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맥문동 열수 추출물이 Poly I:C를 처리한 폐암세포주의 사멸 및 염증성 사이토카인 발현에 미치는 영향
Effects of Liriope muscari Water Extracts on the Cell Death and Inflammatory Cytokine Expression of Poly I:C-treated Lung Carcinoma Cells 원문보기

大韓本草學會誌 = The Korea journal of herbology, v.36 no.1, 2021년, pp.97 - 102  

강다연 (충남대학교 생화학과) ,  조남준 (충남대학교 생화학과) ,  렌친핸드 (충남대학교 동물자원과학부) ,  이보희 (충남농업기술원 구기자연구소) ,  김은미 (안전성평가연구소 예측독성연구본부) ,  남명수 (충남대학교 동물자원과학부) ,  김기광 (충남대학교 생화학과)

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Objectives : Virus infection through the respiratory tract causes various inflammatory diseases such as pneumonia, cystic fibrosis, and obstructive pulmonary disease, causing enormous social damage. Therefore, it is very important to develop a treatment and prevention of infectious diseases. In this...

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문제 정의

  • WELM이 Poly I:C를 처리한 폐암세포의 사멸 및 염증성사이토카인 발현에 미치는 영향을 확인하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
  • 우리는 Poly I:C의 transfection으로 유도되는 세포 사멸 및 IFN-β mRNA expression 촉진이 WELM을 처리했을 경우 억제되는 이유를 규명하기 위하여 WELM이 처리된 A549 세포의 transfection 효율을 확인하고자 하였다. 이를 위하여 renilla reporter vector 1 ㎍을 Poly I:C 처리와 동일한 방법으로 PolyMag을 이용하여 transfection 한 뒤 24시간 후 과발현된 renilla의 activity를 확인하였다 (Fig.
  • 실정이다. 우리는 본 연구를 통해 바이러스 매개 질병의 주요 사망원인인 염증성 사이토카인을 억제 할 수 있는 가능성을 지닌 WELM의 효능을 확인하였다. WELM을 처리할 경우 A549 세포에 Poly I:C를 처리하여 유도되는 IFN-β mRNA 발현 및 세포 사멸이 효과적으로 억제되는 것을 확인하였다.
  • 뿐만 아니라 Poly I:C에 의해 유도되는 IFN-β의 mRNA 발현이 WELM의 처리에 의해 감소하는 것을 확인하였다. 이러한 결과들을 통해 우리는 WELM이 폐암 세포에서 바이러스 등에 의한 염증성 사이토카인의 과도한 발현을 억제하는 천연 치료제로서의 개발 가능성을 확인하였다.
  • 폴리오바이러스, C형 간염 바이러스, 구제역 바이러스 등 폐에 감염되는 다양한 바이러스 또한 endocytosis의 방법으로 세포 내로 침입한다12). 이러한 사실을 바탕으로 WELM의 처리농도 의존적으로 A549 세포에서 Poly I:C transfection level 이 감소했다는 것은 WELM 처리는 폐 세포에 endocytosis를 억제하여 바이러스의 유입을 저해할 수 있다는 가능성을 제시한다.
  • -1β 에 의한 염증과 공존했으며, 이는 초기 COVID-19 환자에서는 나타나지 않았다4). 이를 통해 I 형 IFN 반응이 중증 COVID- 19에서 염증을 악화시키는 데 중추적인 역할을 한다고 밝혀진 결과를 토대로 우리는 본 연구에서 대표적인 1 형 IFN인 IFN-β를 타겟으로 연구를 진행하였다. 우리의 결과를 통해 WELM이 염증성 사이토카인인 IFN-β 발현 조절을 함으로서 바이러스 감염으로 인해 유도되는 사이토카인 폭풍을 예방할 수 있을 가능성을 확인할 수 있었다.
  • WELM을 36시간 처리한 A549 세포에 Poly I:C를 transfection한 후 24시간 동안 배양했을 때 유도되는 IFN-β의 mRNA 발현량을 qRT-PCR 을 통해 확인한 결과 Poly I:C 처리를 통해 3000배 이상 발현이 증가한 IFN-β의 mRNA 발현이 WELM 2 ㎎/㎖ 농도가 처리된 A549 세포에서는 현저하게 억제되어 있음을 확인하였다. 이를 통해 WELMe 바이러스로 인해 폐에서 유도되는 염증성 사이토카인을 억제 할 수 있는 물질로의 적용 가능성을 확인하였다.
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참고문헌 (12)

  1. Yang L, Liu S, Liu J, Zhang Z, Wan X, Huang B, et al. COVID-19: immunopathogenesis and Immunotherapeutics. Signal Transduct Target Ther. 2020;5(1):128. 

  2. Pearce L, Davidson SM, Yellon DM. The cytokine storm of COVID-19: a spotlight on prevention and protection. Expert Opin Ther Targets. 2020;24(8): 723-30. 

  3. Ye Q, Wang B, Mao J. The pathogenesis and treatment of the 'Cytokine Storm' in COVID-19. J Infect. 2020;80(6):607-13. 

  4. Lee JS, Park S, Jeong HW, Ahn JY, Choi SJ, Lee H, et al. Immunophenotyping of COVID-19 and influenza highlights the role of type I interferons in development of severe COVID-19. Sci Immunol. 2020;5(49). 

  5. D'Elia RV, Harrison K, Oyston PC, Lukaszewski RA, Clark GC. Targeting the "cytokine storm" for therapeutic benefit. Clin Vaccine Immunol. 2013; 20(3):319-27. 

  6. Han Y, Duan X, Yang L, Nilsson-Payant BE, Wang P, Duan F, et al. Identification of SARS-CoV-2 inhibitors using lung and colonic organoids. Nature. 2020. 

  7. Liu Q, Zhou YH, Yang ZQ. The cytokine storm of severe influenza and development of immunomodulatory therapy. Cell Mol Immunol. 2016;13(1):3-10. 

  8. Bianchi F, Pretto S, Tagliabue E, Balsari A, Sfondrini L. Exploiting poly(I:C) to induce cancer cell apoptosis. Cancer Biol Ther. 2017;18(10):747-56. 

  9. Tsai YC, Hsu CC, El-Shazly M, Chiang SY, Wu CC, Wu CC, et al. Phytochemicals and Estrogen-Receptor Agonists from the Aerial Parts of Liriope platyphylla. Molecules. 2015;20(4):6844-55. 

  10. Kim MJ, Yoo YC, Sung NY, Lee J, Park SR, Shon EJ, et al. Anti-Inflammatory Effects of Liriope platyphylla in LPS-Stimulated Macrophages and Endotoxemic Mice. Am J Chin Med. 2016;44(6): 1127-43. 

  11. Harris P, Sridhar S, Peng R, Phillips JE, Cohn RG, Burns L, et al. Double-stranded RNA induces molecular and inflammatory signatures that are directly relevant to COPD. Mucosal Immunol. 2013;6(3):474-84. 

  12. Hinze C, Boucrot E. Endocytosis in proliferating, quiescent and terminally differentiated cells. J Cell Sci. 2018;131(23). 

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