Petunia Hybrida에서 Flavonoid-3´-Hydroxylase cDNA clone의 염기서열분석

류순효,김영순,정현숙 조선대학교 생명과학연구소 1998 생명과학 연구 Vol.6 No.-

Flavonoids are plant secondary metabolities which can be found in almost every vascular plant examined. Despite the variation of flavonoids, their basic structure is relatively simple and consists of two aromatic C6 rings (called as A and B ring) connected by a C3 unit. On the basic C15 skeleton, various oxidations, additions and rearrangements occur which determine the flavonoid classes formed. In this way aurones, flavanones, flavones, isoflavonoids, flavonols and anthocyanins can be distinguished. In most cases hydroxylations of the B-ring occur at the C15 stage by specific hydroxylases. In this way the dihydrokaempferol produced by Flavonoid-3-hydroxylase acts as a substrate for a 3´-hydroxylase (resulting in the synthesis of dihydroquercetin) or a 3´, 5´-hydroxylase (resulting in the formation of dihydromyricetin) Flavonoid-3´-hydroxylase (F-3´-OH) and Flavonoid-3´,5´-hydroxylase play an essential role in flavonoid modification in flavonoid biosynthetic pathway. For the study of flavonoid biosynthetic pathway and Flavonoid-3´-hydroxylase gene´s character, the petunia Flavonoid-3´-hydroxylase gene was characterized by nucleotide sequencing. The petunia Flavonoid-3´-hydroxylase gene had high degree of sequence of similarity to flavonoid biosynthetic genes from other organism. In addition, petunia Flavonoid-3´-hydroxylase gene was known as a cytochrome P450s.

Flavonoids의 약리작용(I) -Flavonoies 구조와 과민반응 억제작용과의 상관성-

김창종(Chang Johng Kim),정진모(Jin Mo Chung) 대한약학회 1990 약학회지 Vol.34 No.5

The activities of twenty-one flavonoids and their related compounds on the hypersensitivity reaction against various antigens were studied in vitro and in vivo. 1.Generally flavonoids inhibited significantly the homologous passive cutaneous anaphylaxis (PCA) induced by reaginic antibody as compared as anaphylaxis by compound 48/80-induced mast cell degranulation, and so more strongly active in the IgE-mediated anaphylaxis than non-IgE-mediated anaphylaxis. 2.Flavonoids inhibited remarkably Arths reaction, hemolysin titer, delayed hypersensitivity, haemaggltitinin titer, rosette forming cells and plague forming cells against sheep red blood cells, and so it exhibited that flavonoids inhibited type 2, 3 and 4 hypersensitivity. 3.Quercetin, kaempferol, hesperetin, disodium cromoglycate, malvin and baicalein were active dose-dependently in the all types of hypersensitivity. Fisetin, daidzein, morin, narigin, flavone, catechin, rutin, hesperidin, neophsperidin, apigenin and chrysin were significantly active in the various types of hypersensitivity, but apigenin, rutin and catechin were less active in the delayed hypersensitivity. Taxifolin was significantly active in PCA and histamine-induced anaphylaxis except other types of hypersensitivity. Rotenone and cyanin also inhibited all types of hypersensitivity, but they are toxic. 4.Based on these results from hypersensitivity, the following flavonoid structure-activity relationships became apparent. 1)Flavonoids with C2-3 double bond in C-ring were more active than that of C2-3 saturation. 2)Flavonoids with C4 ketone group in C-ring were more active than absence of them except catechin and malvin. 3)Flavonoids with benzene ring at positions 2 or 3 in C-ring exhibited same activities. 4)Flavonoids with opening of the C-ring does not abolish their activities. 5)The glycosylated flavonoids in position 3 or 7 was less active than their aglycone. 6)Flavonoids with the more hydroxy group in A and B-ring were more active. 7)Flavonoids with or without C3-OH did not change their activities.

Flavonoid 생합성:생화학과 대사공학적 응용

박종석,박종범,김경환,하선화,한범수,김용환,Park, Jong-Sug,Kim, Jong-Bum,Kim, Kyung-Hwan,Ha, Sun-Hwa,Han, Bum-Soo,Kim, Yong-Hwan 한국식물생명공학회 2002 식물생명공학회지 Vol.29 No.4

주요 농작물에서 건강-방어용 flavonoids 생성, phytoalexin (isoflavonoid, flavanol, proanthocyanidin)의 생성 및 소절을 통한 식물의 저항력 증대, 색소 (flavonol, anthocyanin)의 합성에 의한 자외선 방어, nod 유전자 inducer (flavones, isoflavones)의 대량 발현에 의한 혹 형성 (nodulation) 효율증대 등은 대사공학 적으로 향상 가능한 부분들이다. 파란 꽃을 개화하는 품종이 카네이션, 국화, 장미 등 중요 장식용 화훼작물들에는 결핍되어 있는데,이는 F3'5'H 유전자가 없어서 파란색 delphinidin 색소를 생산할 수 없기 때문으로 추정된다. 따라서 F3'5'H 유전자를 형질전환 하여 이러한 제한을 극복하고 delphinidin 유도체 생산이 가능하게 되면 파란색 꽃의 생산 가능성을 증대시킬 수 있게 된다. 또한 영양학적인 측면에서 이미 중요한 생리적 기능이 밝혀진 catechin을 비롯한 proanthocyanidin 과 anthocyanin은 의약품 및 식품첨가제 등 다양한 분야에서 크게 시장성을 넓히고 있어 상업적 측면에서 대사공학의 유망한 목표가 되고 있다. 최근의 대사공학 분야에서의 많은 성공에도 불구하고, flavonoid에 대한 고도의 대사공학 조절을 이용하여 원하는 flavonoid 화합물을 생성하거나, 원치 않는 flavonoid 화합물을 억제하도록 하는 데는 여전히 기술적 문제점들이 남아있다. 예를 들면 IFS와 FLS 등의 유전자 분리 그리고 조직 및 시기 특이적인 promoter 개발 등이 동시에 이루어져야 하며, co-pigmentation 및 액포 pH와 관련된 메카니즘에 대한 이해, 화훼작물들의 형질전환 기술 개발 등이 이루어져야 원하는 꽃의 착색 조절이 가능하게 될 것이다. 최근 나팔꽃에서 액포의 $Na^{+}$H$^{+}$ exchanger를 파괴하여 화색을 변경시킨 mutants 연구를 통하여 조만간 액포 pH의 조절을 이용한 식물 대사공학이 가능할 것으로 기대되고 있다 (Yamaguchi et al. 2001). 아직 자연계에서 기본적인 골격의 변경만으로 수천 종류의 flavonoid가 생성 가능한가는 여전히 의문점으로 남아 있으나, 분명한 것은 다양한 식물 체계에서의 노력으로 농업, 원예, 그리고 영양분 증대를 위한 flavonoid 대사를 어떻게 조절할 것인가에 대한 정보를 얻을 수 있고, 또한 flavonoid 생합성 연구로부터 얻어진 정보들을 통하여 세포질 대사와 기본적인 생물학적 현상에 대한 이해를 넓힐 수 있게 될 것이다. Flavonoid biosynthesis is one of the most extensively studied areas in the secondary metabolism. Due to the study of flavonoid metabolism in diverse plant system, the pathways become the best characterized secondary metabolites and can be excellent targets for metabolic engineering. These flavonoid-derived secondary metabolites have been considerably divergent functional roles: floral pigment, anticancer, antiviral, antitoxin, and hepatoprotective. Three species have been significant for elucidating the flavonoid metabolism and isolating the genes controlling the flavonoid genes: maize (Zea mays), snapdragon (Antirrhinum majus) and petunia (Prtunia hybrida). Recently, many genes involved in biosynthesis of flavonoid have been isolated and characterized using mutation and recombinant DNA technologies including transposon tagging and T-DNA tagging which are novel approaches for the discovery of uncharacterized genes. Metabolic engineering of flavonoid biosynthesis was approached by sense or antisense manipulation of the genes related with flavonoid pathway, or by modified expression of regulatory genes. So, the use of a variety of experimental tools and metabolic engineering facilitated the characterization of the flavonoid metabolism. Here we review recent progresses in flavonoid metabolism: confirmation of genes, metabolic engineering, and applications in the industrial use.

In Vitro 에서 Phosphatidate Phosphohydrolase 활성과 HepG2 세포증식에 미치는 Hesperidine, Naringin 및 그 Aglycone Flavonoid의 영향

차재영,조영수,Cha, Jae-Young,Cho, Young-Su 한국응용생명화학회 1997 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.44 No.4

Effects of four citrus flavonoids, hesperidin, naringin and their aglycones on phosphatidate phosphohydrolase(PAP, EC 3.1.3.3) activity were examined using isolated rat microsomes as an enzyme source. In addition, these flavonoids were tested to see whether they exert any influence on the proliferation and growth in cultured human hepatocytes HepG2 cells. Flavonoids at concentration up to $10{-4}M$ had no significant effect on the number of cells and cell proliferation by MTT cell growth assay method, whereas aglycone flavonoids, hesperetin and narigenin, at concentration of $10{-3}M$ significantly inhibited cell proliferation. Hesperetin inhibited PAP activity in a dose-dependent manner starting at concentration of $10{-5}M$. Narigenin at concentration of $10{-2}M$ inhibited PAP activity markedly, while the other flavonoids did not show any significant effect. The present study, therefore, demonstrated that aglycone flavonoids exerted portent effects on PAP activity and on cell proliferation. 감귤류에 포함되어있는 성분중, 생리활성물질로 거론되어지고 있는 citrus flavonoid 즉, hesperidin, hesperetin, naringin 및 naringenin 4종류를 가지고 간장triglyceride합성의 율속효소로 알려져 있는 phosphatidate phosphohydrolase 활성에 대하여 in vitro계에 미치는 영향과 이들 flavonoid가 HepG2 세포의 생존율 및 증식에 미치는 영향에 대해서도 함께 검토하였다. 그 결과 본 실험에 사용된 모든 flavonoid 는 $10{-4}M$ 농도까지는 세포생존율 및 증식이 최고에 도달하였으나, $10{-3}M$ 농도에서 aglycone flavonoid는 현저한 저해효과를 나타냈다. naringin 및 hesperidin의 glycoside flavonoid는 첨가한 모든 농도에서 PAP활성을 촉진시키는 경향을 나타내었다. 그러나, aglycone flavonoid인 hesperetin은 PAP활성을 농도 의존적으로 저해하였으며, naringenin은 $10{-2}M$ 농도에서 강한 저해효과를 나타내었다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 aglycone flavonoid가 생체내에서 세포 생존율, 증식 및 지질대사에 강한 영향을 미칠 것으로 생각되어진다.

플라보노이드(Flavonoids)의 구조적 특성에 따른 피부에 미치는 영향에 관한 고찰

이재은,박세연 한국피부과학연구원 2022 아시안뷰티화장품학술지 Vol.20 No.1

Functional materials with anti-aging properties that prevent aging in the human body in advance have been attracting attention in the pharmaceutical, food, and cosmetic industries, and active research regarding cosmetic ingredients employing flavonoids among such substances is underway. Therefore, this general review assessed previous studies regarding the effect of various flavonoids on the skin according to their structural characteristics. In this study, the antioxidant, whitening, and antiinflammatory effects of flavonoids present in natural extracts were analyzed. Among the flavonoids, the collagen activity enhancing, antioxidant, anti-inflammatory, and whitening effects of apigenin, baicalein, genistein, naringenin, hesperetin, proanthocyanidins, quercetin, and kaempferol were evaluated. In addition, a study conducted to increase the bioavailability of flavonoids by converting them into clathrates using the structural characteristics of β-cyclodextrin, which further analyzed the difference in the effects of glycoside-containing and non-glycoside flavonoids, was reviewed. Another study reported that the 3'-hydroxyl functional group of flavonoids plays an important role in their antioxidant and anti-inflammatory activities; hence, effects consequent to the modification of their molecular structure were expected. Therefore, the studies that suggest that structural modifications can supplement the efficacy of verified flavonoids are considered to be valid. In future, flavonoids may be used as a stable anti-aging material on the basis of this study on their effects on the skin according to their structural characteristics. 본 인체의 노화를 사전에 예방하기 위한 항노화 기능성 물질들이 의약품, 식품, 화장품 업계 등에서 주목을 받고 있으며, 그러한 물질 중 flavonoids를 이용한 화장품 성분에 관한 연구가 계속되고 있다. 이에 본 총설에서는 다양한 flavonoids 화합물의 구조적 특성에 따라 피부에 미치는 영향에 관한 선행 연구들을 고찰하였다. 본 연구에서는 천연추출물에 포함된 flavonoids의 항산화, 미백, 항염증 효과를 확인하였으며, flavonoids 성분 중 apigenin, baicalein, genistein, naringenin, hesperetin, proanthocyanidins, quercetin, kaempferol의 콜라겐 활성 증진 및 항산화, 항염, 미백효과를 확인하였다. 또한 β-cyclodextrin의 구조적 특성을 이용해flavonoids를 포접체로 만들어 생체이용률을 높일 수 있는 연구 결과를 확인하였으며, flavonoids의 배당체와 비배당체 형태에 따른효과를 분석한 연구를 검토하였다. 또 다른 연구에서는 flavonoid의 3'-hydroxyl기가 항산화 및 항염 작용에 중요한 역할을 한다고보고하여 분자 구조의 수정으로 인한 효과가 예상되었다. 따라서 구조적 변형이 검증된 flavonoids의 효능을 보완할 수 있다는 연구는 타당하다고 판단된다. Flavonoids의 구조적 특성에 따른 피부에 미치는 영향에 대한 본 연구를 바탕으로 향후 안정적인 노화방지소재로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

가금 생산에서 천연 항산화제로서 식물성 Flavonoids의 적용

서문강민,장인석 한국가금학회 2022 韓國家禽學會誌 Vol.49 No.4

Poultry are exposed to extremely high levels of oxidative stress as a consequence of the excessive production of reactive oxygen species (ROS) induced by endogenous and exogenous stressors, such as high-stocking densities, thermal stress, environmental and feed contamination, along with factors associated with intensive breeding systems. Oxidative stress promotes lipid peroxidation, DNA damage, and inflammation, which can have detrimental effects on the health of birds. During the course of evolution, birds have developed antioxidant defense mechanisms that contribute to maintaining homeostasis when exposed to endogenous and exogenous stressors. The primary antioxidant defense systems are enzymatic and non-enzymatic in nature and play roles in protecting cells from ROS attack. Recently, plant flavonoids, which have been established to reduce oxidative stress, have been attracting considerable attention as potential feed additives. Flavonoids are a group of polyphenolic compounds that can be stabilized by binding structural compounds with ROS, and can promote the elimination of ROS by inducing the expression of antioxidant enzymes. However, although flavonoids can contribute to reducing lipid peroxidation and thereby enhance the antioxidant capacity of birds, they have low solubility in the gastrointestinal tract, and consequently, it is necessary to develop a delivery technology that can facilitate the effect intestinal absorption of these compounds. Furthermore, it is important to determine the dietary levels of flavonoids by assessing the exact antioxidant effects in the gastrointestinal tract wherein the concentrations of dietary flavonoids are highest. It is also necessary to examine the expression of transcriptional factors and vitagenes associated with the efficient antioxidant effects induced by flavonoids. It is anticipated that the application of flavonoids as natural antioxidants will become a particularly important field in the poultry industry. 최근 닭은 고도화된 육종개량과 함께 고밀도 사육, 열 스트레스, 환경 및 사료 오염 등과 같은 내외적 스트레스 요인에 의해 체 조직에서 과도한 활성산소(ROS) 발생으로 산화적 스트레스가 매우 높다. 산화적 스트레스는 지질과산화 작용으로 DNA 손상, 세포사 등을 유발하여 닭의 건강과 복지에 심각한 문제를 유발한다. 닭은 이러한 내외적 산화적 스트레스에 따라 항산화 효소와 비효소적 항산화 물질에 의해 활성산소를 제거하는 방어 작용을 한다. 최근 영양학적 방법으로서 산화적 스트레스를 억제하는 식물성 flavonoids 사료첨가제 개발에 주목하고 있다. Favonoid를 닭에게 급여 시 소화기관 및 근육에서 지질과산화도 감소, 항산화력 및 항산화 효소 활성도가 증가하는 것으로 항산화제로서 가치가 높다. Flavonoids는 구조화합물이 활성산소와 결합하여 안정화할 수 있는 구조로서 ROS를 소거 또는 항산화 효소의 발현을 통해 ROS를 제거한다. 또한 금속 이온과 결합하는 킬레이트화 작용, 산화효소 및 NO 생성 억제 등 다양한 항산화 작용이 있다. 그러나 문제점으로 flavonoid 화합물은 용해도가 낮아 소장 흡수세포에서 흡수율이 저하됨으로 이를 극복할 수 있는 체내 운반 기술의 개발이 필요하다. 또한 사료 섭취 시 flavonoid 농도가 가장 높은 곳이 위장관으로 이곳에서 명확한 항산화 효과를 나타내는 용량을 구명하여 첨가 수준을 결정하여야 한다. 항산화 작용기전은 스트레스에 따라 다양한 전사인자들(transcrptional factors)을 통해 스트레스 반응 유전자(vitagenes)의 발현을 유도한다. Flavonoid의 항산화 작용기전으로 Nrf-2와 Nf-kB 등과 같은 전사인사의 발현 과정과 vitagenes을 통해 효율적 항산화 효과를 나타내는 방법에 관한 연구도 중요하다. 닭에서 육종 및 사육 환경 요인에 따라 발생하는 산화 스트레스는 경제성과 더불어 동물복지 측면에서도 심각한 문제를 유발한다. Flavonoid 함유 천연 항산화제 개발과 적용은 가금 산업에서 향후 중요한 분야가 될 것으로 전망된다.

Flavonoids와 근류균의 상호작용

강상재,박우철,서상현,Kang, Sang-Jae,Park, Woo-Churl,Seo, Sang-Hyun 한국응용생명화학회 1997 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.44 No.4

본 연구는 숙주특이적인 근류형성에 두과작물의 뿌리분비물에 포함된 기주특이적인 flavonoids와 근류균의 상호작용에 대해 실험하였다. Flavonoid 화합물에 대한 근류균의 생물학적 활성은 B. japonocum의 경우 대두의 뿌리분비물에 포함된 flavonoid화합물인 daidzein과 genistein에서는 생장 증진 효과가 나타났으며, alfalfa의 뿌리분비물에 포함된 flavonoid인 luteolin에서는 생장 저해 효과가 나타났으며, R. meliloti의 경우 luteolin의 경우 생장증진 효과가 나타났으며, daidzein과 genistein의 경우 생장저해효과가 나타났다. 각 근류균의 흡수 특이성은 B. japonicum에서 daidzein과 genistein이 각각 $14.95\;{\mu}g/g$와 $14.20\;{\mu}g/g$로 가장 높고 luteolin이 가장 낮게 나타났으며, R. meliloti의 경우 luteolin이 $18.31\;{\mu}g/g$으로 가장 높고 daidzein과 genistein이 가장 낮게 나타났다. 이와 같은 사실로 숙주특이적인 flavonoids가 근류균의 숙주특이성에 깊은 관련이 있을 것으로 사료된다. This experiment was carried out to elucidate the biological activity and absorption characteristics of flavonoids in Rhizobium and Bradyrhizobium and to obtain basic information on host specific nodulation by flavonoids in rhizobium-legume symbiosis. The purpose of the present study was to explore the biological activity and the flavonoid absorption indicates that host-specificity is induced by flavonoids in symbiotic nitrogen fixation. Biological activity increased by daidzein and genistein treatment on B. japonicum KCTC 1539 whereas decreased by luteolin treatment but increased by luteolin treatment on R. meliloti whereas decreased by daidzein and genistein treatment. Daidzein and genistein are absorbed by B. japonicum, KCTC 1539 at higher rate than other flavonoids. Especially, luteolin was absorbed at a least rate. Luteolin are absorbed by R. meliloti KCTC 2353 at higher rate than other flavonoids. Especially, daidzein and genistein was absorbed at a least rate.

Metabolomics reveals abundant flavonoids in edible insect Antheraea pernyi

Fu Xin,Chai Chun-Li,Li Yu-Ping,Li Peng,Luo Shi-Hong,Li Qun,Li Muwang,Liu Yan-Qun 한국응용곤충학회 2021 Journal of Asia-Pacific Entomology Vol.24 No.3

The natural flavonoids in foods of plant origin have been well-characterized due to their beneficial biological properties. However, the information regarding the flavonoid compounds in edible insects remains severely limited. In the present study, we used a metabolomics approach to identify the flavonoid compounds in the Chinese oak silkworm, Antheraea pernyi Guérin-Méneville (Lepidoptera: Saturniidae), an traditional edible insect. Our study identified over 200 flavonoid metabolites in the larval midgut of A. pernyi with LC-ESI-MS/MS system. These flavonoid metabolites come from eight subclasses, including flavones (1 0 3), flavonols (34), flavonoids (28), flavanones (20), polyphenols (19), isoflavones (9), anthocyanins (9), and proanthocyanidins (4). The relative content of the flavones is the most abundant, with a value of 36.74% of the total. The top five flavonoid components in A. pernyi are hyperoside, isoquercitroside, tricin 7-O-hexoside, hesperetin 5-O-glucoside and protocatechuic acid, accounting for 51.17% of the total flavonoids. Hyperoside is the most abundant flavonoid compound (18.07% of the total) in A. pernyi. Our findings indicated targeted metabolomics is a useful approach to identify flavonoids in edible insects which contain abundant flavonoids than we already knew.

Flavonoid의 HT-29 대장암세포 증식 억제 효과

조영(Young Cho),최미용(Mi-Yong Choi) 한국식품영양과학회 2015 한국식품영양과학회지 Vol.44 No.3

본 연구에서는 최근 식생활의 서구화로 인해 발병률이 급증하고 있는 대장암의 진행을 억제하거나 감소시키고 인체 대장암 세포인 HT-29의 증식을 억제하며, 세포사멸을 유도하는 천연소재를 알아보기 위해서 flavonoid가 HT-29 인체 대장암 세포의 apoptosis 유도 및 기전에 미치는 영향을 알아보았다. MTT assay 결과 apigenin, rutin, naringenin, myricetin을 100 μΜ 농도로 처리하였을 때 62.71, 75.78, 74.24, 77.61%로 이 중 naringenin이 대장암 세포 성장에 억제 효과가 가장 높은 실험 결과를 나타내었다. Caspase-3 activity에서는 naringenin이 241.46%로 가장 높은 활성을 나타내었다. 이를 바탕으로 세포사멸과 관련된 유전자를 확인하고자 대장암 세포에 flavonoid인 apigenin, rutin, naringenin, myricetin에 100 μΜ 농도로 처리한 후 RTPCR을 실시한 결과, 세포사멸의 주요한 조절인자인 Bcl-2 family 단백질 중 Bcl-2는 rutin에 의해 감소되었고 Bax는 myricetin에 의해 증가하였으며, p53은 naringenin이 높게 발현되었다. 또한 western blotting을 통해 flavonoid인 apigenin, rutin, naringenin, myricetin에 100 μΜ 농도로 처리한 결과, Bcl-2 family 단백질과 더불어 세포사멸 조절에 중요한 역할을 하는 활성형인 cleaved caspase-3은 모두 증가하였고, 그중 myricetin이, PARP은 naringenin, E-cadherin은 rutin이 각각 높은 발현 양상을 나타내었다. 이번 실험 결과를 통해 flavonoid가 세포사멸의 주요한 조절인자인 Bcl-2 family 단백질의 발현이나 caspase의 활성 등을 조절하여 암세포 사멸인자인 Bcl-2의 발현은 감소시키고 Bax, p53, PARP의 발현을 증가시키는 것을 통해 대장암 세포의 apoptosis를 유도하였다. 또한 암세포의 전이와 관련된 E-cadherin의 발현도 조절하는 것을 관찰하였다. 이상의 연구를 통해 flavonoid가 대장암 세포의 증식을 억제 하는 효과가 있음을 확인하였으며, 세포사멸과 관련된 기전을 규명하였다. 이를 기초자료로 일상에서 쉽게 섭취할 수 있는 식품에 많이 존재하며 비교적 독성과 부작용이 적은 flavonoid를 이용한 천연 항암제 개발 가능성을 제시하였고, 추후 대장암의 암예방제 및 암치료제로 개발될 수 있도록 추가 연구 수행이 필요할 것으로 사료된다. This study was performed to elucidate the anti-proliferative and apoptotic mechanism of flavonoids in HT-29 human colon cancer cells. We investigated the anti-proliferative activity of flavonoids in HT-29 human colon cancer cells via cell viability assay (MTT assay), caspase-3 activity, RT-PCR, and western blotting. We cultured HT-29 cells in the presence of various flavonoids (apigenin, rutin, naringenin, and myricetin) at a concentration of 100 μM. In the MTT assay, naringenin showed the strongest effect on cell viability in HT-29 colon cancer cells. Caspase-3 activity, a marker of apoptosis, significantly increased upon naringenin treatment. For RT-PCR, myricetin significantly increased Bax protein levels, naringenin increased p53 protein levels, and rutin reduced expression of the anti-apoptotic protein Bcl-2. Western blotting of HT-29 colon cancer cells showed that myricetin increased cleaved caspase-3 protein levels, naringenin significantly increased poly (ADP-ribose) polymerase protein levels, and rutin increased E-cadherin protein levels. These results indicate that flavonoid exerts anticancer effects on human colon HT-29 cells through a caspase-dependent apoptotic pathway.

플라보노이드의 항암 효능과 면역중재성 항암 작용 및 기작

이제형,이용규 한국식품영양과학회 2019 한국식품영양과학회지 Vol.48 No.8

The side effects resulting from chemotherapy for cancer treatment are mostly related to immunosuppression or reduced immunity. To prevent such side effects, many studies have started focusing on natural dietary substances that have immunomodulatory effects. Flavonoids have been a particular focus of such research because they are known, for over 20 years, to have outstanding antioxidant and anti-inflammatory effects. New molecular targets of anticancer activities continue to be discovered and a comprehensive overview of various anticancer immunity studies is soon expected, and so this current study reviews the recent study results on flavonoids (quercetin, hesperidin, epigallocatechin, genistein, luteolin, kaempferol, apigenin), their anticancer activities, their anticancer immunity, their anti-inflammatory cancer suppression activity, and the mechanism of these actions. In particular, immunomodulatory flavonoids activate effector cells like macrophages, NK cells, and neutrophil granulocytes, and these cells then infiltrate themselves into tumor to slay these malignant cancer cells. Immunomodulatory flavonoids also suppress the formation and growth of tumor by suppressing TR cells, activating TC and TH cells, increasing IFN-γ, and decreasing PD-L1, IL-1 and TLR. Fortunately, there were some recent clinical reports on flavonoids preventing cancer recurrence. However, the number of reports is not enough to support flavonoids’ clinical effects and adoption as a standard treatment, because their bioavailability is low. Despite the low bioavailability, flavonoids are highly effective and safe, and each flavonoid has different molecular targets in a cell. That is why more in-depth studies are needed to find the results of combined treatment of various flavonoids or flavonoids treatment combined with other pharmaceutical substances. 암 치료 시 화학요법제로 인한 부작용의 대부분은 면역 억제 또는 면역력 저하와 관련되어 있다. 이러한 부작용을 방지하기 위하여 면역중재성 식이 천연물에 많은 관심이 집중되고 있다. 플라보노이드는 2000년도 이전부터 항산화 작용과 항염증 작용이 뛰어난 물질로 알려져 오면서 이 물질의 항암 효능에 관하여 여러 연구들이 이루어졌다. 항암 작용의 연구를 위한 여러 분자 타깃이 새로이 발견되고 면역중재성 항암 작용에 대한 포괄적인 분석이 요구됨에 따라서 본 연구는 최근에 보고된 결과를 중심으로 플라보노이드(퀘르세틴, 헤스페리딘, 에피갈로카테친, 제니스타인, 루테올린, 켐페롤, 아피게닌)의 항암 효능, 면역중재성 항암 작용, 항염증성 종양 억제 작용과 그의 작용 기전을 확인하였다. 특히 면역중재성 플라보노이드는 종양에 대항하기 위하여 마크로파지, NK 세포, 호중구와 같은 효과 세포(effector cell)를 활성화시켜 이를 종양에 침투시키고 대항할 뿐 아니라, TR 세포 억제, TC와 TH 세포 활성화, IFN-γ 증가, PD-L1 감소, IL-1 감소 및 TLR 감소를 통하여 종양 생성 및 증식을 억제하는 것으로 보고되고 있다. 이러한 플라보노이드의 탁월한 효능과 함께 최근에는 암의 재발을 억제한다는 임상적 사례도 보고되고 있지만, 임상적 효능과 적용에 관한 사례는 부족하다. 이는 플라보노이드의 생체이용률이 약하기 때문으로 알려졌는데, 이러한 문제점들을 극복하기 위하여 플라보노이드 구조의 활성기 보존 및 임상적 적용에 대한 여러 연구도 진행되고 있다. 플라보노이드는 생체이용률은 낮지만, 효능과 안전성이 뛰어나며 각각의 플라보노이드는 세포 내의 작용점이 다르다는 장점을 고려할 때 여러 플라보노이드와의 병용 또는 다른 치료 약물과의 병용으로 나타나는 반응 또는 상승 효능에 대해 많은 연구 결과가 요구된다.