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Fraxinus angustifolia Vahl.の葉および茎樹皮抽出物の抗変異原性、抗原毒性および抗増殖活性とそのファイトケミカル組成
Antimutagenic, antigenotoxic and antiproliferative activities of Fraxinus angustifolia Vahl. leaves and stem bark extracts and their phytochemical composition.
PMID: 32298276 PMCID: PMC7161964. DOI: 10.1371/journal.pone.0230690.
抄録
近年、ある種の癌をはじめとする慢性変性疾患が問題となっています。ＤＮＡ損傷は、突然変異や染色体異常が癌遺伝子や腫瘍抑制遺伝子に影響を与え、細胞を悪性化させ、その後の癌化につながることから、癌発生の原因因子として古くから認識されてきました。薬用植物は、科学的な関心が高く、様々な病気の予防や治療に利用されることが多い。地中海地域に分布する薬用植物の中でも、Fraxinus angustifolia Vahl.は、その顕著な治癒力のために伝統医学で使用されてきた。しかし、その人気にもかかわらず、その活性についての研究はほとんど行われておらず、抗変異原性、抗原毒性、抗増殖活性についての詳細な研究が必要とされていた。そこで、本研究では、この有名な樹木の葉および幹樹皮抽出物の抗変異原性、抗原毒性および抗増殖性の潜在的な特性を評価することを目的とした。抗変異原性は、Salmonella typhimurium TA98株およびTA100株を用いたサルモネラ変異原性試験により評価した。また，抗原毒性については，S. typhimurium TA1535/pSK1002株のumu試験により評価した。ヒト肝芽細胞腫（HepG-2）および乳腺癌（MCF-7）細胞株を対象に、MTT法による抗増殖活性を調べた。さらに、がん細胞で観察された抗増殖活性をヒト正常線維芽細胞（TelCOFS02MA）で観察された抗増殖活性と比較し、抽出物ががん細胞に対して選択的な毒性を示すことができるかどうかを理解するために選択性指数を算出した。また、フェノール化合物は、抗酸化作用、抗変異原性、抗がん作用など、幅広い生化学的活性を持つ植物性物質である。本研究では、フェノール化合物の生物学的活性の強力な証拠に基づいて、全フェノール化合物とフラボノイドの含有量、および抽出物のファイトケミカル組成をLC/MSで評価することに焦点を当てた。その結果、葉と茎の両樹皮のエタノール抽出物には、中等度から強い抗変異原性および抗原毒性が認められた。また、エタノール葉抽出物とクロロホルム水溶液抽出物では、癌細胞に対する選択的な細胞毒性が認められた。後者は他の抽出物の中で高レベルの総フェノール含量を示した。識別されたフェニルエタノイド（カルセオラリオシド、バーバスクシド）とセコイリドイド（オレウロペイン、リグストロシド）が、幅広い健康効果を発揮することが示唆された。
In recent years, chronic degenerative diseases such as certain types of cancers, are becoming an evident issue. DNA damage has been for long recognized as a causal factor for cancer development because mutations or chromosomal aberrations affect oncogenes and tumor suppressor genes leading cells to malignant transformation and to the subsequent cancerous growth. Medicinal plants are often used for the prevention or treatment of various diseases with great scientific interest. Among the medicinal plants distributed in the Mediterranean region, Fraxinus angustifolia Vahl. has been used in traditional medicine for its remarkable curative properties. However, in spite of this popularity, little works have been performed on the activity so that further studies should be performed to investigate in depth the antimutagenic, antigenotoxic and antiproliferative activities of the plant. Thus, the present study was aimed to the evaluation of the potential antimutagenic, antigenotoxic and antiproliferative properties of leaves and stem bark extracts of this well-known tree. Antimutagenic activity was evaluated by Salmonella mutagenicity assay in Salmonella typhimurium TA98 and TA100 strains. The antigenotoxic potential was assessed by umu test in the strain of S. typhimurium TA1535/pSK1002. Antiproliferative activity was studied on human hepatoblastoma (HepG-2) and on breast adenocarcinoma (MCF-7) cell lines by MTT assay. Furthermore, the antiproliferative activity observed on cancer cells was compared with that on the human normal-like fibroblasts (TelCOFS02MA) and the selectivity index was calculated to understand if extracts were able to exert selective toxicity towards cancer cells. Moreover, phenolic compounds are plant substances with a large spectrum of biochemical activities with antioxidant, antimutagenic and anticarcinogenic effects. Based on the strong evidence of biological activities of phenolic compounds, the study was focused on the determination of total phenolics and flavonoids contents, and the phytochemical composition of the extracts assessed by LC/MS. The ethanol extracts of both leaves and stem barks showed significant from moderate to strong antimutagenic and antigenotoxic effects. In addition, selective cytotoxicity towards cancer cells was shown by ethanolic leaves extract and aqueous/chloroform leaves and stem bark extracts. The latter showed high levels of total phenolic contents among all the other extracts. Identified phenylethanoids (calceolariosides, verbascoside) and secoiridoids (oleuropein and ligstroside) could be responsible for the demonstrated broad spectrum of healthy properties.