Combination of the extract from Phellinus linteus with Smilax spp. attenuates colorectal and prostate cancers

*기술 요약: Phellinus linteus와 Smilax 속 식물의 조합을 통한 대장암 및 전립선암 완화*

문제 제ن (Problem Statement)
기존의 암 치료법(수술, 화학요법, 호르몬 요법)이 존재함에도 불구하고, 사망률과 치료 부작용은 여전히 높은 수준이다. 생존율을 높이고 독성을 줄이기 위한 보조 요법으로서 천연 화합물에 대한 관심이 높아지고 있다. 전통적인 태국 약초, 특히 Phellinus linteus(PL, 약용 버섯)와 Smilax 속(구체적으로 Smilax corbularia 및 Smilax glabra, 이들을 PL과 결합하여 PSS로 통칭함)은 역사적으로 암 치료에 사용되어 왔으나, 이들의 구체적인 기전과 대장암 및 전립선암에 대한 효능은 엄격한 과학적 검증이 필요하다. 이 약초들에 대한 이전 연구들은 유방암에 국한되었거나, 면역 조절이나 in vivo 번역 잠재력을 충분히 탐구하지 않은 채 in vitro 공동 배양에 크게 의존해 왔다.

연구 방법론 (Methodology)
본 연구는 in vitro 세포 배양, 분자 분석, 면역 세포 조절 분석, 그리고 in vivo 이종 이식 모델을 결합한 다각적인 접근 방식을 채택하였다.

• 세포주: 본 연구는 세 가지 대장암 세포주(HCT116, SW620, HT-29), 한 가지 전립선암 세포주(PC3), 그리고 독성 및 기전 연구를 위한 비암성 신장 세포주(HEK 293)를 활용하였다. 대식세포는 THP-1 단핵구 세포로부터 유도되었다.
• 추출물 준비: PL 균사체와 Smilax 근경을 3:1:1 비율로 증류수를 사용하여 추출하여 혼합물(PSS)을 제조하였다. 순수 PL 추출물 또한 별도로 준비되었다.
• 세포 독성 및 세포 주기: IC50 값을 결정하기 위해 MTT 분석을 통해 세포 독성을 평가하였다. 세포 주기 분포는 프로피디움 아이오다이드(PI) 염색을 이용한 유세포 분석법으로 분석하였다. 세포 사멸(Apoptosis)은 Annexin V/PI 염색을 통해 평가하였다.
• 유전자 발현: 증식 관련 유전자인 MDM2, KRAS, MKI67의 발현을 분석하기 위해 RT-qPCR을 수행하였다.
• 면역 조절 (TAMs): HCT116 조건 배지를 사용하여 종양 관련 대식세포(TAMs)를 유도하였다. 추출물이 M1 대 M2 극성, 사이토카인 분비(TNF-α, IL-6, IL-10), 그리고 종양 살상 활성(CFSE로 표지된 암세포와의 공동 배양을 통해 측정)에 미치는 영향을 평가하였다.
• In Vivo 모델: 수컷 BALB/c 누드 마우스에 HCT116 세포를 사용하는 피하 이종 이식 모델을 구축하였다. 마우스에게 종양 접종 2주 후부터 PL, PSS 또는 식염수를 병변 내 주사하였다. 30일 동안 종양 부피와 체중을 모니터링하였다.

주요 결과 (Key Results)

• 세포 독성: PL과 PSS 모두 대장암 및 전립선암 세포주에 대해 용량 의존적 세포 독성을 나타냈다. PSS는 PL 단독 사용 시보다 더 강력한 항암 효과(더 낮은 IC50 값)를 보였다. PSS는 SW620 세포에 가장 독성이 강했으며, HEK 293 세포에는 가장 독성이 낮았다. 시스플라틴(Cisplatin)이 전체적으로 가장 강력한 제제였다.
• 세포 주기 및 세포 사멸: PSS는 모든 대장암 세포주에서 효과적으로 G2 세포 주기 정지를 유도했으나, PC3 세포에서는 정지를 유도하지 않았다. PL은 HT-29 및 SW620 세포에서만 G2 정지를 유도했다. 두 추출물 모두 시스플라틴과 비교했을 때 낮은 비율의 세포 사멸(<5%)을 유도했다.
• 유전자 발현: 두 추출물 모두 모든 암 세포 유형에서 MDM2 발현을 감소시켰다. MKI67 발현은 두 추출물에 의해 HCT116, HT-29, PC3에서 감소되었다. KRAS 발현은 가변적인 반응을 보였는데, HT-29와 PC3에서는 하향 조절되었으나 HCT116에서는 상향 조절되었고 SW620에서는 변화가 없었다.
• 면역 조 modulation: 암 조건 배지는 대식세포를 M2 유사 표현형으로 유도하였다( Fizz-1, TGF-β, Arg-1, IL-6, IL-10 상향 조절; IL-1β, iNOS, TNF-α 하향 조절). PL과 PSS 모두 M1 마커(IL-1β, iNOS)를 상향 조절하고 M2 마커를 하향 조절함으로써 이러한 경향을 역전시켰다. 그러나 PSS만이 Arg-1 발현을 유의하게 감소시켰으며, CFSE로 염색된 암세포와의 공동 배양 실험에서 종양 살상 효과를 입증하였다.
• In Vivo 효능: 마우스 이종 이식 모델에서, PSS 투여는 HCT116이 주입된 마우스의 종양 부피를 유의하게 감소시켰다. PL 투여는 종양 부피의 유의한 감소를 보이지 않았는데, 이는 in vivo에서 효과적인 농도를 사용하는 것을 방해하는 용해도 제한 때문으로 보인다.

주요 기여 (Key Contributions)

1. 효능 비교: 본 연구는 Phellinus linteus와 Smilax 속의 조합(PSS)이 in vitro에서 대장암 및 전립선암 세포 증식을 억제하고 in vivo에서 종양 성장을 완화하는 데 있어 PL 단독보다 더 효과적임을 입증하였다.
2. 기전적 통찰: 본 연구는 PSS의 항암 기전이 직접적인 세포 독성(G2 정지)과 종양 미세환경의 조절, 특히 대식세포의 극성을 종양 촉진성 M2 표현형에서 항종양성 M1 표현형으로 전환하는 것임을 밝혀냈다.
3. 유전자-표현형 상관관계: 본 연구는 PSS의 세포 독성이 모든 세포주에서 MDM2 또는 KRAS와 같은 특정 유전자의 하향 조절과 반드시 일치하지 않는다는 점을 강조하며, 이는 특정 p53 또는 KRAS 변이 상태와 독립적인 다중 타겟 기전이 존재할 수 있음을 시사한다.
4. 번역적 개념 증명: 본 연구는 PSS가 결장 악성 종양 성장을 억제할 수 있다는 첫 번째 in vivo 증거(마우스 모델)를 제공하여, 치료 후보 물질로서의 잠재력을 검증하였다.

의의 및 주장 (Significance and Claims)
저자들은 PSS 혼합물이 특히 대장암 및 전립선암에 대해 임상적 가치를 지닐 잠재력이 있다고 주장한다. 본 연구는 PSS가 직접적인 세포 독성과 TAM 조절을 통해 암 세포 증식을 성공적으로 억제한다고 결론짓는다. 그러나 저자들은 즉각적인 임상 적용에 대해서는 신중한 어조를 유지하고 있다. 그들은 다음과 같이 명시한다:

• 본 연구 결과는 "개념 증명(proof of concept)"이다.
• (테스트된 세 가지 유전자를 넘어선) 근본적인 기전과 약동학에 대한 추가 조사가 필요하다.
• 현재의 in vivo 농도는 용해도에 의해 제한되었으므로, 임상적 번역을 위해서는 더 높은 농도나 다른 투여 경로(경구/정맥)가 필요할 것이다.
• 이 추출물들은 추가 연구 없이 약용 구강 요법이나 보충제로 사용할 단계가 아니다.
• 본 연구는 불멸화된 세포주(HEK 293, THP-1)를 사용했다는 점과 표준 화학요법과의 병용 요법 테스트가 부족하다는 점을 포함한 한계를 인정하고 있다.

본 논문은 PSS가 유망함을 보여주지만, 그 효능이 모든 암 유형이나 유전적 배경에 걸쳐 균일하지 않으며, 그 적용에는 용량 및 환자별 요인에 대한 신중한 고려가 필요함을 강조한다.