후코이단의 항암 작용 메커니즘: 1, 2, 3 of 5

1983년, Takahashi(1)는 arame에서 얻어진 천연 후코이단을 사용하여, 세망 내피 시스템의 식세포 능력에 대한 효과와, 바이러스 억제 인자 유도, 그리고 내추럴 킬러 활동, L1210 백신을 접종한 생쥐에 대한 효과와, ddY 생쥐의 피하에 이식된 육종 180 종양 세포와 흉선이 없는 생쥐에 대한 연구를 실시했습니다. 연구의 결과에서는, 세망내피계 시스템을 자극하고 NK 활성을 증가시킴으로써, arame는 T 세포의 면역 활동에 참여하는 동시에, 항 종양 특성의 발생을 유발시키는 것으로 나타났습니다. 1996년, 연구진은 U-후코이단 등의 화학 구조를 확정하고, 그들의 암세포에 대한 세포 사멸 효과와 같은 생리 활성을 명확하게 정의했습니다. 2000년, Maruyama 등(2)은 L1210 백혈병 세포를 이식한 생쥐에서 나타난 물질의 생명 연장 효과의 메커니즘을 명확하게 하기 위해, 미역에서 얻은 후코이단의 NK 세포 활동에 대한 효과를 연구하였습니다. 그들은 생쥐의 복강으로 수용성 메카부 추출물과 지방을 제거하고 건조시킨 메카부에서 추출한 후코이단을 하루에 한 번씩 연속으로 체중 1kg 당 50mg을 주입하였으며, 5일 후에 비장에서 NK 세포의 활성이 향상되는 효과를 확인하였습니다. Sagawa 등(3), Tominaga 등, Wu 등, Kato 등과 다른 이들의 연구들에 의해 가고메에서 추출한 후코이단과 관련된 생리 활성이 증명되었으며, 항암 효과의 메커니즘도 분명해지기 시작했습니다. 또한, Sakai 등과 Kato 등(4)은 항암 메커니즘을 보고했습니다. 우리는 이 보고를 바탕으로 설명을 드리고자 합니다.

세포 사멸 유도.

후코이단의 항암 효과 중 하나는 암세포가 자기 자신을 죽이도록 하는 세포 사멸 유도를 통해 작동합니다. 생물의 세포에는 비정상적인 환경으로 인해 노화된 경우에 자신을 죽이도록 명령을 내리는 유전자가 포함되어 있으며, 이러한 방식으로 발생한 자살에 의한 죽음이 “세포 사멸”로 알려져 있습니다. 세포 사멸은 몸 안에서 오래된 세포가 죽고 새로운 세포가 태어나는 과정이 반복적으로 이루어지는 재생 과정을 가능하도록 하여, 신체의 건강을 유지시킵니다. 세포 사멸의 이러한 현상은 인간에게서도 발생합니다. 일반적인 예를 든다면, 갓 태어난 아기는 이미 손가락을 가지고 있지만, 태아일 당시에는 아직 손가락이 형성되지 않은 상태였는데, 이후에 특정 수의 특정 세포들이 특정 시기에 세포 사멸을 겪은 후에야 손가락을 형성하게 됩니다. 후코이단은 직접적으로 암세포들의 자살을 유도하는 효과를 갖는 것으로 알려져 있습니다. 이 효과는 정상 세포에는 작용하지 않기 때문에 부작용이 없습니다. 이 세포 사멸 효과는, 많은 세대에 걸친 증식이 방치되었던 암세포들에 대한 U-후코이단의 효과를 연구하는 Yu 등(5)의 실험 결과로서, 인공 실험실 환경에서 확인되었습니다. 특히, 그들이 배양접시에서 활동적으로 증식하고 있던 인간의 전골수구성 백혈병 세포, 인간의 급성 림프 백혈병 세포, 인간의 위암 세포, 대장 선암 세포에 U-후코이단을 투여했을 때, 그림 1의 (a)에 나타난 것처럼, 그들은 생존한 세포 수가 감소하여 0에 근접한 것을 발견했습니다. 이 그림은 인간의 전골수구성 백혈병 세포와 연관이 있습니다. 그들이 더 자세히 조사했을 때, 그와 같은 세포의 죽음에서 삶의 청사진을 형성하는 DNA가 잘려 있었고, 그림 1의 (b)에 나타난 것처럼 세포들은 살아남지 못했다는 것을 확인할 수 있었습니다. 그들은 대조군으로서 동시에 배양된 정상 세포에 있는 U-후코이단에서는 거의 아무런 효과도 확인할 수 없었습니다.

12 인터루킨(IL-12)의 유도와 인터페론 - 감마(IFN-γ)의 생성.

이 섹션에서는 특히 다소 모호한 용어를 사용할 필요가 있기 때문에, 약간의 설명을 제공하겠습니다.

대식 세포: 포식 세포라고도 불리며, 이물질이 몸 안에 들어 왔을 때에 이 세포들이 반응합니다. 그들은 자신의 세포로 안으로 바이러스나 박테리아와, 오래된 세포와 같은 쓸모 없는 물질을 섭취하고 먹어서 소화시킵니다. 뿐만 아니라, 암세포와 같은 세포들도 차례대로 먹습니다. 적들이 많은 경우에는, 자신의 친구들에게 공격 명령을 보낼 수도 있습니다.

T 림프구(T 세포): 이 세포들은 대식 세포로부터 공격 명령을 받은 이후에 행동을 시작합니다. 이 세포들에는 도움 T 세포, 킬러 T 세포와 억제 T 세포가 포함되어 있으며, 각각 서로 다른 역할을 맡습니다.

킬러 T 세포: 이러한 형태의 세포들은 암세포를 발견하게 되면, 암세포의 세포막에 구멍을 뚫어서 단백질 분해효소를 주입하여 암세포를 파괴합니다.

도움 T 세포: 자신이 직접 암세포를 공격하지는 않지만, 도움 T 세포는 근처에 있는 대식 세포와 T 세포를 자극하여 공격 능력을 강화하기 위해, 인터루킨-2와 같은 시토카인을 분비합니다.

억제 T 세포: 이 세포들은 대식 세포와 킬러 T 세포에 의해 주변에서 암세포가 사라진 경우에, 공격을 중지하는 명령을 내립니다.

내추럴 킬러 세포(NK 세포): 내추럴 킬러 세포들은 도움 T 세포로부터의 명령과 상관없이 암세포나 다른 이물질을 찾아 내고, 암세포를 파괴하고 제거하는 공세를 즉시 수행합니다.

인터루킨(IL): 일부 유형의 세포들은 특정 조건 하에서 이 생리 활성 단백질 물질을 분비합니다. 많은 경우, 일반적으로 같은 종류의 물질들이 림프구와 대식 세포 이외의 세포들에서 생성되고 분비됩니다. 이 물질에 대한 일반적인 명칭은 시토카인입니다. 잘 알려진 인터루킨에는 IL-1부터 IL-18이 있습니다.

인터페론 감마 (IFN-γ): 림프구에 의해 생성되는 항 바이러스 물질. 위에서 언급된 T 세포와 NK 세포에 의해 생성되는 이 다기능 인자는 항 바이러스 활성, 세포 성장 억제 효과, 항암 효과와 대식 세포 및 NK 세포 활성화 효과 등의 여러 가지 형태의 생리 활성 효과를 갖고 있습니다. IL-12와 IFN-γ의 생성은 후코이단에 의해 유도되는 것으로 알려져 있습니다.

앞에서 언급한, 후코이단에 의해 유도되는 IL-12와 IFN-γ의 예는, Kato 등의 연구에 따르면 다음과 같습니다. (4). 그림 2에 나타낸 바와 같이, 이 경우 연구자들은 Meth A 종양 세포에 대한 면역이 있는 생쥐의 비장 림프구에, 가고메에서 추출한 후코이단을 추가했습니다. 그들이 1~100μg/ml를 추가했을 때, 그 범위 내에서는 더 많이 추가할수록 더 많이 생산한다는 것을 알게 되었습니다. 하지만, 다섯 가지의 갈조류에서 얻은 후코이단에 대한 IFN-γ의 생산량을 봤을 때, 그들은 생산이 bladderwrack과 가고메에서 얻은 후코이단에 의해 강하게 유도되지만, 그림 3에 나타나는 것처럼 다른 종류에서는 작은 효과만 있다는 것을 발견했습니다. 그들은 이것이 아마도 후코이단의 구조에 따라 유도 효과의 강도가 다르기 때문이라고 추측했습니다.

간세포 성장 인자 생산의 유도

간세포 성장 인자(HGF)는 1984년에 오사카 대학의 Nakamura가 부분적으로 간장이 절제된 생쥐의 혈청에서 발견한 시토카인으로, 1986년에 카고시마 대학의 Goda 등이 부분적으로 간장을 절제한 격증간염 환자의 혈청에서 발견하였으며, 대략적인 분자량이 100,000 정도인 단백질 물질입니다. HGF는 광범위한 생리적 효과를 가지고 있으며, 예를 들어 당뇨병으로 인한 허혈성 질환의 치료뿐만 아니라, 알코올성 간염과 간경화의 치료를 위해서도 사용됩니다. 그들은 1999년에 F-후코이단과 G-후코이단이 HGF의 생성을 촉진한다는 것을 발견했습니다. 게다가, Sakai 등(6)에 따르면, 황산화 푸칸의 HGF 유도 능력과 관련하여 후코이단과 헤파린 등의 다량한 해조류의 비교 결과를 산출했는데, HGF 유도 활동이 미역, 모즈쿠, 그리고 Lessonia에서 발견되었습니다. 그들이 황산화 푸칸 분해효소와 가고메에서 얻은 황산화 푸칸을 분해했을 때 얻은 7-당 12-황산염 주요 올리고당은, 헤파린과 거의 같은 정도로 HGF의 생성을 크게 증가시키는 역할을 했습니다. 주요 올리고당의 구조와 HGF 유도 활성을 그림 3에 나타냅니다. 우리의 후코이단 제품을 참조하시기 바랍니다.

참고 자료:

1. 高橋政壽 1983 日本網内系学会会誌 22, 4, 269-283.
2. 丸山弘子ら 2000. 日本栄養・食糧学会総会講演要旨集 54, 126
3. H. Sagawa et al. 1999 生化学 71, 203
4. 加藤郁之進ら 2004. 海藻の抗癌作用 p.477-490.
5. F. Yu et al. 1996. Abstract of X V III th Jap. Carbohydr. Symp., p.93-94
6. 酒井武 2003. Jpn.J.Phycol., (Sorui) 51, 19-25