정향피로부터 Cyclooxygenase-2 에 대한 저해 성분 분리 및 작용기전 연구

Abstract

To elucidate the active principles for cyclooxygenase-2 (COX-2) inhibition from plant extracts, the extract of the cortex of Eugenia caryophyllata (Myrtaceae) was studied. The methanol extract showed the potent inhibition of prostaglandin E2 production in lipopolysaccharide (LPS)-activated mouse macrophage RAW 264.7 cells (98.3% inhibition at the test concentration of 10 μg/ml). Further, hexane-soluble layer was the most active partition compared to ethyl acetate, n-butanol, and water-soluble parts. By bioassay-guided fractionation of hexane-soluble layer, Eugenol was isolated and exhibited a significant suppression of PGE₂ production (IC_50 = 0.37 μM). Eugenol suppressed the LPS-induced COX-2 protein and gene expression conformed by western blot analysis and RT-PCR. These data suggest that eugenol might be a plausible lead candidate for further developing the COX-2 inhibitor as an anti-inflammatory or cancer chemopreventive agent.;Cyclooxygenase (COX) 는 prostaglandin synthesis cascade 에 작용하는 rate limiting enzyme 으로 arachidonic acid 에서 prostaglandin(PG) 들과 thromboxane A₂(TXA₂) 등의 eicosanoid 들을 만드는데 관여한다. COX는COX-1 과 COX-2 두가지 isoform 을 가지는데, COX-1 은 생리적 항상성을 유지하는 constitutive enzyme으로 위장관내 세포보호작용, 혈소판응집작용, 신장기능 유지작용, 신경세포전달기능 등의 작용을 하며, COX-2 는 염증반응과 같은 외부영향에 유도되어지는inducible enzyme이다. 기존의 비스테로이드성 소염제 (Non-steriodal anti-inflammatory drug; NSAID) 들은 비선택적으로COX-1, COX-2 모두를 저해하여 위장관출혈, 신장독성과 같은 부작용을 나타내었다. 따라서 보다 선택적이고 효과적인 선택적인COX-2 저해제 개발이 중요하다고 할 수 있겠다. 더욱이 최근 선택적 COX-2 저해제가 종양촉진단계를 특이적으로 억제하는 등, 종양사멸과 암억제에 깊은 관련이 있다는 여러가지 연구결과가 보고되고 있어 COX 저해제의 암예방제로의 개발도 중요하게 인식되고 있다. 따라서 암예방제 및 항염증제로서 효과적인 COX-2 저해제 개발에 선도물질 모핵을 천연물에서 찾기 위하여 민간에서 사용하던 생약 120종을 COX-2 유도모델을 사용하여 그 가능성을 평가하였는데, 정향피 (Eugenia caryophyllata Thunberg) 의 methanol 추출물이 LPS로 유도시킨 대식세포주 RAW 264.7 cell 에서 강한 PGE₂ 생성 저해를 나타내었다. 그리하여 정향피의 methanol 추출물을 Hexane, Ethyl acetate, n-Butanol, H₂O 를 이용하여 분획화한 뒤 각각에 대해 활성을 검색한 결과 그 중 Hexane 층이 시험농도 10μg/ml 에서 PGE₂ 생성을 98.3% 저해하였다. 이에 따라 hexane 층을 bioassay-guided fractionation 을 이용하여 순수활성물질을 분리한 결과 eugenol 이 분리되었고, eugnol은 강한 PGE₂ 생성 저해를 나타내었다 (IC_50 = 0.06 μg/ml). Eugenol 의 PGE₂ 생성 억제는 COX-2 단백질 및 유전자 발현 저해를 통하여 일어난다는 것을 western blot analysis과 RT-PCR을 이용하여 확인할 수 있었다. 이러한 결과들에 의하여, 정향피에서 분리된eugenol 은 COX-2 저해를 통한 항염증제 및 암예방제 개발의 선도물질로서 가치가 크다고 할 수 있다.