Isolation and Characterization of Antitumor Agents from Xanthium strumarium L.

한국산 도꼬마리로부터 항암물질의 분리 및 특성

  • 김현수 (계명대학교 자연과학대학 미생물학과) ;
  • 이인선 (계명대학교 식품가공학과) ;
  • 여수환 (계명대학교 전통미생물자원개발 및 산업화연구센터) ;
  • 성림식 (계명대학교 자연과학대학 미생물학과) ;
  • 유대식 (계명대학교 자연과학대학 미생물학과)
  • Published : 2003.08.01

Abstract

In a mutagenicity test using the Salmonella typhimurium TA98 and TA100, the Xanthium strumarium L. extracts had not a mutagenicity. The extracts were assayed that antioxidative effect using a colony formation assay. The extracts showed protective effects against the cytotoxicity of H$_2$O$_2$ and increased the immunity induced by TNF and IL-1${\beta}$. The modulating effect of Xanthium strumarium L. extract on the induction of carcinogenesis by N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidin (MNNG), was investigated in Wistar rats. The GSH content was found to be reduced by MNNG treatment, but increased on adding extract. In addition the Xanthium strumarium L. extract increased p53 expression versus MNNG alone.

도꼬마리 추출물의 발암성의 유무를 검토하기 위하여 시험균 S. typhimurium TA98 및 TA100에 대한 변이원성 실험 결과, 추출물 XE-N과 XEA-N의 농도가 증가해도 TA 98 및 TA100 두 균주의 복귀변이 colony 수가 대조구에 비해 변화가 크지 않은 점을 미루어 보아 각 추출물은 변이원성이 없는 것으로 확인되었다. 도꼬마리 추출물 XEA-A, XEA-B 및 XE-A)의 $H_2O$$_2$로 유도된 세포 독성에 대한 억제효과는 각각 58%, 53%, 63%로서 생존율이 2배 이상 증가하였다. 면역 증강 활성은 TNF의 경우 XE-N 추출물에서 2.7배로 가장 높은 활성을 나타내었으며 XEA-N 추출물에서도 2.3배로 높은 활성을 나타내었다. IL-1$\beta$의 생성은 XE-B 추출물에서 높게 나타났으며, IL-2의 생성에는 뚜렷한 활성을 나타내지 않았다. 도꼬마리 추출물 및 정제물을 이용하여 동물에 강력한 발암물질인 MNNG를 투여한 후 항산화 효소계를 측정한 결과, 조직의 해독물질인 glutathione (GSH)의 함량이 도꼬마리 정제물 0.2% 투여군에서 약 44.6%, 도꼬마리 추출물 투여군에서 약 41.5% 증가되었다. 또한 도꼬마리 추출물 및 정제물질은 암억제 유전자인 p53의 발현을 매우 증가시켰다. 이상의 결과에서 도꼬마리 추출물은 전반적으로 항산화능, 면역증강효과, 암 예방효과 등의 기능성이 있는 것으로 입증되었으며, 각 기능에 따른 다양한 물질을 분리하여 신소재로의 개발 가능성이 큰 약제임이 확인되었다.

Keywords

References

  1. Korean J. Food Sci. Technol. v.30 Antimicrobial activities of natural medicinal herbs on the food spoilage of foodborne disease microorganisms Oh,D.H.;S.S.Ham;B.K.Park;C.Ahn;J.Y.Yu
  2. Korean J. Food Sci. Technol. v.29 Antimicrobial effect of ethanol extracts from some medicinal herbs and their fractionates against food-borne bacteria Shin,D.W.;M.S.Kim;J.S.Han
  3. Seikatsu Eisei. v.37 Antimicrobial activity of medicinal plants against methicillin-resistant Staphylococcus aures Odachi,J;E.Ishii;A.Fukumoto;M.Tanaka
  4. J. Kor. Soc. Food Sci. Nutr. v.21 Screening of antimicrobial activity for medicinal herb extracts Park,W.Y.;D.S.Chang;H.R.Cho
  5. J. Kor. Soc. Food Sci. Nutr. v.27 Antimicrobial effect of Schizandra chinensis extract on pathogenic microorganism Lee,S.H.;Y.S.Lim
  6. Kor. J. Postharvest Sci. Technol. v.5 Antimicrobial effect of Korean medicinal herb extracts for preserving greenhouse fresh produce Chung,S.K.;S.J.Lee;Y.J.Chung;W.P.Park;D.S.Lee;S.H.Cho
  7. Kor. J. Appl. Microbiol. Biotechnol. v.21 Antimicrobial activity of some medical herbs and spices against Streptococcus mutans You,Y.S.;K.M.Park;Y.B.Kim
  8. Kor. J. Appl. Microbiol. Biotechnol. v.21 Inhibitory effects of chinese pepper on the mutagenicity and the growth of MG-63 human osteosarcoma cells Kim,S.H.;K.Y.Park
  9. J. Am. Coll. Nutr. v.11 Curcumin as an inhibitor of cancer Nagabhushan,M.;S.V.Bhide
  10. Coloured medicinal plants of Korea Yook,C.S.
  11. Kor. J. Appl. Microbiol. Biotechnol. v.25 Isolation and antimicrobial activity of Xanthium strumarium L. extract Kim,H.S.;J.O.Shin
  12. Kor. J. Biotechnol. Bioeng. v.18 Screening of the antimicrobial and antitumor activity of Xanthium strumarium L. extract Kim,H.S.;T.S.Yu;I.S.Lee;Y.W.kim;S.H.Yeo
  13. Mutat. Res. v.113 Revised mehods for the Salmonella mutagenicity test Maron,D.M.;B.N.Ames https://doi.org/10.1016/0165-1161(83)90010-9
  14. Arch. Biochem. Biophysics. v.82 Tissue sulfhydry1 group Ellman,G.L. https://doi.org/10.1016/0003-9861(59)90090-6
  15. Am. J. Pathol. v.118 Liver glutathione depletion induced by bromobenzen, iodobenzen and diethylmalate poisoning and its relation to lipid peroxidation and necrosis Lasini,A.F.;A.Pompella;M.Comporti
  16. J. Nutr. v.126 Alteration of glutathione and antioxidant status with exercise in unfed and refed rats Lee,U.W.;L.L.Ji
  17. Proc. Natl. Acad. Sci. v.89 Wild type p53 is a cell cycle checkpoint deterninant following irradiation Kuerbiz,S.J.;B.S.Plunkett;W.V.Walsh https://doi.org/10.1073/pnas.89.16.7491