솔장다리 추출물의 항산화 활성 및 세포주기조절에 의한 항암 활성 분석

본 연구에서는 명아주과 수송나물속 솔장다리(Salsola collina Pall.) 추출물의 항산화 및 항암 활성을 분석하였다. 먼저 솔장다리의 에탄올 추출물의 DPPH radical scavenging activity를 분석한 결과, IC50가 4.82μg/ml로 나타나 강한 항산화능을 보유하였음을 확인하였다. 또한 대장암 세포주 (HT29), 폐암 세포주(A549), 간암 세포주(HepG2)를 사용하여 솔장다리 추출물의 암세포 사멸효과를 분석한 결과, IC50 가 각각 43.8, 64.1, 92.5μg/ml로 강력한 세포사멸효과를 나타냈으며 특히 HT29에 대한 강한 사멸효과를 보였다. 솔장다리 추출물의 항암 활성 기전 분석을 위해 세포주기를 분석한 결과, 대장암세포인 HT29의 G2/M arrest를 유도하였으며 최고 농도인 60μg/ml까지 S기 세포수가 증가하였다. 세포주기관련 단백질의 발현 분석 결과, 솔장다리 추출물을 처리한 경우, G2기에서 M기로의 전이에 필수적인 단백질인 Cdc25C와 cyclin A의 발현이 감소되었고, 반면 Cdc25C와 Cdc2의 불활성화 형태인 p-Cdc25C, p-Cdc2는 증가하였다. 또한 p21과 Wee1의 발현도 증가되었다. 하지만 p53의 발현량은 변화가 없었다. 이러한 결과는 솔장다리 추출물을 처리한 경우, p53 비의존적으로 p21의 발현이 증가되어 cyclin A/Cdc2 complex의 활성이 조절되고, 이어서 G2/M phase의 check point에 작용하는 Wee1의 발현증가 및 Cdc25C, Cdc2의 인산화에 의한 불활성화를 통하여 G2/M arrest가 유도되는 것을 시사한다. 또한 솔장다리 추출물 처리에 의해 S기 진행을 조절하는 Cdk2의 발현량도 감소하여, cyclin A/Cdk2 complex가 감소되어 S기의 세포수가 증가한 것으로 보인다. 따라서 본 연구 결과를 통해 솔장다리 추출물이 높은 항산화 활성을 지니며 암세포의 세포주기를 조절하여 높은 항암 활성을 보유함을 확인하였다. Salsola collina, also known as Russian thistle, is widely distributed in and around waste facilities, roadsides, and drought and semi-drought areas, and is used as a traditional folk remedy in Chinese medicine for the treatment of hypertension. In this study, we have evaluated the anti-oxidative and anti-cancer activities of the ethanol extract of S. collina Pall. (EESC), and the molecular mechanisms of its anti-cancer effects on human colon carcinoma HT29 cells. EESC exhibited anti-oxidative activity through DPPH radical scavenging capacity and showed cytotoxic activity in a dose-dependent manner in HT29 cells. After EESC treatment, HT29 cells altered their morphology, becoming smaller and irregular in shape. EESC also induced cell accumulation in the G2/M phase in a dose-dependent manner, accompanied by a decrease of cell population in the G1 phase. The G2/M arrest by EESC was associated with the increased expression of cyclin-dependent kinase (CDK) inhibitor p21 and Wee1 kinase, which phosphorylates, or inactivates, Cdc2. EESC treatment induced the phosphorylation of Cdc2 and Cdc25C, and inhibited cyclin A and Cdc25C protein expression. In addition, S arrest was induced by the highest concentration of EESC treatment, associated with a decrease of cyclin A and Cdk2 expression. These findings suggest that EESC may possess remarkable anti-oxidative activity and exert an anti-cancer effect in HT29 cells by cell cycle regulation.