Inhibitory Effect of the Hexane Extract of Saussurea lappa on the Growth of LNCaP Human Prostate Cancer Cells

목향 헥산추출물의 LNCaP 전립선암세포 증식 억제 효과

Saussurea lappa (SL) has been used to reduce abdominal pain and tenesmus in traditional oriental medicine. SL and major compounds of SL, sesquiterpene lactones, have been suggested to possess various biological effects, including anti-tumor, anti-ulcer, anti-inflammatory, anti-viral and cardiotonic activities. Recently, it has been reported that ethanol extracts from roots of SL have antiproliferative effects on gastric cancer cells. To explore the possibility that SL has chemopreventive effects on prostate cancer, we examined whether the hexane extract of SL (HESL) inhibits the growth of LNCaP human prostate cancer cells. Cells were incubated with various concentrations ($0{\sim}4$ mg/L) of HESL in DMEM/F12 containing 5% charcoal stripped fetal bovine serum. HESL substantially decreased viable cell numbers and induced apoptosis of LNCaP cells in dose-dependent manners. HESL increased the levels of cleaved caspase-8, -9, -7 and -3, and poly (ADP-ribose) polymerase. HESL increased the levels of the pro-apoptotic Bak and truncated-Bid proteins whereas it had no effect on the anti-apoptotic Bcl-2, Bcl-xL, or Mcl-1. The present results indicate that HESL inhibits the growth of human prostate cancer cells by inducing apoptosis, which involves the activation of the caspase cascades.

목향은 국화과에 속한 다년생 식물인 Saussurea lappa의 뿌리로서 한의학에서는 구토, 설사 및 염증치료 등에 사용되고 있다. 목향 추출물 및 그 성분들은 항균 작용, 항염증 작용, 혈관생성 억제 효능 등을 지니고 있으며 위암과 대장암의 세포증식을 억제하는 것으로 알려져 있다. 그러나 현재까지 전립선암에 대한 목향의 효과는 연구된 바 없다. 본 연구에서는 목향이 전립선 암세포에 미치는 영향을 조사하기 위해 인간의 전립선에서 유래한 암세포인 LNCaP 세포의 증식과 apoptosis에 미치는 영향을 조사하였다. 목향 헥산추출물을 LNCaP 세포 배양액에 여러 농도($0{\sim}4$ mg/L)로 첨가하여 세포의 증식에 미치는 영향을 조사하였다. 목향 헥산추출물의 농도가 증가할수록 LNCaP 세포의 증식은 현저하게 감소하였고 apoptosis는 증가함을 관찰하였다. 목향 헥산추출물이 LNCaP 세포의 apoptosis 일으키는 기전을 연구하기 위하여 목향 헥산추출물을 첨가하고 세포를 48시간 배양한 후 cell lysate를 얻어 Western blot을 실시하였다. Apoptosis 과정에 작용하는 중요한 단백질 중 하나인 Bcl-2 family 단백질 중 pro-apoptotic Bcl-2 단백질인 Bak와 BH3 only Bcl-2 단백질인 truncated-Bid의 단백질 수준은 목향 헥산 추출물에 의해 유의적으로 증가한 반면 anti-apoptotic Bcl-2 단백질인 Bcl-2, Bcl-xL 및 Mcl-1 단백질 수준은 변하지 않았다. 또한 apoptosis를 집행하는 caspase의 활성 형태인 cleaved caspase-8, -9, -7, -3의 단백질 수준이 목향 헥산추출물의 처리에 의해 증가하였고 caspase-3의 표적 단백질 중 하나인 PARP의 불활성 형태인 cleaved PARP의 단백질 수준도 현저하게 증가하였다. 이 결과들은 목향 헥산 추출물이 LNCaP 세포의 apoptosis를 유도함으로써 전립선 암세포의 증식을 억제함을 보여주는 것이며 목향 헥산추출물에 의한 apoptosis 유도는 caspase 활성 증가와 Bak 및 t-Bid 단백질의 증가에 의한 것임을 제시한다. 따라서 앞으로 항암효과를 나타내는 성분의 동정 및 동물실험을 통하여 좀 더 면밀한 기전 연구가 수행된다면 목향 헥산추출물은 화학적 암예방 물질이나 치료제로 개발될 수 있을 것으로 사료된다.