서 언 암은 전세계적으로 생명을 위협하는 질병이며, 증가하고 있 는 인류의 기대수명에 큰 장애물로 여겨지고 있다(Bray et al ., 2018; Jung et al ., 2018). 그 중 대장암은 세번째로 흔한 악성종 양이면서 네번째 주요 사망원인으로 유전적 , 환경적인 요소로 인해 높은 발병률과 사망률을 보이고 있으며 , 2018 년에는 약 180 만건의 발병과 약 88 만명이 사망하는 사례가 그 예이다 (Arghi et al ., 2019; Yaghoubi et al ., 2019). 최근 대장암에 대 한 Fluorouracil, Capecitabine, Cetuximab 와 같은 항암제를 이용한 화학적 치료나 외과적 절제 수술이 효과적인 치료법으 로 알려져 있다(Hassanzadeh, 2011; Meyerhardt and Mayer, 2005). 하지만 기존의 방사선이나 화학요법과 같은 항암치료법 들은 변비 , 골수 억제 , 점막염 , 구토, 구역 , 탈모증 , 우울증 및 피로와 같은 부작용을 유발할 수 있다 (Irmak et al ., 2019). 이에 대한 대안으로 식물에서 추출한 보완대체제의 사용이나 기존의 치료법에 한의학적 치료법을 응용한 치료기법이 증가하고 있다 (Wang et al ., 2012). 식물보완대체제의 예로 소엽맥문동 ( Ophi- opogon japonicus ), 노빌계 ( Dendrobium nobile ), 만삼 ( Codon- opsis pilosula ), 현삼 ( Scrophularia ningpoensis ) 그리고 단삼 ( Salvia miltiorrhiza ) 등이 있다(Cheng et al ., 2018). 그 외 많 은 식물보완대체제 중 중국 자두로 알려져 있는 상동나무 ( Sageretia thea ) 는 갈매나무과 (Rhamnaceae) 의 상록수로 한 국과 중국에서 전통한방의 약용식물로써 간염과 발열 치료제로 쓰여왔다 (Hyun et al ., 2015). 최근 상동나무의 기능성 연구에 따르면, 상동나무 가지와 잎 추출물은 NF- κ B 신호전달과 상동나무 (Sageretia thea) 가지추출물의 대장암세포에서 NF-κB 신호전달 활성화를 통한 세포사멸 유도활성 김정동 1 , 박수빈 1 , 어현지 2 , 박광훈 3 , 정진부 4 * 1 국립안동대학교 생약자원학과, 대학원생, 4 교수, 2 국립산림과학원 산림약용자원연구소, 박사후연구원, 3 연구사 Induction of Apoptosis by Sageretia thea Branch Extracts through Activation of NF-κB Signaling Pathway in Human Colorectal Cancer Cells Jeong Dong Kim 1 , Su Bin Park 1 , Hyun Ji Eo 2 , Gwang Hun Park 3 and Jin Boo Jeong 4 * 1 Graduate Student and 4 Professor, Department of Medicinal Plant Resources, Andong National University, Andong 36729, Korea 2 Post-doc and 3 Researcher, Forest Medicinal Resources Research Center, National Institute of Forest Science, Yeongju 36040, Korea Abstract - In this study, we evaluated the inhibitory effect against cell growth and potential molecular mechanism of 100% ethanol extracts of branch from Sageretia thea in human colorectal cancer cells, HCT116. Ethanol dose-dependently extracts of STB significantly suppressed the growth of HCT116 cells through apoptosis. STB activated NF-κB signaling pathway through IκB-α proteasomal degradation and inducing p65 accumulation in nucleus. The inhibition of GSK3β by LiCl didn’t affect STB mediated degradation IκB-α but STB mediated p65 accumulation in nucleus. In addition, STB phosphorylated GSK3β. Based on these findings, STB may be a potential candidate for the development of anti-cancer agents for human colorectal cancer. Key words – Apoptosis, Cancer chemoprevention, Colorectal cancer, NF-κB signaling, Sageretia thea *교신저자 : E-mail [email protected]Tel. +82-54-820-7757 ⓒ 본 학회지의 저작권은 (사)한국자원식물학회지에 있으며, 이의 무단전재나 복제를 금합니다. This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Korean J. Plant Res. 33(5):428-435(2020) https://doi.org/10.7732/kjpr.2020.33.5.428 Print ISSN 1226-3591 Online ISSN 2287-8203 Original Research Article
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서 언
암은 전세계적으로 생명을 위협하는 질병이며, 증가하고 있
는 인류의 기대수명에 큰 장애물로 여겨지고 있다(Bray et al.,
2018; Jung et al., 2018). 그 중 대장암은 세번째로 흔한 악성종
양이면서 네번째 주요 사망원인으로 유전적, 환경적인 요소로
인해 높은 발병률과 사망률을 보이고 있으며, 2018년에는 약
180만건의 발병과 약 88만명이 사망하는 사례가 그 예이다
(Arghi et al., 2019; Yaghoubi et al., 2019). 최근 대장암에 대
Induction of Apoptosis by Sageretia thea Branch Extracts through
Activation of NF-κB Signaling Pathway in Human
Colorectal Cancer Cells
Jeong Dong Kim1, Su Bin Park1, Hyun Ji Eo2, Gwang Hun Park3 and Jin Boo Jeong4*1Graduate Student and 4Professor, Department of Medicinal Plant Resources, Andong National University,
Andong 36729, Korea2Post-doc and 3Researcher, Forest Medicinal Resources Research Center, National Institute of Forest Science,
Yeongju 36040, Korea
Abstract - In this study, we evaluated the inhibitory effect against cell growth and potential molecular mechanism of 100%
ethanol extracts of branch from Sageretia thea in human colorectal cancer cells, HCT116. Ethanol dose-dependently
extracts of STB significantly suppressed the growth of HCT116 cells through apoptosis. STB activated NF-κB signaling
pathway through IκB-α proteasomal degradation and inducing p65 accumulation in nucleus. The inhibition of GSK3β by
LiCl didn’t affect STB mediated degradation IκB-α but STB mediated p65 accumulation in nucleus. In addition, STB
phosphorylated GSK3β. Based on these findings, STB may be a potential candidate for the development of anti-cancer
agents for human colorectal cancer.
Key words – Apoptosis, Cancer chemoprevention, Colorectal cancer, NF-κB signaling, Sageretia thea
ⓒ 본 학회지의 저작권은 (사)한국자원식물학회지에 있으며, 이의 무단전재나 복제를 금합니다.
This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Korean J. Plant Res. 33(5):428-435(2020)
https://doi.org/10.7732/kjpr.2020.33.5.428
Print ISSN 1226-3591
Online ISSN 2287-8203
Original Research Article
상동나무(Sageretia thea) 가지추출물의 대장암세포에서 NF-κB 신호전달 활성화를 통한 세포사멸 유도활성
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MAPK 신호전달의 활성 억제와 HO-1 특정 단백질 발현 유도를
통하여 항염증 활성을 나타낸다고 보고되었다(Kim et al., 2019c).
또한 상동나무 가지와 잎 추출물의 HO-1 단백질 발현 유도와
세포생육 관련 단백질인 cyclin D1의 GSK3β 의존성 단백질 분
해를 통해 인간 대장암 세포의 세포사멸을 유도한다고 보고되
었으며(Kim et al., 2019b), 대장암 세포와 폐암 세포에 대해
Wnt/β-catenin 신호전달경로의 핵심단백질인 β-catenin의 분
해 유도를 통해 세포 사멸을 유도한다고 보고되었다(Kim et al.,
2019a). 대장암과 같은 암세포 생육 관련 신호전달경로와 항암
약물 개발을 위한 분자 메커니즘 구명은 암 연구에 있어 중요한
목표이며 관련 표적 탐색으로 환자의 예후를 연장시킬 수 있는
표적요법의 중요성이 대두되고 있다(Bi et al., 2006; Hassan-
zadeh, 2011). 메커니즘 중에서도 NF-κB 신호전달은 인간의
다양한 암들의 진행이나 발달에 관여한다고 알려져 있으며 암
세포에서의 proapoptosis 및 antiapoptosis 조절에서 NF-κB 신
호전달의 역할은 많은 연구의 대상이 되었다(Hassanzadeh, 2011;
Bours et al., 2000). NF-κB 신호전달의 활성화가 apoptosis를 억
제한다고 널리 알려져 있지만 일부 상황에서 Fas, Fas-ligand
와 같은 apoptosis 유도 유전자 발현을 자극하여 apoptosis를 유
도하는 역할을 한다고 보고되었다(Perkins and Gilmore, 2006).
그 예로 NF-κB 신호전달 활성화를 통한 항염증 활성을 가지는
NSAID 치료제가 암세포에 대한 세포생육 억제활성 또한 NF-
κB 신호전달 활성화를 통해 유도한다고 보고된 바 있다(Jeong
et al., 2013). 본 연구에서는 상동나무의 NF-κB 신호전달을 통
한 인간 대장암 세포생육 억제활성에 대해 평가하기 위해 상동
나무 가지 추출물의 대장암 세포에 대한 NF-κB 신호전달 조절
활성을 통한 세포생육 억제활성을 조사하였다.
재료 및 방법
실험재료
본 연구에서 대장암 세포 배양을 목적으로 사용된 배지인
Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM)/F-12 1 : 1
modified medium (DMEM/F-12)는 Lonza (Morristown, NJ,