Effects of Ixeris dentata Extract on Radical Oxygen Species and Bcl-2 Family in Human Breast Cancer Cells

The aim of the study was to determine the effects of Ixeris dentata extract (IDE) on anticancer activity in human breast cancer MDA-MB-231 cells at both cellular and molecular levels. The cells were cultured in the presence of 0, 20, 30 and $40{\mu}g/mL$ Ixeris dentata extract for 24 hours, respectively. At the end of culture, cytochemical analyses for MTT activity, trypan blue dye exclusion, Annexin V-FITC Apoptosis, and radical oxygen species (ROS) were conducted. RT-PCR was also performed to determine whether or not alterations in cell viability affect the Bax/Bcl-2 ratio. MTT assay showed that relative cell viability decreased in a dose-dependent manner (p<0.05). Reduction of cell viability matched well with increased cell membrane permeability as determined by trypan blue dye exclusion test (p<0.05). The rates of intracellular ROS also increased in a similar manner to those of TB-stained cells. There was an associated shift of apoptotic cells from early to late apoptosis between the 30 and $40{\mu}g/mL$. Bax/Bcl-2 ratio significantly increased along with significant decreases in Bcl-2 expression between 30 and $40{\mu}g/mL$ groups (p<0.05). In conclusion, anticancer activity of Ixeris dentata extract is modulated by a reduction in cell viability along with increased membrane permeability, leading to ROS accumulation within cells, and subsequently cell death through an apoptotic pathway that involves Bax and Bcl-2 in human breast cancer MDA-MB-231 cells.

씀바귀 추출물이 인체유방암세포의 활성 산소 및 Bcl-2 Family에 미치는 영향

본 연구는 인체유방암세포인 MDA-MB-231세포를 이용하여 IDE를 처리하였을 때 세포사멸에 미치는 영향을 세포화학적 방법으로 확인하였다. IDE를 각각 0, 20, 30 및 $40{\mu}g/mL$ 첨가하여 24시간 배양한 후, 세포증식 억제, 막투과성, 세포내 ROS 분석 및 세포사멸 단계의 특성을 FACS 분석하고, RT-PCR에 의한 사멸관련 유전자 중 Bax/Bcl-2 ratio 분석을 통하여 IDE의 항암작용의 조절작용을 밝히고자 하였다. MTT의 세포 증식 억제는 첨가된 IDE의 농도에 따라 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 이와 동시에, trypan blue에 대한 염색성과 DCF-DA 형광 분석의 결과는 각각, 막투과성과 세포내 ROS 농도가 모두 농도 의존적으로 증가됨을 보였다(p<0.05). 이와 같은 IDE 농도에 따른 세포화학적 변화 중에서 세포의 초기사멸에서 후기사멸 과정으로 급격한 사멸단계의 변화가 특히, IDE 농도 30과 $40{\mu}g/mL$에서 일어났다. RT-PCR 분석에 의한 Bax/Bcl-2 ratio도 IDE 농도 30과 $40{\mu}g/mL$에서 급격히 증가하였다(p<0.05). 이와 같은 세포화학적 결과와 RT-PCR 결과를 종합해 볼 때, IDE의 유방암세포(MDA-MB-231)에 대한 세포사멸작용은 막 투과성의 증가와 ROS 증가를 통하여 세포에 점진적인 손상을 일으키며, 이는 세포의 생화학적 변화도 초래하여 세포 증식 억제를 감소시켜, 결국 세포내의 사멸관련 유전자 지표인 Bax/Bcl-2 ratio를 크게 변화시키는 일련의 세포사멸을 점진적으로 유도시켜 항유방암의 효과의 가능성을 제시하였다.