Dihydrocapsaicin inhibits cell transformation in JB6P+ mouse epidermal cells by regulating mTOR pathway and c-fos

Abstract

고추는 한국인이 많이 섭취하는 식품 중에 하나로 매운맛을 내기 위해 사용된다. 이러한 고추에는 캡사이신, 다이하이드로캡사이신, 캡산틴, 캡시에이트 등의 성분으로 구성되어 있다. 고추에 관한 연구논문을 보면 고추가 암을 유발시킨다는 논문이 있는 반면에 암을 억제시킨다는 논문도 있다. 하지만 고추에는 다양한 성분이 존재함에도 불구하고 지금까지 암과 관련된 연구로써는 주로 캡사이신 위주로 연구가 진행 되어왔다. 캡사이신 외에 다이하이드로캡사이신은 비교적 가장 많은 함량이 들어있고 암과 관련된 연구 보고가 적기 때문에 이에 대한 기능성을 연구하고자 실험을 하게 되었다. 정상세포는 개시단계, 촉진단계, 진행단계를 거쳐 암세포가 된다. 그 중에서 촉진단계는 다른 단계와 달리 가역적이고 오랜 시간 거쳐서 발생하기 때문에 암 예방 치료 연구에 있어서 중요하다. 정상 세포에서는 EGF(epidermal growth factor)라고 하는 표피생장인자를 필요한 만큼만 생산하지만 암세포에서는 과하게 생성한다. 표피생장인자가 비정상적으로 많이 발현되면 개시단계에 있는 세포가 촉진단계로 진입하게 된다. 개시단계에서 촉진단계로 들어가는 것을 억제하는 식물을 찾기 위해서는 JB6 P+ mouse epidermal cell을 주로 사용한다. 개시단계에 있는 JB6 P+ mouse epidermal cell을 표피생장인자로 유도시킨 후 고추 성분들을 처리하여 세포형질전환(암세포와 유사한 형질로 변환)을 억제하는 성분이 있는지 실험하였다. 그 결과 다이하이드로캡사이신, 캡사이신, 캡산틴, 캡시에이트 중에서 다이하이드로캡사이신이 가장 많이 세포형질전환을 억제시켰다. 세포형질전환을 일으키는 전사인자에는 AP-1과 NF-B가 있다. 이 전사인자의 프로코터결합 능력을 다이하이드로캡사이신이 억제하는지 확인하기 위해 luciferase assay를 하였다. 그 결과 다이하이드로캡사이신이 AP-1과 NF-κB의 프로모터결합능력을 모두 줄였다. 다이하이드로캡사이신이 AP-1 luciferase activity를 줄였기 때문에 AP-1의 상위 단백질인 ERK, p38, JNK 또한 줄이는지 웨스턴으로 확인 하였다. 하지만 모두 줄이지 않았기 때문에 다이하이드로캡사이신이 AP-1(c-Jun과 c-fos 로 구성된 단백질)에 직접 영향을 미치지 않았을까 생각하였고 이를 확인하기 위해 활성을 측정해본 결과 다이하이드로캡사이신은 오직 c-fos만 줄였다. 앞선 luciferase assay 실험을 통해 다이하이드로캡사이신이 NF-B를 감소시켰습니다. NF-B의 상위 단백질인 AKT 신호전달기작에도 다이하이드로캡사이신이 영향을 미치는지 웨스턴으로 확인하였다. 그 결과, 암세포 증식에 관여하는 단백질인 p70S6K, S6의 인산화를 줄였다. 본 연구 결과를 통해 다이하이드로캡사이신은 세포성장인자에 의해 유도된 세포형질변환에 대한 화학적 예방물질로 제시될 수 있으며, 이는 주로 c-fos 와 mTOR 신호전달체계를 억제하여 일으키는 것으로 확인되었다.

Chili pepper has been reported to possess anti-carcinogenic effects. But there are articles about carcinogenic effect of chili pepper. Capsaicin which is a main component in chili pepper has a controversial point whether it has cancer preventive or promotive effect. Anti-carcinogenic effects of chili pepper components except capsaicin, for example, dihydrocapsaicin, capsiate, and capsanthin, are still unclear. Herein, I examined the inhibition effect of neoplastic transformation on chili pepper components and associated mechanisms of dihydrocapsaicin in JB6 P+ cell line. Epidermal growth factor (EGF)-induced neoplastic transformation was inhibited by 50 M dihydrocapsaicin in JB6 P+ cells. Dihydrocapsaicin suppressed EGF-induced cyclooxygenase-2 (COX-2) promoter activity and activator protein-1 (AP-1) and nuclear factor-κB (NF-κB) transactivations in JB6 P+ cells. Immunoblot data showed that dihydrocapsaicin inhibited EGF-induced phosphorylation of mTOR signaling pathway and expression of c-fos. Together, these findings suggest that dihydrocapsaicin exerts potent inhibitor of neoplastic transformation against EGF-induced skin inflammation.