시 n-hexane, 85% aq.MeOH, n-butanol 및 물 분획층으로 분획되었으며 이렇게 얻어진 4개의 용매 분획물들중에 n-hexane과 85% aq.MeOH 분획이 gelatin zymography와 MMP ELISA assay에서 MMP-2와 MMP-9의 활성을 효과적으로 억제하였다. 또한 wound healing assay, RT-PCR 및 Western blot assay에서 H₂O 분획을 제외한 모든 용매 분획물들이 세포 이동, 그리고 MMP-2 및 MMP-9의 mRNA와 단백질 발현을 유의하게 억제하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The halophyte Artemisia scoparia is an edible medicinal plant, with insecticidal, anti-inflammatory, anticholesterol, antipyretic, and antibacterial effects. The aim of this study was to assess the inhibitory effect of crude extract and solvent-partitioned fractions obtained from A. scoparia on MMP-2 and MMP-9 activity in phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA)-stimulated human fibrosarcoma HT-1080 cells using four different activity tests: gelatin zymography, MMP enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), wound healing assay, reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR), and Western blot assay. A. scoparia samples were extracted twice with methylene chloride (MC) and twice with methanol (MeOH). After the MC and MeOH crude extracts were combined, the combined crude extracts showed a significant inhibitory effect against MMP-2 and MMP-9 enzymes. They were then fractionated into n-hexane, 85% (v/v) aqueous methanol (85% (v/v) aq.MeOH), n-butanol, and water according to solvent polarity. Among the four solvent-partitioned fractions, n-hexane and 85% (v/v) aq. MeOH fractions significantly inhibited MMP-2 and MMP-9 activity and cell mobility. In addition, the n-hexane and 85% (v/v) aq.MeOH fractions effectively inhibited MMP-2 and -9 activity in the gelatin zymography and MMP ELISA assay. In the wound healing assay, RT-PCR, and Western blot assay, all solvent-partitioned fractions, except the H2O fraction, significantly suppressed cell migration, as well as the expression levels of MMP-2 and -9 mRNA and proteins.

주제어

표/그림 (7)

$Fig. 1. Preparation of crude extract and its solvent fractions from A. scoparia.$ 그림 Fig. 1. Preparation of crude extract and its solvent fractions from A. scoparia.
$Fig. 2. Effects of crude extract and its solvent fractions from A. scoparia on cell viability of HT-1080 cells. CON: control, C.E: crude extract. a-hMeans with different letters are significantly different (p<0.05) by Duncan's multiple range test. Values are means ± SD.$ 그림 Fig. 2. Effects of crude extract and its solvent fractions from A. scoparia on cell viability of HT-1080 cells. CON: control, C.E: crude extract. ^a-hMeans with different letters are significantly different (p<0.05) by Duncan's multiple range test. Values are means ± SD.
$Fig. 3. Effects of crude extract (a) and its solvent fractions (b) from A. scoparia on enzymatic activities of MMP-9 and 2 determined by gelatin zymography in HT-1080 cells. BK: blank, CON: control, C.E: crude extract. a-dMeans with different letters are significantly different (p<0.05) by Duncan’s multiple range test. Values are means ± SD.$ 그림 Fig. 3. Effects of crude extract (a) and its solvent fractions (b) from A. scoparia on enzymatic activities of MMP-9 and 2 determined by gelatin zymography in HT-1080 cells. BK: blank, CON: control, C.E: crude extract. ^a-dMeans with different letters are significantly different (p<0.05) by Duncan’s multiple range test. Values are means ± SD.
$Fig. 4. Effects of crude extract and its solvent fractions from A. scoparia on released protein levels of MMP-9 (a) and 2 (b) determined by sandwich ELISA in HT-1080 cells. BK: blank, CON: control, C.E: crude extract. a-eMeans with different letters are significantly different (p<0.05) by Duncan's multiple range test. Values are means ± SD.$ 그림 Fig. 4. Effects of crude extract and its solvent fractions from A. scoparia on released protein levels of MMP-9 (a) and 2 (b) determined by sandwich ELISA in HT-1080 cells. BK: blank, CON: control, C.E: crude extract. ^a-eMeans with different letters are significantly different (p<0.05) by Duncan's multiple range test. Values are means ± SD.
$Fig. 5. Effects of crude extract (C.E) and its solvent fractions from A. scoparia on migration ability in HT-1080 cells.$ 그림 Fig. 5. Effects of crude extract (C.E) and its solvent fractions from A. scoparia on migration ability in HT-1080 cells.
$Fig. 6. Effects of crude extract (a, c) and its solvent fractions (b, d) of A. scoparia on mRNA and protein levels of MMP-9 and 2 determined by RT-PCR and Western blotting, respectively. β-Actin was used as the internal standard. Band sizes were calculated and depicted as percentage compared to control group. Values were normalized against house keeping β-actin mRNA and protein levels. BK: blank, CON: control, C.E: crude extract.$ 그림 Fig. 6. Effects of crude extract (a, c) and its solvent fractions (b, d) of A. scoparia on mRNA and protein levels of MMP-9 and 2 determined by RT-PCR and Western blotting, respectively. β-Actin was used as the internal standard. Band sizes were calculated and depicted as percentage compared to control group. Values were normalized against house keeping β-actin mRNA and protein levels. BK: blank, CON: control, C.E: crude extract.
그림 Fig. 6. Continued.

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

비쑥의 다양한 생리활성에 대한 연구가 이루어졌지만 암전이 및 침윤에 대한 연구는 보고된 바 없다. 본 연구에서는 비쑥을 유기용매로 추출 및 분획하여 이의 MMP-2와 MMP-9 에 대한 저해 효과를 검토하고 새로운 천연물 유래 암전이 저해 소재를 탐색하고자 한다.

제안 방법

Sandwich ELISA를 이용하여 PMA로 유도된 MMP-2와 MMP-9의 단백질 발현량을 측정하였으며 비쑥 조추출물 및 분획물이 이를 저해하는 정도를 확인하였다. Gelatin zymogr- apy에 사용한 세포배양액을 시료의 억제활성 분석에 사용하였다.

데이터처리

ANOVA 를 통하여 집단간의 유의성 검토를 하였으며 Duncan’s multiple range test를 통해 평균치 간의 유의성을 p<0.05 수준에서 사후 검증하였다.
본 연구의 모든 실험 결과는 mean ± standard deviation으로 나타냈으며, statistical analysis system v9.1 (SAS Institute Inc., USA)을 이용하여 결과의 유의성을 검토하였다

이론/모형

PMA로 유도된 MMP-2와 MMP-9의 mRNA 및 단백질 발현량을 비쑥 조출물 및 분획물이 이를 저해하는 정도를 RT- PCR과 Western blotting을 통하여 확인하였다. HT-1080 세포주에 PMA로 단독처리 시, 처리하지 않은 군에 비해 MMP-2와 MMP-9의 mRNA와 단백질 발현량이 증가한 것을 확인할 수 있었다.

참고문헌 (23)

Adegawa, S., Miyase, T. and Ueno, A. 1987. Sesquiterpene lactones from Diaspananthus uniflorus (SCH. BIP.) KITAM. Chem. Pharma. Bull. 35, 1479-1485.

상세보기
Al-Attas, A. A., El-Shaer, N. S., Mohamed, G. A., Ibrahim, S. R. and Esmat, A. 2015. Anti-inflammatory sesquiterpenes from Costus speciosus rhizomes. J. Ethnopharm. 176, 365-374.

상세보기
Cho, J. Y., Park, J., Yoo, E. S., Baik, K. U., Jung, J. H., Lee, J. and Park, M. H. 1998. Inhibitory effect of sesquiterpene lactones from Saussurea lappa on tumor necrosis factor-α production in murine macrophage-like cells. Planta Med. 64, 594-597.

상세보기
El-Feraly, F. S. and Chan, Y. M. 1978. Isolation and characterization of the sesquiterpene lactones costunolide, parthenolide, costunolide diepoxide, santamarine, and reynosin from Magnolia grandiflora L. J. Pharm. Sci. 67, 347-350.

상세보기
Fang, F., Sang, S., Chen, K. Y., Gosslau, A., Ho, C. T. and Rosen, R. T. 2005. Isolation and identification of cytotoxic compounds from Bay leaf (Laurus nobilis). Food Chem. 93, 497-501.

상세보기
Habib, M. and Waheed, I. 2013. Evaluation of anti-nociceptive, anti-inflammatory and antipyretic activities of Artemisia scoparia hydromethanolic extract. J. Ethnopharmacol. 145, 18-24.

상세보기
Hannocks, M. J., Zhang, X., Gerwien, H., Chashchina, A., Burmeister, M., Korpos, E., Song, J. and Sorokin, L. 2019. The gelatinases, MMP-2 and MMP-9, as fine tuners of neuroinflammatory processes. Matrix Biol. 75-76, 102-113.

상세보기
Jablonska-Trypuc, A., Matejczyk, M. and Rosochacki, S. 2016. Matrix metalloproteinases (MMPs), the main extracellular matrix (ECM) enzymes in collagen degradation, as a target for anticancer drugs. J. Enzyme Inhib. Med. Chem. 31, 177-183.

상세보기
Kim, J., Kong, C. S. and Seo, Y. 2018. Inhibitory effect of Carex pumila extracts on MMP-2 and MMP-9 activities in HT-1080 cells. Ocean Polar Res. 40, 249-257.
KIOSTAT. 2021. Press release on the statistical results of the cause of death in 2020. 1-56.
Kumar, G. B., Nair, B. G., Perry, J. J. P. and Martin, D. B. C. 2019. Recent insights into natural product inhibitors of matrix metalloproteinases. Med. Chem. Commun. 10, 2024-2037.

상세보기
McCawley, L. J. and Matrisian, L. M. 2001. Matrix metalloproteinases: they're not just for matrix anymore. Curr. Opin. Cell Biol. 13, 534-540.

상세보기
Nam, S. Y., Han, N. R., Rah, S. Y., Seo, Y., Kim, H. M. and Jeong, H. J. 2018. Anti-inflammatory effects of Artemisia scoparia and its active constituent, 3,5-dicaffeoyl-epi-quinic acid against activated mast cells. Immunopharm. Immunot. 40, 52-58.

상세보기
National Cancer Center (NCC). 2020. Annual report of cancer statistics in Korea in 2018. 1-231.
Negahban, M., Moharramipour, S. and Sefidkon, F. 2006. Chemical composition and insecticidal activity of Artemisia scoparia essential oil against three coleopteran stored-product insects. J. Asia-Pac. Entomol. 9, 381-388.

원문보기 상세보기
Oh, J. H., Karadeniz, F., Seo, Y. and Kong, C. S. 2018. Artemisia scoparia inhibits adipogenesis in 3T3-L1 pre-adipocytes by downregulating the MAPK pathway. J. Life Sci. 28, 999-1006.

원문보기 상세보기
Ryu, K. J., Yoou, M. S., Seo, Y., Yoon, K. W., Kim, H. M. and Jeong, H. J. 2018. Therapeutic effects of Artemisia scoparia Waltst. et Kitaib in a murine model of atopic dermatitis. Clin. Exp. Dermatol. 43, 798-805.

상세보기
Shim, H. B., Lee, K. M., Kim, W., Nam, G. H., Sim, S. and Lee, B. Y. 2017. Coastal Plants of Korea, pp. 31-33, National Institute of Biological Resources: Incheon, Korea.
Singh, H. P., Kaur, S., Mittal, S., Batish, D. R. and Kohli, R. K. 2008. Phytotoxicity of major constituents of the volatile oil from leaves of Artemisia scoparia Waldst. & Kit. Z. Naturforsch. C 63, 663-666.
Verma, R. P. and Hansch, C. 2007. Matrix metalloproteinases (MMPs): chemical-biological functions and (Q) SARs. Bioorg. Med. Chem. 15, 2223-2268.

상세보기
Visse, R. and Nagase, H. 2003. Matrix metalloproteinases and tissue inhibitors of metalloproteinases: structure, function, and biochemistry. Circ. Res. 92, 827-839.

상세보기
Yahagi, T., Yakura, N., Matsuzaki, K. and Kitanaka, S. 2014. Inhibitory effect of chemical constituents from Artemisia scoparia Waldst. et Kit. on triglyceride accumulation in 3T3-L1 cells and nitric oxide production in RAW 264.7 cells. J. Nat. Med. 68, 414-420.

상세보기
Yoshikawa, M., Shimoda, H., Uemura, T., Morikawa, T., Kawahara, Y. and Matsuda, H. 2000. Alcohol absorption inhibitors from bay leaf (Laurus nobilis): structure-requirements of sesquiterpenes for the activity. Bioorg. Med. Chem. 8, 2071-2077.

상세보기

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증