Studies on the Anticancer Effect of Broussonetia kazinoki Extracts

닥나무(Broussonetia kazinoki) 추출물의 항암효과에 관한 연구

The anticancer effect of the bark of Broussonetia kazinoki root extracts (hexane. chloroform, ethylacetate, butanol, aqueous) were studied. The cytotoxicity by MTT assay and inhibitory effect on the growth of sarcoma 180 cells were tested in vitro. The reduction rate of the tumor formation and spleen/body weight rate on BALB/c mouse were tested in vivo. From the tests, each fraction showed the cytotoxic effect against the sarcoma 180 cells. In addition, as the concentration of the fractions increased, cytotoxic effect tendency increased as well. The cytotoxic rate of the hexane, chloroform, ethylacetate, butanol and aqueous fractions showed by 58.7%, 40.1%, 75.7%, 52.6% and 62.7% respectively after testing by MTT assay system. And sarcoma 180 cells were incubated for 6 days at 37$^{\circ}C$ with various concentrations of each fraction. As the incubation days go on, the number of cells increased, while the inhibition rate on the growth of sarcoma 180 cells were decreased. Especially the ethylacetate fraction at the concentration of 1.0 mg/ml strongly inhibited the growth of sarcoma 180 cells by 74% compared with the control for a day 37$^{\circ}C$ The hexane, chloroform, ethylacetate, butanol and aqueous fractions inhibited on the growth of sarcoma 180 cells by 31%, 19%, 60%, 30% and 42% respectively, when sarcoma 180 cells has been incubated for 6 days at 37$^{\circ}C$. The each fraction exhibited the antitumor effect in vivo. The ethylacetate fraction reduced the tumor formation by 41% compared with the control, when sarcoma 180 cells were injected subcutaneously into the left groin of BALB/c mice. Also spleen/body weight rate of ethylacetate fraction was increased by 2.10% compared with the control (1.08%). And it is considered that there would be no toxic effect caused by each fraction of body weight and organ as there was on more changes in mouse' weight compared with the control.

닥나무 추출물의 항암효과를 검토하기 위하여 닥나무뿌리 껍질 methanol 추출물로부터 얻은 분획물(hexane, chloroform, ethylacetate, butanol, aqueous 층)들의 0.05∼1.0mg/ml 농도에 대해서 MTT assay를 통한 세포독성 측정 및 암세포 증식억제 효과를 in vitro로 검색하였고, in vivo에서 BALB/c mouse를 이용한 고형암 성장저지 실험 및 비장 장기 중량변화의 항암실험을 행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 세포독성 실험에 의한 MTT assay 결과 모든 분획물들은 농도 의존성으로 효과가 나타났으며 1.0 mg/ml 농도에서 ethylacetate층은 sarcoma 180 cell에 대하여 75.7%의 가장 높은 세포독성 효과를 나타내었고 그 다음 aqueous, hexane, butanol, chloroform 층 순으로 각각 62.7%, 58.7%, 52.6%, 40.1%의 효과를 보였다. 각 분획물들에 의한 sarcoma 180 cell에 증식억제 효과는 배양일(1, 2, 3, 6일)이 증가함에 따라 암세포수는 증가하였으며 처음 1일째에 암세포 증식억제가 가장 많이 되었다. 1.0mg/ml 농도로 시료를 첨가하여 6일간 배양했을 때 ethylacetate 층은 60%의 억제율로 가장 현저 한 활성을 보였고 aqueous(42%), hexane(31%), butanol(30%), chloroform(19%)층 순으로 암세포 증식억제율을 나타내었다. 또한 암세포 증식에 대한 현미경 관찰을 해 본 결과 ethylacetate층은 대조군에 비하여 암세포 증식억제 정도와 형태 변화가 두드러지게 나타났다. BALB/c mouse에서 sarcoma 180 cell에 대한 각 분획물들의 고형암 성장저지효과는 1.0mg/kg으로 시료투여했을 때 ethylacetate 층은 대조군에 비하여 41%의 유의적인 저지율을 나타냈으며(p<0.05), 그 다음은 유의적이지는 않으나 aqueous 층 처리구가 39%,의 저지율을 나타내었다. 비장의 체중에 대한 중량변화는 대조군의 경우 1.08%인데 비해, ethylacetate층 처리군은 2.10%로 증가하였고 나머지 처리군에서는 대조군과 차이를 나타내지 않았다(p<0.05). 한편, mouse의 체중 변화는 대조군과큰 차이가 없었으므로 시료 추출물로 인한 체중 및 장기의 독성 문제는 없을 것으로 사료된다. 이상의 연구 결과로 닥나무 뿌리 껍질 methanol 추출물로부터 얻은 분획물중 ethylacetate와 aqueous 층은 세포독성 효과와 암세포 성장억제 효과 및 고형암 성장 저지 효과가 크게나타났으며, 체중에 대한 면역관련 장기인 비장의 중량증가로부터 면역계 활성과도 관계가 있을 것으로 사료된다. 따라서 닥나무 뿌리 껍질의 효능이 큰 분획물로부터 항암활성 물질을 분리 정제하고 기전확립의 연구가 앞으로 더욱 보충되어야 할 것이며, 암예방을 위한 기능성 식품 및 치료제의 개발에 대한 가능성 확인을 본 연구를 통하여 확인할 수 있었다.