Characterization, anticancer, and anti-inflammatory activities of phytochemicals recovered from Aspilia africana C.D. Adams
- Alternative Title
- 아스필리아 아프리카나의 파이토케미칼 특성, 항암, 항염증 효과
- Abstract
- 암은 세계적으로 대표적인 사망 원인 중 하나이며, 2018년 사망자 960만명 중 78만 3천명이 위암으로 사망했다. 암은 세포의 통제할 수 없는 성장으로 정의되며, 종양 형성과 면역체계 손상을 초래한다. 항암연구는 주로 세포사멸의 활성화를 통한 암세포의 사멸을 유도하거나 세포주기 억제를 유도하여 암의 진행을 조절하는 데 초점을 맞추고 있다. 염증은 암의 진행 및 발달과 관련이 있다. 만성 염증은 심혈관 질환, 관절염, 당뇨병, 폐질환, 알츠하이머병, 자가면역질환 등 광범위한 질병과도 관련이 있다. 대식세포는 여러 종류의 사이토카인과 성장인자의 생성을 통해 염증 시 면역조절에 중요한 역할을 한다. 과거부터 건강에 좋은 약용식물에 대한 관심이 높아지고 있다. 약용식물에는 생물학적 활동과 관련된 생리활성 화합물의 함유량이 높은 것으로 알려져 있다. 아스필리아 아프리카나 C.D. 아담스(A. africana)는 아프리카 동부의 열대 아프리카에서 자란다. A. africana는 아프리카의 민간요법에서 선호되는 약초로서 항균, 항염증, 항산화제 등 수많은 생리적 효과가 있으며 여러 종류의 중요한 생리활성 화합물을 보유하고 있다. 본 논문에서는 A. africana의 생리활성 화합물 회수를 위한 친환경적 추출법의 사용 이점을 기존의 추출법과 비교하여 조사하였으며, 인간의 AGS 위암세포에 대한 A. africana의 항암 효과와 마우스RAW264.7 대식세포에 대한A. africana의 항염증 효과를 연구하였다.이 논문에 제시된 결과는 기존의 유기 용제(에탄올) 추출을 열수 추출(HWE)과 비교하였다. 그리고 초임계 물 추출법(SWE)이 A. africana 페놀성 항산화 물질과 같은 생리활성 화합물의 회수에 최적의 추출법이 될 것이라는 것을 보여준다. HWE추출물에서 갈릭산, 총 페놀 성분(TPC), 총 플라보노이드 성분(TFC)의 농도가 가장 높았으며 에탄올 추출물보다 IC50값이 9배 낮은 가장 높은 항산화능을 나타냈고, SWE가 그 뒤를 이었다. 또한 A. africana는 G1 세포주기 진행을 억제하고 세포사멸을 유도함으로써 AGS 세포의 증식을 억제하였다. G1/S 진행에 중요한 역할을 하는 사이클린 E1 & D1, CDK2, 4 & 6들은CDK 억제제(p21, p27, p18, p15)의 발현이 상향된 곳에서 하향 조절되었다. AGS 세포에 A. africana를 처리하였을 때 tBid, Bad, Bak, Bax, Cytochrome C, FLIP, cleaved Caspases 3, 8&9, cleaved Parp와 같은 pro-apoptotic 단백질들의 발현은 감소한 반면 Bcl-2, Bcl-xL와 같은 anti-apoptotic 단백질들의 발현은 증가하였다. LPS로 염증을 유도한RAW264.7 대식세포에 A. africana를 처리하였을 때에는, 질소산화물(NO)의 생산을 억제하고 iNOS, COX-2, 프로-염증성 사이토카인(TNF–α, 인터루킨(IL)-6, IL-1β)들과 같은 중요한 염증성 효소들의 발현을 억제하여 PI3K/Akt 및 NF-kB 신호 경로들의 활성화를 억제시켰다.
- Issued Date
- 2020
- Awarded Date
- 2020. 8
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- Affiliation
- Pukyong National university, Graduate School
- Department
- 대학원 미생물학과
- Advisor
- Gun-Do Kim
- Table Of Contents
- CHAPTER ONE 1
General Introduction 1
1.1 Traditional medical plants 2
1.1.1 Phytochemicals and biological activities of medicinal plants 2
1.1.2 Conventional extraction techniques used for the recovery of bioactive compounds from medicinal plants 3
1.1.3 Novel extraction techniques for the recovery of bioactive compounds from medicinal plants 5
1.1.4 Use of traditional medicinal plants for drug development 8
1.2 Aspilia africana C.D. Adams (A. africana) 9
1.3 Gastric cancer 13
1.3.1 Classification and Epidemiology 13
1.3.2 Risk factors and prevention 14
1.3.3 Management of gastric cancer 15
1.4 Inflammation 16
1.4.1 Inflammatory cells 17
1.4.2 Inflammatory mediators 20
1.4.3 Targeting inflammation in diseases 25
1.5 Aim of the thesis 28
1.6 References 29
CHAPTER TWO 42
Characterization and in vitro cytotoxicity of phytochemicals from Aspilia africana C.D. Adams obtained using green extraction techniques. 42
2.1 Abstract 43
2.2 Introduction 44
2.3 Materials and Methods 47
2.3.1 Reagents and chemicals 47
2.3.2 Sample preparation 47
2.3.3 Extraction procedures 47
2.3.3.1 Ethanol extraction 47
2.3.3.2 Hot water extraction (HWE) 48
2.3.3.3 Subcritical Water Extraction (SWE) 48
2.3.3.4 Total Phenolic and Flavonoids Composition (TPC and TFC) 49
2.3.3.5 Antioxidant activities determinations 50
2.3.3.6 High-performance liquid chromatography analysis of phenolic compounds 50
2.3.3.7 Cell culture and cell viability 52
2.3.3.8 DAPI Staining 53
2.3.3.9 Statistical analysis 53
2.4 Results and discussion 54
2.4.1 Effect of extraction techniques of A. africana on TPC and TFC 54
2.4.2 Effect of extraction techniques of A. africana on phenolic compounds 57
2.4.3 Effect of extraction techniques of A. africana on the antioxidant activities 60
2.4.4 Effect of extractions techniques of A. africana on cell proliferation 62
2.4.5 Effect of extractions techniques of A. africana on the induction of apoptosis 70
2.5 Conclusion 74
2.6 References 75
CHAPTER THREE 80
Anticancer effects of A. africana in gastric adenocarcinoma AGS cells. 80
3.1 Abstract 81
3.2 Introduction 82
3.3 Materials and Methods 84
3.3.1 Sample preparation 84
3.3.2 Reagents and cell culture 84
3.3.3 Cell viability assay and zVAD-fmk, caspase inhibitor treatment 85
3.3.4 DAPI staining 85
3.3.5 Immunofluorescence staining 86
3.3.6 Western blot analysis 86
3.3.7 Flow cytometry analysis 87
3.3.8 Statistical analysis 87
3.4 Results 88
3.4.1 AAE effect on AGS cells proliferation 88
3.4.2 AAE treatment induces apoptosis in AGS cells 88
3.4.3 Effect of AAE on the expression of apoptosis-related proteins in AGS cells 90
3.4.4 Effect of AAE on AGS cell cycle progress 92
3.5 Discussion 94
3.6 References 98
CHAPTER FOUR 102
Anti-inflammatory effects of A. africana in murine macrophages RAW 264.7 cells stimulated with LPS 102
4.1 Abstract 103
4.2 Introduction 105
4.3 Material and methods 106
4.3.1 Sample preparation 106
4.3.2 Cell lines and reagents 107
4.3.3 Cell culture and cytotoxicity analysis. 107
4.3.4 Nitric Oxide (NO) assay 108
4.3.5 Western blot analysis 108
4.3.6 Immunofluorescence staining 109
4.3.7 Reverse Transcriptional Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) Assay 109
4.3.8 Statistical analysis 110
4.4 Results 111
4.4.1 Cytotoxicity of A. africana on RAW264.7 cells viability 111
4.4.2 A. africana inhibits NO production in LPS- stimulated RAW264.7 cells 113
4.4.3 A. africana inhibits the expression levels of COX-2, iNOS, and TNF-α in RAW264.7 stimulated with LPS 115
4.4.4 A. africana inhibits the induced LPS activation of the NF-kB signaling pathway in RAW264.7 cells 117
4.4.5 A. africana inhibits the PI3K/Akt pathway activation 119
4.5 Discussion 121
4.6 References 124
General conclusion 133
국문요약 135
Acknowledgements 137
- Degree
- Doctor
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