Effect of the Hexane Extract of Saussurea lappa on the Growth of HT-29 Human Colon Cancer Cells

In Asia Saussurea lappa (SL) has been used as a traditional herbal medicine to treat abdominal pain and tenesmus. Recently, in vitro cell culture studies have shown that SL has anti-ulcer, anti-inflammatory, and anti-tumor properties. To explore its potential chemopreventive and chemotherapeutic effects in colon cancer, we examined whether the hexane extract of SL (HESL) could inhibit the growth of HT-29 human colon cancer cells, and investigated the mechanisms for this effect. The cells were cultured with various concentrations (0-5 ${\mu}g/mL$) of HESL. The results indicated that HESL markedly decreased the numbers of viable HT-29 cells; whereas at the concentration of 5 ${\mu}g/mL$, HESL slightly decreased the viable cell numbers of CCD 1108Sk human skin normal fibroblasts at 72 hr. HESL substantially increased the numbers of cells in the sub G1 phase, and dose-dependently increased apoptotic cell numbers. Western blot analysis of the total cell lysates revealed that HESL increased Bax protein levels, but did not affect Bcl-2 levels. HESL induced the cleavage of poly (ADP-ribose) polymerase and caspases 8, 9, 7, and 3. This study demonstrated that HESL inhibits cell growth and induces apoptosis in HT-29 cells, which may be mediated by its ability to increase Bax levels and activate the caspase pathway. These findings may lead to the development of new therapeutic strategies for colon cancer treatment.

목향 헥산추출물이 대장암세포인 HT-29 세포의 증식에 미치는 영향

목향(Saussurea lappa)은 항암효과를 비롯하여 다양한 생리활성을 나타내는 것으로 알려지고 있으나 목향이 대장암에 미치는 영향에 대해 자세히 연구된 바가 없다. 본 연구에는 목향 헥산추출물이 인간의 대장에서 유래한 암세포인 HT-29 세포의 증식에 미치는 영향과 그 작용 기전에 대해 연구하였다. 헥산으로 목향을 추출하여 얻은 목향 헥산추출물을 HT-29 세포의 세포 배양액에 0, 1, 3, 5 ${\mu}g/mL$로 첨가하여 세포를 배양하였다. HT-29 세포의 증식은 목향 헥산추출물 처리 농도가 증가할수록 현저히 감소하였다. 인간의 대장에서 유래한 정상 상피세포인 FHC 세포의 증식은 목향 헥산추출물에 의해 변화하지 않았고, 인간의 피부에서 유래한 정상 섬유아세포인 CCD 1108Sk 세포 증식은 목향을 5${\mu}g/mL$ 농도로 72 시간 배양한 경우에만 감소하였다. 목향 헥산 추출물 처리에 의해 HT-29 세포의 세포주기 진행 중 sub G1기에 머무른 세포수가 증가하였고, 세포사멸 세포수가 현저히 증가하였다. 세포사멸의 주요한 조절인자인 Bcl-2 family 단백질 중 Bcl-2은 목향 헥산추출물에 의해 변화하지 않았으나 Bax는 유의적으로 증가하였다. Bcl-2 family 단백질과 더불어 세포사멸 조절에 중요한 역할을 하는 caspases의 활성형인 cleaved caspase-8, -9, -7, -3가 목향 헥산추출물에 의해 증가하였다. 또한 목향 헥산추출물 처리 농도가 증가할수록 cleaved PARP 단백질 수준도 현저히 증가하였다. 이 결과는 목향 헥산추출물이 세포사멸을 유도하여 대장암세포인 HT-29 세포의 증식을 억제함을 나타내며, 목향 헥산추출물에 의해 HT-29 세포의 세포사멸은 Bax 증가와caspases의 활성 증가에 의한 것임을 나타낸다. 본 연구는 목향을 독성과 부작용이 적은 암예방제나 항암제로 개발할 수 있는 가능성을 제시한다. 그러나 목향을 이용하여 제품 개발을 위해서는 유효 성분 동정 및 동물시험 등의 연구 수행이 필요할 것으로 사료된다.