다양한 동물세포주에 대한 식품 방부제 안식향산나트륨의 세포 독성 효과

Cytotoxic Effects of Sodium Benzoate, Food Preservative, in Various Cultured Mammalian Cell Lines

본 연구는 합성보존료로서 사용되는 식품 첨가물인 안식향산나트륨(벤조산나트륨, sodium benzoate)이 다양한 조직에서 기원한 동물 세포의 대한 세포 독성효과를 조사하고자 하였다. 먼저 세균 및 진균류에서 디스크 확산법으로 안식향산나트륨의 항생 및 항진균 효과를 조사하였는데, 그람양성 세균은 10 mM 이하 농도의 안식향산나트륨에서도 항생 작용을 나타내었으나, 그람음성 세균 및 진균류는 거의 항생 및 항진균 효과를 나타내지 않았다. 또한, 안식향산나트륨을 다양한 암세포주(A-549 폐암세포, MCF-7 유방암세포, MDA-MB-231 유방암세포 및 U87-MG 뇌종양세포)와 정상세포주(제대혈 유래 중간엽줄기세포, MRC-5 태아 섬유아세포, 3T3-L1 생쥐 지방전구세포)에 각 농도별로 처리하여 MTT 방법에 의한 반억제농도(IC50) 값을 결정하였는데, 이들 세포에서 반억제농도는 평균적으로 대략 7 mM 정도를 나타내었다. 이 농도에서 각 암세포주 및 정상세포주를 2주동안 처리하였을 때, 처리하지 않은 세포주보다 세포성장의 지연에 의해 세포배가시간이 늘어남을 관찰하 였고, 세포의 형태학적인 변화와 함께 노화된 세포에서 발현되는 갈락토시다아제의 활성이 증가하여 세포의 노화가 진행됨을 관찰하였다. 이 연구에서 방부제인 안식향산나트륨은 그람음성 및 진균류보다 그람양성 세균에 강한 성장 억제 효과를 보이지만 역시 정상세포에서도 세포 독성 효과가 나타남을 관찰하여,식품첨가물로 사용되는 것에 신중한 주의가 필요할 것으로 판단된다.

The present study has investigated the cytotoxic effects of sodium benzoate, a food preservative, in various human cancer (MDA-MB-231, MCF-7, U87-MG and A-549) and normal (UCM stem cells, fetal MRC-5 fibroblasts and mouse 3T3-L1 pre-adipocytes) cell lines. First, the antibacterial and antifungal effects of sodium benzoate were assessed in various bacteria and fungi. The antibacterial effect was observed in gram positive bacteria at concentration of sodium benzoate below 10 mM, but 1,000 mM in gram negative bacteria and fungi. Half inhibitory concentration (IC50) values of sodium benzoate were approximately 7 mM in cancer and normal cells. And cancer and normal cell lines were exposed in medium containing 7 mM sodium benzoate for 7 days. The population doubling time and senescence associated-β-galactose activity were significantly (P<0.05) increased in normal and cancer cell lines treated with 7 mM sodium benzoate, compared with those of untreated control cells, probably due to the cytotoxicity of sodium benzoate. Based on these observations, sodium benzoate could be as a potent cytotoxic chemical and further intrinsic investigations on cellular cytotoxicity are required for use of sodium benzoate as a food preservative.