Anti-cancer activity of methanol extracts of Sargassum fusiforme via caspase pathway on human FaDu hypopharynx squamous carcinoma cells

Abstract

해조류 톳(Sargassum fusiforme)은 모자반과에 속하는 아열대성 갈조류로 대한민국 서남해안권과 제주연안에 주로 분포하고 있으며, 오랫동안 음식의 재료로 섭취해왔다. 톳에 다량 함유된 황산 다당류 (sulfated polysaccharides)는 생체적합성이 우수하여 하이드로젤 등 고분자 소재로써 우수한 활용가치를 보일 뿐만 아니라 amylase와 glucosidase의 활성을 억제하여 식후 포도당 섭취를 억제함으로써 항비만과 항당뇨 효과가 있다고 알려져 있다. 이외 몇몇의 일부 암세포(유방암세포, 간암세포, 폐암 세포)에 대해 항암활성이 있다고 보고되어 있으나 기능성소재로써 효과적인 활용을 위해서는 그 과학적 근거가 매우 부족하다. 따라서 본 연구에서는 톳 메탄올추출물의 사람 유래 하인두 편평상피세포암 FaDu에 대한 항암 효과와 그 기전을 연구하였다. 톳 메탄올추출물은 FaDu 암세포의 성장을 유의적으로 억제함을 MTT 기법과 live & dead 기법을 이용하여 확인하였다. 또, 세포독성이 없는 톳 메탄올추출물은 FaDu 암세포의 wound-healing과 colony formation을 효과적으로 억제하였으며, 이는 woun-haeling기법과 colony foratmion기법을 이용하여 분석하였다. 톳 메탄올추출물에 의한 FaDu 암세포의 성장억제가 세포사멸과 관련있는지 DAPI 염색을 통해 분석한 결과, 톳 메탄올추출물의 농도-의존적으로 핵의 응축, 염색질의 분절이 증가함을 확인하였다. 이러한 세포사멸 주기를 유세포 분석을 통해 확인하였으며, 톳 메탄올추출물의 농도에 따라 세포 내부의 granule이 증가하는 것을 SSC 분석을 통해 확인하였으며 이에 점차 세포사멸 비율도 증가하였다. 톳 메탄올추출물에 의한 FaDu 암세포의 세포사멸 기전을 분석한 결과, caspase의 가수분해가 유도되었으며(cleaved caspase-9, -3, -7, -PARP), Bcl-2의 활성(Bcl-2 and Bax)을 통해 세포사멸이 매개됨을 확인하였다. 이러한 결과는 톳 메탄올추출물이 미토콘드리아 의존적인 caspase와 Bcl-2에 의한 세포사멸 기전을 통해 FaDu 암세포의 성장억제, wound-healing 억제, colony formation을 억제함으로써 항암효과를 나타냄을 시사하고 있다. 그러므로 톳 메탄올추출물은 천연유래 항암제 개발을 위한 유효소재로써 개발 가능성을 보여준다.