본 연구는 식물 공장에서 배초향(Agastache rugosa Kuntze) 재배 시, 야파시간에 따른 생육과 항산화 물질 함량에 미치는 영향에 대하여 살펴보고자 수행하였다. 본엽 4매인 배초향 묘 를 백색 LEDs를 이용한 수경재배 시스템에 정식하였다. 야파 처리 효과를 알아보기 위해 06시부터 광도 200μmol·m-2·s-1 조건으로 시간을 24시간 주기에서 18:1:2:3, 18:2:2:2, 18:3:2:1 (명기:암기:명기:암기) 비율로 처리하였으며 대조구는 20:4 (명기:암기)로 설정하여 4주간 재배하였다. 엽장과 엽폭, 화아 수를 제외하고는 유의적 차이가 발생하지 않았다. 배초향 지 상부의 항산화물질 함량은 tilianin과 acacetin이 높았고, 지하 부에서는 rosmarinic acid(RA)의 함량이 유의하게 높았다. 배초향의 건물중당 RA함량은 18:1:2:3과 18:2:2:2에서 대조 구보다 47.92, 51.46% 높았고, 건물중당 tilianin과 acactin은 18:3:2:1에서 유의적으로 높게 나타났다. 야파처리를 하였을 때 동일한 누적 광량으로 인해 생육 차이를 보이지 않았지만, 18:2:2:2의 야파처리가 총 폴리페놀 함량이 높게 나타났다. 따 라서 인공광을 이용한 배초향 재배 시스템에서 야파처리를 통 하여 생육 저하 없이 배초향의 항산화 물질 증대 효과를 기대 할 수 있을 것으로 사료된다.

Acacetin, which is present in damiana (Turnera diffusa ) and black locust (Robinia pseudoacacia ), has several pharmacologic activities such as antioxidant, anti-inflammatory, and anti-proliferative effects on cancer cells. However, the effect of acacetin on head and neck cancers has not been clearly established. This study aimed to examine the effects of acacetin on cell growth and apoptosis induction in FaDu human pharyngeal carcinoma cells. These were investigated by 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide assay, Live/Dead cell assay, 4′,6-diamidino-2-phenylindole dihydrochloride staining, caspase-3 and caspase-7 activation assay, and immunoblotting in FaDu cells. Acacetin induced FaDu cell death in a dose-dependent manner, with an estimated IC50 value of 41.9 µM, without affecting the viability of L-929 mouse fibroblasts as normal cells. Acacetin treatment resulted in nuclear condensation in the FaDu cells. It promoted the proteolytic cleavage of procaspase-3, -7, -8, and -9 with increasing amounts of the cleaved caspase isoforms in FaDu cells. Acacetin-induced apoptosis in FaDu cells was mediated by the expression of Fas and activation of caspase-8, caspase-3, and poly (ADP-ribose) polymerase. Immunoblotting showed downregulation of the anti-apoptotic mitochondrial proteins Bcl-2 and Bcl-xL, but upregulation of the mitochondria-dependent pro-apoptotic proteins Bax and Badin FaDu cells after acacetin treatment. These findings indicate that acacetin inhibits cell proliferation and induces apoptotic cell death in FaDu human pharyngeal carcinoma cells via both the death receptor-mediated extrinsic apoptotic pathway and the mitochondria-mediated intrinsic apoptotic pathway.

본 연구는 Agastache 속 여러 종에서 국내 자생지 환경요건에 적합하면서 생육 및 기능성 물질 함량면에서 가장 최적의 종을 선정하고자 하였다. 첫째, 11종의 배초향(Agastache)속 종자를 구입하여 미국 농무성(USDA) 식물 내한성 지도(plant hardiness zone map) 및 국내 식물 내한성 지도를 참고하여 11종에서 생육 및 기능성 분석을 할 5종을 선정하였다. 둘째, 배초향(Agastache) 속 5개 품종인 A. cana, A. foeniculum, A. rugosa ‘Spike Blue’, A. rugosa ‘Spike Snow’, A. rupestris에 대해 초장, 엽장, 엽폭, 엽면적, 엽수, SPAD, 지상부 생체중 및 건물중, 지하부 생체중 및 건물중 등의 생육 분석을 실시하였다. 생육 분석 결과, A. rugosa SB 및 A. rugosa SS 종에서 전체적으로 균형 있게 높은 수치를 나타냄을 알 수 있어, 생육 부문에서는 A. rugosa 계통의 품종이 다른 품종에 비해서 유리하다고 볼 수 있다. 셋째, rosmarinic acid, tilianin, acacetin 성분에 대해 단위 중량당 함량 및 식물체 1중당 함량 등의 기능성물질 함량 분석을 실시하였다. 기능성 물질 분석 결과, A. rugosa 계통 종에서 기능성 물질 및 항산화물질 함량이 유의적으로 높았으며, 이는 생육 결과값과 정비례적인 연계성이 크다고 보여진다. 따라서, 배초향(Agastache)속 종에 대한 생육과 기능성 부분을 종합적으로 고려할 때, A. rugosa SS 및 A. rugosa SB 등 A. rugosa 계통이 가장 최적의 고부가가치 작물로 적합할 것이라고 판단된다.

배초향은 항동맥경화나 항박테리아의 특성을 가지는 한약재에 널리 사용되는 영년생 약용식물이다. 연구의 목적은 수경재배에서 배양액의 종류와 PPFD값에 따른 배초향의 생장 및 항산화 물질의 변화를 조사하는 것이다. 배초향은 주야간 16:8 시간의 일장조건에서 150과 200 μmol·m-2·s-1 PPFD 조건과 일본원시(HES), 서울시립대(UOS), 유럽채소연구소(EVR), 오오츠카 배양액(OTS)을 이용하여 6주간 재배하였다. OTS 배양액조 건에서 자란 배초향의 지상부 및 지하부 건물중은 다른 배양액 처리구와 비교하여 유의적으로 높았다. 배초향의 틸리아닌 함량은 OTS 처리에서 가장 높았으며 다음으로 EVR, HES, UOS 순서로 낮아졌다. 총 아카세틴의 함량은 EVR처리에서 가장 높았으나 OTS처리와는 유의적 차이를 보이지 않았다. 또한 200 μmol·m-2·s-1 PPFD 조건에서 자란 배초향은 PPFD 150처리구와 비교하여 유의적으로 생체중과 건물중이 증가하였으며 기능성 물질은 틸리아닌과 아카세틴의 함량도 높았다. 본 연구는 수경재배 방식을 이용하여 식물공장에서 배초향을 재배할 경우 200 μmol·m-2·s-1 PPFD 조건과 OTS 배양액 조건에서 경제적인 광원조건으로 최적 바이오매스 생산량과 틸라아닌과 아카세틴의 함량을 증가시킬 수 있을 것으로 제안한다.

The human β-amyloid (Aβ) cleaving enzyme (BACE-1) is a target for Alzheimer’s disease (AD) treatments. This study was conducted to determine if acacetin extracted from the whole Agastache rugosa plants had anti-BACE-1 and behavioral activities in Drosophila AD models and to determine acacetin’s mechanism of action. Acacetin (100, 300, and 500 μM) rescued amyloid precursor protein (APP)/BACE1-expressing flies and kept them from developing both eye morphology (dark deposits, ommatidial collapse and fusion, and the absence of ommatidial bristles) and behavioral (motor abnormalities) defects. The RT-PCR and Western blot analysis revealed that the protective effect of acacetin on Aβ production is mediated by transcriptional regulation of BACE-1 and APP, resulting in decreased APP protein expression and BACE-1 activity, and reduced Aβ production by interfering with BACE-1 activity and APP synthesis, resulting in a decrease in the levels of the APP carboxy terminal fragments and the APP intracellular domain, and finally, resulting in a decrease in the number of amyloid plaques.