JNH 강명희(K17-03).fm

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1 Journal of Nutrition and Health (J Nutr Health) 2017; 50(1): 10 ~ 24 pissn / eissn Research Article 건강한성인의 glutathione S-transferase M1 과 T1 유전자다형성에따른한식에서의식물성식품군과한식의 DNA 손상감소효과 김현아 이민영 강명희 한남대학교대덕밸리캠퍼스생명나노과학대학식품영양학과 Effects of lymphocyte DNA damage levels in Korean plant food groups and Korean diet regarding to glutathione S-transferase M1 and T1 polymorphisms Kim, Hyun-A Lee, Min-Young Kang, Myung-Hee Department of Food & Nutrition, Daedeok Valley Campus, Hannam University, Daejeon 34054, Korea ABSTRACT Purpose: GST (glutathione S-transferase) M1 and T1 gene polymorphisms are known to affect antioxidant levels. This study was carried out to evaluate genetic susceptibility by measuring the effect of DNA damage reduction in the Korean diet by vegetable food according to GST gene polymorphisms using the ex vivo method with human lymphocytes. Methods: Vegetable foods in the Korean diet based the results of the KNHANES V-2 (2011) were classified into 10 food groups. A total of 84 foods, which constituted more than 1% of the total intake in each food group, were finally designated as a vegetable food in the Korean diet. The Korean diet applied in this study is the standard one-week meals for Koreans (2,000 Kcal/day) suggested by the 2010 Dietary Reference Intakes for Koreans. Ex vivo DNA damage in human lymphocytes was assessed using comet assay. Results: In the Korean food group, the DNA damage protective effect of GSTM1 and GSTT1 was found to be greater in mutant type and wild-type, respectively. and the DNA damage protective effect according to the combined genotype of GSTM1 and GSTT1 was different depending on the food group. On the other hand, in Korean Diet, the DNA damage protective effect appeared to be larger in GSTM1 wild-type than in mutant type and was found to not be affected by GSTT1 genotype. Conclusion: These results can be used as basic data to demonstrate the superiority of the antioxidant function of Korean dietary patterns and food groups. Furthermore, it may be a starting point to begin research on customized antioxidant nutrition according to individual genes. KEY WORDS: DNA damage, GST polymorphism, Korean plant food groups, Korean Diet, Comet assay 서론 우리나라는현재서구화된식사패턴과고칼로리, 고지방음식의섭취증가로인해과거에비해만성질환이증가하는추세이다. 1 이에비해한식식사는전통적으로탄수화물, 단백질, 지방의비율이균형적으로이루어져있으며, 동물성식품의비율이적고다양한식물성식품으로이루어져있다. 2 한식을구성하고있는과일과채소, 곡류, 버섯류등과같은식물성식품에는 carotenoids, phytosterols, polyphenol 등비영양소활성성분들 (bioactive compounds, phytochemical or nonnutrient microconstituents) 이풍부 하며인체를보호하고건강하게유지시킨다. 2,3 뿐만아니라고혈압, 심장병, 비만, 당뇨병은물론암발생의위험까지낮출수있는건강한식사로세계적으로주목을받고있다. 4 이렇게한식의효능과우수성이여러한식관련논문및서적에서밝혀지면서우리나라에서도서구화된식사대신한식으로섭취하려는노력이이어지고있다. 5 한식식사는식물성식품과동물성식품의비율이 8:2 정도되는데, 이는대표적인건강식사로알려진지중해식식사패턴에서식물성식품과동물성식품의비율이 7:3인것과매우비슷하며또한한식은식사구성의측면에서도절제성, 균형성, 다양성을고루갖춘식사패턴이라고할수있 Received: January 13, 2017 / Revised: February 6, 2017 / Accepted: February 10, 2017 To whom correspondence should be addressed. tel: , mhkang@hnu.kr 2017 The Korean Nutrition Society This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License ( which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

2 Journal of Nutrition and Health (J Nutr Health) 2017; 50(1): 10 ~ 24 / 11 다. 3 최근저자들의실험실에서한식을구성하는식물성식품군 6 및한식식단 7 의항산화우수성과 DNA 손상보호효과가보고된바있다. 같은환경에노출되어있는서로비슷한대상자에게항산화보충제를섭취하게한연구에서보충제섭취후개인의질병위험정도가개인마다달랐으며 4 또한항산화식품과과일주스등을보충섭취시키는영양중재연구에서도평균값에서는보충전후에항산화능이개선되었으나개개인의항산화능을비교하여볼때항산화영양상태가나빠지거나변화가없는대상자가있는것을볼수있었다. 8,9 이와같이개인차이를보이는이유는각개인의유전적민감도 (individual genetic susceptibility) 가다르기때문이다. 8 즉산화스트레스를유발및억제하는효소, 외부에서유입되는유해환경물질에대한활성과해독에관여하는효소의유전자다형성 (geneic polymorphisms) 이존재하기때문이다. 10 따라서같은조건의대상자라할지라도각개인의유전자다형성에따라항산화상태및 DNA 손상감소효과가다르게나타날수있으므로그효과를더정확하게해석하기위해서는개개인의유전자다형성을분석한후그유전적감수성에따라해석할필요가있다. 11 GST (glutathione S-transferase) 는내재적, 외재적 electrophilic compounds의해독에관여하는 phase II 효소로서 glutathione-dependent peroxidase에의해자유라디칼을제거함으로써산화스트레스에대한보호작용을하며, 고혈압등질병에대한개인적감수성에영향을미친다. 12 현재 GST polymorphisms의형태로모두 8개가밝혀졌으며이들은여러 gene과 isozymes를가지고있으며그중에서도특히, GSTM1과 GSTT1의유전자다형성은흡연, DNA 및항산화수준에영향을준다고알려져있다. 13 그동안식사패턴과항산화활성, 그리고 GST 유전자다형성관련선행연구는국내외적으로매우제한되어있다. 최근 in vitro 방법으로측정한스페인식지중해식사의총항산화활성연구 14 및한식의총항산화활성측정연구 15 가보고되었으며 GST 유전자다형성과개별식품, 또는식품속특정화합물과의항산화활성에대한연구 16,17 와 GST 유전자다형성과질병 18 에대한연구는보고되었으나어느한나라의식사패턴과 GST 유전자다형성에따른항산화활성혹은 DNA 손상감소효과의차이를연구한결과는아직보고된바없다. 다만식사패턴중에서도식물성식품이풍부한한식식사의항산화활성연구에서는식사패턴과질병과의상관관계, 19,20 또는개별식품에초점이맞춰있을뿐이다. 따라서본연구에서는인체임파구세포를이용한 ex vivo 방법으로 GST 유전자다형성에따른우리 나라한식에서주로섭취하는식물성식품군별, 한식의 DNA 손상감소효과를평가하며이효과가 GST 유전자다형성별로달라지는지그유전적민감도를측정하고자수행되었다. 연구방법 한식식물성식품군과한식식단선정한식에서주로섭취하는식물성식품군은 5기 2차년도국민건강영양조사결과를활용하여한식에서섭취하는식물성식품을선정하였다 (Table 1). 식물성식품을 10가지식품군 ( 감자류, 견과류, 곡류, 과일류, 김치류, 두류, 버섯류, 오일류, 채소류, 해조류 ) 으로나누었다. 한식의식물성식품의최종선정은식품군별총섭취량의 1% 이상을섭취한 84종의식품으로선정하였다. 선정된식물성식품은대전지역시중에서구입하였으며식물성식품과기름은각각별도의과정을거쳐전처리하였다. 식물성식품의섭취방법은식품군마다다양하므로가열조리된상태로섭취하는식품은밥짓기, 삶기, 데치기등의방법을이용하여전처리하였으며, 조리가필요하지않은식품의경우세척하거나또는구입시식품상태그대로사용하였다. 전처리된식물성식품은각식품군마다개별식물성식품의국민건강영양조사에나타난 1인 1일섭취량비율대로혼합하였다. 10가지식품군을섭취량비율로모두혼합아여만든식품군인총한식혼합군 (total군) 과 10가지식품군을포함하여모두 11가지시료를준비하였다. 한식식단 (Korean diet) 은한국영양학회에서발행한 2010 한국인영양섭취기준 21 에제시되어있는우리나라사람을위한 1주일표준식단을적용하였다. 본식단은 1일 2,000 kcal 를기준으로각식품군의 1 일권장섭취횟수와 1 인 1회분량고려하여작성되었다. 또한권장에너지적정비율, 비타민및무기질, 식이섬유등의영양섭취기준에맞추어작성하였으며, 우유및유제품의 1회제공량섭취를기본으로성인의식사패턴을반영하였다 (Table 2). 한식식단의재료는대전지역시중에서신선한상태로구입하였다. 각메뉴에사용되는여러가지재료의종류, 분량은 CAN-Pro 4.0을기준으로하였으며, 표본식단에명시되어있는주재료분량의비율에맞추어조리하였으며조리된음식은한끼식단단위로 1인 1회섭취분량의비율에맞게 7일의식단을모두혼합하여만든 1주일혼합식단샘플을준비하였다. 전처리한식물성식품군과한식식단의시료는동결건조를한후분석시까지 -20 o C 냉동고에보관하였다.

3 12 / GST 유전자다형성에따른한식에서의식물성식품군과한식의 DNA 손상감소효과 Table 1. Intake of plant foods and oils in the Korean diet (KNHANES V-2, 2011) Food group Intake 2) (plant foods and oils) 1) (g/day) Cereals Food group (plant foods and oils) Kimchi Intake (g/day) Rice Chinese cabbage kimchi Rice cake Cubed radish kimchi 8.54 Noodles 9.58 Young leafy radish kimchi 5.98 Glutinous rice Dong chi mi 5.42 Barley 6.8 Small radish kimchi 6.02 Brown rice 6.6 Na bak kimchi 5.7 Corn 5.53 Watery young leafy radish kimchi 2.95 Flour 5.02 Cucumber kimchi 1.64 Buckwheat noddles 3.73 Beak kimchi 1.24 Noodle soup 3.41 Green onions kimchi 1.1 Total Total Potatoes Mushroom Potato 20.9 Oyster mushrooms 1.33 Sweet potato Pine mushrooms 1.36 Chinese noodle 1.21 Oak mushrooms 1.25 Starch 0.71 Winter mushrooms 0.52 Arrow roots 0.58 White mushrooms 0.49 Total Phellinus linteus 0.23 Fruits Total 5.18 Apples Legumes Citrus fruits Tofu Pears Soybean milk Water melons Soybean 3.8 Grapes Kidney beans 0.66 Oranges 8.20 Red beans 0.6 Persimmons Total Musk melons 8.13 Oils Banana 6.14 Soybean oil 3.49 Strawberries 5.21 Sesame seed oil 1.47 Peaches 4.87 Wild sesame seed oil 0.21 Japanese apricots 4.61 Rape seed oil 0.27 Kiwies 2.16 Total 5.44 Total Nuts Vegetables Chestnuts 0.8 Onions Sesame 0.65 Red peppers Peanuts 0.92 Tomatoes Perilla seeds 0.36 Cucumbers Walnuts 0.24 Green onions Ginko nuts 0.08 Chinese cabbage 10.4 Pine nuts 0.06 Squash 9.78 Total 3.11 Radish leaves 9.14 Seaweeds Soybean sprouts 8.83 Sea mustard 7.06 Radishes 7.06 Sea tangle 1.91 Spinach 6.64 Laver 1.38 Lettuce 6.57 Green laver 0.34 Carrots 5.43 Total Sesame leaf 4.7 Garlic 4.06 Cabbage 3.45 Leeks 2.67 Eggplants 2.45 Bracken 2.44 Chwinamuls 2.18 Total ) Individual items that comprised more than 1% of the total dietary intake by the group selected in this study are representative of the plant foods commonly consumed in the Korean diet. 2) g of edible portion/day/person

4 Table 2. Normal dietary pattern of Korean diet (a week_2,000 kcal/day) 1) Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday Saturday Sunday KD 2) 1 KD 2 KD 3 KD 4 KD 5 KD 6 KD 7 Breakfast Sorghum rice Spinach soup Cutlassfish (boiled down in soy sauce) Bellflower salad Stir-fried Korean-leek Rice with beans Beef radish soup Boiled chicken Laver Cooked crown daisy Mixed cereals rice Sea mustard soup Steamed egg Cooked spinach Cooked mungbean sprout Rice with beans Soybean soup Grilled Spanish mackerel Stir-fried oyster mushrooms Radish salsd Toasted bread Grilled ham Vegetable stick Milk (200 ml) Rice with red beans Soybean paste soup with cabbage Grilled Mackerel Cooked squash Cooked mungbean sprout Rice with beans Radish soup Grilled sole (flatfish) Cooked leaf beet Japchae Lunch Dinner Snack Rice Dried Pollack soup Cooked soybean Grilled tofu Chinese cabbage kimchi Barley rice Soybean paste soup with chinese cabbage Fried spicy pork Leafy vegetables Green onions salad Milk (200 ml) Apple (100 g) Citrus fruit (100 g) Injeolmi (50 g) Rice Yukgaejang Soft tofu Cooked sweet potato stem Green laver salad Brown & glutinous rice Curled mallow soup Grilled yellow croaker Squash pancake Chinese cabbage kimchi Milk (200 ml) Kiwi (100 g) Persimmon (100 g) Jeolpyeon (50 g) Rice with raw fish Soybean paste soup with winter mushrooms Rakkyo Rice with beans Kimchi stew Cooked cabbage Grilled saury Cooked bokchoy Liquid yogurt (145 ml) Strawberry (200 g) Citrus fruit (100 g) Sweet potato (50 g) Rice Soybean paste soup with dried radish leaves Bulgogi Lettuce Cucumber salad Mixed cereals rice Soft tofu stew Cooked chwinamul Na bak kimchi Yoghurt (110 ml) Apple (100 g) Pear (100 g) Potato (130 g) Soybean paste soup with chinese cabbage Hotstone pot Bibimbap Fried eggs Cucumber kimchi Brown & glutinous rice Pollack stew Cooked spinach Grilled deodeok Dotorimuk (Acorn jelly salad) Citrus fruit (100 g) Banana (100 g) 1) Reference: 2010 Dietary Reference Intakes for Koreans first revision (The Korean Nutrition Society) 2) KD: Korean diet Rice Seolleongtang Cooked dried radish leaves Cubed radish kimchi Mixed cereals rice Soybean paste stew with tofu Pyeonyuk (steamed pork) Fried Bellflower Water parsley salad Milk (200 ml) Orange (200 g) Noodle soup with clams Fried fish paste Small radish kimchi Brown & glutinous rice Beef and mushroom stew Stir-fried anchovy Cooked eggplant Milk (200 ml) Strawberry (200 g) Persimmon (100 g) Journal of Nutrition and Health (J Nutr Health) 2017; 50(1): 10 ~ 24 / 13

5 14 / GST 유전자다형성에따른한식에서의식물성식품군과한식의 DNA 손상감소효과 시료의추출한식에서주로섭취하는식물성식품군및한식식단의추출물시료를제조하기위해다음의추출과정으로거처시료를추출하였다. 선행연구결과유기용매중메탄올용매추출의생리활성물질용출량이높았기에추출용매로메탄올을사용하였으며우수한항산화효과를나타낸 50% 메탄올을사용하였다. 22 각샘플이들어있는시험관에 50% 메탄올 (methanol : D.W = 50:50) 을넣고실온에서 1시간동안 shaking 한다. 그다음시험관을 3,000 rpm, 4 o C에서 30분동안원심분리한후상등액을회수한다. 같은시험관에다시 70% 아세톤 (acetone : D.W = 70:30) 을넣고실온에서 1시간동안 shaking 한후에원심분리하여상등액을회수한다. 메탄올과아세톤추출물을섞어서추출물시료를완성한다. 오일류의경우 99.9% 메탄올 2 ml 와오일류 2 g을섞은후 30분동안아주강하게저어섞은다음 3,000 rpm, 4 o C에서 15분동안원심분리한다. 그다음메탄올층을따라낸다음다시메탄올 2 ml를섞어원심분리하여다시추출한다. 두번의메탄올추출물을합하여시료를완성한다. 각각의메탄올 -아세톤추출물, 오일류의메탄올추출물을 ex vitro 실험인 Comet assay에사용하여 DNA 손상정도를측정하는시료로사용하였다. 혈액내 glutathione S-transferase 유전자다형성분석 glutathione S-transferase (GST) M1은 Pemble 등 23 의방법을, GSTT1은 Bell 등 24 의방법을수정하여수행하였다. GST 유전자다형성분석을위해건강한성인남녀 59명의자발적인동의를얻은후채혈하였으며, 채혈한혈액은분석시까지 -80 o C 냉동고에보관하였다. 채혈후냉동고에보관해두었던전혈 200 μl를취하여 Genomic DNA Prep kit를이용하여 DNA를추출하였고추출한 DNA는사용하기전까지냉장보관하였다. GSTM1과 GSTT1의유전자다형성을검사하기위한 internal standard로 β-globin을사용하였으며추출한 DNA의 GST 유전자확인을위해 PCR 을시행하였다. PCR 과정을위한 primer는 바이오니아에서제작한 primer를사용하였으며염기서열은 Table 3 과같다. GSTM1과 GSTT1 유전자분석을위해서 0.1 μg genomic DNA를각각의 10 nmol primers, 5 mm dntp, 0.5 Unit Taq polymerase (TakararTaq), 200 mm Tris-HCl (ph 8.3), 500 mm KCl과 30 mm MgCl₂ 를 20 μl의 PCR 혼합액에첨가하여 94 o C에서 7분처리후 94 o C에서 30초, 65 o C에서 30초, 72 o C에서 30초의조건으로 30회반복한후 72 o C에서 5분간반응시켰다. 증폭된 PCR product는 ethidium bromide (0.1 μg/ml) 를포함한 1% agarose gel에서전기영동하여 UV 하에서확인하였다. 여기서 wild Table 3. Primer sequences used in the PCR reactions Primer Sequences (5' ') GSTM1-forw. gaa ctc cct gaa aag cta aag c GSTM1-rev. gtt ggg ctc aaa tat acg gtg g GSTT1-forw. ttc ctt act ggt cct cac act tc GSTT1-rev. tca ccg gat cat ggc cag ca β-globin-forw. caa ctt cat cca cgt tca cc β-globin-rev. gaa gag cca agg aca ggt ac genotype은 wild (+/+), 한쪽의 allele mutant (+/-) 이며, mutant type은양쪽의 allele mutant (-/-) 을의미한다. 채혈대상자선정및채혈채혈대상자는 20대건강한남녀성인이며 GSTM1 및 GSTT1 유전자다형성 type 별로아래와같이 4군으로나누었다. 각군별 4~5명의대상자를선정하여총 17명의자발적인동의를받아채혈을진행하였다. 대상자선정기준은과거부터현재까지고혈압, 당뇨, 심혈관계질환과같은 DNA 손상을일으킬수있는만성질환병력이없으며비타민또는다른건강기능식품을전혀복용하지않은사람이었다. 본연구는건강한성인의혈액을채혈하여임파구를분리하고, 식물성식품군과한식추출물을처리후 DNA 손상감소여부를알아보는 ex vivo 연구방법을사용하여진행되는인체대상연구이므로수행에앞서한남대학교산하인체연구심의위원회 (IRB) 의승인을받았다 ( k). 대상자로부터채혈한혈액은 10 ml heparinated sterile tube (Vacutainer Becton Dickinson Co.) 에담아실험실에가져온후 3시간이내에임파구를분리를실시하였다. Alkaline comet assay를이용한임파구 DNA 손상측정본연구는한식식물성식품군과한식식단의 DNA 손상감소효과정도를알아보기위하여 alkaline comet assay를통해알아보았으며 Singh 25 의방법을수정, 보완하여실시하였다. 신선한전혈 100 μl을 1 ml PBS에섞은후 histopaque 1077을 200 μl 사용해임파구만을분리하였다. 처리과정을마친임파구 20 μl를채취하여 75 μl의 0.7% low melting agarose gel (LMA) 과섞은후, normal melting agarose (NMA) 가 precoating 된 fully frosted slide 위로고루분산되게한후 cover glass로덮어 4 o C 냉장보관하였다. Gel이굳으면 cover glass를벗기고그위에다시 0.7% LMA 용액 75 μl로한겹더덮었다. Cell lysis를위해미리준비해둔차가운 alkali lysis buffer (2.5 M NaCl, 100 mm Na2EDTA, 10 mm Tris) 에사용직전에 1% triton X-100와 10% dimethyl sulfoxide를섞은후 slide를담가

6 Journal of Nutrition and Health (J Nutr Health) 2017; 50(1): 10 ~ 24 / 15 저온, 암실에서 1시간동안침지시키어 DNA의 double strand를풀어주었다. Lysis가끝난슬라이드를 electrophoresis tank에배열하고냉장보관하였던전기영동 buffer (300 mm NaOH, 10 mm Na2EDTA, ph > 13) 를채워 40분동안 unwinding시켜 DNA의알칼리에취약한부위가드러나게한후 25 V/300 ± 3 ma의전압을걸어 20분간전기영동을실시하였다. 전기영동이끝난후 Tris 완충용액 (ph 7.4) 에 10분씩담가세척하는과정을 3회반복하여슬라이드를건조시켰다. 20 μl/ml 농도의 ethidium bromide로핵을형광염색하여 cover glass로덮은뒤형광현미경 (Leica, Germany) 상에서관찰하였다. CCD camera (Nikon Japan) 를통해보내진각각의세포핵 image는 comet image analyzing system (Kinetic image 4.0, UK) 이설치된컴퓨터상에서분석하였다. 임파구의 DNA 손상정도는핵으로부터이동한 DNA 파편거리인 tail length (TL), % DNA in tail, 그리고 TL과 % DNA in tail을곱한값인 tail moment (TM) 등세가지분석지표로살펴보았다. 각대상자당 3개의슬라이드를만들어각각 50개씩총 150개의임파구에서 DNA 손상정도를측정하였으며세가지분석지표의값을 relative score로계산후 DNA 손상감소효과를비교하였다. Relative score 계산방법은항산화물질을처리하지않은 positive control (P) 즉, 100 μm H 2 O 2 만을처리한임파구의 DNA 손상정도를 100으로하고, negative control (N) 즉, H 2 O 2 를처리하지않은임파구를 0으로하여각샘플의값을계산하여비교하였다. 자료의통계처리모든자료는 MS의 excel database system을이용하여입력한후 statistical package for social science (SPSS-PC+, version 21.0) 을사용하여처리하였다. 각항목에따라평균 ± 표준오차 (mean ± SE) 를구하고 GST genotype 별유의성검증을위해 Student's t-test 혹은 one-way 분산분석 (ANOVA) 과 Duncan's multiple range test 를이용하였다. 모든결과에대하여통계적유의성검증은 α = 0.05 수준으로하였다. 결 한식식물성식품군의 GSTM1 및 GSTT1 유전자다형성에따른 DNA 손상감소효과국민건강영양조사 1인 1일섭취량비율대로혼합되어진 11종의식품군시료를 50 µg/ml 농도로전처리한후 Comet assay를통해 DNA 손상감소효과를 GSTM1 wild type과 GSTM1 mutant type에따라살펴보았다. GSTM1 과 유전자다형성에따른 DNA 손상감소효과를알아본결과는 Fig. 1와같다. % DNA in tail과 Tail length 본 DNA 손상감소효과를볼때 DNA 손상감소효과는있었지만 GSTM1 genotype에따른유의한차이는나타나지않았다 (Fig. 1(A), (C)). Tail moment로살펴보았을때, 곡류와오일류에서만 GSTM1 wild type에비해 mutant type에서 DNA 손상감소효과가유의하게높았고다른식품군에서는 genotype에따른유의한차이를보이지않았다 (Fig. 1(B)). GSTT1 wild type과 mutant type에따른대상자의임파구 DNA 손상감소효과를알아본결과는 Fig. 2와같다. % DNA in tail로살펴보면, 감자류, 곡류, 오일류, Total을제외하고 7가지식품군에서 GSTT1 mutant type에비해 wild type에서 DNA 손상감소효과가유의하게높았다 (Fig 2(A)). Tail moment로본 DNA 손상감소효과는감자류, 곡류, 두류, 오일류, Total에서는 genotype에따라유의한차이가나타나지않았으나견과류, 과일류, 김치류, 버섯류, 채소류, 해조류에서 GSTT1 mutant type 에비해 wild type 에서 DNA 손상감소효과가높았으며유의하게나타났다 (Fig. 2(B)). 또한 Tail length로본 DNA 손상감소효과는감자류에서만 GSTT1 wild type에비해 mutant type에서유의하게높게나타났을뿐다른식품군에서의 DNA 손상감소효과는 genotype에따른유의한차이가없었다 (Fig 2(C)). GSTM1과 GSTT1의 combined genotype에따라대상자를 4군으로나누어각군별로식물성식품군의 DNA 손상감소효과를비교한결과는 Table 4와같다. DNA 손상감소효과를세가지지표로살펴보았을때과일류, 김치류, 버섯류, 채소류, 해조류는 DNA 손상감소효과가 2 군 (GSTM1+/GSTT1-) 및 4 군 (GSTM1-/GSTT1-) 에비해 1 군 (GSTM1+/GSTT1+) 및 3군 (GSTM1-/GSTT1+) 에서유의하게높았다. 반면, 감자류, 견과류, 곡류, 두류, Total는 DNA 손상감소효과가 1 군 (GSTM1+/GSTT1+) 및 4 군 (GSTM1-/GSTT1-) 에비해 2 군 (GSTM1+ /GSTT1-) 및 3 군 (GSTM1-/GSTT1+) 에서유의하게높게나타났으며오일류는 3군 (GSTM1-/GSTT1+) 에서유의하게높은 DNA 손상감소효과가나타났다. 한식식단의 GSTM1 및 GSTT1 유전자다형성에따른 DNA 손상감소효과한식식단은 1인 1회섭취분량의비율에맞게 7일의식단을모두혼합한한식혼합식단의추출물을임파구에 pre-treatment 방식으로처리하여 DNA 손상감소효과를알아본결과 Fig. 3와같다. GSTM1 genotype에서보면,

7 16 / GST 유전자다형성에따른한식에서의식물성식품군과한식의 DNA 손상감소효과 Fig. 1. Relative score of lymphocyte DNA damage of Korean plant food groups at 50 µg/ml concentration according to the GSTM1 genotype. *p < 0.05, t-test. Total: mixture of 10 Korean plant food groups. Tail moment와 Tail length로본 DNA 손상감소효과는 GSTM1 genotype에따른차이를보이지않았지만 (Fig. 3(B), (C)), % DNA in tail로본 DNA 손상감소효과는 GSTM1 mutant type에비해 wild type에서유의하게높은차이를보였다 (Fig. 3(A)). 그러나 GSTT1 genotype을살펴보면, DNA 손상감소효과는 GSTT1 genotype에따라세가지지표모두유의한차이를보이지않았다 (Fig. 4). GSTM1과 GSTT1의 combined genotype에따라 DNA 손상감소효과를 1군 (GSTM1+/GSTT1+), 2군 (GSTM1+ /GSTT1-), 3군 (GSTM1-/GSTT1+), 4군 (GSTM1-/GSTT1-) 으로분류하여살펴본결과 Fig. 4와같다. 한식혼합식단 추출물에서세가지지표모두 4군중 2군 (GSTM1+/ GSTT1-) 일때 DNA 손상감소효과가가장높은경향을보였으나유의한차이는없었다 (Fig. 4). 고찰 본연구에서한식에서주로섭취하는식물성식품군중대부분의식품군에서 GSTM1 유전자다형성에따른 DNA 손상감소효과가차이를보이지않았으나곡류와오일류의 DNA 손상감소효과가 GSTM1 mutant type에서 wild type 보다더높게나타났다. 사용한식품류가다르

8 Journal of Nutrition and Health (J Nutr Health) 2017; 50(1): 10 ~ 24 / 17 Fig. 2. Relative score of lymphocyte DNA damage of Korean plant food groups at 50 µg/ml concentration according to the GSTT1 genotype. * p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, t-test. Total: mixture of 10 Korean plant food groups. 긴하지만, GSTM1의경우 mutant type에서 DNA 손상감소효과가높게나타난결과가몇몇연구에서보고되었다. 15,26-29 Riso 등 26 은브로콜리를섭취한건강하고젊은흡연자의 DNA 복구력과손상을관찰한결과, 브로콜리의섭취에따라 GSTM1 mutant type을가진대상자들에게서 wild type에비해 DNA 손상감소효과가더크게나타남을관찰하였다. 본연구실에서수행한실험에서 8주간건강한성인에게포도주스를섭취시킨후 GST 유전자다형성에따른항산화영양상태변화를관찰한결과, 포도주스섭취후 GSTM1 mutant type 대상자에서혈장 γ-tocopherol이 증가했으며 DNA 손상이감소하였다. 11 Marotta 등 27 은 72 세 ~84세남녀노인에게발효된파파야조제물을섭취시킨결과, GSTM1 mutant type에서 8-OHdG와 DNA adduct가감소함을보고하였으며, Hofmann 등 15 은물냉이 (watercress) 를건강한성인에게 8주동안 85 g을보충섭취시킨결과, 항산화효소인 GPX (glutathione peroxidase) 와 SOD (superoxide dismutase) 의발현효과가 GSTM1 mutant type에서만나타남을보고하였다. 위의선행연구들에서몇가지서로다른항산화식품을섭취한후 GSTM1 mutant type을가진대상자들에게서 wild type에비해항산화능개

9 18 / GST 유전자다형성에따른한식에서의식물성식품군과한식의 DNA 손상감소효과 Fig. 3. Relative score of lymphocyte DNA damage of Korean diet at 250 µg/ml concentration according to the GSTM1 and GSTT1 genotype. *p < 0.05, ***p < NS: not significant, t-test Fig. 4. The effect of Korean diet pre-treatment on H 2 O 2 -induced DNA damage in human lymphocytes, classified according to GST genotype. Different letters are significantly different among GST genotypes by Duncan's multiple range test. 선효과및 DNA 손상감소효과가더뚜렷하게나타난결과에대한정확한이유는알수없지만 GSTM1 mutant type 대상자의체내에서는십자화과채소등에풍부하게들어있는생체에유용한 ITC (isothiocyanate) 또는설포라판등이천천히대사됨으로써조직에더많은 ITC가머물게되고, 15 따라서이들의생체이용률이높아지기때문이라는설명이가능하다. 28,29 또 GSTM1 genotype이 GST 계열의다른효소활성에영향을미칠수있으며, 살충제노출시 GSTM1 mutant type일경우신체의자체보호기전에의해 GSTM1이결손되어항산화능이감소하는것에 대한보상으로다른 GST 유전자형인 GSTT1 type이활성화됨이보고되었다. 30 본연구에서사용한곡류, 오일류와선행연구에서사용한식품들이다르기는하지만, 식물성식품군속여러항산화물질들이 GSTM1 유전자다형성에따라 DNA 손상보호효과와항산화효소에영향을미칠수있을것으로생각된다. 한편, 이런연구결과들과는반대로 GSTM1 wild type에서녹차섭취의 DNA 손상감소효과가 mutant type보다더크게나타났다는연구결과 31 가있는가하면, GST 유전자다형성에따른관상동맥질환환자의산화스트레스와염증마커와의관계를관찰한연

10 Journal of Nutrition and Health (J Nutr Health) 2017; 50(1): 10 ~ 24 / 19 Table 4. The effect of Korean plant food group pre-treatment on H 2 O 2 -induced DNA damages in human lymphocytes, classified according to GST genotype 1) GST genotypes Food Groups Group 1 (N = 4) GSTM1+/ GSTT1+ Group 2 ( N = 5) GSTM1+/ GSTT1- Group 3 (N = 4) GSTM1- /GSTT1+ Group 4 (N = 4) GSTM1-/ GSTT1- Positive control (H 2 O 2 ) 2) DNA in tail (%) Potatoes 41.8 ± 3.0 ab3) 39.7 ± 1.7 ab 38.1 ± 2.1 a 45.9 ± 2.0 b Nuts 32.3 ± 1.3 a 34.2 ± 1.9 a 30.3 ± 1.1 a 39.4 ± 1.2 b Cereals 47.3 ± 2.7 NS4) 45.7 ± ± ± 1.7 Fruits 17.9 ± 1.0 a 24.6 ± 1.9 b 20.5 ± 1.4 ab 30.0 ± 1.4 c Kimchi 25.7 ± 1.2 a 32.1 ± 1.4 b 25.9 ± 1.7 a 34.6 ± 1.2 b Legumes 38.4 ± 1.8 a 38.5 ± 1.4 a 36.0 ± 2.2 a 45.4 ± 1.2 ab Mushroom 14.4 ± 1.1 a 20.8 ± 1.5 b 13.0 ± 1.0 a 24.8 ± 1.0 c Oils 50.8 ± 3.3 NS 50.5 ± ± ± 1.9 Vegetables 15.8 ± 0.4 a 23.8 ± 1.6 b 18.8 ± 1.2 a 28.5 ± 1.1 c Seaweeds 23.5 ± 1.2 a 27.2 ± 1.4 ab 25.5 ± 2.0 ab 29.4 ± 1.6 b Total 5) 36.9 ± 1.3 a 33.6 ± 2.4 a 31.3 ± 2.1 a 43.3 ± 1.1 b Tail moment (%) Potatoes 24.7 ± 1.9 NS 23.8 ± 1.2 3) 20.8 ± ± 0.8 Nuts 19.2 ± 1.0 bc 18.1 ± 0.8 ab 15.6 ± 1.4 a 21.5 ± 0.4 c Cereals 30.5 ± 2.4 b 26.3 ± 1.4 ab 23.0 ± 2.4 a 25.6 ± 0.6 ab Fruits 11.1 ± 0.5 a 12.7 ± 0.5 a 11.2 ± 1.0 ab 14.7 ± 0.4 b Kimchi 16.4 ± 0.9 ab 17.5 ± 0.8 ab 15.0 ± 1.2 a 19.0 ± 1.4 b Legumes 23.4 ± 1.7 b 21.9 ± 1.0 ab 19.0 ± 1.7 a 23.1 ± 0.8 b Mushroom 8.3 ± 0.3 b 9.6 ± 0.4 b 6.3 ± 0.7 a 11.8 ± 0.3 c Oils 28.8 ± 2.3 ab 30.3 ± 1.4 b 23.4 ± 3.2 a ab Vegetables 10.1 ± 0.5 a 12.4 ± 0.4 b 9.0 ± 0.6 a 13.0 ± 0.3 b Seaweeds 13.7 ± 0.8 a 15.1 ± 0.5 ab 13.7 ± 1.1 a 16.3 ± 0.4 b Total 20.7 ± 1.3 ab 19.3 ± 0.9 ab 17.7 ± 1.6 a 22.5 ± 0.6 b Tail length (%) Potatoes 35.0 ± 1.0 b 28.1 ± 1.4 a 29.4 ± 2.4 a 29.7 ± 1.4 a Nuts 29.6 ± 1.5 b 23.0 ± 1.5 a 22.7 ± 2.1 a 29.6 ± 0.6 b Cereals 40.7 ± 2.1 b 30.1 ± 1.9 a 30.7 ± 2.7 a 33.7 ± 0.9 a Fruits 22.9 ± 1.3 b 18.7 ± 0.8 a 17.9 ± 1.0 a 20.9 ± 1.5 ab Kimchi 29.9 ± 0.7 c 23.2 ± 1.3 a 25.0 ± 1.9 ab 28.2 ± 1.2 bc Legumes 34.3 ± 1.0 b 27.4 ± 1.2 a 26.6 ± 1.7 a 29.9 ± 1.4 a Mushroom 15.4 ± 1.2 a 13.8 ± 0.4 a 12.4 ± 1.4 a 19.0 ± 1.2 b Oils 36.1 ± 1.3 ab 35.2 ± 1.6 ab 30.3 ± 3.5 a 37.3 ± 0.9 b Vegetables 21.7 ± 1.4 b 17.6 ± 1.2 a 15.9 ± 1.2 a 21.2 ± 1.2 b Seaweeds 23.9 ± 1.2 ab 21.2 ± 0.8 a 21.0 ± 1.5 a 25.0 ± 1.1 b Total 28.1 ± 1.5 ab 24.8 ± 1.0 a 26.2 ± 1.9 ab 29.6 ± 1.4 b 1) All values are Relative score (%) for positive control (means ± SE) 2) Positive control (H 2 O 2 ): The maximum amount of DNA damage 3) Different letters are significantly different among GST genotypes by Duncan's multiple range test. 4) NS: not significant 5) Total : mixture of 10 Korean plant food groups 구에서, 혈장 GSH 수준은 GSTM1 genotype 따라차이를보이지않았다고연구결과 32 도보고되었다. 이렇게연구자에따라서로다른결과가보고되는것은식품이단일성분으로구성되어있지않고복합적인성분이기때문일것이다. 이러한문제에대해어떤결론을도출하기위해서는앞으로이부분에관해더욱상세하고심화된연구가수행되 어야하리라고본다. GSTT1 유전자다형성에따른한식식물성식품군의 DNA 손상감소효과는 GSTM1과는반대로식물성식품중과일류, 채소류, 버섯류, 김치류, 견과류, 해조류등거의모든식물성식품군에서큰차이를보였으며, GSTT1 mutant type보다 wild type에서 DNA 손상감소효과가더

11 20 / GST 유전자다형성에따른한식에서의식물성식품군과한식의 DNA 손상감소효과 높게나타났다. 이러한결과는선행연구보고들 과잘일치한다. Wilms 등 33 은성인에게 4주간블루베리와사과주스를섭취시킨결과, GSTT1 wild type에서 mutant type 보다 DNA 손상보호효과가더크게나타났음을보고하였으며, 그이유로 GSTT1이결손되면산화와항산화의균형이 pro-oxidant 쪽으로치우쳐폴리페놀의산화가촉진되어블루베리와사과주스같은항산화식품을투여하였을때 GSTT1 mutant type에서는투여한항산화제의효과가덜나타나기때문이라고설명하였다. 33 GSTT1 wild type 에 quercetin과 vitamin C나녹차등을처리하거나투여할경우, GST 등을포함한 UGT, NQO1과같은 phase II 효소가잘유도되며 H 2 O 2 에의해일어나는산화가감소되기때문인것으로보인다. 29,32,33 이렇게몇가지가설이제시되고있긴하지만, 특정식품의섭취가 GSTM1 genotype 에서는 mutant type 에서, GSTT1 genotype 에서는거꾸로 wild type에서항산화효과와 DNA 손상감소효과에유익한영향을주는작용기전이현재까지정확하게밝혀지지는않고있다. 다만본연구를통해한식에서주로섭취하는식물성식품군속여러항산화물질들이 GSTM1과 GSTT1 유전자다형성에따라 DNA 손상보호효과와항산화활성에서로다른영향을미친다는것은확인할수있었으며, 앞으로식품군별로 GST 유전자다형성에따른이러한효과의정확한기전을밝힐더치밀하고깊은연구가필요할것으로보인다. GSTM1과 GSTT1 중에서어느 genotype이각식품군에미치는영향이큰지를알아보기위해 GSTM1과 GSTT1의 combined genotype을네그룹으로나누고한식식물성식품군의 DNA 손상감소효과를비교해보았을때, GSTM1 이모두 wild type인 1군과 2군보다 GSTT1이모두 wild type인 1군과 3군에서 DNA 손상보호효과가크게나타난식품군이더많았던것으로보아 GSTM1 mutant type보다는 GSTT1 wild type의영향력이더크다는해석이가능할것이다. GST 유전자다형성과 isothiocyanate (ITC) 가풍부하게함유되어있는양배추, 브로콜리등의십자화과채소섭취와의관련성을본연구에서소변중 ITC 수준과십자화과채소섭취와의관련성이 GSTM1 type 에따라서는유의하게달라지지않았으나, GSTT1에서는 wild type에서더높은관련성을나타내어 GSTT1 wild type에서 ITC가더활성화되는것으로생각된다. 36 ITC는 phytochemical인 glucosinolate가장내로흡수되면서장내미생물에의해형성되는물질로써세포사멸을유도하며, 15 세포성장을억제하여강력한항암작용을한다. 37 또한 ITC 는개시단계에서 phase Ⅰ 효소를억제하고 phase Ⅱ 효소를활성화시키는데영향을미친다. 38 본연구에서 사용한채소류에는십자화과채소인배추, 무, 양배추가포함되어있으며, 김치류에속하는여러김치의주재료또한대부분십자화과채소들이므로위에서언급한여러선행연구는본연구에서과일류, 버섯류, 채소류, 해소류를처리하였을때 GSTT1 wild type에서 DNA 손상감소효과가높았던이유를뒷받침해주는연구들이라고볼수있다. 그러나십자화과채소외에도채소류와김치류외에과일류와버섯류해조류의경우에도 ITC를비롯한다른유효성분들이 DNA 손상감소효과증가에영향을미쳤을것으로보이며, 본연구에서다룬각식품군에들어있는항산화물질이무엇인가에따라 GST 유전자다형성에미치는유전적인민감도가서로다를것이므로이부분에대해서는앞으로더욱깊은기전연구가필요할것이다. 한편본연구에서 4가지 type에따른 DNA 손상감소효과가식품군및 DNA 손상정도를측정하는지표에따라다르게나타나어떠한결론을내리기는어려웠으나, DNA 손상지표중 DNA in tail(%) 지표로보았을때과일류, 김치류, 버섯류, 채소류, 해조류의 DNA 손상감소효과가 both wild type인 1군에서더높았다는결과도주목할만하다. Yuan 등 39 은건강한성인에게 2주간과일과채소를섭취시킨후 GSTM1과 GSTT1 유전자다형성에따라항산화능에미치는영향을살펴본결과, both mutant type에비해 both wild type에서적혈구 catalase, 적혈구 GR (glutathione reductase), GST (glutathione S-transferase) 활성이증가함을밝혔으며이와같은결과는본연구결과와일치한다. 또 Wilms 등 34 도 vitamin C를인체임파구세포에처리하였을때 GSTM1, GSTT1 both mutant type에서오히려 DNA가더손상됨을관찰하여본연구를뒷받침하였다. 그러나 GSTM1과 GSTT1 유전자다형성에따른 ITC 섭취와폐암발병위험을연구한 Zhao 등 40 의연구에서는 ITC가풍부한식사를할경우폐암발병률이 both wild type보다 both mutant type에서더낮아 both mutant type이더유리함을관찰하여본연구결과와는반대의결과도보고되었으며이는아마도 mutant type에대한신체보상의결과라고생각된다. 30 따라서본연구에서몇몇식품군을처리하였을때 both wild type 인 1군과함께 2군 (GSTM1+/GSTT1-) 및 3 군 (GSTM1-/GSTT1+) 에서도 DNA 손상보호효과가높게나타남은 GSTM1 또는 GSTT1 의 mutant type의영향을부분적으로받아보상작용이일어남으로써 DNA 손상감소효과에차이가나타난것으로보인다. 그러나다른한편으로 GSTM1 및 GSTT1 both mutant type인 4군에서모든식품군의 DNA 손상보호효과가가장적게나타난것으로보아, 두가지효소가모두결손되었을때는이와같은신체보호기전에따른보상효

12 Journal of Nutrition and Health (J Nutr Health) 2017; 50(1): 10 ~ 24 / 21 과가나타나지않을지도모른다는추측이가능하다. 앞으로이부분에대해서는더욱깊은연구가필요하다. 한식식단의경우, 식물성식품군결과와는반대로 GSTM1 wild type에서 mutant type에비해 DNA 손상보호효과가높게나타났는데이는식품이단일성분으로구성되어있지않고복합적인성분으로구성되어있으므로연구에사용하는식품이무엇인가에따라체내대사가달라지기때문일것이다. 한식식단은여러식품들을섞어서식단으로구성한것이어서한식을구성하는각식물성식품에비해한식식사패턴을더잘나타내준다고볼수있다. Lampe 등 16 은 GSTM1 wild type과 mutant type에따른채식식단중재연구에서미나리과와배추과식품이많이포함된식단을섭취한대상자의 GST-mu 활성을측정한결과, GSTM1 wild type에서각각 18%, 26% 증가함을보고하면서, 그이유로 GSTM1 결손은채소에많이들어있는 ITC를배설시키므로 GST-mu 활성에차이가나타난것으로보고하여본연구결과를뒷받침하였다. 식품도단일성분으로구성되어있지않고복합적인성분일뿐아니라그런식품들로구성된식단은더욱복합적인조성을가지게되므로단일결론을내기는쉽지않다. 이러한문제에대해어떤결론을도출하기위해서는앞으로더욱통합적이고광범위한연구가수행되어야하리라고본다. 한식식단에대해 GSTM1과 GSTT1 combined genotype 네그룹의 DNA 손상감소효과를비교한결과유의한차이가나타나지않았다. 이와같은결과는아마도한식을구성하는각식품군추출물에비해한식식단추출물은총체적으로여러식품이훨씬더다양하게포함되어있으므로 GST genotype에대해어떤특이한반응을보이지않는것으로보인다. 그동안이와관련된연구로는한식식단을구성하는각식물성식품군의 in vitro 총항산화능을측정한연구, 15 그리고한식식물성식품군의 in vitro 총항산화능 (TDAC) 과 ex vivo DNA 손상보호효과와의관련성연구 6 등한식식단혹은한식을구성하는각식품군의항산화우수성을여러가지측면에서밝힌선행연구들이진행되어왔다. Schroeder 등 41 은심혈관계질환위험요인인과체중, 비만인성인을대상으로한 Dietary Guidelines for Americans (DGA) 와한식식사의식사패턴효과를비교한영양중재연구에서 4주간 DGA와한식식사섭취후대상자의 total cholesterol 및 LDL 수준이감소함으로써심혈관질환의위험요인에긍정적인변화가나타났음을보고하였다. 현재까지한나라의고유한식사패턴과항산화능의관련성을본연구는많지않으며주로지중해식식사패턴에대한연구가가장많다. 한식식사와식물성식품과동물성 식품의비율이비슷한지중해식식사는대표적인건강식사로알려져있다. 스페인지중해식식사는커피와와인등음료는총항산화능의 68% 를기여하고과일류와채소류가 20% 정도총항산화능에기여한다는연구가있으며, 14 지중해식식사가 NEAC (non enzymatic antioxidant capacity) 에미치는영향을관찰한 Zamora-Ros 등 42 의연구에서심혈관계위험요인을가진 50~80세대상자에게 1 년간영양중재연구후인체항산화활성을측정한결과혈장 NEAC 수준이증가하였다. 또한지중해식식사가심혈관계질환을예방할수있는지를알아본 Estruch 등 43 은지중해식식사에엑스트라버진올리브오일과견과류를보충한식사가심혈관계질환을예방하는데도움이된다고밝혔다. Chung 등 44 은식사패턴과아토피피부염, GSTM1 및 GSTT1 유전자다형성과의관계를살핀결과전통적인한식식사패턴을가진어린이들중 GSTM1 wild type이거나혹은 GSTT1 wild type인어린이들에게서아토피피부염발병이낮음을보고하였다. 그외에도과일주스와채소의섭취가많은식사를하는건강한성인에게서 GSTM1, GSTT1 both wild type에서적혈구 GST 활성과항산화능바이오마커수준이유의적으로증가함도보고되었다. 30 요약하면, 한식에서주로섭취하는식물성식품군에서는식품에따라부분적으로 GSTM1은 mutant type에서, GSTT1은 wild type에서 DNA 손상보호효과가더크게나타났으며, GSTM1과 GSTT1의 combined genotype에따른 DNA 손상보호효과는식품군에따라다르게나타났다. 반면, 한식식단에서는 DNA 손상보호효과가 GSTM1 wild type에서 mutant type보다더크게나타났으며, GSTT1 genotype에는영향을받지않는것으로나타났다. 이와같은결과는한식식물성식품군및식사패턴의항산화기능우수성을증명하는기초자료가될것이며, 나아가개인별유전자에따른항산화맞춤영양연구를시작하는시발점이될수있을것이다. 앞으로 GST 유전자다형성에따른한식과한식에서주로섭취하는식물성식품군의유전적민감도를더명확하게규명하기위해서는대상인원을늘려수행하는광범위한연구가필요할것으로보인다. 본연구의첫번째제한점으로는 ex vivo 연구를위한채혈대상자수가부족하여각 GST 유전자다형성별로충분한인체대상자를확보하지못하였다는점을들수있다. 본연구에서각유전자다형성별로모두 27명의대상자가참여하였으며, 4군으로나누면각군당 4명혹은 5명의대상자가참여하였는데, 적어도각군당 10명이상의대상자를모집하였으면더욱신뢰할만한데이터를얻을수있었을것이다. 그러나실제로 DNA 손상을측정하기위한 comet assay를수행하기위해서는각대상자별로식품군하나당

13 22 / GST 유전자다형성에따른한식에서의식물성식품군과한식의 DNA 손상감소효과 150개이상의임파구를현미경으로관찰하여야하고, 여기에각식품군추출물샘플이 10개이상이되므로현실적으로실험을해야하는양이너무많은것도대상자수를늘리기어려운하나의원인이되었다. 두번째제한점으로는한식에서주로섭취하는식물성식품군들의 DNA 손상감소효과를보이는기전중하나로 ITC의함량이제시되고있으나본실험에서 ITC 성분함량을측정하지못한점이다. 세번째제한점으로는한식식단의경우조금더다양한식단, 혹은일주일이상좀더장기간의식단을수집하여실험을진행하지못한점이다. 앞으로이런점들을고려한다양하고깊은장기연구가진행되어야할것이다. 요약 본연구는건강한성인남녀를대상으로 glutathione S- transferase (GST)M1 및 T1 유전자다형성에따라한식에서주로섭취하는식물성식품군과한식식단의 DNA 손상감소효과를측정하여유전적민감도가어떻게나타나는지를알아보기위해수행되었다. 이를위하여건강한성인남녀 59명을대상으로혈액을채취하여 GST genotype 을분류하였으며그중 17명을선발하여 DNA 손상감소효과를 Comet assay를이용하여측정하였고 DNA damage relative score로나타냈다. 제 5기 2차년도국민건강영양조사를활용하여한국인이많이섭취하는식물성식품을 10 가지식품군 ( 감자류, 견과류, 곡류, 과일류, 김치류, 두류, 버섯류, 오일류. 채소류. 해조류 ) 으로분류후, 각식품군별총섭취량의 1% 이상을섭취한 84종의식품을한식식물성식품으로최종선정하였으며한식식단 (Korean diet) 은한국영양학회에서발행한 [2010 한국인영양섭취기준 ] 에제시되어있는 1주일표준식단 (2,000 kcal/day) 을사용하였다. GSTM1 유전자다형성에따른한식식물성식품군의 Tail moment로본 DNA 손상감소효과는곡류와오일류에서만 GSTM1 wild type보다 mutant type에서유의하게높았다. 이에비해 DNA 손상감소효과를 % DNA in tail과 Tail moment로본결과, 견과류과일류채소류버섯류김치류해조류에서 GSTT1 mutant type에비해 wild type에서유의하게더높게나타났다. GSTM1과 GSTT1의 combined genotype에따라한식식물성식품의 DNA 손상감소효과를본결과, 과일류, 김치류, 버섯류, 채소류, 해조류는 1군 (GSTM1+/GSTT1+) 및 3군 (GSTM1-/GSTT1+) 에서, 오일류는 3군 (GSTM1-/GSTT1+) 에서 DNA 손상감소효과가유의하게높았으며. 감자류, 견과류, 곡류, 두류, Total은 DNA 손상감소효과가 2군 (GSTM1+/GSTT1-) 및 3군 (GSTM1-/GSTT1+) 에서유의하게높아식품군에따라 GST 유전자다형성에따른 DNA 손상감소효과가다르게나타나는것을확인할수있었다. 한식식단은 DNA 손상의세가지지표인 % DNA in tail, Tail moment, Tail length로측정해본결과 GSTM1의경우 wild type에서 mutant type보다더크게나타났으며, GSTT1의경우는 genotype에따라 DNA 손상이달라지는경향은있었지만유의한차이를나타내지않았다. 결론적으로한식에서주로섭취하는식물성식품군에서는식품에따라부분적으로 GSTM1은 mutant type에서, GSTT1은 wild type에서 DNA 손상보호효과가더크게나타났으며, GSTM1과 GSTT1의 combined genotype에따른 DNA 손상보호효과는식품군에따라다르게나타났다. 반면, 한식식단에서는 DNA 손상보호효과가 GSTM1 wild type에서 mutant type보다더크게나타났으며, GSTT1 genotype에는영향을받지않는것으로나타났다. 이와같은결과는한식식물성식품군및식사패턴의항산화기능우수성을증명하는기초자료가될것이며, 나아가개인별유전자에따른항산화맞춤영양연구를시작하는시발점이될수있을것이다. 앞으로 GST 유전자다형성에따른한식과한식식물성식품군의유전적민감도를더명확하게규명하기위해서는대상인원을늘려수행하는광범위한연구가필요할것으로보인다. References 1. Ministry of Health and Welfare, Korea Centers for Disease Control and Prevention. Korea Health Statistics 2015: Korea National Health and Nutrition Examination Survey (KNHANES VI-3). Sejong: Korea Centers for Disease Control and Prevention; Lee HS, Cho YH, Park J, Shin HR, Sung MK. Dietary intake of phytonutrients in relation to fruit and vegetable consumption in Korea. J Acad Nutr Diet 2013; 113(9): Lee JY. A study on planning the policy for the globalization of Korean food [dissertation]. Seoul: Chung-Ang University; Omenn GS, Goodman GE, Thornquist MD, Balmes J, Cullen MR, Glass A, Keogh JP, Meyskens FL Jr, Valanis B, Williams JH Jr, Barnhart S, Cherniack MG, Brodkin CA, Hammar S. Risk factors for lung cancer and for intervention effects in CARET, the Beta- Carotene and Retinol Efficacy Trial. J Natl Cancer Inst 1996; 88(21): Park CH, Kim KH, Yook HS. Comparison of antioxidant and antimicrobial activities of bracken (Pteridium aquilinum Kuhn) according to cooking methods. Korean J Food Nutr 2014; 27(3): Lee MY, Han JH, Kang MH. Protective effect of Korean diet food groups on lymphocyte DNA damage and contribution of each food group to total dietary antioxidant capacity (TDAC). J Nutr Health 2016; 49(5): Lee MY, Kim HA, Kang MH. Comparison of lymphocyte DNA damage levels and total antioxidant capacity in Korean and Amer-

14 Journal of Nutrition and Health (J Nutr Health) 2017; 50(1): 10 ~ 24 / 23 ican diet. Nutr Res Pract 2017; 11(1): Park YK, Park E, Kim JS, Kang MH. Daily grape juice consumption reduces oxidative DNA damage and plasma free radical levels in healthy Koreans. Mutat Res 2003; 529(1-2): Pool-Zobel BL, Bub A, Müller H, Wollowski I, Rechkemmer G. Consumption of vegetables reduces genetic damage in humans: first results of a human intervention trial with carotenoid-rich foods. Carcinogenesis 1997; 18(9): Sinha R, Caporaso N. Diet, genetic susceptibility and human cancer etiology. J Nutr 1999; 129(2S Suppl): 556S-559S. 11. Cho MR, Han JH, Lee HJ, Park YK, Kang MH. Purple grape juice supplementation in smokers and antioxidant status according to different types of GST polymorphisms. J Clin Biochem Nutr 2015; 56(1): Cho HJ, Lee SY, Ki CS, Kim JW. GSTM1, GSTT1 and GSTP1 polymorphisms in the Korean population. J Korean Med Sci 2005; 20(6): Rebbeck TR. Molecular epidemiology of the human glutathione S- transferase genotypes GSTM1 and GSTT1 in cancer susceptibility. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 1997; 6(9): Saura-Calixto F, Goñi I. Antioxidant capacity of the Spanish Mediterranean diet. Food Chem 2006; 94(3): Han JH, Lee HJ, Cho MR, Chang N, Kim Y, Oh SY, Kang MH. Total antioxidant capacity of the Korean diet. Nutr Res Pract 2014; 8(2): Hofmann T, Kuhnert A, Schubert A, Gill C, Rowland IR, Pool- Zobel BL, Glei M. Modulation of detoxification enzymes by watercress: in vitro and in vivo investigations in human peripheral blood cells. Eur J Nutr 2009; 48(8): Lampe JW, Chen C, Li S, Prunty J, Grate MT, Meehan DE, Barale KV, Dightman DA, Feng Z, Potter JD. Modulation of human glutathione S-transferases by botanically defined vegetable diets. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2000; 9(8): Kim SJ, Kim MG, Kim KS, Song JS, Yim SV, Chung JH. Impact of glutathione S-transferase M1 and T1 gene polymorphisms on the smoking-related coronary artery disease. J Korean Med Sci 2008; 23(3): Yu Y, Song Y. Three clustering patterns among metabolic syndrome risk factors and their associations with dietary factors in Korean adolescents: based on the Korea National Health and Nutrition Examination Survey of Nutr Res Pract 2015; 9(2): Woo HD, Shin A, Kim J. Dietary patterns of Korean adults and the prevalence of metabolic syndrome: a cross-sectional study. PLoS One 2014; 9(11): e The Korean Nutrition Society. Dietary referece intakes for Koreans. 1st rev. ed. Seoul: The Korean Nutrition Society; Lee SG, Oh SC, Jang JS. Antioxidant activities of citrus unshiu extracts obtained from different solvents. Korean J Food Nutr 2015; 28(3): Pemble S, Schroeder KR, Spencer SR, Meyer DJ, Hallier E, Bolt HM, Ketterer B, Taylor JB. Human glutathione S-transferase theta (GSTT1): cdna cloning and the characterization of a genetic polymorphism. Biochem J 1994; 300(Pt 1): Bell DA, Taylor JA, Paulson DF, Robertson CN, Mohler JL, Lucier GW. Genetic risk and carcinogen exposure: a common inherited defect of the carcinogen-metabolism gene glutathione S- transferase M1 (GSTM1) that increases susceptibility to bladder cancer. J Natl Cancer Inst 1993; 85(14): Singh NP, McCoy MT, Tice RR, Schneider EL. A simple technique for quantitation of low levels of DNA damage in individual cells. Exp Cell Res 1988; 175(1): Riso P, Martini D, Møller P, Loft S, Bonacina G, Moro M, Porrini M. DNA damage and repair activity after broccoli intake in young healthy smokers. Mutagenesis 2010; 25(6): Marotta F, Weksler M, Naito Y, Yoshida C, Yoshioka M, Marandola P. Nutraceutical supplementation: effect of a fermented papaya preparation on redox status and DNA damage in healthy elderly individuals and relationship with GSTM1 genotype: a randomized, placebo-controlled, cross-over study. Ann N Y Acad Sci 2006; 1067(1): Gasper AV, Al-Janobi A, Smith JA, Bacon JR, Fortun P, Atherton C, Taylor MA, Hawkey CJ, Barrett DA, Mithen RF. Glutathione S- transferase M1 polymorphism and metabolism of sulforaphane from standard and high-glucosinolate broccoli. Am J Clin Nutr 2005; 82(6): Lampe JW. Interindividual differences in response to plant-based diets: implications for cancer risk. Am J Clin Nutr 2009; 89(5): 1553S-1557S. 30. Yuan L, Ma W, Liu J, Meng L, Liu J, Li S, Han J, Liu Q, Feng L, Wang C, Xiao R. Effects of GSTM1/GSTT1 gene polymorphism and fruit & vegetable consumption on antioxidant biomarkers and cognitive function in the elderly: a community based cross-sectional study. PLoS One 2014; 9(11): e Hakim IA, Harris RB, Chow HH, Dean M, Brown S, Ali IU. Effect of a 4-month tea intervention on oxidative DNA damage among heavy smokers: role of glutathione S-transferase genotypes. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2004; 13(2): Tang JJ, Wang MW, Jia EZ, Yan JJ, Wang QM, Zhu J, Yang ZJ, Lu X, Wang LS. The common variant in the GSTM1 and GSTT1 genes is related to markers of oxidative stress and inflammation in patients with coronary artery disease: a case-only study. Mol Biol Rep 2010; 37(1): Wilms LC, Boots AW, de Boer VC, Maas LM, Pachen DM, Gottschalk RW, Ketelslegers HB, Godschalk RW, Haenen GR, van Schooten FJ, Kleinjans JC. Impact of multiple genetic polymorphisms on effects of a 4-week blueberry juice intervention on ex vivo induced lymphocytic DNA damage in human volunteers. Carcinogenesis 2007; 28(8): Wilms LC, Claughton TA, de Kok TM, Kleinjans JC. GSTM1 and GSTT1 polymorphism influences protection against induced oxidative DNA damage by quercetin and ascorbic acid in human lymphocytes in vitro. Food Chem Toxicol 2007; 45(12): Valerio LG Jr, Kepa JK, Pickwell GV, Quattrochi LC. Induction of human NAD(P)H:quinone oxidoreductase (NQO1) gene expression by the flavonol quercetin. Toxicol Lett 2001; 119(1): Seow A, Shi CY, Chung FL, Jiao D, Hankin JH, Lee HP, Coetzee GA, Yu MC. Urinary total isothiocyanate (ITC) in a populationbased sample of middle-aged and older Chinese in Singapore: relationship with dietary total ITC and glutathione S-transferase M1/ T1/P1 genotypes. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 1998; 7(9): Visanji JM, Duthie SJ, Pirie L, Thompson DG, Padfield PJ. Dietary isothiocyanates inhibit Caco-2 cell proliferation and induce G2/M

15 24 / GST 유전자다형성에따른한식에서의식물성식품군과한식의 DNA 손상감소효과 phase cell cycle arrest, DNA damage, and G2/M checkpoint activation. J Nutr 2004; 134(11): Pool-Zobel B, Veeriah S, Böhmer FD. Modulation of xenobiotic metabolising enzymes by anticarcinogens -- focus on glutathione S-transferases and their role as targets of dietary chemoprevention in colorectal carcinogenesis. Mutat Res 2005; 591(1-2): Yuan L, Zhang L, Ma W, Zhou X, Ji J, Li N, Xiao R. Glutathione S- transferase M1 and T1 gene polymorphisms with consumption of high fruit-juice and vegetable diet affect antioxidant capacity in healthy adults. Nutrition 2013; 29(7-8): Zhao B, Seow A, Lee EJ, Poh WT, Teh M, Eng P, Wang YT, Tan WC, Yu MC, Lee HP. Dietary isothiocyanates, glutathione S-transferase -M1, -T1 polymorphisms and lung cancer risk among Chinese women in Singapore. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 2001; 10(10): Schroeder N, Park YH, Kang MS, Kim Y, Ha GK, Kim HR, Yates AA, Caballero B. A randomized trial on the effects of 2010 Dietary Guidelines for Americans and Korean diet patterns on cardiovascular risk factors in overweight and obese adults. J Acad Nutr Diet 2015; 115(7): Zamora-Ros R, Serafini M, Estruch R, Lamuela-Raventós RM, Martínez-González MA, Salas-Salvadó J, Fiol M, Lapetra J, Arós F, Covas MI, Andres-Lacueva C; PREDIMED Study Investigators. Mediterranean diet and non enzymatic antioxidant capacity in the PREDIMED study: evidence for a mechanism of antioxidant tuning. Nutr Metab Cardiovasc Dis 2013; 23(12): Estruch R, Ros E, Salas-Salvadó J, Covas MI, Corella D, Arós F, Gómez-Gracia E, Ruiz-Gutiérrez V, Fiol M, Lapetra J, Lamuela- Raventos RM, Serra-Majem L, Pintó X, Basora J, Muñoz MA, Sorlí JV, Martínez JA, Martínez-González MA; PREDIMED Study Investigators. Primary prevention of cardiovascular disease with a Mediterranean diet. N Engl J Med 2013; 368(14): Chung J, Kwon SO, Ahn H, Hwang H, Hong SJ, Oh SY. Association between dietary patterns and atopic dermatitis in relation to GSTM1 and GSTT1 polymorphisms in young children. Nutrients 2015; 7(11):