Suppressive Effects of Defatted Green Tea Seed Ethanol Extract on Cancer Cell Proliferation in HepG2 Cells

HepG2 Cell에서 녹차씨박 에탄올 추출물의 암세포 증식 억제효과

Defatted green tea seed was extracted with 100% ethanol for 4 hr and then fractionated with petroleum ether, ethyl acetate and butanol. The ethanol and butanol extracts showed greater increases in antiproliferation potential against liver cancer cells than petroleum ether, ethyl acetate, $H_2O$, and hot water extracts did. Thus, this study was carried out to investigate the anti-proliferative actions of defatted green tea seed ethanol extract (DGTSE) in HepG2 cancer cells. The DGTSE contained catechins including EGC ($1039.1{\pm}15.2\;g/g$), tannic acid ($683.5{\pm}17.61\;{\mu}g/g$), EC ($62.4{\pm}5.00\;{\mu}g/g$), ECG ($24.4{\pm}7.81\;{\mu}g/g$), EGCG ($20.9{\pm}0.96\;{\mu}g/g$) and gallic acid ($2.4{\pm}0.68\;{\mu}g/g$), but caffeic acid was not detected when analyzed by HPLC. The anti-proliferation effect of DGTSE toward HepG2 cells was 83.13% when treated at $10\;{\mu}g$/mL, of DGTSE, offering an $IC_{50}$ of $6.58\;{\mu}g$/mL. DGTSE decreased CYP1A1 and CYP1A2 protein expressions in a dose-dependent manner. Quinone reductase and antioxidant response element (ARE)-luciferase activities were increased about 2.6 and 1.94-fold at a concentration of $20\;{\mu}g$/mL compared to a control group, respectively. Enhancement of phase II enzyme activity by DGTSE was shown to be mediated via interaction with ARE sequences in genes encoding the phase enzymes. DGTSE significantly (p<0.05) suppressed prostaglandin $E_2$ level, tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$) protein expressions, and NF${\kappa}$B translocation, but did not affected nitric oxide production. From the above results, it is concluded that DGTSE may ameliorate tumor and inflammatory reactions through the elevation of phase II enzyme activities and suppression of NF${\kappa}$B translocation and TNF-${\alpha}$ protein expressions, which support the cancer cell anti-proliferative effects of DGTSE in HepG2 cells.

본 연구는 간암세포주인 HepG2 cell line에서 녹차씨박 추출물을 에탄올, 석유 에테르, 에틸 아세테이트, 부탄올의 순으로 분획 및 열수 추출물을 조제하여 암세포 증식 억제능을 확인한 후 에탄올 추출물을 선정하여 항종양 및 항염증효과를 생화학적, 분자적 방법으로 분석하였다. 녹차씨박 에탄올 추출물(DGTSE)의 polyphenol 함량을 HPLC로 분석한 결과 EGC($1039.1{\pm}15.26\;{\mu}g/g$)> tannic acid($683.5{\pm}17.61\;{\mu}g/g$)> EC($62.4{\pm}5.00\;{\mu}g/g$)> ECG($24.4{\pm}7.81\;{\mu}g/g$)> EGCG($20.9{\pm}0.96\;{\mu}g/g$)> gallic acid($2.4{\pm}0.68\;{\mu}g/g$)의 순이었으나 caffeic acid는 검출되지 않았다. DGTSE의 농도가 $10\;{\mu}g$/mL 이상에서는 84.13%의 세포 증식 억제능($IC_{50}$: $6.58\;{\mu}g$/mL)을 보여 간암세포의 증식을 효과적으로 억제하였고 제1상효소계인 CYP1A1와 CYP1A2의 발현을 농도 의존적으로 감소시키는 것으로 나타났다. QR 활성은 DGTSE을 $20\;{\mu}g$/mL 농도로 처리 시 대조군에 비해 2.6배 증가하였으며 reporter gene activity로 측정한 ARE 활성은 1.94배로 각각 증가하였다. DGTSE의 처리는 염증생성 인자인 PGE2의 생성과 TNF-${\alpha}$의 단백질 발현은 유의적으로 저해하였으며 cytokine 반응, 염증, 세포성장조절과 같은 다양한 단계에 참여하는 전사인자인 NF${\kappa}$B의 핵으로의 translocation을 억제하였다. 이상의 결과에서 DGTSE은 간암세포인 HepG2 세포계에서 암세포 증식 억제능을 가지며 해독효소인 QR, ARE의 활성을 증진시키고 NF${\kappa}$B의 translocation을 방해하고 TNF-${\alpha}$의 단백질 발현과 $PGE_2$의 생성을 억제하여 암세포의 증식을 억제하였다. 따라서 녹차씨박 추출물에 함유된 암세포 증식효과를 나타내는 생리활성 물질들에 대한 연구가 앞으로 진행되어야 할 것으로 사료된다.