Effects of Flavonoid Substituents on Antioxidant, Chemosensitizing and Bioavailability-Enhancing Activities

Abstract

플라보노이드는 항산화제, 화학예방제와 화학감작제 등으로 이용되고 있다. 화학감작제는 항암제 투여 시 동반되는 다약물 내성을 피하기 위해 개발된 것으로, 플라보노이드는 P-lycoprotein의 ATP 결합부위에 상호 작용하는 새로운 화학감작제의 종류로 여겨지고 있다. 항암제 중 택솔(paclitaxel)은 위장 점막에 존재하는 P-glycoprotein의 기질로 내성뿐만 아니라 낮은 생체이용율이 문제되고 있다. 본 연구는 다양한 hydroxy (OH) 및/또는 methoxy (OCH3, OMe) 그룹을 가진 11개 플라보노이드의 구조에 기초하여, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl를 이용한 플라보노이드 자체의 항산화 작용과 2’,7’-dichlorofluorescein diacetate를 이용한 세포내에 항산화 작용을 확인하였으며, P-glycoprotein 과발현 내성세포인 AML-2/D100에서 3-(4,5-Dimethylthiazolyl-2)-2,5-diphenyl-tetrazolium bromide 실험을 이용하여 항암제인 vincristin의 존재 유․무의 상태로 세포독성과 화학감작 효과를 측정하였다. 또한 낮은 독성과 화학감작 효과를 보이는 플라보노이드를 선별하여 Caco-2 세포에서 paclitaxel을 HPLC 방법으로 측정하였다. 3,5,7,3’,4’–hydroxyflavone의 항산화 효과는 5,7,3’,4’-hydroxyflavone보다 더 높은 효과를 보였으며, 다양한 methoxy 그룹으로 치환된 플라보노이드는 항산화 효과가 감소되었다. 7-hydroxy 혹은 5,7-hydroxy 그룹을 가진 플라보노이드는 가장 높은 세포 독성을 보였고, 5,7-methoxy 그룹을 가진 플라보노이드가 세포 독성을 초래하는 것을 알 수 있었다. 5,7,3’,4’,5’-methoxyflavone과 5,7,4’-methoxyflavone의 세포 성장을 50% 억제하는 IC50값은 0.4 μM과 1.4 μM, 5,6,7,3’,4’-methoxyflavone과 5,6,7,3’,4’,5’-methoxyflavone의 IC50값은 3.2 μM과 0.9 μM이었고, 5,6,7,3’,4’,5’-methoxyflavone과 5,7,3’,4’,5’-methoxyflavone의 IC50값은 0.9 μM과 3.2 μM이었다. 플라보노이드 중 높은 화학감작 지수를 보인 7,3’,4’–methoxyflavone (TMF)을 선택한 후 P-glycoprotein 억제제인 verapamil과 paclitaxel의 생체이용율 증진 활성을 비교하였다. Paclitaxel은 basolateral (BL)에서 apical (AP)로의 이동이 AP에서 BL로의 이동보다 10배 더 높았다. TMF나 verapamil 처치 시 AP에서 BL로의 이동이 증가 되었으며, BL에서 AP로의 이동은 감소되어, 결국 50 μM TMF의 paclitaxel 이동의 순수효과는 50 μM verapamil과 비슷하였다. 또한 TMF와 paclitaxel을 AP에 투여 후 BL로 이동한 paclitaxel이 P-glycoprotein를 과발현하고 있는 paclitaxel 내성세포 SK-MES-1/PT4000의 감수성을 증가시켰다. 이상의 결과는 3-hydroxy 그룹을 가진 플라보노이드는 항산화 효과가 있었고, 5-hydroxy 및/또는 7-hydroxy 그룹을 가진 플라보노이드는 높은 세포독성을 보였다. 3’-methoxy 및/또는 5’-methoxy 그룹을 가진 플라보노이드는 P-glycoprotein 억제효과를 보였으나, 6-methoxy 그룹을 가진 플라보노이드는 P-glycoprotein 억제 효과를 보이지 않았다. 또한, 항산화 작용과 P-glycoprotein 억제작용 사이에 역비례 관계가 있었다. 그러므로 낮은 독성을 가진 플라보노이드 TMF는 P-glycoprotein 억제 뿐만 아니라 paclitaxel의 생체 이용율을 증가시키는데 이용될 수 있을 것으로 사료된다.