표적 유전자 유도 분석법에 의한 식물성 에스트로겐의 에스트로겐성 역가 평가 = Evaluation of the estrogenic potency of various phytoestrogens using target gene induction{T AGIN) assay

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A remarkable diversity of naturally occurring and synthetic compounds have been shown to mimic the biological effects of hormones by virtue of their ability to bind and activate the nuclear hormone receptor. The hormone-like activity of the endocrine disrupters is indicated by their ability to stimulate an hormone receptor-dependent transcriptional response. The target gene induction(T AGIN) assay has been developed to screening the endocrine disrupters using the specific transcriptional response for the hormone receptor. We transfected human breast cancer MCF-7 cells with luciferase reporter gene under control of ERE(estrogen responsive element) and established stable cell line. The cell responded to 17 β -estradiol in a dose- and time-dependent manner. That system has employed in evaluating the estrogenecity of various phytoestogens. Phytochemicals which are known estrogenic were· added to cell culture in doses ranging from 10-11 to 1O-4M and following incubation, the cells were then lysed and assayed for luciferase activity. The transactivation properties of these compounds as well as the relative affinities for binding the human estrogen receptor have been compared to 17 β -estradiol in that system. The dose dependent responses for these compounds were shown. By using TAGIN assay, the estrogenic activities associated with 35 phytochemicals which include flavonoids, lignans and saponins were also examined. Relative efficiency is calculated as the ratio of luciferase gene induction values of each compound at a concentration of 1 f.1. M and the luciferase gene induction values of 17 (3 -estradiol at 1 nM. Among the compounds tested, several new estrogenics were found; genistin, daidzin, glycitein, 6" -O-malonylglycitin and 6" -O-malonyldaidzin were estrogenic by TAGIN assay. The relative estrogenecities of the Leguminosae species were also assessed. The following estrogenecity ranking was measured: arrow root(Pueraria thunbergiana) > licorice root(Glycyrrhiza uralensis) > rhynchosia(Rhynchosia volubilis} > soybean(Glycine max) » cassia seed(Qzssia tora ). The estrogenecity of kidney bean(Phaseolus multiflorus}, mung bean (Phaseolus aureus), adzuki bean(Phaseolus angularis), peanut(Arachis hypogaea), garden pea(Pisum sativum) were low. Astragalus(Astragalus membranaceus), pseudoacasia(Robinia pseudoacacia), wisteria(Wisteria japonica) did not shown estrogenecity. Especially, arrow root and licorice root showed the estrogenecity 12 and 11 times than soybean, respectively. We made assessment of the relative estrogenecity in the variety of soybean with the result that the following estrogenecity ranking was measured: Huktae > Maejoo- kong > imported bean. joonjufY, Sokchong, Yakkong and Orialtae are shown relatively lower. Lastly, the estrogenecity changes in soybean milk according to the sterilization methods were also studied. The results demonstrate the utility of using T AGIN assay for detecting chemical interaction with steroid receptor and these assay should serve as a useful method to assess the effects of phytochemicals on endocrine function.

국문 초록 (Abstract)

다양한 천연 및 합성물질이 핵내 호르몬 수용체에 결합하여 활성화시킴으로써 호르몬 활성을 나타낸다. 내분비장얘물질의 호르몬 활성은 호르몬 수용체-의존 전사활성을 촉진하는 것으로 나타낼 수 있다. 호르몬 수용체에 특정한 전사활성을 이용하여 내분비교란물질을 검색하기 위해 표적유전자 유도분석볍 (target gene induction; TAGIN)을 개발하였다. 유방암 세포인 MCF 7 에 ERE (estrogen responsive elernent) 의 조절을 받는 lucíferase reporter gene을 transfect시켜 stable cell line을 만들었다(MCF 7-ERE). 이 세포는 17 ß-estradiol에 농도-의존적으로 반응하였다. 이 시스템을 이용하여 phytoestrogens의 에스트로겐성을 평가하고자 에스트로겐성이 있다고 알려진 물질을 농도를 달리하여(10⁻¹¹-1O⁻⁴M)배양액에 첨가시키고 전사 활성화 능력과 에스트로겐 수용체에 대한 결합친화도를 17 ß-estradiol과 비교한 결 과 농도 의존성 반응을 나타내였다. 또한， TAGIN 분석볍을 이용하여 flavonoids, lignans 및 sapornns 등의 35종의 phytochernìcal 의 에스트로겐성을 상대효율(Relative efficiency) 을 가지고 겁토하였다. 분석 결과 genistin, daidzin, gIycitein, 6"-Q-rnalonylglycitin 및 6"-Q-rnalonyldaidzín 등이 에스트로겐성 이 있음을 알 수 있었다. 콩과식물 13종의 에스트로겐성을 겁토한 결과 칩뿌리 (Pueraria thunbergiana) > 감초(Glycyrrhiza uralensis) > 쥐눈이 (Rhynchosia volubilis) > 대두 (Glycine max) > > 결명자(Cassia tora) 순으로 에스트로겐 활성 이 컸다. 강낭콩 (p따seolus multiflorus), 녹두(Phaseolus aureus), 팔(Phaseolus angularis), 땅콩(Aracms hy’pogaea), 완두(Písum sativum) 의 활성은 낮았다 그러나 황기 (Astragalus membranaceus), 아카시아(Robini’Q pseudoacacia), 등 (Wisteria japonica) 에 서 는 활성 이 나타나지 않았다. 특히 침 과 감초는 대두에 비해 각각 12배， 11 배 활성이 컸다. 콩 품종에 따른 에스트로겐성을 평가한 결과 흑태 > 메주콩 > 수입콩 〉오리알태 > 속청 > 준저리 > 약콩 순으로 활성이 컸으며， 최대 200배 이상의 차이를 보였다. 두유의 살균 방법에 따라 에스트로겐성의 변화가 있었는데 두유를 63 ℃ 에서 20분 저온살균한 두유에서 에스트로겐성이 크게 증대되었다. 이상의 결과는 TAGIN 분석법이 스태로이드 호르몬 수용체와 상호작용 하는 물칠을 탐색하는데 유용하며， 또한 내분비 기능에 대한 식물성 에스트로겐의 효과를 평가하는데 유용한 역할을 할 수 있음을 제시해 준다.