제주대학교  2010 년도 학위논문

Anti-inflammatory and anti-tumor activity of fucoxanthin from Ishige okamurae through MAPKs regulation

김길남

제주대학교 대학원 수산생명의학과

2010 이학박사 학위논문

   푸코잔틴은 카로티노이드 색소류 잔토필의 일종으로 갈조식물과 황색식물에만 함유되어 있는 물질이다. 푸코잔틴은 항암과 항산화 및 항비만 등 다양한 생리활성이 있다고 알려져 있으나, 항염증과 항암활성의 메커니즘에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 이 연구에서는 패(갈조류)로부터 푸코잔틴을 분리하고, 분리된 푸코잔틴이 항염증활성과 HL-60(백혈병 세포)과 B16F10(피부암 세포) 세포에 대한 항암활성을 측정하였고, 그 작용 메커니즘을 조사하였다. 1. 푸코잔틴은 LPS로 자극된 RAW 264.7 세포에서 염증성 매개 인자의 생성에 미치는 영향을 조사 한 결과, 푸코잔틴은 염증성 매개인자인 TNF-α, IL-1β, IL-6와 NO의 생성을 농도의존적으로 억제함을 알 수 있었다. 항염증 활성의 작용기전 규명을 위해, LPS로 자극된 NF-κB와 MAPK 활성화에 미치는 영향을 조사한 결과는 NF-κB의 전사활성 억제와 MAPK 인산화를 억제함을 확인 되었다. 이러한 결과는 푸코잔틴이 NF-κB와 MAPK 조절함으로써 항염증활성을 나타내는 것으로 생각된다. 2. 푸코잔틴의 HL-60 세포에 대한 항암활성은 세포성장을 억제시키고 apoptosis로 세포사멸을 일으켰다. 세포사멸의 작용기전은 푸코잔틴을 처리 하였을 때 MAPK 활성화를 조사한 결과, p38과 JNK가 활성화를 보였다. 그리고, 암세포 사멸에 영향을 미치는 ROS의 발생은 푸코잔틴을 처리하였을 때 ROS가 발생하는 것을 확인하였다. 이 ROS 발생이 apoptosis와 MAPK에 미치는 영향은 항산화제인 NAC을 푸코잔티과 같이 처리하였을 때 apoptosis 유도가 억제되고 MAPK이 활성이 억제되는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 ROS발생에 의해 MAPK가 조절되면서 HL-60 세포를 apoptosis로 유도하여 항암활성이 나타나는 것으로 생각된다. 3. 푸코잔틴의 B16F10 세포에 대한 항암활성은 푸코잔틴을 처리하였을 때 B16F10 세포의 증식이 유의적으로 감소하였다. 세포 증식은 cell arrest 또는 apoptosis에 의해 억제되는데, 푸코잔틴을 처리하였을 때 G0/G1기 arrest와 apoptosis가 유도 되는 것이 cell cycle과 형태적 관찰을 통해 확인되었다. G0/G1기 arrest 관련 단백질 측정으로 확인된 arrest 작용 기전은 푸코잔틴을 처리 하였을 때 Akt 활성화가 억제되고 p15와 p27 단백질이 증가 되었다. 또한 apoptosis유도 기전으로 Bcl-xL 단백질이 감소 함으로써 apoptosis가 유도 되는 것을 확인 할 수 있었다. 이와 같은 결과로 볼 때 Akt와 Bcl-xL 조절에 의해 B16F10 세포의 cell arrest와 apoptosis가 유도 됨으로써 항암활성을 나타내는 것으로 생각된다. 이 모든 결과를 종합해 볼 때, 푸코잔틴이 항염과 항암활성에 의해 산업적 용도가 매우 다양할 것으로 생각되며 특히 식품산업으로서의 이용 가능성을 높일 수 있을 것이라 판단된다.