• 제목/요약/키워드: Cytotoxicity tests

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인체 간세포주 HepG2 및 발광박테리아를 활용한 유기인계 난연제와 그 혼합물의 독성 스크리닝 (Toxicity of Organophosphorus Flame Retardants (OPFRs) and Their Mixtures in Aliivibrio fischeri and Human Hepatocyte HepG2)

  • 김선미;강경희;김지윤;나민주;최지원
    • 한국환경보건학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.89-98
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    • 2023
  • Background: Organophosphorus flame retardants (OPFRs) are a group of chemical substances used in building materials and plastic products to suppress or mitigate the combustion of materials. Although OPFRs are generally used in mixed form, information on their mixture toxicity is quite scarce. Objectives: This study aims to elucidate the toxicity and determine the types of interaction (e.g., synergistic, additive, and antagonistic effect) of OPFRs mixtures. Methods: Nine organophosphorus flame retardants, including TEHP (tris(2-ethylhexyl) phosphate) and TDCPP (tris(1,3-dichloro-2-propyl) phosphate), were selected based on indoor dust measurement data in South Korea. Nine OPFRs were exposed to the luminescent bacteria Aliivibrio fischeri for 30 minutes and the human hepatocyte cell line HepG2 for 48 hours. Chemicals with significant toxicity were only used for mixture toxicity tests in HepG2. In addition, the observed ECx values were compared with the predicted toxicity values in the CA (concentration addition) prediction model, and the MDR (model deviation ratio) was calculated to determine the type of interaction. Results: Only four chemicals showed significant toxicity in the luminescent bacteria assays. However, EC50 values were derived for seven out of nine OPFRs in the HepG2 assays. In the HepG2 assays, the highest to lowest EC50 were in the order of the molecular weight of the target chemicals. In the further mixture tests, most binary mixtures show additive interactions except for the two combinations that have TPhP (triphenyl phosphate), i.e., TPhP and TDCPP, and TPhP and TBOEP (tris(2-butoxyethyl) phosphate). Conclusions: Our data shows OPFR mixtures usually have additivity; however, more research is needed to find out the reason for the synergistic effect of TPhP. Also, the mixture experimental dataset can be used as a training and validation set for developing the mixture toxicity prediction model as a further step.

양파(Allium cepa L.) 음료의 콜린성 활성 증가 및 뇌신경세포 보호로 인한 Amyloid β Peptide 유도에 대한 인지장애 개선 효과 (Onion Beverages Improve Amyloid β Peptide-Induced Cognitive Defects via Up-Regulation of Cholinergic Activity and Neuroprotection)

  • 박선경;김종민;강진용;하정수;이두상;김아나;최성길;이욱;허호진
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제45권11호
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    • pp.1552-1563
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    • 2016
  • 본 연구는 양파의 불쾌치를 저감화시킨 무취음료와 양파 과피 추출물을 첨가한 생리활성 성분 강화음료의 $H_2O_2$로 유도된 산화적 스트레스에 대한 뇌신경세포 보호 효과와 $A{\beta}$로 유도된 인지기능 장애 동물모델에서의 개선 효과를 검증하고자 수행되었다. 뇌신경세포 보호 효과에서는 상대적으로 강화음료에서 무취음료 대비 우수한 산화적 스트레스 억제효과 및 생존율을 나타내었다. $A{\beta}$로 유도된 인지기능 장애 동물모델에 있어 Y-maze, passive avoidance 및 Morris water maze test에서 강화음료가 상대적으로 우수한 학습 및 기억력 개선 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 마우스의 뇌 조직에서 강화음료 그룹은 AChE 활성을 저해하고, 신경전달물질인 ACh의 함량을 증가시킴으로써 $A{\beta}$로 유도된 cholinergic system 장애에 있어 개선 효과를 나타내었다. 또한, 마우스 뇌에서 SOD 함량의 증가, oxidized GSH/total GSH와 MDA 함량을 감소시킴으로써 $A{\beta}$와 같은 산화적 스트레스 인자에 대한 뛰어난 항산화 효과를 나타내었다. 최종적으로 무취음료와 강화음료의 주요성분들을 Q-TOF UPLC/MS system을 통하여 분석한 결과, 강화음료의 경우 무취음료보다 생리활성을 가진 2개의 steroidal saponin과 6개의 phenolic 화합물 등이 추가 검출되었다. 이러한 결과들을 종합해볼 때 강화음료는 상대적으로 protocatechuic acid와 quercetin 같은 강력한 항산화 효과를 나타내는 phenolic 화합물과 steroidal saponin 계열에 의한 우수한 인지기능 개선 효과를 기반으로 한 고부가가치 식품으로 활용될 수 있는 산업적 가능성이 있다고 판단된다.

닥나무(Broussonetia kazinoki) 추출물의 항암효과에 관한 연구 (Studies on the Anticancer Effect of Broussonetia kazinoki Extracts)

  • 민경진;정승희;구성자
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.231-237
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    • 1999
  • 닥나무 추출물의 항암효과를 검토하기 위하여 닥나무뿌리 껍질 methanol 추출물로부터 얻은 분획물(hexane, chloroform, ethylacetate, butanol, aqueous 층)들의 0.05∼1.0mg/ml 농도에 대해서 MTT assay를 통한 세포독성 측정 및 암세포 증식억제 효과를 in vitro로 검색하였고, in vivo에서 BALB/c mouse를 이용한 고형암 성장저지 실험 및 비장 장기 중량변화의 항암실험을 행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 세포독성 실험에 의한 MTT assay 결과 모든 분획물들은 농도 의존성으로 효과가 나타났으며 1.0 mg/ml 농도에서 ethylacetate층은 sarcoma 180 cell에 대하여 75.7%의 가장 높은 세포독성 효과를 나타내었고 그 다음 aqueous, hexane, butanol, chloroform 층 순으로 각각 62.7%, 58.7%, 52.6%, 40.1%의 효과를 보였다. 각 분획물들에 의한 sarcoma 180 cell에 증식억제 효과는 배양일(1, 2, 3, 6일)이 증가함에 따라 암세포수는 증가하였으며 처음 1일째에 암세포 증식억제가 가장 많이 되었다. 1.0mg/ml 농도로 시료를 첨가하여 6일간 배양했을 때 ethylacetate 층은 60%의 억제율로 가장 현저 한 활성을 보였고 aqueous(42%), hexane(31%), butanol(30%), chloroform(19%)층 순으로 암세포 증식억제율을 나타내었다. 또한 암세포 증식에 대한 현미경 관찰을 해 본 결과 ethylacetate층은 대조군에 비하여 암세포 증식억제 정도와 형태 변화가 두드러지게 나타났다. BALB/c mouse에서 sarcoma 180 cell에 대한 각 분획물들의 고형암 성장저지효과는 1.0mg/kg으로 시료투여했을 때 ethylacetate 층은 대조군에 비하여 41%의 유의적인 저지율을 나타냈으며(p<0.05), 그 다음은 유의적이지는 않으나 aqueous 층 처리구가 39%,의 저지율을 나타내었다. 비장의 체중에 대한 중량변화는 대조군의 경우 1.08%인데 비해, ethylacetate층 처리군은 2.10%로 증가하였고 나머지 처리군에서는 대조군과 차이를 나타내지 않았다(p<0.05). 한편, mouse의 체중 변화는 대조군과큰 차이가 없었으므로 시료 추출물로 인한 체중 및 장기의 독성 문제는 없을 것으로 사료된다. 이상의 연구 결과로 닥나무 뿌리 껍질 methanol 추출물로부터 얻은 분획물중 ethylacetate와 aqueous 층은 세포독성 효과와 암세포 성장억제 효과 및 고형암 성장 저지 효과가 크게나타났으며, 체중에 대한 면역관련 장기인 비장의 중량증가로부터 면역계 활성과도 관계가 있을 것으로 사료된다. 따라서 닥나무 뿌리 껍질의 효능이 큰 분획물로부터 항암활성 물질을 분리 정제하고 기전확립의 연구가 앞으로 더욱 보충되어야 할 것이며, 암예방을 위한 기능성 식품 및 치료제의 개발에 대한 가능성 확인을 본 연구를 통하여 확인할 수 있었다.

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국내산 초피와 산초의 산업적 활용 가능성: 고당으로 유도된 뇌신경세포 독성에 대한 추출물의 보호 효과 (Industrial potential of domestic Zanthoxylum piperitum and Zanthoxylum schinifolium: Protective effect of both extracts on high glucose-induced neurotoxicity)

  • 한혜주;박선경;김민지;안준우;이세진;강진용;김종민;허호진
    • 한국식품과학회지
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    • 제52권3호
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    • pp.274-283
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    • 2020
  • 본 연구에서는 국내 주요 토종 향신료로 활용되는 초피(Zanthoxylum piperitum)와 산초(Zanthoxylum schinifolium)가 갖는 in vitro 항당뇨 활성과 뇌신경세포 보호 효과를 확인하고 이에 영향을 주는 주요 생리활성물질을 분석하고자 하였다. 추출 용매에 따른 차이를 비교하기 위하여 총 페놀함량을 측정한 결과, 공통적으로 40% 에탄올의 초피 추출물(EZP)과 산초 추출물(EZS)에서 뛰어난 함량을 나타냈으며, ABTS/DPPH 라디칼 소거 활성과 MDA 생성 억제 효과에 대해서도 상대적으로 우수한 항산화 활성을 보였다. 초피 추출물(EZP)와 산초 추출물(EZS)의 당뇨 관련 효소에 대한 저해 효과를 비교한 결과, 초피 추출물(EZP)는 α-amylase 및 α-glucosidase와 같은 효소를 직접적으로 억제하는 능력이 뛰어났으며, 산초 추출물(EZS)는 비효소적 반응으로 단백질과 당의 결합을 막아 최종당화산물의 생성을 억제하는 능력이 뛰어난 것으로 나타났다. 또한, MC-IXC 뇌신경세포에 고당을 처리하여 산화적 스트레스를 유발시켰을 때 생성되는 ROS의 함량과 뇌신경세포 사멸에 대해 우수한 보호 효과를 보여주었다. 이러한 초피 추출물(EZP)와 산초 추출물(EZS)의 생리활성물질을 확인하기 위해 UPLC IMS-QTOF/MSE 분석을 실시한 결과, 초피 추출물(EZP)의 경우 3-CQA, 4-CQA, quercetin-3-O-glucoside 및 quercetin-3-O-rhamnoside가 주요 물질임을 확인하였으며, 산초 추출물(EZS)의 경우 protocatechuic acid glucoside, 5-CQA 및 rutin이 주요 물질임을 확인하였다. 이상의 결과로부터 초피와 산초는 식후 혈당의 급격한 상승을 지연 또는 개선하고 이로 인해 야기되는 산화적 스트레스로부터 뇌신경세포를 보호하여 고혈당으로 인한 퇴행성 뇌질환과 같은 당뇨 및 그 합병증을 예방할 수 있는 천연 유래 건강기능식품 소재로의 산업적 활용 가능성을 확인하였다.

택란 잎 추출물의 라디칼 소거활성과 세포독성효과 및 플라보노이드 함량 (Free Radical Scavenging, Cytotoxic Effects, and Flavonoid Content of Fractions from Leaves of Lycopus lucidus Turcz.)

  • 나은;이정우;임선영
    • 생명과학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.337-344
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    • 2019
  • 본 연구에서는 택란 잎에 대한 다양한 생리활성을 규명하기 위하여 택란 잎을 극성이 다른 용매로 분획하여 분획물의 플라보노이드 함량을 측정하고 택란 잎 분획물에 의한 라디칼 소거활성과 세포독성 효과를 규명하고자 하였다. 택란 잎 85% MeOH 및 n-BuOH분획물들의 총 플라보노이드 함량은 각각 $41.5{\pm}0.00mg/g$$77.2{\pm}0.01mg/g$으로 n-BuOH 분획물의 총 플라보노이드 함량이 가장 높았음을 알 수 있었다. DPPH assay에서 택란 잎 n-BuOH 분획물의 활성산소 소거능이 가장 우수하였고 다음으로 85% MeOH 분획물에 의한 소거활성이 높았다(p<0.05). 각 분획물들의 $IC_{50}$값은 n-Hexane 9.76 mg/ml, 85% MeOH 0.50 mg/ml, n-BuOH 0.03 mg/ml 및 water 0.78 mg/ml로 나타났다. 또한 택란 잎 85% aq. MeOH 및 n-BuOH 분획물들에 의한 ABTs+소거활성은 각각 89.3% 및 92.1%이었으며 대조군인BHT와 L-ascorbic acid와 유사한 값을 나타내었다(p<0.05). ABTs+ assay에서 각 분획물들의 $IC_{50}$값은 n-Hexane 0.96 mg/ml, 85% MeOH 0.16 mg/ml, n-BuOH 0.01 mg/ml 및 water 0.31 mg/ml로 나타났다. 택란 잎 n-Hexane, 85% MeOH, n-BuOH 및 water 분획물들은 농도의존적으로 암세포들에 대한 세포독성 효과를 나타내었으며 분획물들 중 특히 n-Hexane과 85% MeOH 분획물들에 의한 세포독성 효과가 가장 높았다. AGS 암세포에 대한 택란 잎 n-Hexane, 85% MeOH, n-BuOH 및 water 분획물들의 $IC_{50}$ 값은 각각 0.18, 0.03, 0.62 및 0.12 mg/ml이었고 HT-29 암세포에 대한 $IC_{50}$ 값은 각각 0.26, 0.16, 0.60 및 1.14 mg/ml이었다. HT-1080 암세포에서 택란 잎n-Hexane, 85% MeOH, n-BuOH 및 water 분획물들의 $IC_{50}$ 값은 각각 0.34, 0.14, 0.48, 및 1.05 mg/ml이었다. 따라서 본 연구결과로부터 택란 잎 n-BuOH 분획물은 자유라디칼 소거활성에 효과적이었고 n-Hexane과 85% MeOH 분획물들은 높은 세포독성 효과를 나타내었으며 향후 택란 잎을 이용한 식품개발을 위한 기초자료를 제시하고자 한다.

원산지별 홍삼투여에 따른 백서의 자연살해세포 활성도 변화에 대한 연구 (Comparative Study of Natural Killer Cell Activity after Red Ginseng Medication on Rat)

  • 임주혁;조인영;민경윤;이혜영;김슬지;박영주;류재환;이범준;김성욱;주일우
    • 대한한방내과학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.1075-1082
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    • 2008
  • Objectives : The purpose of this experiment is comparing the difference on natural killer cell activity through Korean red ginseng and Chinese red ginseng by $^{51}Cr$ release assay. Methods : Thirty rats were equally divided into a Korean red ginseng group, a Chinese red ginseng group and a control group. Korean and Chinese red ginseng were administrated to the rats at 200mg daily for a weak, while 0.9% normal saline was given to the control. Percent specific lysis (PSL) and lytic units (LU) were calculated from spleen cells by $^{51}Cr$ release assay. Results : Percent specific lysis of the Korean red ginseng group was significantly higher than that of the control in the ratio of 100:1, effector cell:target cell (p<0.05). Percent specific lysis of Korean red ginseng group was also significantly higher than that of the Chinese red ginseng group in the ratio of 25:1, effector cell:target cell (p<0.05). Chinese red ginseng showed no effect on NK cell activity. Conclusions : These findings suggest that Korean red ginseng improves immunologic function and shows superior effects than Chinese red ginseng.

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노루궁뎅이(Hericium erinaceus) 자실체 추출 조다당류의 생쥐 Sarcoma 180에 대한 면역증강 및 항암 효과 (Immuno-stimulating and Antitumor Effects on Mouse Sarcoma 180 by Crude Polysaccharides Extracted from Fruiting Body of Hericium erinaceus)

  • 최연일;이재성;이우윤;이태수
    • 생명과학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.623-631
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    • 2010
  • 노루궁뎅이는 담자균문, 민주름버섯목, 산호침버섯과에 속하는 식의약용버섯으로 예로부터 위궤양이나 위암의 치료에 효과가 있으며 생쥐의 Sarcoma 180과 Ehrlich Sarcoma에도 효과가 있다고 알려져 왔다. 노루궁뎅이의 자실체로부터 중성염용액, 열수 및 메탄올 등을 이용하여 조다당류를 추출하고 ICR mice에 주사하여 항암 및 면역증강 효과를 조사하였다. Sarcoma 180, HepG2, HT-29, NIH3T3 등의 세포에 대한 세포독성을 조사한 결과 $10{\sim}2,000\;{\mu}g/ml$의 조다당류 농도에서 각각의 암세포는 세포독성을 거의 나타내지 않았다. Sarcoma 180으로 접종된 ICR mouse에 자실체에서 추출한 각각의 조다당류를 투여한 실험군은 대조군에 비해 수명이 각각 29.1~54.1% 연장되었다. 노루궁뎅이 자실체를 중성염 용액으로 추출한 조다당류는 $50\;{\mu}g/ml$의 농도에서 비장세포의 수를 2.9배 증가시켰으며 또한 중성염 추출 조다당류를 $200\;{\mu}g/ml$의 농도로 투여한 실험군 생쥐의 B 임파구 alkaline phosphatase의 활성은 대조군에 비해 5.5배의 증가하였다. 중성염 용액 추출 조다당류를 50 mg/kg body weight의 농도로 투여한 실험군 생쥐의 총 복강 세포 수와 백혈구의 수는 대조군에 비하여 각각 4배와 2.3배로 증가하였다. 또한 면역 관련 장기인 간, 비장 및 흉선의 체중에 대한 무게 비율은 대조군에 비하여 유의성을 보이지 않았다. 따라서 노루궁뎅이의 자실체에서 추출한 조다당류는 생쥐의 면역을 증강시키고 생쥐의 Sarcoma 180에 대해 항암효과를 나타내었다.

한약재 4종 복합추출물의 해마신경세포 보호를 통한 기억력 개선 (New Four-herb Formula Ameliorates Memory Impairments via Neuroprotective Effects on Hippocampal Cells)

  • 안성민;최영완;신화경;최병태
    • 생명과학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.475-483
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    • 2016
  • 본 연구는 동의보감을 근거로 선별된 백수오, 지황, 원지 및 석창포로 구성된 복합추출물의 해마신경세포에 대한 보호 및 기억력의 개선효과를 살펴보았다. 복합추출물의 신경보호효과를 검증하기 위해 HT22해마신경세포의 생존율, 세포독성 및 활성산소를 분석하였으며, 허혈성 뇌손상 마우스모델을 이용하여 기억에 대한 동물행동학적 변화와 단백질 발현을 측정하였다. 해마신경세포에서 복합추출물의 전 처리는 glutamate에 의해 유도된 활성산소의 축적을 억제하였으며 세포사멸을 감소시켰다. 허혈성 뇌손상 마우스모델에서 복합추출물은 동물행동학적으로 공간 및 단기 기억능력을 개선시켰다. 뇌허혈로 인해 증가된 p38 MAPK의 인산화는 복합추출물에 의해 현저히 감소하는 반면, 감소된 PI3K와 CREB의 인산화는 현저히 증가하였다. 이를 면역조직화학분석을 통해 복합추출물을 투여한 그룹이 해마에서 발현되는 CREB의 인산화가 현저히 증가되는 것을 확인하였다. 이상의 결과는 복합추출물이 CREB 단백질과 관련된 신경보호 신호기전을 조절함으로써 인지기능을 개선시키는 것으로 사료된다.

생쥐의 Sarcoma 180에 대한 금목이(Tremella aurantialba) 자실체 추출 조다당류의 항암 및 면역조절 효과 (Antitumor and Immuno-modulatory Effect of Crude Polysaccharides from Fruiting Body of Tremella aurantialba Against Mouse Sarcoma 180)

  • 이건우;김혜영;허현;이민웅;심미자;이우윤;이태수
    • 한국균학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.66-74
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    • 2008
  • 금목이의 자실체로부터 중성염용액, 열수 및 메탄올을 이용하여 조다당류를 추출하였다. 세포독성 실험결과, 각각의 조다당류는 $2000\;{\mu}g/ml$의 농도에서 마우스 대식세포 RAW 309 Cr.1와 육종암세포 Sarcoma 180에 대하여 세포독성은 나타나지 않았다. Sarcoma 180가 접종된 ICR mice에 각각의 조다당류를 주사하여 평균 수명 연장 효과를 조사한 결과 실험군은 수명이 대조군에 비해 각각 $11.1{\sim}66.7%$ 연장되었다. 메탄올으로 추출한 조다당류를 $200\;{\mu}g/ml$ 투여한 생쥐의 B 임파구 alkaline phosphatase의 활성은 대조군에 비해 약 1.16배 증가하는 것으로 나타났다. 열수 추출 조다당류를 투여한 생쥐의 복강의 총 세포 수는 대조군에 비하여 최고 1.42배 증가하였으며, 혈액 중 백혈구의 수도 대조군에 비하여 약 2.87배 증가하였다. 또한 면역과 관련된 장기인 간 비장 및 흉선의 무게는 대조군에 비하여 소폭 증가하였다.

장미무당버섯(Russula rosacea)의 자실체에서 추출한 조다당류의 생쥐 Sarcoma 180에 대한 면역증강 및 항암 효과 (Immuno-potentiating and Antitumor Effects against Mouse Sarcoma 180 by Crude Polysaccharides Extracted from Fruiting Body of Russula rosacea)

  • 최연일;이건우;허현;이우윤;이태수
    • 한국균학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.84-92
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    • 2008
  • 장미무당버섯은 담자균문, 주름버섯목, 무당버섯과에 속하며 맛이 좋은 식용 버섯으로 예로부터 암의 치료에 효과가 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 장미무당버섯의 자실체로부터 중성염용액, 열수 및 메탄올을 이용하여 조다당류를 추출하고 ICR mice에 주사하여 항암 및 면역증강 효과를 조사하였다. Sarcoma 180, HepG2, HT-29, NIH3T3 등의 암세포에 대한 독성을 조사한 각각의 암세포는 $10{\sim}2000\;{\mu}g/ml$의 조다당류 농도에서 세포독성을 나타내지 않았다. 각각의 조다당류가 투여된 실험군은 대조군에 비해 수명이 각각 $21.4{\sim}45%$ 연장되었다. 열수로 추출한 조다당류는 B 임파구의 alkaline phosphatase 활성을 $500\;{\mu}g/ml$의 농도에서 대조군에 비해 약 6.8배의 증가시켰다. 중성염추출 조다당류를 50 mg/kg body weight의 농도로 투여한 생쥐의 총 복강 세포 수와 백혈구의 수는 대조군에 비하여 각각 6배 와 2.6배로 증가하였다. 또한 면역에 관련된 장기인 간, 비장 및 흉선의 체중이 대조군에 비하여 소폭 증가된 것으로 조사되었다. 따라서 장미무당버섯의 자실체에서 추출한 조다당류가 Sarcoma 180에 대한 항암작용을 나타내는 것은 이들 조다당류가 Sarcoma 180에 대한 세포독성효과가 아니고 면역을 증강시킨 효과에 의한 것으로 사료된다.