망고스틴[Mangosteen] 활성산소제거, 항암작용

 

 

망고스틴[Mangosteen] 활성산소제거, 항암작용

망고스틴과(Garcinia) 에 속하는 열대산 교목

 

학명 : Garcinia mangostana(가르시니아 망고스타나)

영명 : Mangosteen

과일의 여왕이라 불리우는 망고스틴은 동남아시아 원산이며 시고 달콤한 열매를 맺는다. 미얀마에서는 멩구(men-gu)라고 한다. 날씨에 민감하며 자라는 속도가 매우 더딘 편이다. 키는 9.5m 정도까지 자라며 한 나무에서 한 계절에 1,000개 이상의 열매를 얻는다.

 

 

잎은 암녹색으로 두껍고 광택이 나며 길이가 15~25㎝이고, 장밋빛의 큰 꽃이 핀다. 열매는 크기가 작은 오렌지만하고 둥글거나 납작하다.

눈처럼 흰 다육질의 과육은 두껍고 단단한 진홍색 껍질이 둘러싸고 있으며 만다린 오렌지와 비슷하게 여러 조각으로 갈라져 있다.

즙이 많고 결이 섬세하며 새콤하면서도 약간 떫은 맛이 나는 특징을 귀하게 여겨 옛날부터 자바, 수마트라, 인도차이나, 필리핀 남부 등에서 심어왔다.

 

인도네시아에서는 집 주위의 뜰에서 흔히 볼 수 있는 나무이다. 1855년 영국의 온실에서 처음 열매가 맺혔고 이어서 서반구로 들어가 재배되기 시작하였는데, 서인도 제도의 몇몇 지역, 특히 자메이카에 자리를 잡게 되었다.

그 뒤 과테말라•온두라스•파나마•에콰도르 등에도 심게 되었다. 망고스틴은 열대 이외의 지역에서는 살지 못한다.

 

나무에 달린 채로 열매가 익어야 하고, 보존 가능한 기간도 짧기 때문에 생산 지방의 상점에서만 찾아볼 수 있다. 어린 나무가 열매를 맺기까지 8~15년이 걸리며 한 해 걸러 1번씩 좋은 열매를 얻을 수 있다.

 

망고스틴은 대영제국 빅토리아 여왕이 즐겨먹었다 해서 과일의 여왕으로 칭해진다. 카리브해 지역에서는“신들의 음식”이라고 불려질 만큼 유명한 열대과일이다.

오래 전부터 동남아에서는 망고스틴 잎이나 과일 껍질은 민간약으로 염증이나 상처의 치료 등에 사용되어 왔다.

 

그런데, 하얀 과육은 그 어떤 과일 보다 독특한 맛이 있으나 알려진 것과는 달리 비타민이나 폴리페놀 성분은 껍질에 비해 적다. 실재로 몸에 이로운 폴리페놀 성분은 두꺼운 과피와 씨 그리고 나뭇 잎과 수피에 모조리 들어있다.

 

과피의 주요성분 Chemical Compositions

망고스틴은 과육 보다 껍질의 부피가 더 큰 과일이다. 껍질에 메이저 생리활성(크잔톤) 성분 및 2차 활성 성분이 대량으로 함유되어 있다. 과피에는 수분이 매우 적어 폴리페놀과 다당류를 합치면 거의 30% 이상 생리활성 성분이 항산화 및 항암작용을 한다.

 

성분명	함량	약리적 작용
① 크잔톤 (Xanthone)	6.6%	01. 강한 항산화작용, 살충작용, 방부, 항염, 항진균, 항경련, 항우울, 항류마티스, 진정작용, 세포의 돌연변이 억제 작용. 02. 유방암종(SK-BR-3 ), 대장암세포주(DLD-1), 전립선암(PC-3), 간암세포주(HuH-7), 백혈병(HL-60), 신경아교종 세포주(U87 MG, GBM 8401), 담관암세포주(KKU-100 and KKU-M156) 등 대부분 암종 증식과 전이 억제[12 µM매우 낮은 농도] 03. 12 µM 매우 낮은 농도에서 지방산의 대사작용을 방해함으로써 지방세포의 거대화를 막고, 세포막을 분해시킴으로써 세포사멸을 유도, 궁극적으로 비만을 해소 04. 종양촉진유전자 [NF-kB, COX-2, 5-LOX, HSP(열충격단백질), RAS, LAT, Bcl-2, Bcl-XL,  TNF-a, IL-1β, IL-6, MAPK, ↓PI3K/Akt , ERK, STAT, MMPs, VEGF]  및 후성유전자[DNMT(메틸화효소), HDAC(탈아세틸화효소)] 의 활성을 차단하고 종양억제 유전자[Caspase9,3, Bax, p53]는 활성화시켜 암세포의 성장과 증식, 혈관신생, 전이를 억제하고 세포자멸사(apoptosis) 유도
② 프로안토시아니딘 (proanthocyanidins)	0.66%	01. 활성산소 공격으로부터 방어. 비타민 C의 20배, 비타민 E의 50배 항산화효과를 가진것으로 밝혀졌다. 02. 콜라겐과 엘라스틴 등의 피부 주요 구성성분의 분해를 억제하여 피부 노화를 예방한다. 03. 췌장의 글루타치온 수치를 높여 당뇨병 예방 04. 독성물질로부터 간 보호, 간암 형성 예방 05. NF-kB, TNF-a, COX-2, 5-OLX, Bcl-2, PI3K, Akt, MMP-2, MMP-9. VEGF 등 종양촉진인자를 차단함으로써 암세포자멸사를 유도한다.
③ 프로토카테추인산 (Protocatechuic acid)	1.6%	망고스틴에는 페놀류의 프로카테추인산과 글리코사이드(사포닌)류의 2가지 종류가 다 들어 있는데, 강력한 항산화, 항균, 항암작용을 한다. 특히, 녹차의 카테킨 보다 2배 이상 항산화효과가 크다.
④ 탄닌(tannin)	13~ 15.8%	망고스틴 껍질은 크잔톤이 알려지기 전 까지만 해도 주로 와인에 들어가는 고품질의 탄닌을 추출하는 데 이용되었다. 탄닌은 고급와인과 고급차의 품질을 평가하는 기준이 된다.   탄닌은 체내의 노화를 유발하는 활성산소를 제거하고 동맥의 혈전을 없애줌으로써 당뇨병과 고혈압, 동맥경화를 예방하는 기능도 있는 것으로 알려졌다. 또한 피부 노화 및 여드름 균을 억제하는 효과도 있어 화장품의 원료로도 사용된다.
⑤ 사포닌(saponin)	9.8%	망고스틴의 사포닌은 글리코사이드 배당체로 노화방지, 면역력 강화, 항산화 작용, 콜레스테롤 저하, 항암작용, 피부미용 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
⑥ 펙틴(pectin)	10.54%	펙틴은 수용성 식이섬유로 장운동을 활성화하여 위장장애, 변비를 완화해주는 것으로 잘 알려져 있다. 또한, 여러 연구를 통해 펙틴이 항암작용을 한다는 사실이 밝혀지고 있어 그 중요성이 더욱 커지고 있다.

① 폴리페놀 : 일본 후쿠이대학 및 도호쿠대학 대학원 약학연구과 분자생물약학교실 등에서 집중 연구 중인데, 지금까지 밝혀진 것은 폴리페놀의 함유량이다. 말린과피에 무려 21.8%가 폴리페놀로 들어차 있으며 주요 활성 성분인 펙틴을 포함하면 무려 30%가 넘는다.

지금 까지는 녹차가 가장 높은 폴리페놀(최고 12%)을 함유한 것으로 알려져 있는데 이보다 2배 가까이 많은 셈이다.

추출물 10g에 적포도주(750㎖) 6병, 캔 녹차 음료(350㎖) 20캔과 같은 양의 폴리페놀이 들어 있는 것으로 밝혀졌다.

② 항산화 효과 : 활성산소를 제거하는 항산화 효과가 천연 항산화제로 많이 쓰이는 알파토코페롤(비타민 E)와 비교하여 망고스틴 추출물´이 188배,  망고스틴 추출물의 수용성 성분은 204배인 것으로 밝혀졌다.

 

 

망고스틴과 크잔톤(xanthones)

망고스틴 과피에는 6.6%의 크잔톤 성분이 들어 있다. 여기에서 분리된 대표적인 성분은 α, β, γ mangostin(망고스틴)이며, 그 밖의 중요한 성분으로 가르시논D(garcinone D), 감보그산( gambogic acid) 등 총 68종에 이른다.

크잔톤의 항암활성에 대해서 세계 각국의 학계에서 상당히 많은 연구를 진행하였으며 10μM 미만의 극소량으로도 대부분 암종의 세포를 살상하는 것으로 밝혀졌다.(아래 표 참조)

 

가장 많은 양을 차지하고 중요한 생리활성을 하는 알파망고스틴은 말린파우더의 1.84~2.47%(전체 크잔틴의 28~37%) 수준 얻을 수가 있다.(태국 마히돌대학 실험)

이 정도 만으로 대단히 많은 양에 해당한다. 왜냐면 대개의 허브는 메이저 활성 성분이 대개는 2% 이상 넘지 못하지 못하기 때문이다. 그 외 ß, γ 망고스틴 등 총 68 가지 크잔톤 성분이 미량으로 들어 있다.

ü  자료출처 : HPLC Quantitative Analysis Method for the Determination of α-Mangostin in Mangosteen Fruit Rind Extract 

 

01. 망고스틴으로 부터 추출된 크잔톤 성분

	크잔톤의 종류	식물부분	Ref.
1	알파망고스틴(α-mangostin)	과일(과피), 씨, 줄기(잎), 수피	9-15
2	베타망고스틴(β-mangostin)	과일(과피), 줄기(잎)	15, 16
3	감마망고스틴(γ-mangostin)	과일(과피), 줄기(잎)	17, 18
4	푸스카잔톤C(fuscaxanthone C)	줄기(잎)	18
5	감보그산(gambogic acid)	과일(과피)	19
6	이소모렐린(isomorellin)	과일(과피)	20
7	아씨구아잔톤-B 트리메틸 에테르 (assiguxanthone-B trimethyl ether)	나무 중심부	21
8	카우와가르시논(cowagarcinone B)	나무 중심부, 줄기(잎)	15, 21
9	가르시논D(garcinone D)	줄기(잎)	12, 15, 23
10	가르시논C( garcinone C)	과일(과피)	12, 24
11	망고스틴E(mangostenone E)	과일(과피)	12
12	망고스테놀(mangostenol)	과일(과피)	25
13	6-deoxy-7-demethylmangostanin	과일(과피)	26
14	망고스타닌(mangostanin)	과일(과피), 나무 중심부	21, 26
15	6-O-메틸망고스틴 (6-O-methylmangostanin)	과일(과피), 줄기(잎)	12, 21, 25
16	망고스테논C(mangostenone C)	과일(과피)	12
17	디메틸칼라박크잔톤(demethylcalabaxanthone)	과일(과피), 줄기(잎)	12, 14, 19
18	크잔토넬(xanthone I)	과일(과피), 줄기(잎)	12, 14, 15, 27
19	칼라박크잔톤(calabaxanthone)	과일(과피)	19
20	8-디옥시가르타닌(8-deoxygartanin)	과일(과피)	28

    현재 까지 총 68종이 분리되었으며 이하 생략. 주로 과피에 크잔톤이 고농도로 함유되어 있다.

ü  자료출처 : Structural Characterization, Biological Effects, and Synthetic Studies on Xanthones from Mangosteen (Garcinia mangostana), a Popular Botanical Dietary Supplement

 

02. 망고스틴 추출 크잔톤 성분의 암세포 억제작용

암세포종	크잔톤 종류	투여량(μM)	관련논문
백혈병(Human leukemia)
HL60	알파망고스틴 α-mangostin	6.8	[27]
	베타망고스틴 β-mangostin	7.6	[27]
	감마망고스틴 γ-mangostin	6.1	[27]
	망고스티논 mangostinone	19.0	[27]
	가르시논 E garcinone E	15.0	[27]
K562	알파망고스틴 α-mangostin	<10.0	[27]
NB4	알파망고스틴 α-mangostin	<10.0	[27]
U937	알파망고스틴 α-mangostin	<10.0	[27]
폐암(Lung cancer)
NCI-H187	망고스테논 C mangostenone C	8.9	[35]
	가르타닌 gartanin	2.6	[35]
A549	알파망고스틴 α-mangostin	12.5–15	[80]
유방암(Breast cancer)
SKBR3	망고스틴추출물 GML extract	22.0	[28]
BC-1	망고스테논 C mangostenone C	8.5	[35]
BC-1	알파망고스틴 α-mangostin	2.2	[35]
SKBR3	알파망고스틴 α-mangostin	9.25
MDA-MB231	알파망고스틴 α-mangostin	20
T림프구성급성백혈병(T-lymphoblastic leukemia)
CEM-SS cell	알파망고스틴 α-mangostin	13.0	[36]
	망고스타놀 mangostanol	23.0	[36]
	감마망고스틴 γ-mangostin	11.2	[36]
	가르시논 D garcinone D	7.7	[36]
구강암(Mouth epidermoid carcinoma)
KB cell	망고스타논 C mangostenone C	6.7	[35]
	알파망고스틴 α-mangostin	5.0	[35]
갈색세포종(Pheochromocytoma)
PC12	알파망고스틴 α-mangostin	4.0	[30]
대장암(Colorectal cancer)
DLD-1	알파망고스틴 α-mangostin	7.5	[31]
	베타망고스틴 β-mangostin	8.1	[31]
	γ-mangostin	7.1	[31]
HT-29	3-isomangostin	4.9	[41]
	알파망고스틴 α-mangostin	1.7	[41]
	베타망고스틴 β-mangostin	1.7	[41]
	garcinone D	2.3	[41]
	9-hydroxycalabaxanthone	9.1	[41]
COLO 205	알파망고스틴 α-mangostin	--	[39]
난소암(Ovarian cancer)
SK-OV3	macluraxanthone	4.24	[35]
신경아종(Glioma)
C6  glioma cells	감마망고스틴 γ-mangostin	>30	[37]
구강유상피암(KB)	알파망고스틴 α-mangostin	2.1	[27]
	베타망고스틴 β-mangostin	2.5	[27]
	감마망고스틴 γ-mangostin	4.7	[27]
다발성골수종(BC-1)	알파망고스틴 α-mangostin	0.9	[27]
	베타망고스틴 β-mangostin	2.0	[27]
	감마망고스틴 γ-mangostin	1.6	[27]
폐암(NCI-H187)	알파망고스틴 α-mangostin	2.9	[27]
	베타망고스틴 β-mangostin	2.9	[27]
	감마망고스틴 γ-mangostin	2.6	[27]
담낭관암(KKU-100 and KKU-M156)	이소모렐린 isomorellin	1~1.9
	이소모엘리놀 isomorellinol	1~2.4
	포르베시온 forbesione	1.2~2.7
	감보그산 gambogic acid	1.2~7.4

위 표에서 보는 대로 대부분의 암종에서 효과를 보이고 있으며 자연 암치료제로 가장 효율적이라는 트리터펜 보다도 더 적은 양으로 대부분 암세포를 억제하는 결과를 나타내고 있다.

(우측 번호를 클릭하시면 해당논문(영문)으로 바로 연결됩니다.) 

ü  자료출처 : Structural Characterization, Biological Effects, and Synthetic Studies on Xanthones from Mangosteen (Garcinia mangostana), a Popular Botanical Dietary Supplement

 

의학적 효능 Medical Benefits

01. 극소량으로 암세포 사멸

 

망코스틴의 과피에서 추출되는 크잔톤(Xanthones) 성분은 5~20μM의 매우 적은 양으로도 대장암세포주(DLD-1)를 효과적으로 죽이는 것으로 밝혀졌다.

또한 간암세포주(HuH-7)에서는 0.5~5.0 μM의 극소량으로 종양촉진인자인 NF-kB와 COX-2 등의 활성을 억제하여 암세포를 죽이는 것으로 확인되었다.

그 작용기전은 암세포성장인자(cyclins, cdc2, p27)가 매개된 암형성단계인 G1/S단계에서 이들의 활성을 차단함으로써 세포주기를 정지시키고 세포자살(apoptosis)을 유도하는 것으로 나타났다.

또한, 망고스틴의 가장 큰 생리활성성분인 알파망고스틴(α-mangosteen) 및 감보그산(Gambogic acid) 은 암치료에서 가장 어려운 난관으로 알려진 종양의 혈관신생(Angiogenesis)을 차단함으로써 전이를 봉쇄하는 것으로 연구결과 밝혀졌다.

 

02. 페놀산의 항암작용

프로토카테추인산(Protocatechuic acid)  :  1.6%

망고스틴의 과육과 과피에는 크잔톤 성분 뿐 아니라 페놀산이 0.5% 함유되어 역시 중요한 생리활성 작용을 한다.

 

프로토카테추인산(Protocatechuic acid) 페놀산의 일종으로 강력한 항산화 작용을 하며 위암, 피부암, 악성구강암(HSG1) 및 백혈병(leukemia) 세포주에서 성장을 멈추게 하고 사멸을 유도하는 항암물질로 알려져 있다.

 

03. 플라보노이드의 항암작용

프로안토시아니딘( proanthocyanidins) : 말린 과피의 0.66%

프로안토시아니딘은  플라보노이드 계열의 플라보놀 배당체이다.

OPCs (oligomeric proanthocyanidins) 또는 condensed tannins로 불리우기도 하며 매우 강력한 활성산소 제거능력을 가지고 있다. 비타민 C의 20배, 비타민 E의 50배 항산화효과가 있는 것으로 알려져 있다.

 

 

포도 플라보노이드라고도 불리는데 흔히 하는 프렌치 패러독스(French Paradox)로 잘 알려진 포도에 함유된 대표적인 성분이 프로안토시아니딘이기 때문이다.

프로안토시아니딘은 동맥에 침전물이 생기는 것을 막아 피를 맑게 하며 심장 질환과 뇌졸중 위험을 감소시킨다.

또한 강력한 항산화 작용과 노화방지 기능을 가진 안토시아닌은 강력한 소염작용과 고혈압, 심장병예방, 암예방 등의 효능이 밝혀지면서 건강물질로 각광받고 있다.

 

프로안토시아니딘은 강력한 항산화 작용을 가지고 있을 뿐 아니라 피부세포를 외부 유해환경으로부터 보호하는 효과가 탁월하다.

 

또한 피부 세포의 턴오버를 촉진시켜 항상 건강한 피부로 가꾸어주고, 콜라겐과 엘라스틴 등의 피부 주요 구성성분의 분해를 억제해 피부 노화도 예방한다.

 

 

04. 프로안토시아니딘의 항암작용

 

한서대학(Department of Food and Biotechnology, Hanseo University)의 연구에 따르면 프로안토시아니딘이 대장암 세포주(SNU-C4)에 효과가 있는 것으로 밝혀졌다.

 

대장암은 치명적인 암종의 하나인데 치료방법의 발전에도 불구하고 여전히 사망률이 매우 높은 것으로 알려져 있다.

 

작용기전은 프로안토시아니딘이 종양촉진인자인 Bcl-2의 발현을 억제하고 동시에 억제인자인 카스파제-3를 활성화하여 암세포가 세포자멸사(apotosis)의 사이클에 따라 죽게 만든다는 것이다.

 

선행연구에서는 프로안토시아니딘이 대장암 세포의 G2/M 세포주기를 차단하는 효과가 있는 것으로 나타났으며 유방암 세포주 NCF-7, 위암 세포주 CRL-1739, 폐암 세포주 A-427을 억제하는데도 효과가 있는 것으로 밝혀지기도 했다.

 

 

05. 펙틴의 항암작용 

소화촉진작용에 탁월한 펙틴이 항암작용을 한다는 사실이 밝혀지고 있어 그 중요성이 더욱 커지고 있다.

영국 식품연구소(Institute of Food Research) 연구팀이 'FASEB'저널에 밝힌 바에 의하면 펙틴이라는 성분이 암이 체내 퍼지는 것을 돕는 종양촉진단백질(유전자)에 결합하여 단백질의 활성작용을 억제하는 것으로 나타났다.

과거 연구에서 변형된 펙틴 성분이 종양세포를 죽이고 전파를 막을 수 있는 것으로 나타난 바 이번 연구결과 펙틴내 일부 당 성분이 종양세포가 자라고 퍼지는 것을 돕는 종양세포 표면 단백질인 'galectin-3'라는 단백질에 결합하여 암 세포가 퍼지는 속도를 늦추거나 막을 수 있는 것으로 나타났다고 연구팀은 밝혔다.

 

 

Ø  참고자료

① 망고스틴의 수피 구성분 크잔톤의 세포독성. Cytotoxic Xanthone Constituents of the Stem Bark of Garcinia mangostana (Mangosteen)

② 크잔톤의 구조와 성격, 생리활성효과. Structural Characterization, Biological Effects, and Synthetic Studies on Xanthones from Mangosteen (Garcinia mangostana), a Popular Botanical Dietary Supplement

 ③ 망고스틴 과피 추출 알파망고스틴의 유방암세포주 세포주기 차단. Alterations in cell cycle and induction of apoptotic cell death in breast cancer cells treated with -mangostin extracted from mangosteen pericarp

④ 알파망고스틴의 혈관신생 억제 효과. Anti-angiogenic effect of a-mangostin

④ 알파망고스틴의 항암작용 종합. Inhibitory effects of crude alpha-mangostin, a xanthone derivative, on two different categories of colon preneoplastic lesions

⑤ 크잔톤, 담도관암종에서의 세포자살 유도. Apoptotic activity of caged xanthones from Garcinia hanburyi in cholangiocarcinoma cell lines 

⑥ 망고스틴의 페놀산 프로파일.Phenolic acid profiles of mangosteen fruits (Garcinia mangostana)

⑦ 망고스틴 과피의 프로안토시아니딘. Oligomeric Proanthocyanidins from Mangosteen Pericarps

⑧ 프로안토시아니딘의 항암효과

⑨ 펙틴의 항암작용 Molecular explanation for pectin's anticancer effect