Antimutagenic and Cytotoxic Effects of Ethanol Extracts from Five Kinds of Seaweeds

다섯 가지 해조류 에탄올 추출물의 항돌연변이 활성 및 암세포 성장억제 효과

The protective effects of ethanol extracts from 5 seaweeds on the mutagenic and cytotoxic damage were evaluated. They were separately extracted using ethanol from dried samples at room temperature, and freeze-dried. The inhibition effects on the mutagenicity in Salmonella assay by Ames test and cancer cell inhibitory effect in HeLa cell, MCF-7 cell and SNU -638 cell by MTT assay were assayed. Seaweed fusiforme, sea tangle and green laver showed strong inhibitory effect against 2-nitrofluorene, sodium azide- or 2-anthramine-induced mutagenicities in Salmonella Typhimurium TA 98 and TA 100 at the level of 2.5 mg ethanol extract per plate. Cancer cell inhibitory effect was shown with all of the seaweed extracts. Green laver, sea mustard, sea tangle and seaweed fusiforme showed strong cytotoxicity against HeLa and MCF-7 cells, with inhibiting by $92\~93\%$ and $89\~92\%$, respectively. These data show that 5 seaweeds tested in this study might be potent functional foods for cancer prevention, and consumption of these seaweeds in adequate amount is recommended.

한국과 일본을 비롯한 극동아시아 지역에서 널리 사용되고 항암효과가 있는 것으로 알려진 톳, 다시마, 미역, 파래, 김을 대상으로 각 해조류 에탄을 추출물을 Ames test를 이용하여 돌연변이 유발 억제능을 검색하고, MTT assay를 이용하여 HeLa cell, MCF-7 cell과 SNU-638 cell에 대한 암세포 성장억제 효과를 비교한 결과는 다음과 같다. 5종의 해조류 에탄올 추출물의 2-anthramine에 대한 간접작용 돌연변이능 억제효과를 S. Typhimurium TA 98에서 측정한 결과, 톳$(100\%)$, 다시마$(94.2\%)$가 3.5 mg/plate에서, 파래 $(68.5\%)$가 4.5 mg/plate에서 효과적인 돌연변이 억제능을 나타냈고, S. Typhimurium TA 100에서는 파래$(100\%)$, 톳$(100\%)$, 다시마$(94.1\%)$가 각각 1.5 mg/plate, 2.5 mg/plate, 4.5 mg/plate의 농도에서 최대 돌연변이 억제 효과를 보였다. 반면 미역과 김은 간접작용 돌연변이 억제 효과가 없는 것으로 나타났다. 직접 작용 항돌연변이능을 S. Typhimurium TA 98로 측정한 결과, 톳, 미역과 파래 모두 4.5 mg/plate의 농도에서 각각 $83\%,\;73\%,\;73\%$의 저해율을 보여 2-nitro-flouorene의 돌연변이능에 대한 저해율이 비교적 높은 것으로 나타났다. 또한 S. Typhimurium TA 100에서 sodium azide의 돌연변이능에 대한 저해효과가 가장 큰 해조류는 톳, 다시마와 파래로 세 가지 해조류 모두 3.5 mg/plate의 농도에서 $100\%$ 저해율을 보였다. 반면, S. Typhimurium TA 98에서 미역과 김은 4.5 mg/plate의 농도에서 각각 $73\%,\;50%$ 정도의 저해율을 나타냈고, S. Typhimurium TA 100에서는 $0\%$ 저해율을 보여 직접작용돌연변이에 대한 저해 능력이 적은 것으로 나타났다. MTT assay를 이용하여 HeLa cell과 MCF-7 cell, SNU-638 cell에 대한 암세포 성장억제 효과를 관찰한 결과, 5종 해조류의 에탄을 추출물 모두 암세포 증식을 억제하였다. HeLa cell의 성장을 $90\%$ 이상 저해한 해조류는 톳, 다시마, 미역, 파래였고, 그 효과를 건조무게로 비교하면 파래, 미역, 다시마, 톳의 순이었다. 김은 $56\%$ 저해율을 나타냈다. MCF-7 cell에 대한 세포 성장억제 효과 역시 $90\%$ 이상 저해율을 나타낸 해조류는 파래, 미역, 다시마, 톳의 순이었고, 김은 $50\%$의 저해율을 나타냈다. SNU-638 cell에 대한 세포 성장억제 정도는 HeLa cell이나 MCF-7 cell에 대한 세포성장 억제 효과보다는 다소 낮았다. 저해율이 $70\%$ 이상인 해조류는 파래, 미역, 다시마, 톳이었고, 김은 $68\%$로 나타나 해조류 간에 차이는 적었다. 이상에서 Ames test와 MTT assay를 통해 해조류 에탄올 추출물의 항돌연변이 효과와 암세포 성장억제 효과를 검색한 결과, 톳, 파래와 다시마는 항돌연변이 효과 및 암세포 성장억제 효과가 우수한 것으로 나타났고, 암세포에 대한 항암 효과는 각 시료마다 정도의 차이는 있으나 5종의 해조류 모두 암세포 증식을 억제하는 것으로 나타났다. 이 결과는 해조류가 개발 가능한 고부가가치의 기능성식품 소재임을 확인한 것으로서, 이를 위해서는 갈조류, 녹조류, 홍조류 등의 해조류에 함유된 암예방 또는 항암작용을 가진 새로운 생리활성물질을 탐색할 필요가 있다.