세포사이의 junction 중 TJ는 상처회복과 염증, 특히 암과 관련하여 구조적 변화를 유발하며, 세포극성의 유지에도 중요한 역할을 한다. 특히 claudin family는 세포 극성 형성과 유지에 중요한 역할을 하며, 연구의 중요성이 강조되고 있다. 최근 마늘이 건강 기능성 식품으로 주목받고 있으며, 질병의 예방과 치료에도 효과를 입증받고 있다. 특히 흑마늘에서 S-allyl-L-cysteine 함량의 증가로 이러한 건강적 기능, 즉 심혈관계 질환의 예방과 항암작용이 매우 높을 것으로 보여지고 있다.
<h1>서 론</h1> <p>세포사이의 몇 가지 junction 중 tight junction (TJ)은 다이나믹한 구조를 가지고 있으며, 상처회복과 염증, 특히 암의 발생과 진행 동안 구조적 변화를 유발한다. Epithelial sheet 안쪽에 존재하는 TJ은 선단(apical)에 위치하는 몇 가지 단백질 복합체(multi-protein complex)로 paracellular pathway를 통한 병원성 물질과 거대분자의 차단하고 이온 물질과 미량분자의 통과 조절을 위해 intercellular strand를 형성 한다. 그리고 TJ 사이의 연결 단백질인 ZO-1과 claudin family 단백질은 액틴과 연결되어 세포극성의 유지에도 중요하다. 1970년대 초 상피세포 유래 종양에서 TJ 구조의 다양한 변화가 보고된 이후, 투과성상피세포의 전기적 저항성(transepithelial electrical resistance, TER)이 암세 포에서 정상 조직보다 높게 형성되어 있음이 보고된 바 있다.</p> <p>최근 TJ 구성 단백질로서 관심을 모으고 있는 claudin family 단백질은 막단백질로 인접세포의 claudin 단백질군의 세포 외 영역과 서로 인접되어있다고 알려져 있다. 현재 21종류의 transmembrane 단백질을 포함하는 claudin family는 TJ strand의 중요한 구성요소로 큰 범위에서 TJ의 투과도 특성(permeability characteristics)을 결정하는 것으로 알려져 있다. 또한 TJ는 세포막의 apical과 bassolateral 사이에 지방과 단백질의 이동을 막는 연속적인 circumferential "fence"를 형성하므로 세포의 극성의 형성과 유지에도 claudin 이 중요한 역할을 하는 것으로 보고되어지고 있다. 따라서 이러한 TJ 단백질인 claudin의 부조로 인한 TJ의 구조적 변화는 암세포의 초기 침윤과 전이에 관련한 명백한 증거로 제시되어지고 있으므로, TJ 단백질(claudins, ZO-1 및 occludin 등) 및 TJ 관련단백질(E-cadherin 등)과 그들의 전사활성에 관여하는 다양한 전사인자들(snail 등)에 대한 연구의 중요성이 강조되어 지고 있다. 한편 암세포의 침윤이나 전이를 포함한 다양한 병리·생리학적 반응에 기본적으로 요구되는 matrix metalloproteinases (MMPs)는 세포외 기질의 분해에 중심적 인 역할을 하는 zinc와 calcium 의존적 효소이다. MMPs는 비활성형인 zymogen의 형태로 발현된 후 세포가 처한 환경에 따라 활성형으로 변화되기도 한다. 특히 MMP-2 및 -9는 gelatin이나 다양한 콜라겐의 분해에 중심적인 역할을 하며, 그들의 발현은 tissue inhibitor of metalloproteinase (TIMP)에 의하여 조절되기도 한다.</p> <p>마늘(garlic, Allium sativum)은 전통적으로 식용뿐만 아니라 건강 기능성 식품으로 많은 관심을 모으고 있는 식품의 하나이며. 특히 최근 미국 시사주간지 타임지가 정한 10대 장수식품 중의 하나이다. 마늘의 효능에 관해서는 이미 많은 연구가 이루어진 바 있으며, 항암작용을 포함한 다양한 질병의 예방과 치료에 매우 효과적임이 입증되어 지고 있다. 최근 기능성 식품으로 많은 관심을 모으고 있는 흑마늘(aged black garlic)은 생마늘을 일정한 온도와 습도에서 숙성 발효시켜 만든 것으로서, allicin에서 나는 특유의 자극적인 맛을 제거하고 숙성과정에서 수용성 유황 아미노산인 S-allyl-L-cysteine과 폴리페놀의 함량을 증가시킨 것이다. 특히 S-allyl-L-cysteine의 함량을 증가시킴으로서 생마늘에 비하여 항산화력의 상승으로 심혈관계 질환의 예방과 항암작용이 매우 높을 것으로 보고되어지고 있다. 본 연구실에서도 그동안 마늘의 항암활성에 대한 지속적인 연구를 수행하였으며, 최근 흑마늘 추출물이 생마늘 추출물에 비하여 항암작용이 매우 높다는 것을 보고한 바 있다. 그러나 현재까지 흑마늘 추출물의 항암작용에 대한 생리·생화학적 기전에 대한 연구는 상대적으로 매우 미비한 실정이며, 암세포의 증식억제 및 세포사멸(apoptosis) 유도관련 연구는 진행된 바 있으나, 암세포의 전이 억제에 관련된 연구는 거의 이루어진 바 없다. 본 연구에서는 흑마늘 추출물의 항암활성 효능 검증의 일환으로 암세포의 전이 억제 여부를 인체위암세포를 대상으로 전이 조절 표적자로 관심을 모으는 TJ의 형성과 그들 구성 성분에 미치는 흑마늘 열수 추출물의 효능을 중심으로 조사하였다.</p>