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Sulforaphane에 의한 HeLa 인체자궁경부함세포의 증식 억제 기전 연구
박성영,배송자,최영현,Park Soung Young,Bae Song-Ja,Choi Yung Hyun 한국생명과학회 2005 생명과학회지 Vol.15 No.3
브로콜리와 같은 십자화과 식물에서 glucoraphanin의 가수분해를 통해 생성되는 isothiocyanate의 일종인 sulforaphane은 강력한 항암효과를 가지며, 역학적 조사를 포함한 다양한 선행 연구에서 androgen 비 의존적으로 성장하는 전립선 암세포의 증식을 억제하는데 효과가 있었다. 최근 연구 결과에 따르면 sulforaphane은 다양한 인체암세포의 증식을 억제하고 apoptosis를 유발할 수 있는 것으로 알려지고 있으나, 정확한 분자생물학적 기전은 밝혀져 있지 않은 상태이다. 본 연구에서는 sulforaphane의 항암작용 기전을 조사하기 위하여 HeLa 인체자궁경부암세포의 증식에 미치는 sulforaphane의 영향을 조사하였다. Sulforaphane의 처리에 의한 HeLa 세포의 증식억제 및 형태적 변형은 세포주기 C2/M arrest 및 apoptosis 유발과 밀접한 관련이 있음을 알 수 있었다. RT-PCR 및 Western blot 분석 결과, sulforaphane 처리에 의하여 cyclin A 및 cyclin-dependent kinase (Cdk)4 단백질의 발현이 선택적으로 저하되었으며, Cdc2, Cdk inhibitor인 p16 및 p21의 발현은 증가되었다 그러나 sulforaphane은 cyclooxygenases의 발현이나 telomere 조절에 중요한 역할을 하는 인자들의 발현에는 큰 영향을 주지 못하였다. Sulforaphane의 항암 기전을 규명하기 위해서는 더 많은 연구가 부가적으로 필요하겠지만, 본 연구의 결과들에 의하면 sulforaphane은 강력한 인체암세포의 증식 억제 및 항암작용이 있을 것을 시사하여 준다고 할 수 있다. Sulforaphane, an isothiocyanate derived from hydrolysis of glucoraphanin in broccoli and other cruciferous vegetables, was shown to induce phase II detoxification enzymes and inhibit chemically induced mammary tumors in rodents. Recently, sulforaphane is known to induce cell cycle arrest and apoptosis in human cancer cells, however its molecular mechanisms are poorly understood. In the present study, we demonstrated that sulforaphane acted to inhibit proliferation and induce morphological changes of human cervical carcinoma HeLa cells. Treatment of HeLa cells with $10{\mu}M\;or\;15{\mu}M$ sulforaphane resulted in significant G2/M cell cycle arrest as determined by flow cytometry. Moreover, $20{\mu}M$ sulforaphane significantly induced the population of sub-G1 cells (9.83 fold of control). This anti-proliferative effect of sulforaphane was accompanied by a marked inhibition of cyclin A and cyclin-dependent kinase (Cdk)4 protein and concomitant induction of Cdc2, Cdk inhibitor p16 and p21. However, sulforaphane did not affect the levels of cyelooxygenases and telomere-regulatory gene products. Although further studies are needed, the present work suggests that sulforaphane may be a potential chemoprevetive/ chemotherapeutic agent for the treatment of human cancer cells.
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박성영(Soung-Young Park),정복미(Bok-Mi Jung),최영현(Yung Hyun Choi),배송자(Song-Ja Bae) 한국식품영양과학회 2005 한국식품영양과학회지 Vol.34 No.6
본 실험은 홍조해조류의 하나인 불등가사리를 추출 후 각 용매별로 분획하여 암세포 성장억제 효과와 QR 유도활성 효과 등 생리활성을 연구하였다. 불등가사리를 이용하여 4종의 인체 암세포주 HepG2, HeLa, MCF-7 및 HT-29와 정상 간세포에 대한 암세포 증식억제 실험을 한 결과 사용한 4종의 암세포주에서 모두 시료첨가 농도에 의존적으로 증식 저지 효과가 나타났고, 특히 불등가사리의 methanol 분획층인 GFMM에서는 매우 낮은 농도의 시료첨가에도 불구하고 괄목할 만한 높은 암세포 성장 억제효과를 나타내었으며, 정상 간세포에서는 모든 분획층에서 약한 세포증식 억제율을 나타내어 정상 세포에 미치는 독성이 낮음을 확인하였다. 특히 본 시료는 여성암의 대표적인 유방암과 자궁경부암의 암세포 성장저지효과가 탁월하였다. 한편, 사용한 4가지 암세포주 중 유일하게 QR을 가지고 있는 HepG2를 이용한 암예방지표인 QR 효소 유도 활성 여부를 측정한 결과 분획물 첨가농도를 10, 20, 30 및 40 ㎍/mL로 첨가하였을 때 GFMM의 첨가농도 20 ㎍/mL에서 대조군에 비해 약 2배 이상의 높은 QR 유도효과를 나타내어 최종농도 40 ㎍/mL에서는 2.6의 암예방 QR 유도효과를 나타내었다. The growth inhibitory effects on human cancer cell lines provide useful information regarding critical cellular targets. Reports on cytotoxicity of Gloiopeltis furcata (GF) to human cancer cell lines are conflicting. This study was performed to investigate the effects of cytotoxicity and quinone reductase activity of Gloiopeltis furcata on the human cancer cells. The four partition layers of methanol extracts (GFM) which are hexane (GFMH), methanol (GFMM), butanol (GFMB) and aquous (GFMA) were screened for their cytotoxic effects on HepG2, HeLa, MCF-7, HT-29, and normal liver cell lines. The GFMM showed the strongest growth inhibition effect on all cell lines we used. The GFMM showed the highest induction activity of quinone reductase on HepG2 cells among the other partition layers.
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박성영(Soung-Young Park),정영화(Young-Hwa Jung),신미옥(Mi-Ok Shin),정복미(Bok-Mi Jung),배송자(Song-Ja Bae) 한국식품영양과학회 2005 한국식품영양과학회지 Vol.34 No.6
본 연구에서는 미역귀를 추출, 각 용매별로 분획하여 항균 효과와 암세포 성장억제 및 QR 유도활성 효과 등의 생리활성을 연구하였다. 미역은 일반적으로 콜레스테롤 배출 작용, 중금속(Cd) 및 방사능 물질(Sr)의 체내 흡수 억제, 배출 작용과 정장 작용이 있으므로 식이섬유 식품으로서 효과가 많다. 미역의 뿌리부분이며 식품개발품으로 소외되고 있는 미역귀를 이용하여 식중독 및 식품부패원인균 등을 이용한 항균 활성을 측정해 보았으며 특히 식중독원인균인 Staphylococus aureous에 시료의 UPMM층의 항균효과가 보였고 단백질식품부패균인 Serratia marcescens에는 UPMB와 UPMM, UPMH 등에서 전반적으로 항균효과가 보였다. 또 4종의 인체 암 세포주 HeLa, HT-29, MCF-7 및 HepG2에 대한 암세포 성장억제 실험을 한 결과 사용한 4종의 암세포주에서 모두 정도의 차이는 있으나 시료첨가 농도에 의존적으로 성장저지 효과가 나타났다. 특히 시료의 methanol 분획층인 UPMM에서 괄목할 만한 높은 효과를 나타내었으며 HeLa, HT-29 및 HepG2세포에서는 UPMM의 농도를 500 ㎍/mL 첨가 시 이미 97.71, 98.63 및 90.32%의 높은 암세포 성장억제 효과를 나타내었다. 한편, 사용한 4가지 암세포주 중 유일하게 quinone reductase를 가지고 있는 HepG2를 이용한 quinone reductase 유도 활성여부를 측정한 결과 UPMH의 첨가농도 320 ㎍/mL에서 대조군보다 2.36배의 높은 QR유도효과를 나타내었다. 이와 같은 실험결과에서 식품이나 건강 및 약리적 효과가 있는 식품으로 알려진 미역귀의 기능성 식품으로서의 개발이 기대되어진다. In this study, we investigated antimicrobial and cytotoxicity effects of Undaria pinnatifida Sporophyll, which using methanol, dichloromethane and ethanol were extracted and fractionated into four different types: methanol (UPMM), hexane (UPMH), butanol (UPMB) and aqueous (UPMA). The antimicrobial activity was increased in proportion to its concentration by the paper disc method. Among the solvent fractions, UPMM and UPMB showed relatively strong antimicrobial activities in the order. Among various partition layers, the methanol partition layer (UPMM) was showed the strongest cytotoxic effects on all cancer cell lines. We also observed quinone reductase (QR) induced effects in all fraction layers of UP on HepG2 cells. The QR induced effects of UPMH on HepG2 cells at 320 ㎍/mL concentration indicated 2.36 with a control value of 1.0.
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