인삼과 백굴채 다당체의 조혈 및 방사선 방어 효과

Abstract

현재 50%정도의 치료율을 보이는 암 치료에 있어서 주된 처치로 방사선과 항암제 치료를 들 수 있는데 이런 방법은 골수 부전을 초래하여 조혈모세포수를 감소시킨다. 따라서 면역이나 조혈 기능을 조절할 수 있는 생체 응답 조절 물질들(Biological response modifier)이 방사선 및 화학요법제의 부작용을 경감시킬 수 있을 것으로 인식되고 있다. 본 실험에서는 68종의 생약을 대상으로 임파구 증식능과 골수 세포 증식능 및 activated killer 세포 활성능을 측정한 결과 유의적인 생약 6종 (당귀, 백굴채, 인삼, 상백피, 보골지, 산두근)을 발견하였으며 문헌 고증과 보완 실험을 통하여 가장 유망하다고 판단되는 인삼과 백굴채를 선정하여 실험을 수행하였다. 인삼 산성 다당체의 면역 증강 작용이 이미 보고되었으나 정확한 함량과 성분은 밝혀지지 않은 상태로 본 연구에서 좀 더 순수 분리하여 활성을 측정하였다. 인삼 다당체는 단백질 함량 8.0%, 당 함량 39%로 유론산이 17% 함유되어 있으며 glucose, mannose, galactose를 구성당으로 확인하였다. 임파구 증식능은 T cell mitogen으로 알려진 concanavalin A 수준으로 높은 활성을 보였으며 activated killer 세포 활성도 현재 시판되어 사용 중인 OK-432와 유사한 활성을 나타냈다. 골수 세포의 증식능을 granulocyte macrophage-colony forming unit로 측정한 결과 대부분의 생체 응답 조절 물질이 cytokine(CSFs) 의존적인 증가를 나타내는 반면, 인삼 추출물은 직접적으로도 골수 세포를 증식 시키는 것으로 판단된다. 치사량의 방사선을 조사하기 24시간 전에 100mg/kg로 복강 내 투여할 경우 대조군은 12일 내에 모두 사망하는 반면, 인삼 다당체 처리군은 100%의 생존율을 나타내어 dose reduction factor 1.44의 강력한 방사선 방어 효과를 나타내었다. 화학 요법제인 cyclophosphamide와의 병용 투여시 골수 세포나 비장 세포의 증식은 볼 수 없었으나 말초 혈액에서 neutrophil의 증가가 두드러졌으며 방사선 방어 효과를 위한 투여 용량이나 투여 시간과는 다른 조건을 보였으므로 방사선에 의한 골수 억제를 극복하는 기전과는 다른 경로로 작용함을 알 수 있었다. 백굴채 다당체는 단백질 함량 11.7%, 당 함량 18.6%로 구성당인 glucose, mannose, galactose중 mannose가 많이 포함되어 있었다. 임파구 증식능은 인삼이나 concanavalin A와 비슷하였으며 activated killer 세포 활성능도 유의적인 증가를 보였다. 또한, 암세포에 대한 직접적인 살해 효과를 보이므로 생체내 항암 실험의 경우 상승 효과를 나타내리라 추측할 수 있었다. 방사선 방어 작용을 보면 방사선 조사 24시간 전에 백굴채 다당체를 50-100mg/kg로 복강 내 투여하였을 때 치사량의 방사선에 대해 생존율이 30일째 80% 증가되었으며 골수 세포와 비장 세포수의 증식, granulocyte macrophage-colony forming unit증가 및 말초 혈구 수치의 빠른 회복으로 인한 방어 효과를 나타냈다. ; We have evaluated 68 different traditional herbal medicines for the ability to enhance proliferation of lymphocytes and hematopoietic cells. Among these, Ginseng Radix alba and Chelidonii Herba were chosen for further analysis of their immunostimulating abilities. In both species, the immunostimulating activities were detected primarily in polysaccharide fraction. The polysaccharide extracts from Ginseng Radix alba and Chelidonii Herba showed stimulation index of 146.29 (500㎍/ml) and 80.21 (125㎍/ml) respectively when normal splenocytes were used as target cells. In addition, the number of GM-CFU increased significantly after in vitro treatment of polysaccharide extracts from Ginseng Radix alba (1.68 fold) or Chelidonii Herba (2.26 fold) on normal bone marrow cells. The in vivo treatment of the same extracts also result in significant increase in GM-CFU contents in bone marrow. We also tested whether these extracts have radioprotective effect. To test this, the polysaccharide extracts were injected into the sublethally irradiated mice at various time points. Various hematopoietic parameters such as bone marrow and spleen cellularity, GM-CFU content, and the number of CFU-S in bone marrow were markedly improved in mice treated with polysaccharide extracts compared to placebo group. Moreover, intraperitoneal injection of polysaccharide extracts from Ginseng Radix Alba 24hr prior to irradiation protect 100% of Balb/c mice at LD100/12 radiation dose(dose of radiation that kills 100% mice in 12 days). Similar experiment with the extracts from Chelidonii Herba showed 80% protection. These findings indicate that polysaccharide extracts from Ginseng Radix Alba and Chelidonii Herba are excellent candidates for effective radioprotective reagents as well as for ideal biological response modifiers.