Objective: This study was to investigate the anti-tumor effect, safety, safety, mechanism and metabolizing enzyme of Agrimonia pilosa LEDEB (APL) in female C57B/L mouse tumor (in vivo). Method: First, to evaluate the antitumor activity of APL, we divided the mice into four groups: normal, control, APL50 (50mg/kg), and APL100 (100mg/kg). LLC-obtained American Type Culture Collection was used. LLC had been inoculated to induce tumors. To measure the anti-tumor effect of APL, we calibrated tumor size and weight. To analyze the mechanism of anti-tumor in APL, we used western blotting and to observe metabolizing enzyme in APL we used to real-time PCR. Result: APL50 and APL100 significantly inhibited tumor growth from 12 days after medicine injected. APL did not induce caspase-dependent apoptosis in LLC-bearing mouse tumor. In APL100, it decreased 41% and 71% in CYP2D22 and CYP3A11, respectively. Conclusion: These results suggest that APL has some anti-tumor effects in female C57B/L mouse tumor. APL should be used carefully with other drugs related with CYP2D22 and CYP3A11.
CYP2J2는 치료약물 및 아라키돈산과 같은 내인성 화합물의 대사에 중요한 역할을 수행하고 있는 효소이다. 최근, CYP2J2 단백질이 인체 종양 조직이나 종양 세포주에 과발현되어 있고, CYP2J2 효소의 작용에 의해 생성된 에폭시에이코사트리에논산(EETs)이 세포사멸을 방지한다는 것이 보고되었다. 본 연구는 시판중인 약물 120종을 대상으로 시토크롬 2J2 동종효소에 저해능을 가지는 화합물을 발굴하고자 하였다. 인체 간 마이크로솜 시료에 아스테미졸과 NADPH 재생성계 및 약물(50 ${\mu}M$)을 첨가한 후 15분간 반응시켜 생성된 대사물을 LC/MS/MS를 이용하여 분석하여 시토크롬 2J2 동종효소 활성의 변화를 평가하였다. 그 결과 할로페리돌, 터페나딘, 아리피프라졸, 미코나졸의 순으로 CYP2J2 효소 활성 저해능을 보였다. 미코나졸은 CYP2J2에 의해 매개되는 에바스틴($IC_{50}$=11.2 ${\mu}M$) 및 터페나딘($IC_{50}$=2.2 ${\mu}M$) 대사를 강력하게 저해하였다. 터페나딘 또한 CYP2J2 매개 에바스틴 대사를 농도 의존적으로 저해하였다($IC_{50}$=13.6 ${\mu}M$). 향후, 이들 약물을 대상으로 한 항암 활성 평가가 필요할 것으로 판단된다.
Objective : This research was aimed to investigate the anti-tumor effect, safety, mechanism and metabolizing enzyme of Agrimonia pilosa LEDEB(APL) in female C57B/L mouse. Methods : At first, to evaluate the anti-tumor activity of APL, we divided into four groups, normal, control, APL100(100mg/kg), APL150(150mg/kg). LLC obtained American Type Culture Collection was used. LLC had been inoculated to induce tumor. To measure the anti-tumor effect of APL, we calibrate tumor size and weight. To study for mechanism of anti-tumor in APL, we used western blotting and to know metabolizing enzyme in APL we used to real-time PCR. Results : APL100, APL150 inhibited tumor growth after medicine injected. APL did not only induced caspase-dependent apoptosis in LLC-bearing mouse tumor. In APL100, it were decreased 72% in CYP3A11. In APL150, it were decreased 62%, 75% in CYP3A11 and MRP1a respectively. Conclusion : These results suggests that APL has some anti-tumor effects in female C57B/L mouse tumor. APL should be careful use with other drugs related with CYP3A11 or MRP1a.
본 연구에서 우리는 갈색거저리 유충 추출물의 암세포 선택적인 세포독성 활성을 암세포주를 대상으로 하는 in vitro 및 in vivo 실험으로 증명하였다. 먼저 갈색거저리 유충의 에탄올 추출물은 정상세포라 할 수 있는 primary hepatocyte에 대한 독성은 미미하였으나 암세포주들에 대한 세포독성과 함께 다른 정상세포인 primary cardiomyocyte에 대한 독성도 가지고 있었다. 에탄올 추출물을 hexane, butanol, ethyl acetate, 물을 이용하여 liquid-liquid partition으로 추가로 분획, 구성물질들을 분리하였고 이들 분획물 중에서 hexane 분획물은 다양한 암세포들(PC3, 22Rv1, HeLa, PLC/PRF5, HepG2, Hep3B, SK-HEP-1, HCT116, NCI-H460, MDA-MB231, SKOV3)에 대한 독성을 유지하면서 cardiomyocyte에 대한 독성이 상당히 줄어들었다. 0.4 mg/mL 에탄올 추출물이 cardiomyocyte를 대부분 죽이는 독성을 보였으나 동일조건에서 hexane 분획물은 약 20% 정도의 세포독성만을 보여주어 독성이 상당히 감소된 것을 확인하였다. 이렇게 비특이적인 세포독성이 물질분리 및 분획을 함으로써 줄어들 수 있다는 것을 확인하였다. 두 번째로 hexane과 ethyl acetate 분획물들이 아포토시스, 세포괴사, 오토파지와 같은 대표적인 세포죽음 기전들을 활성화시킬 수 있는 것으로 확인하였다. 더불어 hexane 분획물의 세포죽음 유도활성은 현재 임상에서 널리 처방되고 있는 항암물질들과 함께 간암세포주에 처리되었을 때 항암활성을 증대시킬 수 있는 것으로 확인하였다. 이와 같은 실험 결과를 바탕으로 갈색거저리 유충 추출물들이 단독으로 혹은 다른 세포독성 약물들과 함께 항암활성을 가질 수 있음을 확인하였다. 마지막으로 hexane 분획물의 항암활성을 in vivo xenograft 실험쥐 모델에서 확인하였는데, 간암세포주인 SK-HEP-1을 이식한 실험쥐에서 hexane 분획물을 15일간 복강주사 하였을 때 종양의 성장을 뚜렷하게 억제하는 것을 확인하였고, 앞선 정상세포에 대한 제한적인 영향과 일치하게 몸무게의 감소 등 부작용이라 할 수 있는 증상은 확인되지 않았다. 이상의 결과들을 종합하면 갈색거저리 유충 추출물의 항암활성을 in vitro와 in vivo에서 확인할 수 있었으며, 새로운 항암활성을 가지는 물질 발굴을 위해 추가적인 분획과 물질 분석이 필요하다고 사료된다.
유방암 세포주에서는 우수한 항암활성을 가진 것으로 알려진 indole-3-carbinol을 HepG2세포주에 시간과 농도별로 처리한 결과 cell growth inhibition을 확인하였으며, $IC_{50}$ 값은 48시간배양에서 $446\mu$M 72시간 배양에서 444$\mu$M로 나타났다. $400\mu$M의 I3C을 투여하고, 24, 48, 72시간에 HePG2 세포주의 cell cycle pattern을 분석한 결과, G1 phase에서 P21의증가와 함께 Cdk 6와 cyclin D의 확연한 감소와 Pb protein의 hypo-phosphorylation을 확인하였다. 반면 G2 phase에서는 I3C의 직접적인 억제로 인해 24시간 후부터 Cdc2와 cyclin B1가 급격히 감소하는것을 확인하였다. Flow cytomery 분석결과 I3C 처리 24시간 뒤 G2 arrest (25%)가 발생하였으며, 72시간이 지난후 G1 arrest (53%)가 발생하였다. 이러한 I3C의 간암세포주인 HePG2 cell의 cell cycle arrest가 apoptosis를 유발하는지를 알고자 caspase 3 Bcl2 Bax protein의 발현양상을 확인한 결과 아무런 변화가 보이지 않았다. 즉 I3C은 간암세포주인 HepG2 cell에서 apoptosis를 유도하지 못한다는것을 확인하였따. 결론적으로 I3C은 HepG2 세포주에서 G1와 G2 phase에서 cell cycle arrest는 발생시키나, 특이적으로 apoptosis 와는 연관되지 않는다는 사실을 확인하였다.
치마버섯에서 추출한 베타글루칸을 Raw 264.7 세포에 처치한 후 MTT assay로 측정한 결과 베타글루칸 400 ${\mu}g$/mL까지에 의한 세포독성은 없었다. 대식세포의 활성능을 측정하기 위해서 Raw 264.7 세포에서 NO와 TNF-${\alpha}$의 생성을 측정하였다. 베타글루칸을 대식세포에 24시간 처리한 결과 대조군과 비교 시 NO와 TNF-${\alpha}$가 유의적으로 상승하였다. 이 결과 베타글루칸이 대식세포인 Raw 264.7 세포를 활성화 시키는 것으로 사료된다. 따라서 본 실험에 사용된 베타글루칸은 면역강화용 사료첨가제로서의 의미가 충분하다고 사료된다. MDA-MB-231 유방암 세포의 성장을 저해하는지 확인하기 위하여 MTT assay를 시행하였다. 400 ${\mu}g$/mL 베타글루칸을 48시간 처리한 결과 대조군과 비교 시 유방암 세포의 성장이 유의적으로 억제하였다. 그리고 베타글루칸이 유방암 세포에서 성장 억제 효과를 알아보기 위해 누드마우스에 MDA-MB-231 유방암 세포를 접종하였다. 베타글루칸의 용량은 대조군(0 ${\mu}g$/mouse), 저용량(200 ${\mu}g$/mouse), 고용량(400 ${\mu}g$/mouse)으로 설정하여 누드마우스에 경구투여 하였다. 이 결과 저용량군(200 ${\mu}g$/mouse)이 고용량군(400 ${\mu}g$/mouse)보다 항암효능이 더 많이 일어나는 것을 확인하였다. MDA-MB-231 유방암 세포주에서 베타글루칸이 종양 성장이 감소하였지만, 그 결과가 유의적인 차이를 보이지 않아 본 연구에서 사용한 용량에서는 베타글루칸이 MDA-MB-231 유방암 세포주에서 종양 성장을 유의적으로 억제하지 않는 것으로 사료된다. 조직병리학적 검사에서 독성이 무해한 것으로 판단되어 면역강화용 사료첨가제로 사용하여도 무방할 것으로 사료된다.
본 연구의 목적은 제주도 재래감귤인 팔삭과 이예감 초임계 추출물에 대한 인간 자궁암 세포인 HeLa 세포에서의 성장억제 효능을 탐색하고, 각 추출물에서의 유효 활성 성분을 분석하는데 있다. HeLa 세포에서의 성장억제 및 세포사멸 효능을 탐색하기 위해 MTT assay와 Hoechst 33342 염색을 수행하였으며, 성분분석은 가스크로마토그래피 질량분석기(GC/MS)를 이용하였다. 두 종류의 미성숙 감귤 과육, 과피 초임계 추출물에 대한 HeLa 세포의 성장 억제 효능을 비교해 본 결과, 과피 추출물은 팔삭과 이예감 모두 비슷한 세포사멸 효능을 나타냈다. 과피 추출물을 처리한 세포에서는 농도 의존적으로 성장률이 억제되었으며, 처리 농도 $400{\mu}g/mL$에서 팔삭과 이예감 추출물이 각각 87.16%와 92.95%의 세포사멸 효능을 나타냈으나, 과육 추출물의 세포 성장 억제 효능은 처리 농도 $400{\mu}g/mL$까지 관찰되지 않았다. Hoechst 33342 염색을 통해 apoptotic body 형성을 현미경으로 관찰한 결과, 100, $200{\mu}g/mL$ 과육 초임계 추출물을 처리한 세포에서는 apoptpotic body를 관찰할 수 없었으나, 동일한 농도의 과피 추출물을 처리한 세포의 경우에서는 apoptotic body가 현저하게 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. GC/MS 분석을 통해 미성숙 팔삭 과육과 과피 초임계 추출물에서 각각 27개와 31개의 화합물을 검출하였으며, 미성숙 이예감 과육과 과피 초임계 추출물에서는 각각 27개와 29개의 화합물을 검출하였다. 팔삭 과피 초임계 추출물에는 1,1,4,4-Tetramethyl-2-tetralone(20.86%), alloimperatorin(8.15%), limonene (11.23%), auraptene(7.29%) 등이 주로 함유되어 있었으며, 이예감 과피 초임계 추출물에는 limonene(22.19%), linalool(11.23%), ${\gamma}$-sitosterol(9.12%) 등이 주로 함유되어 있었다.
대장암은 미국 등 서양 국가뿐만 아니라 국내에서도 2번째로 많이 발병이 되는 암으로 알려져 있다. 역학조사에 의하면 오메가-3를 많이 섭취한 인종에서 대장암 발생빈도가 감소하고 최근 오메가-3는 수종의 암에 대해 항암작용을 나타낸다고 한다. 이에 본 연구에서는 대장암에서 DHA의 항침윤, 항혈관 신생 및 항종양 형성능 억제의 기전을 규명하여 다음과 같은 결과를 얻었다. DHA는 인체 대장암 세포주 HT29 의 증식을 농도 의존적으로 억제하였으나 AA는 거의 영향이 없었다. FACS 분석에서 DHA 처리했을 때 Sub G1 phase의 세포가 DHA의 농도 의존적으로 증가 하였다. DHA 처리 후 cleaved PARP가 증가하고, uncelaved caspase-3가 감소 하였다. HT29 세포의 침윤능은 DHA 처리에 의해 억제 되었다. DHA 처리 후 MMP-9 및 MMP-2 mRNA양이 감소 되었을 뿐만 아니라 그 promoter의 reporter 활성도 억제하였으며 VEGF promoter 활성도 DHA에 의해 억제 되었다. NF-kB promoter 활성 및 핵으로의 이동도 DHA에 의해 억제 되었다. In vivo 동물실험에서 생쥐 대장암 세포주인 MCA38에 대한 Fat-1 transgenic mice에서의 종양 형성능은 현저히 억제 되었다. 면역형광염색법을 이용한 Fat-1 transgenic mice의 종양 조직에서의 TUNEL 양성세포는 wild type mice에 비해 현저히 증가하였으나 CD31의 형광강도는 감소 되었다. 이상의 결과로 오메가-3는 대장암 세포에서 NF-kB 억제에 따른 COX-2, MMP-2 및 MMP-9 등 matrix matalloproteinase의 억제를 통한 침윤능의 억제, VEGF 억제를 통한 혈관신생의 억제등 복합적 기전에 의해 항암작용을 나타내리라 생각되며, 따라서 오메가-3는 대장암의 예방 및 치료에 유용하게 사용될 수 있으리라 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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