고령사회에서 노년기 건강의 큰 문제로 대두되고 있는 골다공증은 특히 폐경 후 여성들에게서 가장 그 발생빈도가 높게 나타났으며, 현재 골다공증 예방 및 치료에 사용되고 있는 약제는 대부분 골흡수 억제제로써 진행된 골소실을 회복 시킬 수는 없기 때문에 골형성 증가를 통한 골다공증 예방과 치료에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 산양삼(cultivated wild Panax ginseng, CWP)에 대한 연구는 다수가 원기회복, 자양강장 및 면역증강 효과 등에 대한 것이나 골대사에 미치는 영향에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 이에 본 연구에서는 산양삼 추출물이 조골세포에서 골관련 유전자 발현에 미치는 영향을 확인함으로써 골다공증 예방 및 치료 효과를 갖는 천연 소재로의 활용 가능성을 검토하고자 하였다. 산양삼 추출물 처리가 조골 세포의 증식에 미치는 영향을 알아보기 위해 MTT assay를 실시하였고, MC3T3-E1 세포생존률은 FBS가 첨가되지 않은 배양액만 처리한 대조군과 산양삼 추출물을 처리한 실험군 모두에서 동일한 수준으로 나타났으며 이로써 산양삼 추출물의 안전성을 확인할 수 있었다. 또한 산양삼 추출물을 처리한 실험군과 대조군과의 세포증식률을 비교하였을 때 산양삼 추출물 50 ㎍/mL 농도 처리군에서 유의적으로 세포증식이 촉진되었으며 25 ㎍/mL과 100 ㎍/mL 농도 처리군에서도 대조군보다 높은 경향을 나타내었다. 산양삼 추출물이 조골 세포의 활성에 미치는 영향을 알아보기 위해 조골세포의 분화초기 표지인자인 ALP활성을 측정하였으며 그 결과 모든 산양삼 추출물 처리군이 대조군과 비교하여 유의적으로 높은 활성을 나타내었으며 특히 산양삼 추출물 50 ㎍/mL 농도 처리군에서 가장 높은 활성을 나타내었다. 산양삼 추출물의 농도에 따른 석회화 형성도를 확인하기 위해 무기질화된 세포의 기질을 alizarin red로 염색하였고 산양삼 추출물을 처리한 실험군과 대조군과의 석회화 형성도를 비교하였을 때 산양삼 추출물 50 ㎍/mL 농도 처리군에서 유의적으로 석회화 형성이 촉진되었으며 25 ㎍/mL과 100 ㎍/mL 농도 처리군에서도 대조군보다 높은 경향을 나타내었다. 산양삼 추출물이 MC3T3-E1 조골세포에서 골 형성 관련 유전자 발현에 미치는 영향을 확인하기 위해 Runx2, ALP, OPN, OCN등의 유전자를 정량 real-time PCR을 통해 분석하였으며 대조군과 비교하여 모든 산양삼 추출물 처리군에서 농도 의존적이고 유의적으로 골 형성 관련 유전자발현이 증가되었다. 따라서 산양삼추출물이 골 형성 관련 유전자인 Runx2, ALP, OPN, OCN 발현을 증가시켜MC3T3-E1 조골세포의 분화를 촉진하고, 골 석회화 형성 촉진에 기여하였을 것으로 사료된다. 그러나 산양삼 추출물이 골형성과 관련하여 어떠한 기전으로 유전자의 발현을 조절하였는지에 대한 유전자 및 단백질 수준의 추가적인 연구와 산양삼 추출물의 분화 촉진과 석회화 형성능이 산양삼의 사포닌계 진세노사이드 성분의 영향인지에 대한 후속 연구가 필요할 것으로 사료된다.
생식용 씀바귀의 섭취의 일환으로 생즙의 생리활성을 검색하기 위하여 본 실험을 실시하였다. DPPH free radical 소거법에 의한 항산화활성을 검정한 결과 에칠아세테이트 분획물이 RC$_{50}$값이 28$\mu\textrm{g}$/mL로 강한 활성을 나타내었다. 항미생물 활성 실험에서는 곰팡이 균주에 대해서는 생즙 농축액이 분획물에 비하여 우수한 활성을 나타냈으며, Hypocrea nigri-cans에 대해서는 대조구보다 우수한 활성을 나타낸 반면세균 균주에 대해서는 에칠아세테이트 분획물이 우수한 활성을 나타내었다. 또한 각 균주에 대하여 씀바귀 생즙이 독성을 나타내지 않는 범위에서 직접 돌연변이원(MNNG, ANQO)과 간접 돌연변이원(B(a)P, Trp-P-1)에 대하여 실험을 실시한 결과 강력한 발암물질로써 직접 변이원으로 사용된 MNNG(0.4$\mu\textrm{g}$/plate)의 경우 S. typhimurium TA100균주에서 시료농도과가 나타냈으며, 4NQO(0.15 $\mu\textrm{g}$/plate)에 대한 S. typhymur-ium TA98 균주에서는 에칠아세테이트 분획층이 74.21%로 가장 높은 억제 효과를 나타냈으며, TA100 균주의 경우에는 부탄올 분획물(75$\mu\textrm{g}$/plate)에서 73.11%로 가장 높은 억제 효과를 나타내었다. Trp-P-1(0.15 $\mu\textrm{g}$/plate)을 사용한 S. typhimur-ium TA98 균주에서는 시료농도 100 $\mu\textrm{g}$/plate에서 물 분획물(75 $\mu\textrm{g}$/plate)에서 83.09%의 가장 높은 억제 효과를 보였고, TA100 균주의 경우, 시료농도 100 $\mu\textrm{g}$/plate에서 부탄올 분획물에서 68.88%의 가장 높은 억제 효과를 보였고, B(a)P(10$\mu\textrm{g}$/plate)에서는 TA98 균주 100$\mu\textrm{g}$/plate의 시료농도에서는 에칠아세테이트 분획물이 78.83%로 가장 높은 억제 효과를 보였으며, TA100 균주 100$\mu\textrm{g}$/plate의 시료농도에서는 핵산 분획물이 75.96%로 가장 높은 억제 효과를 보였다. 각종 암세포주(A549, Hep3B, MCF-7)에 대한 증식 억제 효과를 실험을 한결과, 폐암세포주인 A549세포에서는 부탄올 분획물 (375$\mu\textrm{g}$/mL)이 93.75%로 가장 높은 억제 효과를 나타내었고, 간암세포주인 Hep3B에서는 핵산 분획물(500$\mu\textrm{g}$/mL)이 84.91%로 가장 높은 억제 효과를 보였다. 또한, 유방암 세포주인 MCF-7에서도 핵산 분획물(500$\mu\textrm{g}$/mL)이 58.56%의 높은 억제 효과를 보였다. 씀바귀 추출물은 인간 정상 간세포 293에서 시료 농도에 따른 증식 억제 효과를 보였다. 1000$\mu\textrm{g}$/mL 시료 첨가시 암세포에 대하여 대부분 60% 전후의 성장 억제를 하였고, 정상인 293세포에 대해서는 32% 이하로 생육을 억제하였다. 이는 씀바귀 추출물이 암세포의 성장억제 대한 높은 효과에 비해 정상세포에 대해서는 비교적 낮은 독성을 나타냄을 알 수 있었다.
본 연구는 된장의 항암효과를 검토하기 위해서 된장 메탄올 추출물과 그 분획물들에 의한 여러 인체 암세포들의 성장 억제와 DNA합성 저해 실험을 행하였다. AGS 인체 위암세포를 이용하여 6일간 배양하여 된장의 메탄을 추출물 $200{\mu}g/ml$를 처리한 결과 $32\%$의 억제효과를 나타내었고 된장 메탄올의 분획물들 중 디클로로메탄층이 가장 높았으며 $200{\mu}g/ml $ 농도로 첨가했을 때 $90\%$의 위암세포 성장을 저해시켰고 에틸아세테이트 분획물을 동일 첨가농도로 투여했을 때 $62\%$의 저해효과를 보였다. 인체 간암세포인 Hep 3B의 경우, 첨가농도 $200{\mu}g/ml$에서 메탄올 추출물은 $51\%$로 암세포 증식을 억제하였으나 디클로로메탄, 에틸아세테이트 분획물의 저해효과가 각각 $89\%$, $86\%$로 매우 높았다. 인체의 결장암세포인 HT-29 세포의 경우, 첨가농도 $200{\mu}g/ml$에서 메탄올 추출물, 디클로로메탄, 에틸아세테이트 분획물은 각각 $84\%$,$91\%$, $71\%$로 암세포 증식을 억제하였다. MC-63 인체의 골육암 세포의 경우, 첨가농도 $200{\mu}g/ml$에서 메탄올 추출물은 $33\%$로 낮은 저해효과를 보였으나 메탄올 추출물의 분획물들 중에는 디클로로메탄 분획물이 $96\%$로 저해효과가 가장 높았으며, 다음으로 에틸아세테이트 분획물이 $71\%$로 암세포 증식을 억제시켰다 된장의 메탄올 추출물 중에서 암세포 증식 억제 효과에서 가장 컸었던 디클로로메탄 분획물과 에틸아세테이트 분획물을 AGS 위암세포에 투여한 2일 후에 세포내의 DNA 합성에 미치는 영향을 측정한 결과, 된장의 디클로로메탄 분획물 $50{\mu}g/ml $, $100{\mu}g/ml$, $200{\mu}g/ml$ 농도에서 각각 $ 66\%$, $73\%$, $94\%$로 DNA 합성이 감소되었고 된장의 에틸아세테이트 분획물 $50{\mu}g/ml$, $100{\mu}g/ml$,$200{\mu}g/ml $ 농도에서 각각 $57\% $, $93\%$, $95\%$의 DNA 합성 저해효과를 나타내었다. 인체 간암세포의 경우, 된장의 디클로로메탄 분획물은 $200{\mu}g/ml$ 농도에서 $ 80\% $의 높은 저해효과를 보였고 에틸아세테이트 분획물은$ 200\mug/ml $ 농도에서 $ 64\% $의 저해효과가 나타내었다. 이상의 얻어진 결과로 된장의 메탄올 추출물과 그 분획물은 여러 인체 암세포의 증식을 억제하고 DNA 합성도 저해하여 in vitro 상에서 암예방 효과 및 항암효과가 있는 것으로 추정된다.
최근 고령화 사회가 진행되어 가면서 폐암환자에서도 수술에 적응이 되지 않는 고령의 환자가 점차 증가하는 추세를 보이고 있어 독성이 적은 치료방법의 개발에 대한 필요성이 증가되고 있다. 따라서 기존의 항암제에 비하여 비교적 안정적으로 사용이 가능할 것으로 생각되는 선택적인 COX-2 억제제인 Nimesulide를 처치하여 COX-2 발현 유무와 COX-2 억제제가 비소세포폐암에 미치는 세포독성과의 상관관계를 연구하였다. 대상 및 방법: A549, H1299 비소세포폐암 세포주에서 COX-2 단백질에 대한 면역조직화학염 색을 시행하였으며, Nimesulide 처치후 XTT 분석, FACS 분석, Hoechst 33258 염색을 시행하였다. 결과: COX-2 단백질의 면역조직화학염색결과 A549 비소세포폐암 세포주는 COX-2 단백질에 강한 발현을 나타낸 반면, H1299 비소세포폐암 세포주는 발현을 나타내지 않았다. XTT 분석결과 Nimesulide의 A549, H1299 비소세포폐암 세포주에 대한 세포독성은 유사하였으며, Nimesulide의 $IC_{50}$은 A549 비소세포폐암 세포주에서는 $70.9 {\mu}M$이었으며, H1299 비소세포폐암 세포주에서는 $56.5 {\mu}M$이었다. FACS 분석에서는 각각의 세포군에서 $G_0/G_1$ 기에서 세포주기의 지연이 관찰되었으며, S기의 세포는 감소되었다. Hoechst 33258 염색에서는 양군에서 세포핵의 주변부 농축 현상 및 핵 분절을 가진 많은 사멸세포가 관찰되었다. 걸론: 선택적인 COX-2억제제인 Nimesulide는 비소세포폐암 세포주에서 암세포의 증식을 억제함을 알 수 있었으며, 암세포증식 억제의 기전은 세포자멸사의 유도와 $G_0/G_1$기에서 세포주기의 지연임을 알 수 있었으며, COX-2의 발현유무와 세포독성은 차이가 없는 것을 알 수 있었다. 따라서 Nimesulide와 같은 선택적인 COX-2 억제제는 다양한 항암제나 방사선치료와 병행하여 고위험군의 폐암환자에서 매우 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
연구배경 : 최근 항암화학요법과 방사선요법의 병용치료는 국소진행성 비소세포폐암 치료에 있어서 표준치료방법으로 자리잡고 있으며 동시요법이 순차적요법에 비해 치료반응율에 있어서 우수하다고 알려져 있다. 본 연구는 비소세포폐암 치료에 있어서 우수한 효과를 보이고 방사선감작 효과가 있다고 알려진 paclitaxel (60 $mg/m^2$) 매주투여와 동시 방사선요법의 III병기 비소세포폐암 환자에서의 치료효과와 독성을 조사하기 위하여 시행하였다. 방 법 : III병기 비소세포폐암 환자 22명 (IIIA:6, IIIB:16)을 대상으로 paclitaxel (60 $mg/m^2$)을 제 1, 8, 15, 22, 29, and 36일째에 매주 투여하고 동시에 54 Gy의 방사선 치료를 시행하였다. 초기 동시치료를 종료하고 paclitaxel (175 $mg/m^2$)/cisplatin (75 $mg/m^2$) 혹은 paclitaxel (175 $mg/m^2$)/carboplatin (6AUC) regimen 으로 보강화학요법을 3주 간격으로 2주기 시행하였다. 결 과 : 전반적 치료반응율은 81.8% (18/22)로서 완전관해가 9.1% (2/22), 부분관해가 72.7% (16/22)의 결과를 보였다. 두명의 (9.1%) 환자가 치료종료 후 방사선폐장염의 합병증으로 사망하였다. 3도 이상의 독성 반응은 방사선폐장염 (22.7%), 식도염 (22.7%), 신경병증 (13.6%), 및 백혈구감소증 (13.6%)의 결과를 나타내었다. 중앙생존기간은 15개월이었고 1년 및 2년 생존율은 각각 63.6%와 31.8%였다. 결 론 : 국소진행성 비소세포폐암 환자에서 paclitaxel 매주 투여에 의한 동시 방사선요법은 우수한 종양반응율을 나타내지만 치명적인 방사선폐장염의 발생 위험이 있으므로 향후 보완연구가 필요할 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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