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pp.235-242
본 연구는 인체 유래 유방암세포인 MDA-MB-231 세포 증식을 억제하고 세포사멸을 유도하는 천연소재 발굴을 목적으로, 북한산 두릅 추출물을 MDA-MB-231 세포에 처리하여 세포사멸 및 작용기전을 규명하였다. 실험 결과, 두릅 추출물 처리 농도가 증가할수록 세포증식이 감소하였고, 세포질의 응축과 핵이 분절되는 등 apoptotic bodies를 형성하였다.
또한 유세포 분석기를 사용하여 MDA-MB-231의 세포주기가 억제되었고, 세포사멸의 특징인 sub-G1 수치가 증가되는 것이 관찰되었고, 두릅 추출물 농도가 증가함에 따라 apoptotic 세포가 유의적으로 증가하였으며, 특히 early apoptosis 보다 late apoptosis가 더 많이 진행됨을 확인할 수 있었다.
이를 바탕으로 MDA-MB-231 세포사멸과 관련된 유전자를 확인하고자 RT-PCR과 western blotting을 수행한 결과, 세포사멸의 주요한 조절인자인 anti-apoptotic인 bcl-2 발현이 두릅 추출물 처리 시 농도 의존적으로 감소되었고, 반대로 Bax의 발현은 증가됨을 확인하였다. 이를 통해 불활성화 형태로 존재한 pro-caspase-9과 pro-caspase-3의 발현이 시료 농도가 증가할수록 감소되었고, 활성화된 형태인 cleaved caspase-9과 cleaved caspase-3의 발현은 두릅 추출물 처리 농도에 의존적으로 증가하였다. 뿐만 아니라, 세포 사멸 과정의 주요 인자인 PARP 또한 시료 농도가 증가할수록 절단 현상이 비례적으로 증가하였다.
이상의 실험 결과를 근거로, 북한산 두릅 지상부의 70% ethyl alcohol 추출물이 MDA-MB-231 인체 유방암 세포의 증식을 억제하는 효과가 있음을 확인하였고, 세포사멸과 관련된 활성기전을 규명하였다. 추후 암 예방/치료제로서 두릅을 활용하기 위해서는 활성 본체와 안정성 규명 및 임상실험 등 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.
The cytotoxic effect and mechanism of Aralia elata were investigated in MDA-MB-231 human breast cancer cells. In this study, Aralia elata inhibited significantly the proliferation of MDA-MB-231 cells, and some typical apoptotic characteristics, such as nuclear fragmentation and chromatin condensation, were observed. In addition, flow cytometry analysis showed that Aralia elata increased the sub-G1 (apoptosis) population and apoptosis further confirmed by Annexin V-FITC and PI double staining. With respect to the mechanism underlying the induction of apoptosis, apoptosis-related mRNA and proteins were measured using a reverse transcription-polymerase chain reaction and western blot analysis. Aralia elata reduced anti-apoptotic Bcl-2 mRNA and protein levels, but pro-apoptotic Bax mRNA and protein expression were increased compared with the controls. Aralia elata also induced the cleavage of caspase-9 followed by the activation of caspase-3, resulting in the activation of poly-ADP-ribose polymerase. These results suggest that apoptotic activity of Aralia elata is probably modulated by a caspase-dependent cascade via the activation of intrinsic pathway. This is the first report to demonstrate the cytotoxic effect of Aralia elata on human breast cancer cells and to provide a possible mechanism for this activity.
