환경부 산하 국립낙동강생물자원관(관장 유호)은 자생 담수식물인 여뀌바늘의 세포덩어리(캘러스*) 추출물에서 대장암세포 증식을 억제하는 효과를 발견했다고 밝혔다.
* 식물세포 또는 조직(잎, 줄기, 뿌리) 등을 식물생장호르몬을 포함한 영양배지에서 배양하여 얻은 세포덩어리이며 연구 소재로 주로 활용
여뀌바늘은 바늘꽃과에 속한 한해살이풀이며 개울이나 강 주변의 습한 곳에서 자라는 식물이다.
국립낙동강생물자원관은 2023년부터 수행하고 있는 ‘조직배양기술을 이용한 유용 담수식물 증식 연구’의 일환으로 여뀌바늘 세포덩어리(캘러스) 추출물을 활용한 세포연구를 수행했다.
국립낙동강생물자원관의 연구진은 여뀌바늘의 세포덩어리(캘러스) 추출물을 대장암세포에 처리했을 때 무처리군(100%)에 비해 세포 생존율이 50.9%로 나타나, 대장암세포의 증식을 억제하는 효과가 있음을 확인했다. 연구진은 여뀌바늘 추출물이 암세포의 사멸을 유도하는 항암단백질(p53, NAG-1)의 발현을 증가시키는 것으로 추정했다.
국립낙동강생물자원관은 이번 연구 결과를 바탕으로 여뀌바늘 세포덩어리(캘러스) 추출물을 포함하는 항암용 조성물에 대해 이달 중순 특허를 출원했다.
* 관련 특허: 여뀌바늘 캘러스 추출물을 유효성분으로 포함하는 항암용 조성물, 여뀌바늘 조직 유래의 캘러스 제조방법 및 이에 의해 제조된 여뀌바늘 캘러스(10-2024-0164890, 2024.11.19.)
강태훈 국립낙동강생물자원관 이용기술개발실장은 “이번 연구로 자생 담수식물의 안정적인 소재 확보뿐만 아니라 항암 활성 효과도 발견하여 여뀌바늘이 유용한 생물소재로 활용 가치가 높은 것을 확인했다”라고 밝혔다.
붙임 1. 주요연구결과.
2. 전문용어 설명. 끝.
붙임 1 | | 주요 연구결과 |
□ 여뀌바늘(Ludwigia epilobioides Maxim.) 기내식물체 확보
· 여뀌바늘은 바늘꽃과(Onagraceae)의 한해살이풀이며 개울이나 강 주변 습한 곳에서 자라는 식물
· 여뀌바늘 종자 발아 후 3주된 식물체를 새 영양배지에 옮기고 배양실에서 4주 동안 배양한 오염원이 없는 기내식물체 다량 확보
< 여뀌바늘 기내식물체 확보 >
□ 여뀌바늘 캘러스 유도
· 여뀌바늘 잎을 이용하여 캘러스 유도 실험을 한 결과, 식물생장호르몬옥신(2,4-D 1mg/L)과 사이토카인(Kinetin 0.5mg/L 및 Zeatin 0.5mg/L)을 처리한 영양배지조건에서 캘러스 생성 확인
< 여뀌바늘 캘러스 유도 조건 >
□ 여뀌바늘 캘러스 추출물의 대장암세포 증식 억제 효과
· 여뀌바늘 캘러스의 에탄올 추출물을 제조하여 대장암세포주(HCT116)에 대한 여뀌바늘 캘러스 추출물을 처리한 결과, 무처리군(100%)에 비해 대장암 세포의 생존율이 51.8%와 50.9%로 나타나 대장암세포의 증식을 억제하는 효과가 있음을 확인
< 여뀌바늘 캘러스 추출물의 대장암세포 세포생존율 >
□ 여뀌바늘 캘러스 추출물의 항암 단백질 발현 확인
· 여뀌바늘 캘러스 추출물 처리를 통해 p53 및 NAG-1 단백질 발현이 증가하는 것으로 보아 여뀌바늘 캘러스 추출물에 의한 암세포의 세포사멸은 항암 단백질 p53 및 NAG-1의 발현 유도와 관련이 있음을 확인
붙임 2 | | 전문용어 설명 |
□ 조직배양
○ 식물의 조직이나 기관의 일부를 모체에서 분리해 영양분이 포함된 멸균 배지에서 캘러스를 만들거나 식물체를 분화, 증식시키는 기술로 모개체와 동일한 특성을 갖는 식물개체를 생산할 수 있음
□ 기내식물체
○ 영양배지 내에서 종자 발아 후 실내 생장실에서 배양한 오염원이 없는 무균상태의 식물체
□ 캘러스
○ 식물세포 또는 조직(잎, 줄기, 뿌리) 등을 식물생장호르몬을 포함한 영양배지에서 배양함으로써 생성되는 세포분열 능력이 왕성한 부정형의 세포덩어리
□ 대장암세포주(HCT116)
○ 대장암에 걸린 성인 남성의 결장에서 분리한 세포주로 대장암세포의 세포생존율 실험을 통해 추출물이나 유효물질의 항암활성 효과를 검증하는데 사용되는 세포주
□ 항암단백질
○ p53은 세포사멸을 유도하는 다양한 유전자의 전사*를 활성화시키거나 세포사멸을 직접 매개하는 여러 카스파제(caspase) 효소를 활성화시킴으로써 암세포의 세포사멸을 유발하는 단백질
* 세포 내에서 DNA의 유전정보가 RNA로 복사되는 과정으로 유전자 발현의 첫단계
○ NAG-1 (NSAID-activated gene) 단백질은 TGF-β super- family 단백질 중 하나로써 암세포의 세포사멸을 유도하고 항암 활성과 관련이 있는 단백질
