해안 습지식물 비쑥으로부터 항비만 및 기질금속단백질분해효소 저해효과 탐색연구

Abstract

현대의학의 발달로 인간의 수명은 계속해서 증가하고 있다. 그럼에도 불구하고 비만과 이에 따른 합병증, 암환자의 수는 매년 증가하고 있다. 지방전구세포인 3T3-L1는 지방생성 관련인자(C/EBPα, PPARγ, SREBP1C) 활성화를 통하여 지방분화를 일으킨다. 또한 과잉 축적된 지방으로 인해 발생한 만성염증은 암과도 깊은 연관이 있는 것으로 알려져 있다. 특정 장기에 발생한 암세포는 다른 장기로까지 퍼지는 전이활동을 보인다. 기질금속단백질분해효소 (Matrix metalloproteinases, MMPs)는 세포외기질의 분해 및 재형성을 일으키는 아연 의존성 효소이며, 암 또는 종양세포의 전이와 침윤에 관여한다. MMPs 중, 젤라틴 분해효소인 MMP-9과 MMP-2가 암 또는 종양세포의 전이와 침투에 주요한 역할을 한다. 천연소재로부터 이들의 활성을 저해하는 생리활성물질을 탐색하기 위해 염습지에 서식하는 염생식물을 선정하였다. 염생식물은 높은 염분을 포함하는 토양, 강한 바람, 직사광선 등과 같은 극한의 환경에서 생존하기 위해 육상식물과 차별된 생존전략을 가지고 있다. 따라서 육상생물과는 다른 이차대사산물이 존재할 것으로 사료된다. 실험에 사용된 염생식물 비쑥은 남•서해안에 자생하며 예로부터 민간전통의약으로 사용되어왔다. 또한 항산화, 항염증, 해열 및 진통, 살충효과가 있는 것으로 보고된바 있다. 서해안에 서식하는 비쑥을 채집한 후 dichloromethane과 methanol로 추출하여 조추출물을 얻었으며 이를 용매 극성도에 따라 분획하여 n-hexane, 85% aqueous methanol (85% aq.MeOH), n-butanol (n-BuOH), water의 4가지 용매 분획물을 얻었다. 각각의 조추출물 또는 용매 분획물을 이용하여 항비만 관련 실험과 MMP-9과 MMP-2 억제 활성을 검토하였다. Oil Red O staining을 이용하여 각각의 용매 분획물에 의한 지방분화 정도를 확인하였다. 25 μg/mL의 85% aq.MeOH에 의해 유의적으로 지방분화가 억제 된 것을 확인할 수 있었다. 또한 지방생성 관련인자의 mRNA와 단백질 발현 또한 85% aq.MeOH에 의해 가장 효과적으로 억제 되었다. HT-1080 세포에서 MMPs의 효소적 활성도를 측정하기 위해 gelatin zymography를 실시하였고, n-hexane과 85% aq.MeOH 분획물이 MMP-9과 MMP-2의 효소적 활성도를 효과적으로 감소시켰다. Wound healing assay를 이용하여 비쑥 추출물 및 분획물이 세포이동에 미치는 영향을 측정하였을 때, 물 분획물을 제외한 모든 분획물에서 HT-1080 세포의 이동이 저해되는 경향을 보였다. Reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR)과 Western blot assay를 이용하여 MMP-9과 MMP-2의 mRNA와 단백질 발현 정도를 측정하였다. n-Heaxane 분획물이 MMP-9과 MMP-2의 mRNA 및 단백질의 발현을 가장 많이 저해였으며, 85% aq.MeOH 분획물도 유의한 mRNA와 단백질의 발현 억제효과를 보였다. 또한 n-BuOH 분획물에 의해 MMP-9과 MMP-2의 단백질 발현이 감소하는 것을 확인 할 수 있었다. Sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)를 통해 세포 외로 분비된 MMP-9과 MMP-2의 발현 정도를 측정하였는데, 분획물 중 n-hexane과 85% aq.MeOH 분획물이 MMP-9과 MMP-2의 발현을 가장 많이 억제하였다. MMP-2의 경우, n-BuOH과 물 분획물에 의해서도 발현이 감소한 것을 확인할 수 있었다. 항비만 및 MMP 활성억제 효과가 우수한 85% aq.MeOH 분획물에서 2차 대사물질 분리를 시도하였으며, Reynosin(1), Santamarine(2)을 분리하였다.