Analysis of Nitrosation Inhibition and Antioxidant Effect by Phyto-Extract Mixture

식물추출 혼합제재인 phyto-extract mixture의 니트로세이션 억제능과 항산화능 분석

The most representative nitrosamine derived from nicotine, nitrosamine-4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone(NNK), has been reported to cause lung cancer in A/J mice. It has been also demonstrated that NNK-induced lung tumorigenesis involves $O^6-methylguanine(O^6MeG)$ formation, leading to $GC\;{\rightarrow}\;AT$ transitional mispairing during DNA replication. Our in vitro experiment, modified from the method of DBA assay, examined the ability of phyto-extract mixture to inhibit the metabolism of nicotine to nitrosamines. The production of nitromorpholine from morpholine was inhibited about 75% at the concentration of 20 mg/mL of phyto-extract mixture, which was lower than vitamine C and green tea powder. NNK, which is a pro-carcinogen in laboratory animals, is hydroxylated primarily in liver and lung by CYP 1A2, 2A6 and 3A4. A critical phase. of NNK activation is its change to an unstable metabolite methyl-diazohydroxide via CYP-mediated ${\alpha}-hydroxylation$; and then it provides a methyl group to the DNA to form DNA adducts which can easily induce mutations. $Aroclor^R$ 1254 was used to induce CYPs in the liver of a Sprague-Dawley rat. The ability of various test samples to inhibit CYPs that participate in NNK activation was evaluated, following the removal of the liver from the rat. Microsomal CYPlA2 catalyzing the conversion of NNK into strong carcinogenic chemicals was inhibited more efficiently by phyto-extract mixture than green tea powder. These results indicate that phyto-extract mixture can be used to reduce $O^6MeG$ DNA adducts for chemoprevention.

본 연구는 흡연에 의해 체내로 유입된 독성 물질들로 유발될 수 있는 폐암을 비롯한 각종 질병 기전을 in vitro 상에서 재현한 실험적 모델을 이용하여 8개의 식물로부터 추출한 phyto-extract mixture의 작용에 의하여, 체내 니코틴이 니트로사민으로의 전환되는 대사효율과 NNK의 활성화에 미치는 효과를 분석한 것이다. 이를 위해 in vitro 상에서 phyto-extract mixture에 의한 니트로소모폴린의 생성 억제와 CYP효소 활성 억제를 분석하였다. Phyto-extract mixture에 의한 니코틴으로부터 니트로소모폴린이 생성되는 대사 억제능 실험 결과, phyto-extract mixture(75%)는 비타민 C(64%)와 가루녹차(37%) 보다 우수한 억제 효능을 나타내므로서, phyto-extract mixture는 니코틴으로 부터 유독한 중간 대사물질이 생성되는 경로를 효과적으로 억제시킬 수 있음을 알 수 있었다. 또한 간에서 NNK 활성화에 관여하는 CYP 효소들에 대한 phyto-extract mixture의 효소 활성 억제능 분석 결과, phyto-extract mixture이 가루녹차보다 NNK로부터 발암물질이 생성되는 경로를 효과적으로 억제시키는 것으로 분석되었다. 결론적으로 phyto-extract mixture는 흡연으로 체내에 유입된 니코틴이 NNK와 같은 강력한 발암 물질인 니트로사민 유도체로 전환되는 경로를 효과적으로 억제함으로써 암 발생율을 효과적으로 낮출 수 있는 기능성 첨가제 혹은 식 음료로 활용될 수 있음을 in vitro 실험으로 증명하였다.