마늘의 항암 작용에 대한 다양한 in vitro와 in vivo 모델에 대한 연구가 진행되었지만, 암세포의 특이성 때문에 그 기작을 완전히 이해하진 못했다. 본 연구는 여러 인체 암세포에 대해 마늘 추출물의 항암 활성을 비교하고, 특히 마늘 추출물이 백혈병 세포에 대해 암 세포 성장 억제 효과를 가지며, apoptosis를 유발하고, 세포주기에 영향을 미치는 것이 ROS 의존적으로 일어나는 것을 확인하였다.
<h1>서 론</h1> <p>우리의 생활과 밀접한 연관이 있는 많은 천연물들이 항암 작용이 있는 것으로 알려저 있다. 그 중에서도 파과(Alliaceae)에 속하는 마늘(Allium sativum L.)은 중앙아시아와 지중해 연안이 원산지로 추정되며, 우리나라 전역에서도 다양하게 재배되어 지고 있다. 마늘은 특이한 맛과 향기 성분뿐만 아니라 다양한 생리활성 물질들이 다량 함유되어 있어 많은 인체질병의 예방이나 치료 목적으로 광범위하게 사용되어지고 있다. 현재까지 알려진 마늘의 효능으로 크게 항균 및 살충작용, 항염증 작용, 심혈관 보호 작용, 혈당 강하작용, 간기능 개선 작용, 항암작용 등으로 대별되어 진다. 특히 마늘의 항암작용은 다양한 in vitro 및 in vivo 모델에서 잘 알려져 있으며, 최근 이러한 실험적 결과물을 근거로 항암제의 개발에 많은 관심을 기울이고 있으나, 여전히 알려지지 않은 부분들이 많이 존재하며, 톡히 암세포를 포함한 비정상적인 세포의 증식 억제에 관한 기전해석은 암세포에 따름 다양한 특이성을 보이기 때문에 이에 관한 지속적인 연구가 요구되어지고 있다.</p> <p>효과적인 암의 치료와 예방에 있어서 비정상적인 세포나 암세포의 apoptosis 유발은 많은 치료제의 표적이 되고 있으며, apoptosis는 개체보존의 수준에서 손상된 세포들의 제거를 위한 세포의 죽음 현상으로서 중요한 수단이기도 하다. Apoptosis는 세포주기 의존적 및 비의존적으로 일어날 수 있으며, apoptosis의 현상으로 세포질 및 염색질 응축, 세포막 수포화 현상, DNA 단편화 등이 수반되는데 이러한 현상은 세포내부의 정교한 신호전달에 의해 조절된다. Apoptosis 조절에 관여하는 가장 중요한 인자는 Bcl-2 family에 속하는 단백질들로서 apoptosis의 유도와 억제를 동시로 조절하는 인자들로 구성되어 있다. 또한, caspase라고 이름 불여진 protease 역시 apoptosis 유발에 중요한 역할을 하는데, 이들은 정상적으로 증식 중인 세포에서는 proenzyme 형태로 존재한다. 이들은 apoptosis 유도 신호에 의해 활성화되어 직접 또는 간접적으로 세포 내 존재하는 poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) 둥과 같은 많은 표적 단백질의 분해에 관여한다. 이외에도apoptosis에 관여하는 여러 인자들 중에서 inhibitor of apoptosis proteins (IAPs) family에 속하는 단백질들은 외부 신호에 의한 세포내 anti-apoptotic 활성을 지닌다. 이들 중 몇몇 IAPs는 caspase와의 직접적인 결합을 통하여 그늘의 apoptotic 활성을 억제할 수 있는 것으로 알려져 있다.</p> <p>한편 주요한 자유 라디칼이 만약 짝을 이루지 않는 전자를 보유한 산소를 갖고 있으면, 이를 활성산소중(reactive oxygen species, ROS)라 한다. 하지만 세포가 \( \gamma \)-ray 또는 ultra violet (UV) 등의 외부 자극에 노출된 경우엔 ROS의 수준이 급격하게 증가하게 된다. 이러한 자유 라디칼의 과도한 생산은 산화 스트레스(oxidative stress)를 일으켜 세포에 치명적인 해를 입히게 되어 세포를 죽음으로 이끈다. 최근 연구에 의하면 ROS의 생성이 apoptosis 유도에도 큰 영향을 미친다고 보고되고 있다. 또한, 어떤 자극에 의한 ROS의 생성이 mitochondrial membrane potential (MMP)의 소실을 야기시키고 이런 MMP외 소실에 의해 미토콘드리아 내의 각종 apoptotic molecule들이 세포질로 유출되어 세포는 apoptosis가 유발되어 죽음으로 이르게 된다.</p> <p>본 연구에서는 마늘 추출물의 항암활성에 관한 기전을 조사하기 위하여 다양한 인체암세포주를 대상으로 항암활성의 정도를 비교하였으며, 그 중 세포독성에 대한 감수성이 가장 높았던 인체 백혈병세포를 대상으로 마늘 추출물에 의한 암 세포 성장억제 효과, apoptosis의 유발 및 세포주기 진행에 미치는 영향을 조사하였으며, 이러한 과정이 ROS 의존적으로 일어나고 있음을 제시하였다.</p>