Traditionally, mistletoe is known as an effective anti-cancer medicinal plant, and lectin is recognized as a major component with cytotoxic and immuno-stimulant activity in mistletoe. A Korean mistletoe lectin (KML) has specificity to galactose and galactosamine and is distinguish from European mistletoe lectin (EML). When we examined the concentration of lectin in mistletoe originated from five different types of host trees, the result indicate that the lectin concentration is variable depending on the host tree. Noticeably, mistletoe from chestnut tree contains ten folds higher lectins than that of an oak tree. We also tested the concentration of KML and crude extract (KM-110) of Korean mistletoe that shows 90% cytotoxicity in L5178Y-ML25 lymphoma cell. In addition, the cells show 90% and 70% viability by the treatment of two neutralizing antibodies of KML, 9H7-D10 and 8B11-2C5 neutralization effect with two monoclonal antibodies of KML, 9H7-D10 and 8B11-2C5. Therefore, the result expected that the mistletoe contain some other cytotoxic components except lectin. Finally, the production of TNF-α and IL-6 by RAW 264.7 cells stimulated with lectin free-crude extract (LFKM-110) following neutralization by 9H7-D10 monoclonal antibody shows higher than that of lectin containing-crude extract (KM-110). These results suggest that the Korean mistletoe lectin ha a great potential to be developed as therapeutic agent of cancer.

강남콩 렉틴과 근류균(R. phaseoli)의 결합에 관한 광범위한 실험을 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 강남콩종자의 자엽에서 가장 많은 렉틴은 성장에 따라 뿌리로 이동하였는데 발아후 약 5일경에, 뿌리의 길이가 인 것이 가장 렉틴의 함량이 많았다. 2. 근류균의 배양시기에 따가 강남콩렉틴과의 응집력을 측정 한 결과 배양초기 가 후기보다 응집력이 높았다. 3. 강낭콩종자에 존재하는 렉틴을 추출 정제하여서 6종 근류균과의 응집력을 측정한 결과 R. phaseoli와의 응집이 가장 강했고 이는 렉틴에 대한 특이적 결합, 즉 숙주특이성을 입증하는 것이었다. 4. 단당류에 의한 응집반응의 경쟁적 저해를 시도함으로써 강남콩렉틴의 근류균에 대한 결합부위가 mannose와 galactose를 포함한 oligosaccharides가는 것을 알수 있었으며 이들의 저해효과에 필요한 당의 최소농도는 6.25mM로서 측정되었다. 5. R. phaseoli와 강낭콩 렉틴을 강낭콩 뿌리에 인공감염시켜본 결과 렉틴의 경쟁적 저해가 확인되었으므로 뿌리혹형성에 렉틴의 가교가 관여한다는 가설을 입증할 수 있었다. 6. Immunodiffusion에 의한 R. phaseoli의 항원 결정기는 R. japonicum과 일부 관련성이 있을뿐 다른 Rhizobium spp.과는 전혀 다른 것으로 나타났다.

Background : With the increasing demand of the mistletoe in larger quantities for cancer therapy, it has been depleted from its natural habitat in the Far East countries including Korea because of overharvesting for high-value products (e.g., lectins and viscotoxins). The rapid multiplication of mistletoe by tissue culture can help this problem and provide the benefits in the phamaceutical industry. Methods and Results : Mistletoe plants growing on oak trees were collected and their leaf and stem segments were inoculated on MS basal medium supplemented with various concentrations of growth regulators. Calli were induced only from stem explants on MS medium containing 2,4-D and transferred onto MS medium supplemented with various concentrations of 2,4-D, NAA and BAP, respectively, for their propagation. The best callus multiplication rate of more than 15 folds (759 mg) was obtained in treatment of 2,4-D (4 mg/L) that produced yellowish-green, white and friable callus on this medium. To compare biochemical characterization, lectins were partially purified from natural mistletoe plants (nML) and in vitro cultured mistletoe calli (cML), respectively. The former was purified by lactose-agarose affinity chromatography and the latter was done by ammonium sulfate precipitation followed Sephadex G-25 chromatography. Both nML and cML showed similar molecular weight on SDS-PAGE and Western blot analyses. In addition, they showed similar carbohydrate-binding specificities and hemagglutination activities. Conclusion : From the above results, we may suggest that nML and cML showed the similarity in biochemical characters.

Background : Lectins were individually isolated from natural Korean mistletoe (nML) and its in vitro cultured calli (cML). Both of the lectins showed the difference in bioactivities such as cytotoxicity and cytokine induction. Methods and Results : Target cells (1 x 104 cells/well) were seeded independently into each well of a 96-well culture plate and incubated with different concentrations of each lectin. Survivability of target cells was determined by CCK-8 kit (Sigma, USA) according to manufacturer’s directions. The nML showed 46, 34 and 5.5 times stronger than cML in cytotoxicity (IC50) to human melanoma cell line (SK-MEL-28), human carcinoma cell line (NCI-H1650) and murine macrophage (RAW 264.7), respectively. In addition, respective lectins directly stimulated macrophage RAW 264.7 but they showed the difference in enhanced productivity of some inflammatory cytokines. Compared with cML, the nML induced both TNF-α and IL-1β at its low concentration. Administration of two kinds of lectins (10-1000 μ g/kg body weight) to ICR mouse did not show any significant changes on the level of alanine transaminase (ALT), glutamate-oxaloacetic transaminase (GOT) and blood urea nitrogen (BUN) in sera. Conclusion : From the above results, we may suggest that nML and cML showed differences in cytotoxic effects and cytokine production due to the difference in amounts from sources.

한국산 겨우살이 (Viscum album L)는 면역조절작용이 있음이 밝혀졌다. 본 연구에서 한국산 겨우살이 열탕추출물 M11C (non-lectin components)가 비장세포를 활성화시켜 IL-1β를 생산 분비하게 하는지를 조사하였다. 비장세포를 M11C로 자극한 후, 배양액을 수집 혹은 세포 용해물을 수거해 IL-1β 분비와 전사량을 ELISA, immunoblotting, RT-PCR로 검사했었다. 비장세포로부터 IL-1β 분비와 전사 효과에 있어서 M11C는 농도 의존성과 자극시간 의존성을 보였다. 비장세포로부터 최대의 IL-1β 분비를 위한 M11C의 최대의 농도와 자극시간은 각각 200μg/ml와 8시간 이었다. 그리고 최대 IL-1β mRNA 전사를 위한 M11C의 최대의 농도와 자극시간은 각각 200μg/ml와 4시간 이었다. 최대의 전사시간은 최대의 분비시간보다 4시간 빨리 도달된 것으로 나타났다. 이러한 최대의 IL-1β 분비효과가 당분해효소인 Viscozyme L에 의해 완전히 저해되었다. 이는 M11C (non-lectin components)의 구성물질 들 중 다당체 혹은 올리고당들이 IL-1β 생산 분비를 유도하는 주된 물질임을 말해주고 있다.

한국산 겨우살이 (Viscum album)는 면역 활성효과와 항암효과가 있다는 것으로 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 한국산 겨우살이 추출물 M11C (비렉틴 구성물질)가 사람의 말초혈액 단구를 활성화시켜 tumor necrosis factor-alpha (TNF-α)를 생산 분비하게 하는지를 규명하기 위해 실험에 이용되었다. 단구로부터 TNF-α의 생산에 있어 M11C의 효과를 알기 위해 단구를 여러 농도 (0-2000μg/ml)의 M11C로 0.5-24시간 동안 자극한 후 배양액 MCM을 수거했다. 수거한 배양액 MCM을 TNF-α에 민감한 L929 세포에 첨가한 후 L929 세포의 독성 정도를 MTT 기법으로 검사하였는데, 배양액 MCM이 L929 독성효과를 가졌으며, 이 MCM의 L929 세포 독성효과는 TNF-α 항체에 의해 거의 완전하게 억제되었다. 이러한 결과는 배양액 MCM에 TNF-α가 존재함을 지적했으며, 또한 M11C가 단구를 자극해 TNF-α를 생산하리라고 암시했었다. 이러한 암시를 확인하기 위해 immunoblotting 기법을 사용해 배양액 MCM에 존재하는 TNF-α을 검사를 수행했다. 검사결과 배양액 MCM에 많은 량의 TNF-α가 검출되었다. 이러한 TNF-α 검출량은 단구를 자극한 M11C의 농도와 자극시간에 비례해서 증가했다. 즉, 단구로부터 TNF-α의 생산 분비량은 M11C의 농도와 자극시간에 의존적이었다. 이러한 M11C의 농도와 자극시간의 의존적 효과는 단구로부터 TNF-α mRNA 발현에도 같은 경향을 보였다. 결론적으로 한국산 겨우살이로부터 열탕 추출한 M11C가 면역활성제로 작용할 수 있음을 시사함과 동시에 한방탕제로 사용되는 한국산 겨우살이가 면역학적 효능을 가지고 있음을 말해주고 있다.

대두(Glycine max L.) 종자로부터 분리된 렉틴을 토끼에 면역화시켜 렉틴항혈청을 얻었다. 이를 이용한 면역화학적 방법을 사용하여 대두렉팅의 면역화학적 특성과 6개 대두 품종의 종자에서 렉틴의 존재를 조사하였다. Crossed immunoeiectrophoresis한 결과 종자는 4종의 침강선을 보임으로서 렉틴에 4종의 항원성분이 존재함을 보여 주었다. 1％ agarose gel을 이용하여 Immunodouble diffusion test한 결과 6개 대두 공시품종 모두 렉틴항체에 대하여 침강선을 나타내었고 푸종간 침강선은 모두 유사한 양상을 보였다. ELISA 방법에 의하여 6개 대두 품종간의 렉틴함량을 조사, 비교한 결과 렉틴함량은 장엽콩>광교>황금콩>백운콩>장백콩=팔달콩 순으로 나타났다. 공시품종의 조자로부터 분리한 렉틴은 모두 토끼 적혈구는 응집시켰으나 Fusarium sp., Alternaria sp., Cuvalaria sp. 등의 곰팡이 포자는 응집시키지 못하였다.

본 실험은 대두(Glycine max L.) 방사품종의 종자단백질에서 렉틴을 분리하여 그 특성을 조사하기 위하여 수행되었다. 렉틴의 분리방법은 (NH4 )2 SO4 의 50~80% 포화침전단백질을 Carboxymethyl cellulose column과 Sephadex G 100 column을 거쳐서 분리, 정제되었다. 순도의 검정은 2~30% polyacrylamide porosity gradient gel을 사용한 전기영동법으로 단일 band를 확인하였고 또한 분자량은 11% sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel에 의하여 134,000 dalton임을 추정하였으며 45,000 dalton의 3개의 subunits로 구성되어 있음을 알았다. Schiff reagent에 의하여 분홍색 반응을 일으켰으므로 이것은 당단백질임을 알 수 있었다. 본 당단백질은 토끼와 사람의 적혈구 모두에서 적혈구응집 반응이 일어났으며 사람의 혈액형중에서 적형구응집 정도는 A>B>O>AB형의 순서로 응집이 잘 일어났다. 당류에 의한 적혈구응집저해는 N -acetyl-D-galactoseamine 과 D-galactose에 의하여 일어났다.