Growth inhibition of oral cancer KB cell lines by paradol and its derivatives

치의학과/석사[한글] 자연계 화합물을 이용하여 종양 세포의 성장을 억제함으로써 두경부 종양 환자의 생존기간을 연장하고, 나아가 치료를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 두경부 영역은 전암병소가 관찰되는 다단계의 발암과정을 거치며 이러한 자연계 화합물은 두경부 영역의 전암병소, 즉 백반증 환자의 치료에도 사용 될 수 있을 것이다. 생강은 동양에서 염증, 류마티스 질환, 소화기 증상에 전통적인 약제로 사용되었다. 생강이 매운 맛이 나는 이유는 주성분 [6]-gingerol과 미량의 성분 [6]-paradol 때문이며, [6]-paradol은 cyclooxygenase, lipoxygenase활동을 방해하는 약리학적 효과를 갖고 있어 소염진통 효과를 나타낸다. 또한 HL-60 cell에서 apoptosis를 유도한다고 보고되어 있으나, 고형성 종양에서는 거의 연구되지 않았다. 그러므로 본 연구에서는 MTT assay, 유세포 분석, 전기영동을 통하여 생강의 보조 성분인 [6]-paradol과 그 유도체 [3]-paradol, [10]-paradol, [3]-dehydroparadol, [6]-dehydroparadol, [10]-dehydroparadol의 고형성 구강 암종 세포주인 KB의 성장억제효과와 apoptosis 유도 효과를 검색함으로써 [6]-paradol과 그 유도체들이 field cancerization에 의해 발생된 광범위한 전암병소의 발암을 억제하는 효과와 함께 이미 발생된 일차 암종의 재발과 전이를 막을 수 있는 약제로 사용될 가능성을 탐색하고자 하였다. 연구 결과는 아래와 같다. 1. [6]-paradol과 그 유도체중 [3]-paradol를 제외한 모든 약제는 200 μM 이하의 농도에서 명확한 KB 세포주의 성장 억제 효과를 보였다. 2. [6]-paradol의 IC^^50는 123.8 μM이었고, 유도체중 종양 세포 증식 억제 효과가 가장 뛰어난 것은 [6]-dehydroparadol과 [3]-dehydroparadol이었고 IC^^50는 각각 51.1 μM, 52.6 μM이었다. 3. 100 μM의 [6]-dehydroparadol을 투여하고 유세포 분석하였을 때 2시간 이후에는 Srl 분획이 감소하였으며, 4시간 이후부터 명확한 핵분절화가 관찰되었고 8시간 이후의 핵분절화 지수는 44.73%, 24시간 이후에는 45.49%이었다. 4. 75 μM의 [6]-dehydroparadol을 투여 후 DNA를 전기 영동하였을 때 12시간 이후부터 명확한 사다리꼴의 (ladder) 핵분절화가 관찰되어 [6]-dehydroparadol이 구강 암종 세포주의 apoptosis를 유도함을 알 수 있었다. 이상의 결과로 생강의 보조 성분인 [6]-paradol과 그 유도체가 구강 암종 세포주의 apoptosis를 유도함으로써 성장을 억제함을 알 수 있었다. 특히 [6]-dehydroparadol과 [3]-dehydroparadol의 효과가 가장 우수하여 이들의 생체 독성 실험과 생체에서의 종양 세포 억제 효과가 증명된다면 부작용 없는 화합물을 장기간 복용함으로써 초기 암종 환자의 치료와 일차 수술후의 재발 방지, 나아가 증진단계 이후의 전암 병소 환자를 위한 화학 요법제로 개발 될 수 있을 것으로 사료된다. [영문] Ginger has been used as oriental traditional medication for the treatment of inflammation, rhuematic diseases, and gastrointestinal disorders. The pungent taste of ginger is due to the major component of [6]-gingerol and the minor component of [6]-paradol. [6]-Paradol has pharmacological effect of inhibition of cycloxygenase and lipoxygenase activities. Also [6]-paradol was reported to induce apoptosis of HL-60 cell, however, little study has been reported on solid tumor. The purpose of this study is to find out whether [6]-paradol of its derivatives could be used for the medication to prevent the recurrence of primary tumors and to inhibit the metastasis of the lesions. Growth inhibition effect and apoptosis inducing effect of minor component [6]-paradol on KB cell lines of solid tumors have been observed by performing MTT assay, flowcytometric analysis, and gel electrophoresis. The results of the study are as follows: 1. [6]-paradol and its derivatives except [3]-paradol were observed to be effective in growth inhibition of KB cell lines, which inhibited KB cell growth below 200 μM concentrations. 2. IC^^50 of [6]-paradol was 123.8 μM, and the strongest effect was observed by [6]-dehydroparadol and [3]-dehydroparadol, of which IC^^50 were under 51.1 μM, 52.6 μM respectively. 3. After the administration of 100 μM [6]-dehydroparadol, 5 phase fraction was reduced after 2 hrs. Nuclear fragmentation index began to increase at 4hrs and remarkably inclined to be 44.73% after 8 hrs, and 45.49% after 24 hrs. 4. The administration of [6]-dehydroparadol under 75 μM concentration revealed definite DNA ladder patters by agar gel electrophoresis after 12hrs, supporting that [6]-dehydroparadol may induce the apoptosis of KB cell lines. In conclusion, [6]-paradol and its derivatives, the minor component of ginger, were found to inhibit the growth of the oral cancer cell lines by inducing the apoptosis. Especially [6]-dehydroparadol and [3]-dehydroparadol were observed to have the strongest effect. Therefore, [6]-dehydroparadol and [3]-dehydroparadol seem to have the high potential to be used as one of the candidate medications for the chemoprevention of the patients with later progression stage, and the treatment of primary tumor and the preventive medication for the patients after primary resection surgery after the long-term clinical toxicity study and the tumor cell-inhibition study.ope