들깻잎(Perilla frutescens)으로부터 U937 세포에 apoptosis를 유도하는 광과민성 물질의 분리 및 구조동정 (Isolation and Structure Identification of Photosensitizer from Perilla frutescens Leaves Which Induces Apoptosis in U937)

서지정보

· 발행기관 : 한국생명과학회
· 수록지 정보 : 생명과학회지 / 25권 / 1호 / 53 ~ 61페이지
· 저자명 : 하준영, 김미경, 이준영, 최은비, 홍창오, 이병원, 배창환, 김근기

초록

본 연구에서 우리는 들깻잎(Perilla frutescens)으로부터 U937 세포에 대해 apoptosis를 유도하는 광과민성 물질을 분리하기 위해 연구를 시작하였다. 들깻잎은 한국의 대중적인 쌈채소로 바타민, GABA, 미네랄 등이 풍부하다고 알려져 있다. 건조한 들깻잎을 메탄올로 추출하여 다양한 크로마토그래피법을 이용하여 광과민성 물질을 순수 분리하였다. 순수 분리한 광과민성 물질을 PL9443으로 명명하고, 구조동정을 위하여 1D-NMR, 2D-NMR, FAB-mass spectroscopy 분석을 실시하였다. 순수 분리한 PL9443 compound의 흡광도를 측정한 결과 410 nm에서 최대 흡수를 보였고, 330, 410, 680 nm에서 흡수 peak를 나타내었다. PL9443 compound는 분자량 620.7의 pheophorbide a ethyl ester로 동정하였다. 구조동정한 물질은 porphyrin환을 갖는 구조에서 Mg이온이 탈리된 pheophorbide 유도체화합물이었다. PL9443 compound의 처리에 따른 U937 세포의 형태학적 변화를 관찰한 결과, 광조건에서 apoptosis의 전형적인 현상인 apoptotic body와 소낭구조물이 형성되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 PL9443 compound를 0.08 nM로 처리하였을 때 99%의 caspase-3/7 activity가 나타났고, 세포손상 역시 광의존적으로 나타내는 것을 확인하였다. PL9443 compound를 처리하고 광을 조사한 처리구와 광을 조사하지 않은 처리구의 세포로부터 DNA를 분리하여 전기영동을 실시한 결과 광을 조사한 곳에서 DNA ladder현상을 관찰할 수 있었다. 따라서 PL9443 compound는 광의존적 apoptosis 유도에 의한 세포손상을 일으키는 것을 확인하였다.

영어초록

In this study, we tried to separate the photosensitizer that induces apoptosis of leukemia cells (U937) from perilla leaves. Perilla leaves (Perilla frutescens Britt var. japonica Hara) are a popular vegetable in Korea, being rich in vitamins (A and E), GABA, and minerals. Dried perilla leaves were extracted with methanol to separate the photosensitizer by various chromatographic techniques. The structure of the isolated compound (PL9443) was identified by 1D-NMR, 2D-NMR, and FAB-mass spectroscopy. Absorbance of the UV-Vis spectrum was highest at 410 nm and was confirmed by the 330, 410, and 668 nm. PL9443 compound was determined to be pheophorbide, an ethyl ester having a molecular weight of 620. It was identified as a derivative compound of pheophorbide structure when magnesium comes away from a porphyrin ring. Observation of morphological changes in U937 cells following cell death induced by treated PL9443 compound revealed representative phenomena of apoptosis only in light irradiation conditions (apoptotic body, vesicle formation). Results from examining the cytotoxicity of PL9443 substance against U937 cells showed that inhibition rates of the cell growth were 99.9% with the concentration of 0.32 nM PL9443. Also, the caspase-3/7 activity was 99% against U937 cells with the concentration of 0.08 nM of PL9443 substance. The result of the electrophoresis was that a DNA ladder was formed by the PL9443. The PL9443 compound is a promising lead compound as a photosensitizer for photodynamic therapy of cancer.

참고자료

· 없음