Inhibitory Effect of Linum usitatissimum and Perilla frutescens as Sources of Omega-3 Fatty Acids on Mutagenicity and Growth of Human Cancer Cell Lines

It has been known that Linum usitatissimum and Perilla frutescens are dietary sources of possible chemopreventive compounds such as lignans and $\alpha$-linolenic acid. Here, we investigated and compared the inhibitory effects of methanol extracts from Linum usitatissimum and Perilla frutescens on mutagenicity using the Ames test, and growth of human cancer cells (AGS human gastric adenocarcinoma, HT-29 human colon cancer, Hep 3B hepatocellular carcinoma cells). In the Ames test system using Salmonella typhimurium TA100, aflatoxin $B_1$ ($AFB_1$)-induced mutagenicity was significantly inhibited by treatment with the methanol extract from either Linum usitatissimum or Perilla frutescens (p<0.05) in a dose dependent manner. As for N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguamidine (MNNG)-induced mutagenicity, the methanol extracts (5 mg/assay) from Linum usitatissimum and Perilla frutescens showed 63% and 78% inhibitory rates, respectively, indicating that Perilla frutescens possessed stronger antimutagenic activity than did Linum usitatissimum. Inhibitory effects of methanol extracts from Linum usitatissimum and Perilla frutescens on the growth of human cancer cells (AGS, HT-29 and Hep 3B) appeared to increase dose dependently, and the inhibition was more effective against AGS and HT-29 compared to Hep 3B cells. Our results suggested that the methanol extract from Perilla frutescens showed stronger antimutagenic activity than that from Linum usitatissimumas assayed by the Ames mutagenic test, whereas the methanol extract from Linum usitatissimum was more effective than its counterpart for growth inhibition of human cancer cells. It is concluded that intake of Linum usitatissimum and Perilla frutescens as sources of omega-3 fatty acids will be beneficial for preventing cancer.

식물성 오메가-3계 지방산 급원인 아마씨 및 들깨의 항돌연변이 및 암세포 증식 억제 효과

본 연구에서는 식물 종자들 중에서 특히 $\alpha$-linolenic acid의 급원으로 대표적인 아마씨와 들깨를 중심으로 Ames 실험을 이용한 돌연변이 유발 및 인체 암세포 증식 억제 효과에 대해 비교 검토하였다. 간접돌연변이 $AFB_1$ (0.7 mg/plate)에 대해 들깨 메탄올 추출물은 농도의 증가와 더불어 돌연변이 억제효과가 증가하였다. 첨가농도 2.5 및 5 mg/plate일 때 각각 86% 및 94%의 돌연변이 억제 효과를 나타내었다. 아마씨 메탄올 추출물의 경우도 첨가농도 2.5 및 5 mg/plate일 때 각각 74% 및 75%의 항돌연변이 효과를 보였다. 직접 돌연변이인 MNNG (0.6 mg/plate)에 대한 들깨 및 아마씨 메탄올 추출물의 항돌연변이성 실험을 한 결과, 첨가농도 1.25 mg/plate일 때부터 활성이 나타나 5 mg/plate 일 때는 각각 78, 63%의 돌연변이 억제 효과를 나타내었다. S. typhimurium TA100 균주에 대한 $AFB_1$과 MNNG의 돌연변이 유발실험에서 두 가지 종자인 들깨와 아마씨는 직접돌연변이원에 대해서보다는 간접돌연변이원에 의해 유발된 돌연변이 저해에 더 효과적이었으며 들깨에 의한 항돌연변이 효과가 더 우수하였음을 관찰할 수가 있었다. 한편, 아마씨 메탄올 추출물을 0.5, 1, 2 mg/ml의 농도별로 인체 위암세포(AGS)에 처리했을 때 농도 의존적으로 암세포 증식 억제 효과가 증가하여 1 mg/ml 첨가농도에서 64%의 암세포 성장 억제 효과를 보였고, 2 mg/ml 농도에서 79%의 높은 암세포 증식 억제 효과를 나타내었다. 들깨 메탄올 추출물의 경우도 아마씨 메탄올 추출물과 유사하게 농도의존적으로 암세포의 증식을 억제시켰으며 첨가농도 2 mg/ml일 때 68%의 증식 억제효과를 살펴 볼 수가 있었다. 인체 결장암세포(HT-29)의 경우, AGS 세포에 처리했을 때처럼 아마씨 메탄올 추출물은 첨가농도 0.5 mg/ml에서부터 활성을 타나내어 첨가농도 2 mg/ml에서는 72%의 암세포 증식 억제효과를 나타내었다. 들깨 메탄올 추출물의 경우 첨가농도 0.5 mg/ml에서는 43%의 억제효과를 나타내었으나 첨가농도 2 mg/ml에서는 64%로 결장암세포의 증식을 억제시켰다. 인체 간암세포(Hep 3B)에 의한 증식 억제효과는 이상의 암세포에 대한 효과보다 다소 낮았으나 아마씨 및 들깨 메탄올 추출물은 첨가농도 2 mg/ml에서 각각 65% 및 59%의 저해효과를 나타내었다.