구강암에 대한 차가버섯의 메커니즘에 대한 새로운 증거

Scientific Reports 저널 에 최근 게재된 연구에서 연구진은 차가버섯 추출물의 인간 구강암 HSC-4 세포에 대한 항암 활동 메커니즘을 조사했습니다.

구강암은 부작용과 후유증으로 인해 치료 옵션이 제한적인 전 세계적인 건강 문제입니다. 주요 치료법은 수술, 방사선 치료, 항암 화학 요법이지만, 건강한 조직을 손상시키고 언어 기능에 영향을 미치며 삶의 질을 저하시킬 수 있습니다.

종양 세포의 대사 경로를 이해하고 표적화하는 것은 새로운 치료제 개발의 가능성을 제공합니다. 차가버섯은 여러 유형의 암에 대해 항암 효과를 가지고 있지만, 그 기전은 아직 명확하지 않습니다.

이 연구에서 연구진은 차가버섯이 구강암의 발병과 대사에 영향을 미치는지 여부를 시험했습니다.

연구진은 버섯 추출물을 처리한 후 세포 생존, 증식 능력, 해당분해 경로, 세포 사멸 및 미토콘드리아 호흡 메커니즘을 연구했습니다.

연구진은 HSC-4 세포에 버섯 추출물을 0μg/ml, 160μg/ml, 200μg/ml, 400μg/ml, 800.0μg/ml의 용량으로 하루 동안 처리하여 세포 주기, 증식, 생존력, 미토콘드리아 호흡, 세포 사멸 및 해당분해를 포함한 구강암 세포의 행동에 미치는 효과를 평가했습니다.

연구팀은 세포 생존력을 확인하기 위해 세포 계수 키트-8(CCK-8) 분석을 사용하여 처리된 세포의 세포 주기를 분석했습니다.

차가버섯이 처리된 세포의 종양 증식과 생존을 억제하는 효과가 STAT3(신호 변환기 및 전사 활성화 인자 3)와 관련이 있는지 알아보기 위해, 그들은 추출물 200.0μg/mL을 처리한 후 STAT3의 활성화를 측정했습니다.

또한, 그들은 세포 분포를 분석하기 위해 유세포 분석을 수행했고, 총 세포 단백질을 추출하기 위해 웨스턴 블로팅을 수행했습니다.

연구진은 액체 크로마토그래피와 탠덤 질량 분석법(LC-MS)을 사용하여 차가버섯 추출물의 항암 특성을 담당하는 성분을 식별했습니다.

후보 화합물의 농도는 포토다이오드 검출기가 장착된 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC-DAD)를 사용하여 결정했습니다.

연구진은 세포외산성화율(ECAR) 분석을 이용하여 처리된 세포에서 추출물에 의한 해당과정 조절을 연구했습니다. 포도당, 올리고마이신, 그리고 2-디옥시-D-포도당(2-DG)을 투여한 후 처리된 세포에서 실시간 ECAR 측정값을 기록했습니다.

연구팀은 아데노신 모노인산 활성화 단백질 키나아제(AMPK)라는 에너지 센서의 활성화와 세포 산소 소비율(OCR)을 조사했습니다.

또한 그들은 치료된 세포에서 세포 사멸과 관련된 자가포식에 대한 만성 에너지 결핍의 영향을 평가했습니다.

그들은 200.0 μg/mL 농도의 차가 추출물이 처리된 세포에서 p38 미토겐 활성화 단백질 키나아제(MAPK)와 핵인자 카파 B(NF-κB)에 의해 자극되는 세포사멸에 영향을 미치는지 조사했습니다.

이 추출물은 세포 주기와 증식을 억제하여 HSC-4 세포의 성장을 늦추고, 암세포의 에너지 소비를 줄이며, 자가포식과 세포사멸을 통해 세포 사멸을 증가시켰습니다.

추출물은 구강암 세포의 성장기(G0/G1)를 유의하게 증가시키고, 합성기(S)는 감소시켰습니다. 웨스턴 블롯 분석 결과, 추출물은 15분 후 phospho-STAT3의 발현을 유의하게 감소시켰고, 120분 동안 그 발현을 유지했습니다.

LC-MS 분석 결과, 2-하이드록시-3,4-디메톡시벤조산, 시링산, 프로토카테츄산의 세 가지 항암 화합물이 확인되었습니다. 이 추출물은 처리된 세포에서 해당과정, 해당과정 능력, 그리고 해당과정 저장량을 억제했습니다.

또한 AMPK를 활성화시켜 처리된 세포에서 자가포식을 촉진하고 해당분해 경로를 억제했습니다. 추출물에 의한 자가포식 유도는 기저 미토콘드리아 호흡률과 아데노신 삼인산(ATP) 회전율을 용량 의존적으로 증가시켰습니다.

그러나 최대 미토콘드리아 호흡률에는 최고 추출물 농도를 제외하고는 유의미한 변화가 관찰되지 않았습니다. 또한, 연구진은 미토콘드리아 호흡 예비능이 용량 의존적으로 유의미하게 감소하는 것을 관찰했습니다.

연구 결과에 따르면, 차가버섯은 해당분해 억제를 통한 지속적인 자가포식을 통해 처리된 세포의 미토콘드리아 막 전위를 감소시켰으며, 이는 미토콘드리아 기능 장애가 세포사멸을 유도한다는 것을 의미합니다.

추출물에 의한 NF-κB와 p38 MAPK의 활성화는 세포자멸사를 증가시켰다. 추출물은 처리된 세포의 초기 세포자멸사를 용량 의존적으로 증가시켰다.

그러나 0~400 μg/mL의 추출물 농도 범위에서는 후기 세포사멸에 유의미한 차이가 관찰되지 않았습니다. 차가버섯 추출물의 고농도는 다른 세포 생리 기능에 영향을 미치고 미토콘드리아의 최대 호흡 능력을 감소시킬 수 있습니다.

연구진은 차가 추출물이 HSC-4 세포주에서 미토콘드리아 막 전위와 해당분해 활동을 억제하여 ATP 수치와 자가포식을 감소시킨다는 것을 발견했습니다.

AMPK 활성화는 자가포식을 유도하여 효과를 나타냅니다. STAT3의 탈인산화는 NF-κB와 p38 MAPK를 활성화하여 세포사멸 경로를 자극하여 세포주기를 억제합니다.

다양한 세포 신호전달 기전이 추출물의 억제 효과를 매개했습니다. 추출물에는 2-하이드록시-3,4-디메톡시벤조산, 시링산, 프로토카테츄산의 세 가지 항암 화합물이 함유되어 있습니다.

추출물이 종양 성장을 억제하는지 확인하기 위해서는 더 많은 전임상 연구가 필요하지만, 연구 결과에 따르면 버섯 추출물은 구강암 환자 치료에 보조 치료제로 사용될 수 있는 가능성이 있는 것으로 나타났습니다.