Journal of Life Science 14 Vol. 24. No. 8. 93~99 ISSN (Print) 1225-9918 ISSN (Online) 2287-346 DOI : http://dx.doi.org/1.5352/jls.14.24.8.93 는체계적인신호전달과정을통해일어나는능 동적인세포사로여러가지형태학적 생화학적변화를동반 하게되는데 조직손상및감염에의한 의실패는 암을비롯한각종질환의원인이되는것으로밝혀져있다 최근연구결과에따르면몇몇 및 가암세포의파괴된 기전을수복 하거나분화를유도하는것으로알려져이를응용한새로운 암치료제연구개발이활기를띠고있다 는 가지 로부터합성되는물질로생체내에서항상성을 조절하고신경계와면역계의주요매개인자로작용한다 뿐만 아니라 는그발생량에 를항진시키거나저해 하는데 등과같은체내항산화계에의 해 가소거되지않을때 의과다축적으로야기되는 는 의기능상실 핵의응축 단편화등을초래하며암세포의세포사멸을유도하는역할을한다 암세포의 유발은복합적과정이기때문에 세포주기의교란과저해를통한암화과정및종양진행의억제는새로운항암제발굴에있어매우중요한의의를갖는다 세포주기의전환은 과 의상호작용에의해조절되며 이러한 과 의발현장애는비정상적인세포의증식과암의변성을유발한다 복합체는세포주기의각기에서의활성이순간적으로증폭되며 합성이개시되는 기에서는 와 가 가합성되는 기에서는 와 은 와복합체를형성하며 기의주요조절자로작용하고이들의지속적인순환에의해세포증식이이루어진다 일반적으로암세포는정상세포보다활발하게세포주기가진행되며 세포분열이이행되기에앞서세포주기의정체로발생되는 는새로운세포주기의진입을저지하여암세포의 를유발하는것으로알려져있다 아울러유방암 식도암 대장암 폐암세포등에서 복합체의과발현및 복합체의활성을억제하는 등의변이가관찰되고이를차단함으로써궁극적으로암세포의선택적궤사를유도할수있다는실험적증거가보고되어 암을제어할수있는유용
94 생명과학회지 14, Vol. 24. No. 8 한단계로써연구의필요성이강조되고있다 제주조릿대는한라산일대에군락을이루어분포하고있으며기후변화등의요인으로자생지역이급격히확산되고있는추세로한라산식생의생물다양성을교란하는위협적인존재로부각되고있다 제주조릿대를인위적으로제거하는것은현실적인어려움이있어 이를효과적으로자원화하고높은부가가치를창출하기위해식품 의약품 향장품등으로의산업화가대안으로제시되고있지만현재까지의연구개발은미흡한실정이다 지금까지이루어진연구결과로는조릿대의혈당강하능 항균활성등에국한되어있지만항산화기능을하는것으로알려진유효성분이다량함유되어있다는사실과대식세포의종양억제작용을증강시키는등일부항암효과가제시되면서제주조릿대의항암소재로써의개발가능성을시사하는중요한요인이되고있다 이밖에도항암제의정상세포에대한독성및유해성여부가여전히논란이되고있어안정성과관능상문제가적은천연자원을소재로한항암제및항암보조제의연구개발이각광받고있으며 이에본연구에서도제주조릿대의항암제제로써의가능성을검증하여지역산업발전을도모하고효율적인자원화방안을마련하고자한다 본연구에사용된제주조릿대는증류수로세척하여 시간동안동결건조후분쇄하였다 건조된제주조릿대에 의농도가되도록 을첨가하여 으로 시간동안 회반복하여유효성분을추출하였다 추출액을 에서 분간원심분리시키고 μ의여과필터로걸러내어부유성분을제거하였으며 감압농축을통해얻어낸고형성분을다시동결건조시켜보관하였다 실험시에는 를이용하여 의농도로 을만든다음적정농도로배지에희석하여사용하였다 세포배양에사용된 와 는 는 은 에서각각구입하였으며 세포생존율측정에이용된 은 에서구입하였다 또한세포주기분석을위해필요한 는 에서 와 분절검사에이용된 및 생성량측정을위한 는 에서구입하여사용하였다 본실험에사용된 인간폐암세포는 인간대장암세포는 인간간암세포는 인간유방암세포 인간자궁경부암세포 및 인간흑색종세포는 배지에 μ 과 을첨가하여 습윤한 에서배양하였다 세포가배양용기의 정도증식하였을때적정수의세포를유지하기위하여 으로세척한후 를처리하여계대배양하였고배양액은 일마다교환하였다 제주조릿대의세포독성은 을이용하여측정하였는데 에 이되도록세포를분주하고제주조릿대를 μ의농도로 시간동안처리하여 에서의흡광도를 로측정하였다 분석은 등 의방법에따라분석하였다 시험세포주 에제주조릿대를 시간동안처리하여회수한뒤 로고정하였다 고정된세포는 가포함된 로 회세척하였으며 μ의 로염색하여 μμ의 가포함된 에넣고 에서 분간반응시킨다음 를이용하여세포주기를분석하였다 준비된세포를수집하여 로 를분리하여 에서 분 동안전기영동한뒤 로염색하고 하에서 단편화현상을관찰하였다 생성량은 등의방법에따라 위와동일한조건의배양용기에서 μ 씩의배지를취하여동량의 를첨가하고이를 분간실온에서반응시켜 인 생성정도를 파장에서측정하였
Journal of Life Science 14, Vol. 24. No. 8 95 으며 이때 농도에대한표준곡선은 를사용하여작성하였다 본실험의결과는평균 표준편차로표시하였으며 통계처리는 에의해 인경우유의한것으로판정하였다 제주조릿대의항암활성을알아보기위하여다양한인간암세포종 인간폐암세포 인간유방암세포 인간간암세포 인간자궁경부암세포 인간대장암세포 인간흑색종세포을대상으로증식억제효과를탐색하였다 제주조릿대를농도별 μ로처리하였을때시간이경과함에따라암세포주의생존율이비례적으로감소함을보였으며 시간배양한결과 세포의성장을 억제하는농도 값이 μ 와 세포의 이각각 와 μ로우수한세포독성효과를보인반면 μ μ μ 세포는미비한활성을나타내었다 이러한현상은급성림프구성백혈병세포 와혈구암세포 에대나무추출물을처리하였을때농도가증가함에따라암세포의생존율을감소시키고 유방암세포 에조릿대추출물을첨가하였을때 과같은성분이세포독성을유발한다는결과와유사한것으로보인다 그러나조릿대추출물이간암세포 의생장을저해한다는보고와는판이하게나타났는데 이는조릿대와제주조릿대간의활성성분차에기인한것으로추측된다 여러암종에대한제주조릿대의증식억제작용에 가수반되는지파악하기위하여우수한항암활성을보인 세포를대상으로 발생빈도와 분절형성유무를조사하였다 제주조릿대추출물이나타내는세포사멸작용을 μ의농도까지검색하였을때 의발생빈도가농도의존적으로증가하였고 최고농도 μ에서 세포가 와 세포에비해높게나타났다 또한이와 A375 Hela HCT116 1 1 8 6 4 5 μg/ml 1 μg/ml μg/ml 1 1 8 6 4 1 1 8 6 4 24 48 72 24 48 72 24 48 72 Time (hr) Time (hr) Time (hr) MCF-7 A549 HepG-2 1 1 1 1 8 6 4 1 8 6 4 1 8 6 4 24 48 72 24 48 72 24 48 72 Time (hr) Time (hr) Time (hr) μ
96 생명과학회지 14, Vol. 24. No. 8 같은경향으로 분절현상이농도의존적으로뚜렷하게 증가하는것을확인할수있었다 Sub-G1 (%) 4 3 1 A375 Hela HCT116 5 1 Concentration (μg/ml) μ µg/ml 여타선행연구결과에의하면대나무잎추출물이 를활성화시킴으로써백혈병세포 과대장암세 포 의생장을저해하고 죽여는 에의한 κ 경로를차단하여섬유육종 세포의 를유도하는것으로보고된바있다 이외에도제주조릿대의 가 의 활성을현저히감소시켜흑색종세포의악성화를억제한다는 연구결과가발표되어 본연구에서도제주조릿대에함유되 A375 Hela HCT116 5 1 5 1 5 1 어있는다양한활성물질이여러암종의 를유발하였을것으로예상된다 는 및 유발과정에핵심적인역할을하며 과도한 의축적은세포내산화적스트레스증가에따른 손상을야기할뿐만아니라미토콘드리아의기능을파괴함으로써 에의한 를항진시키는작용을한다 등에따르면제주조릿대에함유되어있는 성분에의해발생된 와 가대장암 와 세포의생장을저해하고 등은조릿대추출물에의한백혈병세포 와 의사멸작용에 와 가연관되어있음을발표하였다 본연구에서는 에나타난바와같이 세포에제주조릿대처리시 생성량이농도의존적으로증가하는것으로나타났는데 μ에서 배증가 이는제주조릿대등에존재하는기능성성분이 를증가시켜암세포의생장을저해한다는보고와부합된다 하지만다양한식물소재에의해 가억제되어대장암 유방암 폐암등이사멸한다는 상반된결과들도나오고있어제주조릿대에의해유도된 와 의상관관계기전규명등더많은연구들이필요한것으로사료된다 다음으로제주조릿대의항종양효과가세포주기기능제어에의한현상인지확인하기위해선정된 가지암종 의세포주기를검토한결과암종마다각기상이하게조절되는것을관찰할수있었다 좀더자세히살펴보자면 세포는세포주기중 기가점차증가되는전형적인 를나타냈는데이는 에의해발생된 기의지연이흑색종세포의증식을저해한다는기존연구와함께 세포주기교란과관련되어보고된많은천연물추출물의 기지체에따른암세포자멸사유도와유사한결과이다 특히차가버섯추출물은신경교모세포종 에서 의결합을방해 S. μ μ μ
Journal of Life Science 14, Vol. 24. No. 8 97 μ 하여세포주기의이행을효과적으로정지시킴과동시에위암세포 와자궁경부암 등에서도효능이있음이제시되었고 유자 탱자및천년초선인장추출물은유방암세포 의 기를지체시킴으로써세포생존율을저하하는등폭넓은연구가이루어지고있다 하지만 는예상과달리 기의미약한증가외에뚜렷한경향성을보이지않아단정할순없으나세포주기조절과무관한것으로추정되며 의경우 기의차단에따른 에의해분열이중단됨을알수있었다 이러한작용은 성분이 세포에서 에의해유도된 를항진시켜 에따른사멸을유도한다는연구결과를뒷받침함과동시에 에의한 의 기억제작용이약 전후였던반면제주조릿대는약 로더뛰어난효력을지님을예측할수있다 본연구결과는대다수의선행연구결과가 에한정되어있다는점에서볼때중요한기초자료가될것으로사료되며 세포주기의교란이암세포의자연사멸을유도하는과정에있어매우유용한요소임을고려하여볼때이후 및 세포주에대해더욱심도있는연구가요구되어진다 현재까지제시된암의치료법으로는방사선요법 화학요법및외과적절제술이있으며 이중항암제를이용한화학요법은현대의학의발전에도불구하고암세포에대한낮은특이성으로여러부작용을유발하는한계를지니고있다 그러므로최근에는기존항암제보다암세포에대한선택성이높아효율적이고안전성이높은천연물유래의소재개발이새로운항암치료제발굴의표적이되고있어본연구에서도이러한연구개발의일환으로여러암종을대상으로제주조릿대의항암 제제로써의가치를검증하였다 기존보고에따르면다양한약리작용을하는 이제주조릿대에다량포함되어있다는점에서미루어보아암의예방과치료에유효할것으로추정될뿐아니라 이와같은의약품으로의자원화가궁극적으로제주지역의한라산식생파괴방지대책이될수있을것으로기대된다 상기의결과를종합하여보면제주조릿대의여러암종에대한독성이 와밀접한연관성이있으며 일부암종에서제주조릿대처리시 발생이동반되는것으로미루어보아제주조릿대에의한 유발기전에 가관여하고있다는사실을암시한다 또한추가적인자료를확보하기위하여세포주기분석을진행한결과일부암세포주에서 기교란현상이관찰되었으며이는제주조릿대가비정상적인세포주기이행에따라초래되는암세포의과잉생장을방지함으로써항종양효과가진다는것을의미하는결과로 이외에 조절을통한자연사멸기전을동반함을잠정적으로시사하는것이다 이에대한구체적인분자생물학적기전분석이이루어지지않은상태에서단정할수없으나이상의결과를토대로볼때제주조릿대의항암제제로써의개발가능성이입증되었으며 추가적인기전규명을통해더욱경제적인암세포자연사멸유도전략을수립하는데기여할수있을것으로예상된다 또한향후암치료제로서제주조릿대를활용하기위해서는이에따른동물실험및임상실험을수행해야할것으로사료된다 이논문은 년도정부교육부의재원으로한국연구재단의지원을받아수행된기초연구사업입니다
98 생명과학회지 14, Vol. 24. No. 8 α κ
Journal of Life Science 14, Vol. 24. No. 8 99 제주대학교생명공학부독성학실험실 제주대학교아열대농업생명과학연구소 본연구에서는제주도한라산에광범위하게자생하는제주조릿대의항암제제로써의이용가능성을평가하기위하여 개암세포 를대상으로세포주기교란작용및자연사멸효과를탐색하였다 분석결과제주조릿대가다양한암세포의증식을효과적으로저해하였으며 기의증가와 분절로인한자연사멸증가에산화질소가연관성이있었다 이와별개로제주조릿대는세포주기의장애를야기하여암세포의생장을억제하는것으로나타나상기의결과들로예측하여볼때제주조릿대를항암활성을지닌소재로활용가능할것이며 향후정확한자연사멸기전규명을위한연구가진행되어야할것이다