The Korean Society For Biotechnology And Bioengineering

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Korean Society for Biotechnology and Bioengineering Journal - Vol. 32 , No. 2

[ Research Paper ]
Korean Society for Biotechnology and Bioengineering Journal - Vol. 32, No. 2, pp.83-89
ISSN: 1225-7117 (Print) 2288-8268 (Online)
Print publication date 30 Jun 2017
Received 02 Feb 2017 Revised 29 Mar 2017 Accepted 04 Apr 2017
DOI: https://doi.org/10.7841/ksbbj.2017.32.2.83

감마 오리자놀의 위암세포증식억제 및 세포사멸 유도 효능
신은주1, 2 ; 정상원1 ; 황진택1, 2, *
1한국식품연구원
2과학기술연합대학원 식품생명공학과

Effect of γ-oryzanol on Proliferation and Apoptosis of AGS Human Gastric Carcinoma Cell
Eun Ju Shin1, 2 ; Sangwon Chung1 ; Jin-Taek Hwang1, 2, *
1Korea Food Research Institute, Seongnam 13539, Korea, Tel: +82-31-780-9315, Fax: +82-31-709-9876 (jthwang@kfri.re.kr)
2Department of Food Biotechnology, University of Science & Technology, Daejeon 34113, Korea
Correspondence to : *Korea Food Research Institute, Seongnam 13539, Korea Tel: +82-31-780-9315, Fax: +82-31-709-9876 e-mail: jthwang@kfri.re.kr


© 2017 The Korean Society for Biotechnology and Bioengineering
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Abstract

Gamma (γ)-oryzanol is a substance abundant in rice, which is widely cultivated in Asian countries. In this study, we evaluated the effect of γ-oryzanol treatment on proliferation and apoptosis of AGS human gastric carcinoma cells. AGS cells were treated with γ-oryzanol for 72 h in a dose dependent manner. Treatment of γ-oryzanol (50, 100, and 200 μg/mL) resulted in decreased AGS cell proliferation and increased number of cells in the sub-G1 population. Additionally, apoptotic cells were investigated by annexin V staining and mitochondrial membrane potential assays. Our results indicated that γ-oryzanol treatment increased the number of annexin V-positive cells and depolarized cells. This demonstrated that γ-oryzanol is effective for the induction of apoptosis in AGS cells. We next examined the expression of promising anticancer drug target molecules, including PTEN and HSP90. We found that treatment of γ-oryzanol induced the expression of PTEN in AGS cells. Under the same treatment conditions, γ-oryzanol reduced the expression of HSP90 in AGS cells. These results suggest that γ-oryzanol-induced apoptosis was accompanied by changes in regulation of PTEN and HSP90 in AGS cells. Taken together, γ-oryzanol could be used as a functional substance for the prevention of gastric cancer.


Keywords: Gamma oryzanol, AGS human gastric carcinoma cell, Cell proliferation, Apoptosis, PTEN

1. INTRODUCTION

암은 전 세계적인 사망률의 주요 원인으로, 한국인의 사망률에서도 1위를 차지하고 있는데 [1], 특히 위암은 동아시아에서 발병률이 높고, 우리나라의 위암 발생률은 일본, 중국보다 높은 것으로 알려져 있다. 실제로 2014년 우리나라 암 발생 현황에 따르면, 위암 발생률은 갑상선 암 다음으로 발생률이 높았고, 남자는 암 발생률 중 위암 발생률이 가장 높은 것으로 나타났다 [2]. 이로 인해 경제 사회적 손실이 매우 크며 개인뿐만 아니라 국가차원의 비용도 막대하게 지불되고 있어 체계적인 위암 예방 및 관리가 절실하다. 아직까지 위암의 치료방법으로는 주로 위절제술이 시행되고 있지만, 위암 2기 혹은 3기인 경우, 위 절제 이후에 재발하기도 하기 때문에 이를 예방하기 위해 항암 화학요법 (chemotherapy)이 시행되기도 하는데, 동아시아에서의 기준이 되는 위절제술에 적합한 항암 화학요법은 아직 밝혀진 바가 없다 [3,4]. 그러므로 단순히 위암 치료에만 집중하기 보다는 체계적인 예방조치가 선행되어야 한다. 이러한 예방 전략 중 식품 또는 식품유래 성분을 통해 치료가 까다로운 암을 발병하기 전에 미리 차단하고 속도를 지연시켜 암을 예방하는 화학적 암 예방개념은 Sporn등에 의해 1976년에 처음으로 제안 되어진 이후 현재까지 활발한 연구가 진행 중에 있다 [5]. 이들 화학적 암 예방 식품소재는 암 치료에 쓰이는 약물과 유사하게 암 세포의 증식, 세포주기, 전이 등을 차단하고 이와 관련된 유전자의 발현을 억제하여 항암 작용을 나타내는 것으로 보고되고 있다 [6-9]. 대표적인 예로, 녹차는 catechin이라는 생리 활성물질이 풍부한데, 그 중 epigallocatechin gallate (EGCG)는 지난 10년간 많은 연구자들에 의해 항암효과가 높은 것으로 밝혀졌다 [6]. Yang에 의하면, EGCG는 Wnt/β-catenin 신호를 억제하여 위암세포의 증식을 억제하였고 [7], Onoda의 연구에서도 EGCG가 p73 활성의 survivin 발현을 하향조절 함으로써 위암 세포사멸을 유도하는 것으로 밝혀졌다 [8]. 또한 콩에 많이 함유되어 있는 genistein이라는 isoflavone의 일종인 성분도 위암세포의 세포주기 G2와 M를 억제하고, PTEN의 발현을 촉진시키는 것으로 밝혀져 위암 예방 효능을 나타냄을 보고하였다 [9].

PTEN (Phosphatase and tensin homolog)은 종양억제 유전자로 잘 알려져 있으며 다양한 암의 발생과 진행을 막는데 중요한 역할을 한다고 알려져 있는데 이는 암 세포의 증식에 관여하는 단백질의 인산기를 PTEN이 제거함으로서 활성을 억제하기 때문이다 [10]. 잘 알려진 바와 같이 세포의 증식에 중요한 역할을 하는 기전인 PI3 kinase/Akt 신호전달경로는 인산화에 의해 활성화되는데 PTEN은 이들의 인산화를 억제함으로서 신호전달경로의 활성을 차단하고 그 결과 세포의 증식을 억제하게 된다 [10]. 이러한 특징으로 인해 PTEN을 타겟으로 하는 다양한 항암제가 개발되어지고 있고 PTEN을 제어할 수 있는 식품천연물 성분은 암 예방효능을 나타낼 수 있다 [11]. PTEN과 더불어 HSP90단백질은 최근에 암 세포에서 그 중요성이 부각되고 있는데 HSP90단백질의 발현을 억제하는 성분은 비소세포폐암 및 유방암 등 여러 암 세포성장과 증식을 억제한다고 보고되어지고 있다 [12]. 따라서 PTEN의 발현을 증가시키고 HSP90의 발현을 억제하는 것이 암 세포의 증식과 성장을 억제하는 중요한 기전이 된다.

한국을 포함한 동양에서 주로 섭취하는 쌀은 많은 연구를 통해 그 영양학적 우수성이 알려져 있으며, 특히 쌀의 미강층은 γ-oryzanol (감마 오리자놀), ferulic acid, tricin, phytic acid, tocotrienols, tocopherols 등의 활성성분들을 함유하고 있다고 알려져 있다 [13]. 감마 오리자놀은 triterpene alcohol의 ferulic acid ester와 sterol 혼합체로서 [14], 비타민E군에 속하는 토코트리에놀 (tocotrienols), 토코페롤 (tocopherols) 등과 함께 다양한 생리활성을 나타내는 지용성 성분이다. 특히 강력한 항산화 활성으로 불포화지방산의 산화를 억제하여 세포의 손상을 막아주는 역할을 하고 [15], 항염증 효과도 나타낸다고 알려져 있으며, 세포사멸 유도, 세포 증식 억제, 그리고 암세포의 세포주기 진행을 변화시킴으로써 항암효과도 갖는 것으로 보고되어 있다 [13,16,17]. 예를 들어 감마 오리자놀은 전립선암 세포 주에서 caveolin-1의 발현억제를 통해 세포의 사멸을 유도하였고, 대장암세포에서는 cyclooxygenase-2 (COX-2)의 발현을 억제함으로 항암효과를 나타낸다고 밝혀냈다 [18,19]. 더 나아가, 감마 오리자놀은 콜레스테롤 개선 및 당뇨 예방 효과를 가지고 있다고 밝혀져 영양학적으로 관심을 받고 있고, 임상적 효과에 대한 연구가 증가하고 있는 추세이다 [20]. 한편 선행연구에 의한 쌀 품종별 감마 오리자놀 함량은 금종현미쌀에서 100 g당 9.9 mg, 추청백미쌀에서 100 g당 0.8 mg, 그리고 추청현미쌀에서 100 g당 5.9 mg을 나타냈다 [21]. 또 다른 연구에서 국내 쌀품종 별 (삼광, 설갱, 화선찰, 큰눈, 홍진주, 흑광벼, 일품, 하이아미, 녹미) 감마 오리자놀의 함량을 측정한 결과 현미에서는 g당 284.79 ug에서 672.67 ug의 함량분포를 보였고, 백미에서는 g당 15.72 ug에서 58.98 ug의 함량을 보여 [22] 일반적인 국내 산 쌀에 감마 오리자놀은 풍부하게 포함되어 있음을 알 수 있다. 이상과 같이 감마 오리자놀을 포함한 다양한 식품천연물 성분은 암 세포의 성장과 증식을 억제하고 이는 특정 종양억제유전자 등을 통하여 이루어질 수 있음이 보고되어지고 있는데 감마 오리자놀의 위암 예방 효과 및 명확한 기전에 대한 연구는 진행된 바가 없다. 쌀은 한국인의 주식으로 섭취량도 높기 때문에, 한국인에게 높은 발병률을 보이는 위암에 대한 감마 오리자놀의 항암 효과에 대한 연구는 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 AGS human gastric adenocarcinoma cell을 사용하여 감마 오리자놀의 위암세포 성장 억제효능 및 세포 사멸유도 효과 실험을 통해 감마 오리자놀의 위암 예방 효과에 대해 알아보고자 하였다.


2. MATERIALS AND METHOD
2.1. 실험 재료 및 시약

본 연구에 사용된 감마 오리자놀은 Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., (Japan)로부터 구입하여 Ethanol에 녹여 실험에 이용하였다. MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide) 시약은 Sigma (MO, USA)에서 구입하여 이용하였다. Cell cycle assay kit, Annexin V/Dead kit, Mitopotential assay kit는 Milipore 사 (Darmstadt, Germany) 것을 구입하여 사용하였다. 연구에 사용된 1차 항체 PTEN과 HSP 90은 Milipore (Darmstadt, Germany) 사에서 구입하고 Actin은 Bethyl Laboratories, Inc. (TX, USA)에서 구입하여 이용하였다.

2.2. 세포배양

본 연구에 사용된 위암세포 AGS (Human gastic adenocarcinoma cells)는 American Type Culture Collection (ATCC, Manassas, VA, USA)에서 세포를 구입하여 사용하였다. AGS 세포는 10% FBS, 항생제가 들어있는 RPMI 1640배지 (Welgene, Daegu, Korea) 를 이용하여 37oC, 5% CO2 조건의 세포배양기에서 배양하였다.

2.3. 세포 생존능 측정

세포 증식 억제능을 확인하기 위하여 세포를 24 well plate에 배양 하였고, 감마오리자놀을 농도별 (50, 100, 200 μg/mL)로 72시간을 처리하였다. 그 후 10 μL의 MTT 시약 (5 mg/mL)을 넣어 37oC incubator에 2시간 배양한다. 살아있는 세포의 미토콘드리아 내의 dehydrogenase를 이용한 방법으로 노란색의 MTT시약이 보라색으로 염색된다. 이 때 배지를 제거하고 살아있는 세포에 염색된 보라색 dye를 DMSO용액에 용해시켜 100 μL씩 96well plate에 옮겨 microplate reader (Molecular Device Co., CA, USA)를 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였다.

2.4. Cell cycle 측정

MUSE cell cycle assay kit를 이용하여 제공된 프로토콜대로 실험을 진행하였다. 세포는 24 well plate에 배양하였고, 감마 오리자놀을 농도별 (50, 100, 200 μg/mL)로 24시간을 처리한 후 세포를 70% ethanol에 고정한다. 고정한 세포를 centrifugation하여 PBS로 세척한 후 Cell cycle reagent 용액에 30분 incubation하며 세포를 염색한다. 염색 후, Muse 세포 분석기(Millipore, Darmstadt, Germany)를 이용하여 cell cycle을 분석하여 SubG-1 population을 측정한다.

2.5. Annexin V 활성 측정

Apoptotic세포는 Annexin V/Dead kit를 이용하여 측정하였다. 세포를 배양하여 감마 오리자놀을 농도별로 24시간을 처리한 후 배지와 세포를 모아 원심 분리하여 PBS로 세척한다. 원심 분리 하여 모아진 세포에 Muse Annexin V cell reagent를 세포에 넣어 20분 어두운 상태로 염색한다. 그 후 염색된 세포를 Muse 세포 분석기 (Milipore)를 이용하여 측정한다.

2.7. Mitochondrial membrane potential assay 측정

세포는 24 well plate에 배양하였고, 감마오리자놀을 농도별(50, 100, 200 μg/mL)로 24시간을 처리한 후 세포에 Mitopotential working 용액을 넣고 37oC에서 20분 incubation한다. 추가로 Muse 7-AAD시약을 넣어 실온에 5분 후, 세포 내 미토콘드리가 기능장애로 유도되는 Total depolarized cells은 Muse 세포 분석기 (Millipore)를 사용하여 측정하였다.

2.8. Western blot

Apoptosis에 영향을 미치는 관련 단백질의 발현정도 변화를 확인하기 위해 세포를 배양한 후 감마오리자놀을 농도별 (50, 100, 200 μg/mL)로 6시간을 처리한 후 RIPA buffer (Elpis, 50 mM Tris-HCl, pH 8, 5 mM EDTA, 150 mM NaCl, 1% NP-40, 1 mM PMSF, protease inhibitor cocktail, phosphatase inhibitor cocktail)를 이용하여 샘플 (Whole cell lysate)을 준비한다. WCL용액을 Bradford방법으로 단백질을 정량한 후 동량의 단백질을 SDS sample buffer와 섞고 5분간 heating하여 단백질을 denature시킨 후 실험에 이용한다. 샘플을 10% SDS-polyacrylamide gel에 전기영동을 실시한다. gel의 단백질을 Nitrocellulose (NC) membrane으로 transfer한 후, 5% skim milk를 이용하여 멤브레인을 1시간 실온에서 blocking한다. 그 후 PTEN, HSP90과 Actin의 1차 항체를 4oC 조건에서 overnight incubation을하고 HRP가 붙어있는 적절한 2차 항체(Enzo Life Sciences; NY, USA)를 붙여 ECL용액을 이용한 chemiluminescent detection 방법으로 각각의 단백질 발현을 측정한다.

2.9. 통계처리

모든 값은 평균±표준편차로 나타낸 것이며 통계처리는 IBM SPSS statistics (ver. 20) 을 이용하였고 Student's t-test를 시행하였다. 확률적 유의성은 p<0.05 수준에서 검정하였다.


3. RESULTS AND DISCUSSION
3.1. 감마오리자놀의 위암세포증식 억제 효과

AGS위암 세포 주를 사용하여 감마오리자놀이 암 세포 증식억제 효능이 있는지를 MTT assay를 통하여 알아보았다. 감마오리자놀을 각각의 농도 별 50, 100, 200 μg/mL의 농도로 72시간 처리 후 흡광도를 측정하였다. Fig. 1에서 보는 바와 같이 감마오리자놀 처리 농도 100 및 200 μg/mL에서 세포의 증식을 유의적으로 억제하는 것으로 나타났다. 감마오리자놀은 곡류에 함유되어 있는 성분으로 곡류 중 특히 쌀겨에 풍부하게 함유되어 있다. 최근연구에 의하면 다양한 생리활성을 가지고 있으며, 갱년기 장애의 개선에도 도움이 된다고 알려져 있다 [13,16,18-20,23]. 본 연구에서는 한국인의 암 중에서 가장 발병률이 높다고 알려진 위암을 타겟으로 세포모델을 이용하여 감마오리자놀의 효능을 평가하였고 위암세포 증식 억제 효능이 탁월함을 밝혀내었다. 이미 감마오리자놀, 베타시토스테롤, 토코트리엔놀, 토코페롤 및 피티산 등 다양한 성분을 함유하고 있는 쌀겨는 암 예방 효능이 뛰어남이 보고되어져 있다 [13-16]. 이들은 암 세포의 세포사멸유도, 세포 주기진행의 억제 및 세포증식억제를 통해 암 세포의 성장을 억제한다 [13-16]. 예를 들어 쌀겨는 동물모델에서 AOM 유도된 대장암의 성장을 억제한다고 알려져 있고, 또 다른 보고에 의하면 쌀겨의 펩타이드들은 대장암, 유방암 및 간암의 성장을 억제한다고 알려져 있다 [24,25]. 따라서 본 연구도 이들 다른 암 종과 유사하게 위암 또한 성장을 억제하였고, 선행논문에서 제시한 쌀겨 또는 쌀겨 유래 펩타이드들의 암 억제 효능은 감마오리자놀성분이 적어도 한 부분에서 중요한 역할을 할 것이라 예측된다.


Fig. 1. 
The effect of γ-oryzanol on AGS cell proliferation. MTT assay in AGS cells treated with vehicle (Con) or γ-oryzanol for 72 h. Cell viability is presented as mean±SD. *p<0.05 vs. Con.

3.2. Sub G1 phage에 대한 감마오리자놀의 효능

암 세포 성장에 있어 세포 주기의 제어는 연관된 유전자들의 발현을 제어할 수 있어 중요한 전략이 되며 많은 항암제 또는 천연물소재 암 세포 치료제등이 이들을 타겟으로 개발되어지고 있다 [6-9]. 이들 항암제 또는 천연물 소재 암 세포 치료제들은 세포주기를 정지시키며 암 세포가 자살단계로 가는 Sub G1의 population을 증가시키게 된다 [6-9]. 따라서 본 연구에서도 감마오리자놀이 위암세포 증식억제에 있어 Sub G1 phage에 대한 영향이 어떠한 지를 flow cytometry로 측정하였다. Fig. 2A에서 보는바와 같이 대조군 (Con)에 비해 감마오리자놀은 농도 의존적으로 위암 세포의 Sub G1 population을 증가시키는 것으로 나타났다. 이들의 결과를 그림 2B에서 그래프로 나타내었다. Cisplatin 및 5-fluorouracil은 널리 알려진 항암제로서 특히 위암에 쓰이고 있고 다양한 연구를 통해 암 세포 주기의 정지를 유도하고 세포주기와 관련된 단백질들의 발현을 조절하여 암 세포의 사멸을 유도한다고 보고되어지고 있다 [26]. 본 연구에서도 이들 항암제와 유사하게 위암의 성장을 억제하는데 있어 세포주기의 변화 특히 Sub G1 phage의 증가를 감마오리자놀이 유도하는 것을 확인하여, 감마오리자놀의 위암세포 증식 효과는 기존 항암제들과 유사하게 세포주기의 변화를 수반할 것으로 예측된다.


Fig. 2. 
Effects of γ-oryzanol on Sub-G1 population in AGS cells. Cell cycle analysis of AGS cells after 24h γ-oryzanol treatment (A). Histograms represented percentage distribution of cells in sub-G1 phase (B). Data are indicative of 3 individual experiments and are presented as mean±SD. *p<0.05 vs. Con.

3.3. 감마오리자놀의 위암세포 사멸 유도효능

세포사멸 (apoptosis)은 세포 내부에서 일어나는 현상으로 주변의 세포에 영향을 주지 않고 스스로 사멸하기 때문에 암 세포 치료에 쓰이는 항암제들이 이를 표적으로 개발되었거나 개발되어지고 있다 [26]. Apoptosis를 측정하기 위하여 다양한 방법이 사용되어지고 있는데 그 중 대표적인 것인 Annexin V staining이다. 이에 AGS 위암 세포 주에 감마오리자놀을 농도 의존적으로 처리한 후 Annexin V staining을 flow cytometry로 측정한 결과 Fig. 3A 및 이를 그래프화한 Fig. 3D에서 보는 바와 같이 total apoptotic세포 수가 증가하는 것을 관찰할 수 있었다.


Fig. 3. 
Induction of apoptosis by γ-oryzanol in AGS cells. Annexin-V staining shows that treatment with γ-oryzanol for 24 h (A), Graphs represented percentage distribution of Annexin-V positive cells (B). Treatment with γ-oryzanol for 24 h significantly reduced depolarization of the mitochondrial membrane of AGS cells (C). Data are indicative of 3 individual experiments and are presented as mean±SD (D). *p<0.05 vs. Con.

다음으로 세포사멸 시 발생하는 미토콘드리아 전위차변화를 측정하였는데 Fig. 3C 및 이를 그래프화한 Fig. 3B에서 보는 바와 같이 감마오리자놀은 농도 의존적으로 미토콘드리아 전위차를 증가시키는 것으로 확인되었다. 미토콘드리아는 세포사멸에 있어서 중요한 역할을 하는데 스스로 자살로 접어드는 세포는 이러한 경로를 활성화시키기 위해 에너지 즉 ATP가 필요하게 되고 미토콘드리아에서 공급받게 된다[27]. 아울러 미토콘드리아는 세포사멸이 시작되면 intermembrane space에서 분리된 proapoptotic protein들을 cytosol로 방출하고 이들은 전형적인 apoptotic signaling pathway를 활성화하게 된다 [27]. 따라서 미토콘드리아 전위차 변화는 이들의 신호체계가 작동되고 있음을 예측할 수 있다. 이로서 감마오리자놀은 위암 세포증식 억제 효능과 더불어 위암 세포의 사멸을 유도함으로서 궁극적으로 항암 효과를 나타내는 것으로 사료되고 이는 미토콘드리아의 전위차의 변화에 의한 proapoptotic protein의 cytosol로의 분비 및 관련 signaling pathway를 활성화함으로써 이루어질 수 있음을 예측할 수 있었다.

3.4. 종양억제유전자 PTEN 및 HSP90발현에 감마오리자놀이 미치는 영향

마지막으로 대표적인 종양억제 유전자로 알려진 PTEN과 최근 항암제의 타겟이 된다고 보고되어지고 있는 HSP90단백질의 발현에 있어 감마오리자놀이 어떠한 효능을 나타내는지를 보고자 하였다. PTEN은 발현이 증가되면 종양을 억제한다고 알려져 있고 HSP90은 발현이 억제되면 종양을 억제하는 것으로 알려져 있다 [10,11]. 이를 위하여 감마오리자놀을 처리한 후 웨스턴블롯법을 사용하여 PTEN과 HSP90단백질 발현을 분석한 결과 Fig. 4에서 보는 바와 같이 감마오리자놀은 PTEN의 발현을 대조군에 비해 증가시키는 것으로 확인되었다. 같은 조건에서 HSP90은 대조군에 비해 감마오리자놀이 발현을 억제하는 것으로 확인되어 감마오리자놀의 항암 효과는 PTEN 발현의 증가 및 HSP90의 발현억제 능에 의해 나타나는 것으로 예측되었다. PTEN은 protein phosphatase로서이 단백질의 Mutation은 많은 암 세포에서 발견되어지고 있으며 이로 인해 세포증식에 중요한 신호전달경로인 PI3 kinase/Akt경로가 지속적으로 활성화되게 되고 암 세포는 무한증식을 하게 된다. 따라서 PTEN은 종양억제유전자로 잘 알려져 있고, PTEN의 활성을 증진시키는 것이 암 성장을 억제하는데 중요한 전략이 되고 있는데 rapamycin이 대표적인 PTEN의 증진제이다 [10,28]. 본 연구에서 감마오리자놀이 PTEN의 발현을 증진시켰는데 이는 감마오리자놀이 PI3 kinase/Akt경로를 PTEN의 Phosphatase기능을 활성화시켜 차단할 것으로 예상되었다. 한편 HSP90는 암 세포에서 세포생존의 안정화를 돕는 단백질로 알려져 있고 Geldanamycin 및 radicicol 등의 다양한 HSP90억제제가 암 억제로서 개발되어지고 있다 [11,29]. 최근 연구에 의하면 식도 편평 상피암세포모델에서 HSP90억제제로 개발되어진 NVP-AUY922의 암 억제효능을 나타내는데 있어 PTEN이 중요한 역할을 한다는 보고가 있었다 [30]. PTEN이 결손된 세포에서 AKT와 ERK의 활성화가 증가되어 있고 HSP90억제제 NVP-AUY922를 처리 시 암 세포의 감수성이 떨어지게 된다 [30]. 즉 PTEN과 HSP90그리고 PI3 kinase/Akt경로의 상호작용이 암 억제제의 감수성을 높일 수 있을 것으로 예상된다. 본 연구에서 감마오리자놀은 PTEN의 발현은 증진시키고, HSP90의 발현은 억제시켜 결과적으로 종양억제단백질의 발현은 증가시키고 종양유도단백질의 발현은 억제시키는 효과를 나타내는 것으로 이전의 결과와 유사하게 감마오리자놀은 HSP90과 PTEN의 상호작용에 의한 강력한 암 억제 효능을 나타내는 것으로 사료된다. 이상과 같이 감마오리자놀을 포함한 다양한 식품성분들이 암 예방 또는 항암활성을 가지고 있고 이는 특정단백질의 조절, 세포주기의 조절, 세포사멸유도 및 전이억제 등 다양한 기전을 통해 이루어질 수 있음을 본 연구와 선행연구들로 알 수 있다 [6-9]. 다만 식품에는 단일성분의 약품과는 다르게 다양한 성분들이 복합적으로 존재하고 있기때문에, 감마오리자놀같은 단일성분의 생리활성을 찾아내는 연구와 더불어 향후 특정식품의 다양한 성분들 간의 상호작용에 의한 효능의 상승 또는 하락에 대한 기작연구가 필요할 것이다.


Fig. 4. 
The effect of γ-oryzanol on the expressions of PTEN and HSP90 in AGS cells. The expressions of PTEN and HSP90 were measured by Western blot analysis after 6 h γ-oryzanol treatment.


4. CONCLUSION

본 연구에서는 쌀을 포함한 곡류에 주로 들어있는 감마오리자놀의 위암성장억제 및 위암세포사멸효능을 AGS인체유래 위암세포 주를 사용하여 증명하였다. 감마오리자놀은 또한 종양억제유전자로 알려진 PTEN의 발현을 증가시키고, HSP 90발현은 감소시켜 항암효능을 나타냄을 찾아내었다. 이들 결과로 감마오리자놀은 위암을 억제할 수 있고, 더 나아가 감마오리자놀이 풍부한 곡류를 섭취하는 것이 위암을 예방할 수 있을 것으로 판단된다.


Acknowledgments

이 논문은 2017년도 미래창조과학부 재원으로 한국식품연구원의 지원 (E0150301-03)을 받아 수행된 연구성과입니다.


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