매실 유용성분의 폐암세포 생장억제 기전에 관한 연구

Abstract

본 연구는 매실 추출액과 매실 유용성분인 Ursolic acid와 Oleanolic acid에 의한 인간 폐암 세포인 A549의 생장억제 기전을 밝히고자한 연구이다. 세포내 신호전달계로 생물학적 반응에 중요한 역할을 하는 전사조절인자인 NFκB의 핵 내 유입을 알아보기 위함과 세포 독성율 및 증식율을 보기 위해 매실 추출액의 농도를 0, 5, 10, 20, 30 mg/mL 으로 희석하여 처리하였고, 매실의 유용성분인 Ursolic acid와 Oleanolic acid도 세포 독성율과 증식율, 더불어 Proteasome 활성을 측정하기위해 각 농도를 0, 5, 10, 20, 40, 80 μM 과 0, 10, 40, 80 μM 으로 처리하여 실험하였다.

1. 세포 독성(Cytotoxicity) 및 증식율(Cell Proliferation)의 변화는 MTT assay를 사용하였고 독성은 10% 미만의 독성율을 나타낸 농도를 세포에 급성독성을 미치지 않는다고 보았다. 매실 추출액의 경우 농도 20 mg/mL 에서 10% 미만의 독성율을 나타냈고 30-100 mg/mL 의 농도에서는 11.2-91.23% 까지 독성율이 증가하였다. 매실 유용성분으로 처리했을 경우 첫 번째로 Ursolic acid는 농도 0-30 μM 에서 10% 미만의 독성율을 나타냈고, 40-80 μM 에서는 10.8-16.6% 까지 독성율이 증가하였으나 농도 100 μM 에서는 1.09%로 다시 감소하는 경향을 보였다. 두 번째로 Oleanolic acid는 농도 0-10 μM 에서 10% 미만의 독성율을 보였으며, 20-100 μM 에서는 오히려 독성율이 감소하는 경향을 보여 전자보다 효과가 떨어지는 것으로 나타났다. 증식율은 매실 추출액의 경우 농도 0-50 mg/mL 에서 감소경향을 보이다가 농도 60 mg/mL 부터는 다시 증가하였고, Ursolic acid는 농도 0-10 μM 까지 증가하였으나 그 이후로는 감소하였다. Oleanolic acid는 농도 0-30 μM 에서는 감소하였고 그 이후에 농도 40과 60에서 약간 증가하였으나 다시 낮아지는 경향을 보였다. 이를 통하여 매실 추출액과 매실 유용성분이 사람 폐암 세포인 A549의 증식을 억제하는 것을 확인 할 수 있었다.

2. NFκB의 변화 농도는 Western Blot법을 이용하여 분석하였다. NFκB의 발현 값은 매실 추출액을 0, 5, 10, 20, 30 mg/mL 으로 희석하여 처리했고, Image J 프로그램을 이용하여 Nucleolin과 NFκB의 band를 정량하여 수치화하였다. TNF-α를 처리하지 않는 control 에서는 NFκB가 발현되지 않았으나 TNF-α를 처리하자 매실 농축액의 농도에 따라 NFκB가 활성화되어 band로 나타났다. 매실 추출액의 농도에 따라 NFκB 발현 값이 점차 증가하다가 농도 30 mg/mL 에서는 감소하는 경향을 보였지만 통계 처리를 한 결과 집단 간의 유의성은 없는 것으로 나타났다. 이를 통해 매실 추출액의 높은 농도에서 NFκB의 활성이 감소되는 경향은 보였지만 인간 폐암 세포인 A549 cell의 핵 내 유입은 유의적으로 억제하지 못하는 것으로 확인 되었다.

3. Proteasome 활성 Proteasome 역가는 형광광도계(Digital Filter Fluorometer, Turner(R) Ouante chTM)를 이용하여서 측정했다. 매실 추출액의 농도는 0, 5, 10, 20, 30 mg/mL 로 처리했고 Ursolic acid는 0, 5, 10, 20, 40, 80 μM, Oleanolic acid는 세포 독성율과 증식율에서 다른 처리 물질에 비해 낮은 효과를 보인 것을 토대로 저 농도에서 0과 10 μM, 고 농도에서 40과 80 μM 을 선택하여 Proteasome 활성을 측정했다. 매실 추출액은 농도 10 mg/mL을 제외한 나머지 5, 20, 30 mg/mL 농도에서 매실을 처리하지 않은 농도 0 과 비교해 보았을 때 Proteasome 활성 값이 많이 감소되면서 통계 처리 결과 집단 간의 유의적인 차이를 보였다. Ursolic acid는 농도가 높아질수록 매실 추출액이 비하여 Proteasome 활성이 더 감소하는 것을 알 수 있었다. 농도 10 μM 에서 약간 높아지는 경향을 보였으나 가장 높은 농도인 80 μM 에서는 Proteasome 활성 값이 8.62% 로 크게 떨어지면서 집단 간 유의성을 나타내었다. Oleanolic acid는 농도 0, 10, 40 μM 까지는 비슷한 활성이 나타났고, 농도 80 μM 에서만 감소되어 매실 추출액과 Ursolic acid에 비해서는 낮은 Proteasome 활성을 보이며 유의적이지 않은 것으로 확인 되었다.

이와 같은 결과를 종합해보면 인간 폐암 세포인 A549에 매실 추출액을 처리했을 때 세포 독성율 및 증식율의 감소를 확인할 수 있었고, 농도 증가에 따라 Proteasome의 활성도 감소하는 것으로 나타났다. 또한 매실 추출액이 NFκB의 발현을 부분적으로 감소시키기는 하였으나 NFκB의 핵 내 유입은 유의적으로 억제하지는 못한다는 결과를 얻을 수 있었다. 매실의 유용성분으로 처리한 경우 Ursolic acid는 세포 독성율과 증식율 감소, Proteasome 활성 감소에서 모두 유의적인 것으로 확인할 수 있었다. Oleanolic acid는 세포 독성율, 증식율 억제, Proteasome 활성에서 부분적인 감소는 나타났지만 매실 추출액과 Ursolic acid의 결과와 비교했을 때는 그 효과가 낮은 것으로 나타나 인간 폐암 세포인 A549의 증식억제에는 유의적이지 않은 것으로 확인 되었다. 세 가지 처리물질 중에서도 매실 추출액을 이용했을 때가 지속적인 증식억제를 보였는데, 이는 매실 자체가 가지고 있는 유용 성분들이 추출액에도 그대로 함유되어 있어 한 가지의 물질로 처리했을 때 보다는 더 높은 효과를 보인 것으로 예측된다. 하지만 매실 추출액에 들어있는 성분들이 모두 다 폐암세포에 영향을 미쳤는지에 대한 부분이 확실치 않으며, 여러 성분 들 중에서도 Ursolic acid 처럼 한 가지 물질로 처리했을 때도 높은 증식억제를 보였듯이 어떠한 특정 물질의 영향으로서 나타날 수도 있기 때문에 매실 추출액이라는 포괄적인 부분을 더 세분화시켜 그 안에 함유되어 있는 성분들에 대한 분석과 연구가 필요하겠다. 매실을 이용한 항암 연구들을 토대로 어떠한 성분들이 효과가 있었는지 파악하고 세분화하여 폐암 세포에 적용시킨 후 영향을 미치는지에 대한 연구가 더 진행되어야 할 것이며, 나아가 이러한 유용성분들을 이용하여 폐암을 예방 할 수 있는 기능성 식품이나 약제로서의 개발도 이루어져야겠다.