옻나무의 Urushiol과 Flavonoids의 생리활성

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 임목의 성분육종을 위하여 전통적인 민간요법으로 많이 이용되고 있는 옻나무의 옻칠성분인 urushiol과 抽出物 성분인 flavonoids의 생리활성 검증을 위하여 urushiol의 L1210(mouse 혈액암세포), PC-9(인체폐암세포), A427(인체폐암세포), KATO III(인체위암세포)에 대한 세포독성을 검정하고, flavonoids의 A549(인체폐암세포), SKOV-3(자종암세포), SKMEL-2(흑색소 피부암세포), XF498(중추신경계 암세포), HCT15(결장암세포)에 대한 세포독성을 검정한 결과 다음과 같았다.
1. Urushiol은 column chromatography에서 hexane과 acetone을 혼합하여 step-wise 용출 분획을 암세포주 L1210, PC-9, A427, KATO III에 투여한 결과 암세포 증식억제효과는 hexane:acetone(9:1) 분획이 가장 높았고, 그의 50% 억제농도(IC_(50))는 A427에서 0.018㎍/㎖로 가장 우수하였다.
2. 이들 암세포에 대한 urushiol의 효과를 시판용 tetraplatin과 비교한 결과 urushiol이 tetraplatin에 대하여 L1210에서 3.4배, PC-9에서 3.9배, A427에서 105.5배에 달하여 우수한 효과를 나타냈고, Kato III에서는 3.9배 효과가 감소되었으며, 현재 시판 항암제 중 가장 많이 사용되는 백금착제항암제 계열의 carboplatin이나 cisplatin에 비해 효과가 10배 높고 부작용이 감소된 tetraplatin에 비해 암세포증식 억제효과가 더 우수해 urushiol 성분의 항암제로서 이용 가능성을 보여주었다.
3. HPLC로 분리된 flavonoids는 함량이 많은 5개의 성분을 분획하여 세포독성을 측정한 결과 compound 3과 4, 5가 우수하고, compound 3의 50%억제농도(IC_(50))는 A549에서 8.90㎍/㎖, SKOV-3에서 8.10㎍/㎖, SKMEL-2에서 5.3㎍/㎖, XF498에서 9.88㎍/㎖, HCT15에서 6.35㎍/㎖이었으며, compound 4와 5는 A549에서 8.45㎍/㎖, SKOV-3에서 6.55㎍/㎖, SKME-2에서 4.21㎍/㎖, XF498에서 8.16㎍/㎖, HCT15에서 ㎍/㎖이었다.
4. HPLC로 분리된 flavonoids를 MS와 NMR에 의하여 화학구조를 분석한 결과 compound 2는 fustin, compound 3는 fisetin, compound 4는 sulfuretin, compound 5는 butein으로서 flavonol과 chalcone계의 flavonoid이었고, compound 1은 동정 중이다.
5. Flavonoids의 조추출물을 F9기형암세포주에 투여한 결과 암세포의 기관분화 특이유전자를 전환시켜 둥근 모양의 정상 기관세포로의 분화가 유도되는 것을 확인하였다.
6. Flavonoids의 조주출물을 chick embryon chorioallantoic membrane(CAM)검정법에 의하여 혈관형성억제효과를 측정한 결과 조 추출물의 10㎍에서는 31%, 50㎍에서는 45%, 100㎍에서는 79%로 나타났으며, 정제된 각 compound 10㎍처리에 대한 효과는 compound 1에서 42%, fustin에서 30%, fisetin에서 57%, sulfuretin에서 43%, butein에서 57%로 나타났다.
7. Flavonoids의 조추출물의 항산화 효과는 비교물질인 α-tocopherol에 비하여 10% 높은 효과를 보였으며, 정제된 sulfuretin은 15% 가량 높은 효과를 보였다.
8. Flavonoids 조추출물 500mg/ml의 농도를 rat에 2ml 투여한 결과 40% 알콜을 투여한 rat의 혈중알콜농도를 0.162%에서 0.014%로 감소시키는 효과가 있었다.
9. Flavonoids 조추출물의 위염 억제효과는 rat에 투여한 결과 100mg/kg 투여구에서 43.5%, 300mg/kg 투여구에서 68.5%, 그리고 1000mg/kg 투여구에서는 78.8%의 효과를 나타냈으며 Median Effective Dose(ED_(50)(mg/kg))는 121mg/kg 로 나타났다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was conducted to screening for the biological activity of urushiol and flavonoids from Lac tree(Rhus verniciflua STOKES) which have been used in traditional therapy. Cytotoxic activity was screened with L1210(mouse luekemia cell), PC-9(human lung adenocarcinoma cell), A427(human lung adenocarcinoma cell) and KATO III(human stomach adenocarcinoma cell) in urushiol and A549(human lung adenocarcinoma cell), SKOV-3(human ovarian adenocarcinoma cell), SKMEL-2((human skin melanoma), XF498((human central nervous system adenocarcinoma cell) and HCT15(human colon adenocarcinoma cell) in flavonoids
1. Hexane:acetone(90:10,v/v) fraction In the step-wise eluent fractions of hexane:acetone of urushiol by silica gel adsorption column chromatography inhibited very effectively the growth of the cancer cell lines. In the cancer cell lines(L1210, PC-9, A427, KATO III), A427 was inhibited in IC_(50)(0.018㎍/㎖) of the lowest concentration.
2. Hexane:Acetone(90:10,v/v) eluent fraction of urushiol showed the high effects of 3.4 times in L1210, 3.92 times in PC-9, and 105.5 times in A427 than tetraplatin platinum complexes' anti-cancer drug known as about 10 times the high effect than the present-sailed cisplatin and carboplatin.
3. The cytotoxic activity of the flavonoids isolated by HPLC showed the high activity in compound 3 and compound 4,5. The 50% inhibition concentrations for human adenocarcinoma cell lines of compound 3 were 8.90 ㎍/㎖ in A549, 8.10㎍/㎖ in SKOV-3, 5.30㎍/㎖ in SKMEL-2, 9.88㎍/㎖ in XF498, and 6.55㎍/㎖ ul HCT15. The cytotoxicity activity of compound 4,5 was 8.45㎍/㎖ in A549, 6.55㎍/㎖ in SKOV-3, 4.21㎍/㎖ in SKMEL-2, 8.16㎍/㎖ in XF498, and 2.8㎍/㎖ in HCT15.
4. The flavonoids isolated by HPLC consists of the five main peak which were compound 1, compound 2(fustin), compound 3(fisetin), compound 4(sulfuretin) and compound 5(butein). These compounds are the flavonoids of flavonol and chalcone class.
5. The flavonoids of crude extracts revealed that it had the ability to induce the differentiation in cultured F9 teratocarcinoma stem cells
6. The flavonoids of crude extracts showed anti-angiogenic activities by using the chick embryo chorioallantoic membrane(CAM) assay. The crude extracts of Lac tree had 31% anti-angiogenic activity in 10㎍ dose concentration, 45% activity in 50㎍ and 79% activity in 100㎍. The compound 1 showed 42% activity in the dose 10㎍ dose concentration, the compound 2 was 30%, the compound 3 was 57%, the compound 4 was 43% and the compound 5 was 57%.
7. The antioxidant activity of the flavonoids of crude extracts revealed that it had the higher activity of 10% than α-Tocopherol the natural antioxidant. The compound 4 had the higher activity of 15% than α-tocopherol.
8. When it dose the 2ml of the flavonoids of crude extracts(500mg/㎖), the blood alcohol concentration of rat dosing 40% ethanol was lowed to 0.014% from 0.162%.
9. Protective effect of the flavonoids of crude extracts against ethanol-induced gastric mucosal injury showed 43.5% anti-ulcer activity in 100mg/kg dose concentration, 68.5% activity in 300mg/kg and 78.8% activity in 1000mg/kg. Median Effective Dose(ED5O(mg/kg)) was 121mg/kg.

목차 (Table of Contents)

• 目次 = i
• List of Tables = v
• List of Figures = vii
• 抄錄 = xii
• I. 緖論 = 1
• II. 硏究史 = 6
• 2.1. 옻나무 漆液成分中 urushiol의 生理活性 = 6
• 2.1.1. Urushiol의 화학적 구조 = 6
• 2.1.2. Urushiol의 피부염증 유발 및 면역학적 연구 = 8
• 2.2. Flavonoids의 生理活性 = 9
• 2.2.1. 각종 flavonoids의 종류와 生理活性 = 9
• 2.2.2. 옻나무 抽出物중 flavonoids = 12
• 2.3. 식물 抽出物의 生理活性 = 14
• 2.3.1. 抗癌效果 = 14
• 2.3.2. F9 기형종양세포에 대한 분화유도 작용 = 16
• 2.3.3. 암세포전이 혈관형성억제 작용 = 17
• 2.3.4. 항산화효과 = 18
• 2.3.5. 숙취해소 작용 = 19
• 2.3.6. 식물 油出物의 위염 억제효과 = 20
• III. 材料 및 方法 = 22
• 3.1. 공시재료 = 22
• 3.1.1. 공시 임목과 시료조제 = 22
• 3.1.2. 공시 옻칠액 = 22
• 3.2. 실험방법 = 22
• 3.2.1. Urushiol의 분리정제와 화학구조분석 = 22
• 3.2.1.1. 漆液 성분의 분리 = 22
• (1) Urushiol의 분리 및 정제 = 22
• (2) Silica gel adsorption column chromatograghy = 23
• 3.2.1.2. Urushiol의 분자구조해석 = 23
• (1) 분리정제 = 23
• (2) 분자량 측정 = 26
• (3) NMR분석 = 26
• 3.2.2. Flavonoid의 분리정제와 화학구조분석 = 29
• 3.2.2.1. Flavonoids의 분리정제 = 29
• (1) 조추출물 제조 = 29
• (2) 실리카겔 흡착 크로마토그라피 = 29
• (3) Solid Phase Extractor(SPE) = 31
• 3.2.2.2. Flavonoids의 화학구조 분석 = 31
• (1) HPLC = 31
• (2) 분자량 및 NMR 분석 = 33
• 3.2.3. Urushiol 및 flavonoids의 세포독성 조사 = 33
• 3.2.3.1. Urushiol의 生理活性 검정 = 33
• (1) Urushiol의 세포독성 = 33
• (2) 50% 암세포증식억제농도(50% inhibition concentration(IC_(50)) = 36
• (3) Urushiol의 급성독성 = 37
• 3.2.3.2. Flavonoids의 生理活性 검정 = 37
• (1) Flavonoids의 세포독성 = 37
• (2) Flavonoids의 암세포의 정상세포로의 분화유도 효과 = 39
• (3) Flavonoids의 암세포전이 혈관형성 억제효과 = 40
• (4) Flavonoids의 항산화 효과 = 40
• (5) Flavonoids의 숙취해소 효과 = 41
• (6) Flavonoids의 위염억제 효과 = 42
• III. 結果 및 考察 = 43
• 4.1. Urushiol과 Flavonoids의 분리정제 = 43
• 4.1.1. Urushiol의 분리와 정제 = 43
• 4.1.2. Flavonoids의 분리정제 = 45
• 4.1.2.1. HPLC에 의한 분리정제 = 45
• 4.1.2.2. SPE(Solid Phase Extractor)에 의한 분리정제 = 45
• 4.2. Urushiol의 生理活性 = 49
• 4.2.1. Urushiol의 세포독성 = 49
• (1) L1210세포주(mouse 백혈병)에 대한 cytotoxicity = 49
• (2) PC-9세포주(인체폐암)에 대한 cytotoxicity = 54
• (3) KATO III(인체위암)세포주에 대한 cytotoxicity = 56
• (4) A427(인체폐암)세포주에 대한 cytotoxicity = 56
• (5) Urushiol의 급성독성 = 60
• 4.3. Flavonoids의 生理活性 = 61
• 4.3.1. Flavonoids의 세포독성 = 61
• 4.3.2. Flavonolds의 기관분화유도 효과 = 73
• 4.3.3. Flavonoids의 암세포 전이 혈관형성 억제효과 = 77
• 4.3.4. Flavonoids의 항산화 효과 = 81
• 4.3.5. Flavonoids의 숙취해소 효과 = 86
• 4.3.6. Flavonoids의 위염 보호효과 = 88
• 4.4. 生理活性 Urushiol과 Flavonoids의 분자구조 = 91
• 4.4.1. 生理活性 Urushiol의 분자구조 = 91
• (1) 분자량 = 91
• (2) NMR 분석 = 91
• 4.4.2. 生理活性 Flavonoids의 분자구조 = 92
• (1) 분자량 = 92
• (2) NMR 분석 = 92
• V. 參考文獻 = 125
• Abstract = 144