• 생명과학회지
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• 제33권11호
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• pp.859-867
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• 2023

루페올은 5환성 트리테르펜의 일종으로 많은 질병에 치료 효과가 있는 것으로 보고되었으나, 인슐린 저항성에 미치는 영향은 명확하지 않다. 본 연구에서는 3T3-L1 지방세포에서 루페올의 IRS-1 인산화 억제능을 통해 인슐린 저항성 개선효과를 조사하였다. 3T3-L1 세포를 배양하고 TNF-α를 24시간 동안 처리하여 인슐린 저항성을 유도하였다. 서로 다른 농도의 루페올(15, 30 μM) 또는 100 nM의 rosiglitazone을 처리한 세포를 배양한 후, 용해된 세포를 이용하여 western blotting을 시행하였다. 실험결과 루페올은 지방세포에서 TNF-α에 의해 유발되는 인슐린 신호전달의 음성 조절자와 염증 활성화 단백질 kinase에 대한 개선 효과를 나타냈다. 인슐린 신호전달의 음성 조절자인 PTP-1B와 JNK의 활성 및 IKK와 염증활성화 단백질키나아제의 활성을 억제하였다. 또한, 루페올은 IRS-1의 serine 인산화는 하향 조절하고 tyrosine 인산화는 상향 조절하였다. 그 후, 하향 조절된 PI3K/AKT 경로가 활성화되고, GLUT 4의 세포막 전위가 자극되어, 결과적으로 인슐린 저항성이 유도된 3T3-L1 지방세포에서에서 세포내 포도당 흡수가 증가하였다. 본 연구결과, 루페올은 3T3-L1 지방세포에서 인슐린 신호전달 및 염증 활성화 단백질 kinsase들의 음성 조절인자를 억제하여, IRS-1의 serine 인산화를 하향 조절함으로써 TNF-α 유발 인슐린 저항성을 개선할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제33권2호
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• pp.262-270
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• 2004

에탄올이 지속적으로 뇌 신경세포에 미치는 영향을 조사하기 위하여 흰쥐의 신경세포로부터 유래 된 B103 neuroblastoma cell을 사용하여 세포독성이 나타나지 않는 에탄을 농도(0, 50, 100, 200 mM)에서의 1, 2, 8, 18, 24시간 경과에 따라 유도되는 PKC $\alpha$, ${\gamma}$, $\varepsilon$, ζ isozyme들의 양을 세포질 분획과 세포막 분획으로 나누어 Western blot으로 각각 분석하였다. 100 mM의 에탄올 농도에서 분석된 PKC isozyme들 중 PKC-$\varepsilon$는 18시간대의 세포질에서 그리고 PKC-$\varepsilon$은 8∼18시간대의 세포막분획에서 각각 현저한 유도현상을 보였다 PKC-$\alpha$는 200 mM의 에탄을 첨가 후 18시간과 24시간에 세포질과 세포막 분획에서 모두 대조군의 150%까지 현저한 증가를 나타낸 반면 PKC-ζ는 100, 200 mM 에탄올농도에서 배양(18, 24시간 동안)한 세포의 세포막분획에서만 유도되었다. 그리고 50, 100, 200 mM의 에탄올 농도에서 24시간동안 배양한 세포질 분획에서 PKC-${\gamma}$는 농도 의존적으로 감소하여 200 mM의 에탄올 농도에서는 대조군의 47%까지 현저한 감소를 나타내었으며, 세포내에 세포독성을 나타내지 않는 농도 특히 100∼200mM농도범위의 에탄올을 첨가하여 24시간 동안 지속적으로 배양할 때 PKC-${\gamma}$ 및 $\varepsilon$이 관련된 신호전달체계가 억제됨을 보였다. 이는 에탄올이 PKC isozyme들의 상호간 조절을 통해 신호전달계 또는 신경전달 물질들의 변화에 영향을 줄 수 있음을 시사하며 에탄올의 중추신경계에 미치는 지속적 영향으로 나타나는 행동장애 및 뇌 기능의 손상 또는 보호과정 에 PKC-isozyme들이 관여할 수 있음을 시사한다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제34권5호
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• pp.581-585
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• 2005

김치의 발효와 숙성 에 관여하는 2종의 유산균과 3종의 유제품으로부터 분리된 유산균을 Caco-2 세포 부착성과 $AFB_1$ 흡착능에 대해 비교 검토하여 보았다. 또한 유산균을 생균군, 열처리군, 강산처리군으로 나누어 유산균의 부착성 및 흡착력이 세포벽의 구조와 관련이 있다는 보고를 재확인하고자 하였다. L. plantarum KCTC 3099의 경우 Caco-2 세포 부착성이나 $AFB_1$ 흡착능이 높게 나타났으며 이것은 양성 대조군으로 사용된 L. rhamnosus GG와 유사한 수준을 나타내었다. 하지만 L. mesenteroides KCTC 3001은 Caco-2 부착성은 다소 높게 나타났으나 $AFB_1$ 흡착능은 낮게 나타났다. 이것은 Caco-2세포에 결합하는 부위와 $AFB_1$에 결합하는 부위가 일치하지는 않는다는 것을 암시하는 것으로 사료된다. 또한 유산균의 처리방법에 따라서도 다양한 차이를 보였는데 본 실험에서는 강산처리군의 경우 보다 효과적인 것으로 나타났으며 세포벽의 주된 구조인 peptidoglycan과 polysaccharides이 강산의 처리에 의해 결합이 파괴되면서 Caco2 세포 부착성이나 $AFB_1$ 흡착능의 상승에 영향을 미쳤으리라 여겨진다. 하지만 강산처리에 의한 세포벽의 변화는 비특이적으로 발생하기 때문에 동일한 형태로 모든 유산균에 적용 되기는 어려울 것이며 각 유산균종의 세포벽 구조와 특이 성분의 함량에 따라 다양하게 변화가 일어날 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제31권1호
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• pp.1-9
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• 2021

본 연구는 갈조류 유래 물질인 후코이단이 인슐린 민감성을 증진시키는지를 규명하기 위하여 3T3-L1 지방세포에서 포도당 흡수에 미치는 후코이단의 영향을 측정하고 그 작용기전을 조사하였다. 후코이단은 지방세포에서 포도당 흡수를 유의하게 증가시켰으며 이는 PM-GLUT4의 발현 증가와 관련이 있음을 관찰하였다. 후코이단은 인슐린 신호전달 경로에서 PI3K의 활성화 및 pIRS1tyr, Akt, PKCλ/ζ의 인산화를 대조군에 비해 유의하게 증가시켰다. 또한, AMPK의 활성화를 나타내는 pAMPK 수준이 유의하게 증가하였다. 이들 PI3K 및 AMPK 활성화는 포도당 수송체인 GLUT4를 세포막으로 이동시켰으며 이로 인하여 PM-GLUT4의 발현이 증가되고 포도당 흡수가 촉진되었다. 후코이단에 의한 PI3K 및 AMPK 경로의 활성화를 증명하기 위해, PI3K 억제제인 Wortmannin과 AMPK의 억제제인 Compound C를 사용하여 이들 처리에 의한 포도당 흡수능과 PM-GLUT4의 발현을 측정한 결과 이들의 발현이 유의하게 저해되었다. 따라서 후코이단은 3T3-L1 지방세포에서 PI3K 및 AMPK 경로를 활성화시킴으로써 인슐린 민감성을 증진하고 포도당 흡수를 촉진시킬 수 있음을 나타내었다.

• 한국식품영양학회지
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• 제23권1호
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• pp.30-38
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• 2010

Aflatoxin은 Aspergillus 속 곰팡이로부터 생성되며, 사람에게 있어서 간독성 및 간암을 유발하는 잠재력을 가진 곰팡이 독소이며, 지질과산화 반응은 aflatoxin $B_1$에 의한 세포 산화적 손상 시 발생하는 주요 현상 중의 하나이다. 방사선은 수술, 항암약물요법과 더불어 임상 시 중요한 치료 방법이나, 정상세포에 방사선을 조사하였을 때 반응성이 높은 활성산소와 과산화라디칼($OH^*$)을 생성하여 세포막의 불포화 지방산을 지질 과산화물로 변성시켜 세포 산화적 손상을 일으킨다. 본 연구는 곡류를 주식으로 하는 우리나라 사람들의 경우, aflatoxin $B_1$에 노출되기 쉽고 이들 중 일부는 위, 간, 담도 암과 같은 상복부 암으로 진단되어 간을 포함하는 부위에 대해 방사선 치료를 받을 수 있는 경우를 생각하여 흰쥐에게 aflatoxin $B_1$을 투여하거나 방사선과 aflatoxin $B_1$을 병합 처리하여 vitamin C가 간독성 유발요인과 연관된 간 기능 효소들의 변화와 전자현미경 실험에 의한 형태학적 관찰을 알아보고자 시행되었다. X-ray 조사는 실험기간 내 단 1회로 실험사육기간 첫 일에 조사하였고, X-ray 조사 후 vitamin C를 투여하였으며 vitamin C 투여 1시간 후 $AFB_1$을 투여하였다. Vitamin C와 AFB은 모두 복강투여로 실험 사육 첫 일부터 1회 시작하여 3일에 한번씩, 5회 반복 투여 하였으며 실험동물 사육기간은 총 15일로 하였다. GOT, ALK phatase, LDH는 유의적인 차이는 없으나 $AFB_1$을 투여한 2군에 비해 2군에 vitamin C를 투여한 3군이, 방사선과 $AFB_1$ 병합 처리한 4군에 비해 4군에 vitamin C를 투여한 5군이 각각 감소하는 경향이었다. 간 기능 효소 중 GPT는 대조군에 비해 $AFB_1$을 투여한 2군은 유의적인 차이가 없었으나 증가하였으며, 특히 2군에 비해 2군에 vitamin C를 투여한 3군은 수치가 p<0.001 수준에서 현저히 감소하였다. TEM을 이용한 간세포의 형태에서는 $AFB_1$ 단독 처리군의 세포(G2)는 세포의 핵과 핵막이 팽창되어 있으며, 소포체가 긴 막대 모양에서 원형으로 변형되어 나타나고, 미토콘드리아는 크리스테(cristae)가 분열되어 속이 빈 형태를 보여주고 있으나 여기에 vitamin C를 투여한 3군의 세포(G3)에서는 핵은 아직 약간 팽창된 모양을 하고 있으나 핵막의 모양이 거의 정상으로 되었으며, 소포체와 미토콘드리아도 거의 정상 모양을 회복하고 있다. X선 조사와 $AFB_1$ 병합 처리군인 4군의 세포(G4)는 조직의 상당한 파괴가 관찰되었으며, 여기에 vitamin C를 투여한 5군의 세포(G5)는 정상적이지는 않으나 파괴 정도가 덜 한 것을 볼 수 있었다. 이로써 $AFB_1$ 단독 투여군인 2군, 방사선과 $AFB_1$ 병합 처리한 4군에 각각 vitamin C를 혼합 투여한 3군과 5군에서 핵과 핵막 등이 정상에 가깝게 회복된 현상은 vitamin C의 항산화력에 의해 세포막 표면에 형성된 틈이나 팽창 상태가 가역적이고 반복적인 결합이 유도되어 핵과 핵막이 많이 회복된 것을 확인할 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권9호
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• pp.1257-1264
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• 2016

개똥쑥은 예로부터 항암, 항바이러스 및 항균의 효능을 지니는 것으로 알려져 왔지만 작용 기작에 대한 내용이 많이 알려지지 않았다. 본 연구에서는 AGS 인체 위암 세포를 대상으로 개똥쑥 추출물(AAE)에 의한 apoptosis 효과와 신호경로 연구를 시행하였다. AAE의 암세포 성장에 미치는 영향을 확인하기 위하여 AGS cell에 AAE를 처리하고 MTT assay와 LDH assay를 수행한 결과 AAE 농도 의존적으로 나타난 세포 성장 억제가 세포 손상에 의한 것임을 확인하였다. 또한, AAE에 의한 암세포 증식 억제 효과가 apoptosis에 의한 것인지 확인하기 위하여 Hoechst 33342 staining과 Annexin V-PI staining을 수행한 결과, Hoechst 33342 staining에서 apoptotic body와 세포질 응축이 농도 의존적으로 증가하는 것을 확인하였고, Annexin V-PI staining에서 apoptotic cells의 변화가 농도 의존적으로 증가함을 확인하였다. Western blotting의 결과 AAE가 농도 의존적으로 세포 생장에 관여하는 신호 단백질인 p-Akt, p-TSC2, p-mTOR, p-GSK-$3{\beta}$의 발현이 감소함을 확인하였고, anti-apoptotic 단백질인 Bcl-2의 발현이 억제됨으로써 proapoptotic 단백질인 Bax, Bak의 발현이 증가하는 일련의 신호경로를 조절할 수 있다는 것을 확인하였다. 미토콘드리아 막 전위의 탈분극 유도를 확인하기 위한 JC-1 assay 수행 결과, AAE 농도 의존적으로 미토콘드리아 막 전위의 탈분극이 유도됨을 확인하였다. 탈분극에 의한 caspase 활성을 확인하기 위해 caspase-3/7 activity assay를 수행한 결과, AAE 농도 의존적으로 caspase activity 증가를 확인하였다. 또한, apoptosis가 일어나는 일련의 신호경로를 확인하기 위해 apoptosis 상위 단백질인 Akt, mTOR, GSK-$3{\beta}$의 활성을 억제하는 LY294002, Rapamycin, BIO를 각각 AGS cell에 처리하고 세포증식에 미치는 영향과 신호 단백질의 발현 양상을 알아보기 위해 MTT assay, LDH assay, western blotting을 수행하였다. 그 결과 AAE와 LY294002, Rapamycin 처리군에서 세포증식 억제와 LDH 방출량 증가뿐만 아니라 세포 생장 신호 단백질인 p-mTOR, p-TSC2, p-Akt, p-GSK-$3{\beta}$의 발현이 감소하는 것을 확인하였고, Bcl-2의 발현이 억제됨으로써 Bax와 Bak의 발현을 증가시키는 신호경로를 조절할 수 있다는 것을 확인하였다. 따라서 AGS cell에 개똥쑥 추출물을 처리하였을 때 유도되는 apoptosis 효과는 Akt/mTOR/GSK-$3{\beta}$ 경로 활성 억제를 통해 Bcl-2 발현이 감소함에 따라 Bax, Bak를 활성화해 세포질로의 cytochrome C 유리에 따른 caspase 활성으로 이루어진다는 것을 알 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권1호
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• pp.60-66
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• 2014

본 연구는 산국대 추출물의 항산화 활성을 탐색하고자 산국대 추출물에 포함된 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, 전자스핀공명기기를 이용한 DPPH, alkyl 라디칼 소거능, ABTS를 이용한 라디칼 소거 활성, FRAP를 이용한 총 항산화능 및 ORAC를 측정하였다. 또한 세포 독성 및 간세포 보호 효능 실험을 수행하였다. 산국대 추출물의 총 플라보노이드 함량은 $4.41{\pm}0.04$ mg GAE/g, 총 폴리페놀 함량은 $4.75{\pm}0.03$ mg CE/g으로 나타났다. Hydroxyl 소거 활성은 대조군으로 사용한 비타민 C보다 낮았지만, DPPH 라디칼 소거능이나 alkyl 라디칼 소거능은 비타민 C와 비슷하거나 오히려 더 높은 활성을 나타내었다. 또한 ABTS를 이용한 라디칼 소거 활성과 FRAP를 이용한 총 항산화능 측정을 통한 항산화 활성을 평가한 결과에서도 산국대 추출물이 항산화 효과를 가지고 있음이 확인되었다. 게다가 DNA strand break 평가에서 산국대 추출물이 농도 의존적인 DNA 보호효과를 가지고 있음을 보여주었다. 세포 독성을 살펴보기 위하여 정상 간세포(human liver cells, Chang cells)를 이용하여 MTT assay를 수행한 결과 세포의 생존율은 0.2mg/mL의 농도까지는 전혀 독성을 나타내지 않았고, 간세포 보호 효능 실험에서는 샘플을 한 시간 동안 전처리했을 때 t-BHP로 유도한 산화적 스트레스에 대해 농도 의존적으로 생존율이 증가하는 것을 확인하였다. 세포내 활성산소종을 측정한 결과와 미토콘드리아 막 전위차를 측정한 결과에서 산화적 스트레스에 대한 간세포 보호 효과를 나타내었다. 이는 산국대 추출물이 가진 항산화 활성이 세포내 활성산소종의 소거를 통한 산화스트레스를 억제하여 세포를 보호하는 효과가 있는 것으로 판단된다. 이상의 결과로 기존 산국에 관한 연구는 꽃에 관한 연구가 주를 이루고 있고 줄기와 잎에 관한 연구가 부족한 실정이기에, 산국대를 기능성 소재로 활용할 때 기초자료로 활용할 뿐 아니라 꽃보다 수확량이 많으므로 경제적인 소재활용이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제30권6호
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• pp.658-668
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• 1997

Path of a small hydrophobic molecule through the aqueous cytoplasma is not linear. Partition may favor membrane binding by several orders of magnitude : thus significant membrane association will markedly decrease the cytosolic transport rate. The presence of high concentration of soluble binding proteins for these hydrophobic molecules would compete with membrane association and thereby increase transport rate. For long chain fatty acid molecules, a family of cytosolic binding proteins collectively known as the fatty acid binding proteins(FABP), are thought to act as intracellular transport proteins. This paper examines the mechanism of transfer of fluorescent antyroyloxy-labeled fatty acids(AOFA) from purified FABPs to phosholipid membranes. With the exception of the liver FABP, AOFA is transferred from FABP by collisional interaction of the protein with a acceptor membrane. The rate of transfer increased markedly when membranes contain anionic phospholipids. This suggests that positively charged residues on the surface of the FABP may interact with the membranes. Neutralization of the surface lysine residues of adipocyte FABP decreased fatty acid transfer rate, and transfer was found to proceed via aqueous diffusion rather than collisional interaction. Site specific mutagenesis has further shown that the helix-turn-helix domain of the FABP is critical for interaction with anionic acceptor membranes. Thus cytosolic FABP may function in intracellular transport of fatty acid to decrease their membranes association as well as to target fatty acid to specific subcellular sites of utilization.

• 한국식품영양과학회지
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• 제32권8호
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• pp.1328-1336
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• 2003

본 연구는 우리나라에서 발병률이 높은 간암의 발생과정에서 정어리유와 d-limonene의 섭취가 미치는 영향을 세포막 지질조성 및 PKC활성도를 통해 조사하여 이들의 항암 작용관련 기전을 규명 하고자 하였다. 따라서 이유된 흰쥐를 지방산 조성이 아주 다른 옥수수유, 정어리유를 15% 수준으로 공급하고 d-limonene 섭취군은 5%수준으로 공급하여 실험군에서는 발암물질인 DEN을 2회 복강 주사하고 PB를 물에 섞어 주어 20주간 사육하여 membrane fraction의 지방산 조성 및 지질의 조성, glutathione-S-transferase, PKC 활성도를 조사하여 아래와 같은 결과를 얻었다. 간 세포막의 콜레스테롤과 인지질 함량에 대한 C/PL ratio는 옥수수유군에서 발암물질 투여나 d-limonene의 섭취에 따른 효과가 없었으나 정어리 유군에서는 발암물질 투여시, d-limonene 섭취시 유의적인 감소를 나타내어 식이지방의 종류에 따라 발암물질과 d-limonene의 작용이 차이가 있는 것으로 나타났다. Membrane fraction의 인지질 조성은 CL을 제외한 PE, PI, PG, PC, PS와 PE/PC ratio등 모두에 있어서 식이지방의 종류, 발암물질의 투여, d-liomnene섭취에 따른 차이가 나타나지 않았다. 세포막의 지방산 조성을 나타내는 n-6/n-3 ratio가 정어리유군에서 옥수수유군보다 유의적으로 낮았고, 옥수수유군에서는 발암물질 투여나 d-limonene의 섭취에 따라 유의적으로 증가했으나 정어리유군에서는 발암물질과 d-limonene에 의한 차이가 없었다. Cytosolic PKC의 활성은 식이지방의 종류와 발암물질 투여에 따른 차이는 없었고, d-limonene의 섭 취에 따라 유의적 감소를 나타냈으며, 막부착 PKC의 활성은 옥수수유군에서 유의적으로 높았고, d-limonene 섭취에 따라 감소 경향을 발암물질 투여에 따라서는 증가 경향을 보였으나 유의적인 차이를 나타내지는 않았다. GST활성은 식이 지방의 종류에 따른 차이는 없었으나 발암물질 투여와 d-limonene 섭취에 따라 유의적으로 증가하였으며, 발암물질과 d-limonene을 같이 공급시에 더욱 더 유의적으로 증가하였다. 이상의 실험 결과를 종합에 보면 암화과정에 일어나는 지방의 대사가 식이지방의 종류에 따라 차이를 보이며, 특히 정어리유군에서 d-limonene에 의한 C/PL ratio가 감소하여 막 유동성에 변화를 초래하고, 이에 따라 membrane bound enzyme의 활성에 변화를 가져오는 것으로 생각된다. 따라서 식이지방의 종류가 암의 발생에 미치는 영향이 다르고, 막부착 PKC 활성도를 감소시켜 발암을 억제하는 효과가 있으며, 이 효과는 지방의 종류에 따라 차이가 있는 것으로 생각된다. 최근 n-3 지방산이나 d-limonene이 PKC expression을 감소시키고, apopotosis 촉진 단백질의 발현을 증가시켜 tumor cell의 apoptosis를 증가시킨다고 하여 n-3 지방산과 d-limonene의 또 다른 발암억제기전을 설명하고 있다. 그러나 n-3 지방산과 d-limonene의 상호효과에 대한 연구는 부족한 실정이므로 d-limonene과 n-3 지방산의 교호작용에 의한 발암억제 기전에 대해서는 더 많은 연구가 필요하다고 하겠다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제41권1호
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• pp.22-30
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• 2008

사철쑥 (Artemisia capillaris Thunberg)이 암세포의 세포고사에 미치는 영향을 보기 위하여 인체 자국경부 상피암 세포주인 HeLa 세포를 이용하여 사철쑥의 메탄올, 에틸아세테이트, 부탄올 추출물의 농도를 각각 0, 100, 500, 1,000 및 $2,000{\mu}g/ml$로 처리하여 세포활성도, 세포형태 변화, DNA분절, DNA 함량을 알아보았다. 세포활성도는 사철쑥의 메탄올, 에틸아세테이트 추출물이 농도에 비례하여 HeLa세포생존율을 감소시켰지만 부탄올 추출물에서는 그 정도가 약하였고 물 추출물에서는 거의 관찰되지 않았다. 사철쑥의 메탄올, 에틸아세테이트, 부탄올과 물 추출물은 각 추출물의 농도에 의존적으로 배양된 HeLa 세포에 세포부착을 방해하고 세포막의 blobbing 및 핵의 분절화 등 세포고사의 특징들을 나타냈다. 사다리형 DNA 분절현상은 사철쑥의 메탄올 추출물 $1,000{\mu}g/ml$, $2,000{\mu}g/ml$ 처리군에서 관찰되었다. 유세포분석기 (FACS)를 이용하여 측정한 고사세포의 DNA 함량은 메탄올과 에틸아세테이트, 부탄올 추출물이 농도 의존적으로 증가하였다. 이상의 결과는 사철쑥이 암세포의 세포고사를 증가시킴으로서 암 억제 작용이 있을 것을 시사해 준다고 할 수 있다.