생화학적 표식자를 사용한 암예방물질 연구가 많이 진행되고 있으며, 대표적으로 QR, GST, GSH등이 사용되고 있다. QR은 간세포에서 주로 생성되며, 세포질에 분포하여 독성물질과 발암물질로부터 세포를 보호한다. GST는 외부 이물질의 대사과정을 배설시키는 기작을 발생시키는 효소이다. GSH는 외부 독성물질 침입시 직접반응하거나 특정 효소의 기질로 작용하여 무독기작을 발생시킨다.
<h1>결과 및 고찰</h1><p>암예방(chemoprevention)은 암화과정(carcinogenesis)을 억제시키거나 암화된 것을 전환(reversion) 시키는 작용이다. 현재 암예방 물질에 대한 연구가 많이 진행되고 있으며, 효과적인 암예방물질(chemoprevetive agent)의 연구를 위해 생화학적 표식자(biochemical markers)를 사용하고 있다. 이 포식자들은 암화과정시 발암물질의 대사물질과 그의 부산물과도 반응하며 다양하고 많은 발암기전을 저해할수록 효과적인 암예방 물질로 간주된다. 이러한 표식자들 중에는 QR, GST 및 GSH 등이 대표적으로 사용되고 있다.</p><h2>세포내 QR 활성</h2><p>QR은 phase Ⅱ 효소 (GST, UDP-glucuronosyl transferase 등)의 한 종류로 간세포에서 주로 생성되어 세포질에 주로 분포하는 효소로 외부의 독성이 있는 물질과 돌연변이물질 (mutagen), 발암물질(carcinogen)로부터 세포를 보호한다. 또한 생체내에 유입되는 다양한 quinone과 그 대사산물인 qui-noneimine을 환원시켜 신진대사 단계의 세포독성(cytotoxicity)으로부터 세포를 보호하는 역할을 담당하고 있다. 그러므로 phase II 효소 생성의 유도는 곧 항암활성(anticarcinogenic activity)으로 여겨진다.</p><p>단삼분획의 QR 활성유도 효과를 측정한 결과, Hepalclc7 세포에 대한 in vitro 상에서의 실험에서 각각의 추출물을 \( 12.5,50 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \)의 농도로 처리하였을 때 \( 70 \% \mathrm{EtOH} \) 추출물 처리군에서 대조군에 비하여 1.7배-2.5배로 높은 생성유도율을 보였다. 그 다음으로는 \( \mathrm{CH}_{2} \mathrm{Cl}_{2} \) 추출물 \( 50 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \) 처리군에서 1.4배의 QR 생성을 유도하는 것으로 나타났다(Table 1). 따라서 본 연구의 결과 단삼분획의 QR 활성 유도는 \( 70 \% \) \( \mathrm{EtOH} \) 추출물을 처리하였을 경우 발암물질의 종양유발을 억제하는 효소인 QR 의 활성을 유도하여 세포에 미치는 암유발을 효과적으로 억제할 것으로 기대할 수 있다.</p><h2>세포내 GST 활성유도</h2><p>GST는 외부 이물질의 대사과정 중 생성된 친전자성 대사 산물(electrophilic metabolite)을 GSH와 결합하여 용해되기 쉬운 수용성 물질로 만들어 배설시키는 효소로서 phase II 효소의 한 종류이며 이 효소의 유도는 암 예방활성과 상관성이 높다. GST는 세포질내에 다량으로 존재하며 여러 종류의 isozyme이 밝혀져 있고, 생체내에 GSH를 기질로 이용하여 발암의 직접적인 원인이 되는 활성 중간대사산물을 제거함은 물론 항산화 활성도 가지고 있다. 단삼분획의 암예방 효과를 측정하기 위하여 Hepa1c1c7 세포에서의 GST 활성을 측정한 결과, \( 50 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \) 의 농도에서 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \) 추출물, \( 70 \% \mathrm{EtOH} \) 추출물 그리고 \( \mathrm{CH}_{2} \mathrm{Cl}_{2} \) 추출물은 대조군에 비해 1.3배의 GST 활성 유도율을 보였고, EtOAc 추출물은 1.4배의 유도율을 나타내었다(Table 2).</p><h2>세포내 GSH 함량</h2><p>GSH 는 외부의 독성물질이 세포내 칩입했을때 직접 반응하거나 GST 및 glutathione peroxidase의 기질로 작용하여 독성물질과 결합하여 무독하게 하는 기능을 가지고 있다. 대부분의 외부의 화학물질은 cytochrome P450-depen-dent monooxygenase system에서 대사되어져 전자친화적 물질(electrophilic product), epoxides 또는 매우 독성이 강한 물질로 변화된다. 이 물질들은 GSH와 직접적으로 결합하거나 GST에 의해 촉매되는 포합과정을 거쳐 배설되기도 한다. 체내 GSH 함량저하는 간세포의 단백질 분비의 손상과 지방간, 간괴사, 섬유아 증식과 같은 간질환을 일으킨다. 또한 세포내 GSH 가 고갈되면 독성이 강한 대사산물이 생성되며 세포내 손상과 암의 발생이 일어난다. 황(sulfur)을 포함한 화합물들은 체내 GSH 함량을 증가시켜 GST나 QR과 같은 독성억제 효소의 활성을 증가시키고 발암물질의 생성을 억제시키는 것으로 Benson 등에 의해 보고되었다.</p><p>Hepa1c1c7 세포로부터 단삼분획에 의한 GSH 함량변화를 살펴본 결과, 단삼 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \) 추출물에서는 대조군에 비해 12.5 (\( \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \)) 농도에서 1.5배, \( 50 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \) 농도에서 1.7배의 높은 생성율을 보였으며, \( 70 \% \mathrm{EtOH} \) 추출물, \( \mathrm{CH}_{2} \mathrm{Cl}_{2} \) 추출물 및 water layer 추출물을 농도별로 처리하였을 경우에도 1.3-1.6배의 함량증가를 보였다. 아상의 결과로 보아 단삼분획의 GSH 생성율은 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \) 추출물, \( 70 \% \mathrm{EtOH} \) 추출물 그리고 water layer 추출물을 \( 50 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \) 농도로 처리하였을 때 대조군에 비해 GSH 함량증가가 높은 것으로 보아 세포내 독성물질 및 발암 물질을 무독화할 것으로 추측된다(Table 3).</p><h2>단삼 \( 70 \% \) 에탄올 추출물에 대한 in vivo상에서의 암억제 효과</h2><p>단삼분획별로 암예방효과를 측정하기 위해 in vitro상에서 QR, GST, GSH 활성을 측정한 결과, \( 70 \% \mathrm{EtOH} \) 추출물이 세포상에서 QR 과 GST 활성 증가와 GSH 함량 증가에 가장 높은 효과를 나타내었기에 \( 70 \% \mathrm{EtOH} \) 추출물을 관류법으로 마우스에-투여하여 간세포에서의 QR 과 GST활성 및 GSH 함량을 측정하였다. 그 결과 간에서의 QR 활성은 대조군과 비교하였을 때 \( 10 \mathrm{mg} \) 농도에서는 변화를 보이지 않았으나 \( 50 \mathrm{mg} \) 에서 1.5배, \( 250 \mathrm{mg} \) 에서는 1.7 배의 활성유도로 유의성 있는 증가가 관찰되었으며 투여한 농도가 증가할수록 활성이 증가하는 것으로 나타났다. GST 유도효과를 관찰한 결과 마우스 \( \mathrm{kg} \) 당 50과 \( 250 \mathrm{mg} \) 으로 처리하였을 때 대조군에 비해 1.1-1.5배의 유도율을 나타내었다. 또한 간에서의 GSH 생성량을 측정한 결과 마우스 \( \mathrm{kg} \) 당 \( 250 \mathrm{mg} \) 의 농도를 투여한 경우에만 1.4배로 유의성 있는 증가가 나타났다. 따라서 단삼 \( 70 \% \mathrm{EtOH} \) 추출물을 투여한 마우스의 간에서는 \( 250 \mathrm{mg} \) 을 투여했을 경우 간에서의 암예방효소의 활성이 증가된 것으로 보아 외부물질이나 대사산물에서 일어날 수 있는 암발생 을 억제하는 효과가 있는 것으로 사료된다(Fig. 1).</p>