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토사자 (Cuscutae Semen)는 메꽃과 (Convolvulaceae) 새삼속 (genus Cuscuta)에 속한 갯실새삼 (Cuscuta chinensis Lam.)의 성숙한 종자이다. 중국에서는 갯실새삼과 실새삼 (Cuscuta australis R. Br.)의 씨를 토사자로 사용한다.

전통 및 현대적 사용

토사자가 처음 기록된 것은 <신농본초경>이다. 이후 <본초강목> 등에 수록되었으며 현재는 <중국약전>에 등재되어있다. 인도에서는 갯실새삼의 줄기를 두통, 눈병, 황달 등에 사용했으며, 잎과 줄기는 유즙 분비를 증가시키는 데 이용했다. 베트남은 갯실새삼의 전초를 배부 (背部) 통증, 변비에 사용했다. 태국은 전초를 구충제 및 황달 치료의 외용제로 사용했다 [1].

성분

새삼속 식물은 기생생물 (Parasite)로, 성분은 숙주의 종류에 의존적이다. 갯실새삼의 연구 대부분은 토사자 (씨앗)를 대상으로 하며, 숙주에 따른 성분 종류 및 함량의 연구가 요구된다 [1].

토사자의 성분 중 플라보노이드 (Flavonoids)가 중요 생활성 물질이며 [2], 전체 성분의 약 3%를 차지한다. 토사자는 플라보노이드 계열의 Astragalin, Kaempferol, Hyperin, Hyperoside, Quercetin 등이 주요 성분으로 알려져 있다 [1,3].

아스트라갈린 (Astragalin, kaempferol-3-O-β-D-glucoside)은 토사자 외에도, 카시아 알라타 (Cassia alata) 및 감나무과, 장미과, 두충과의 식물에서도 발견된다. 이 성분은 kaempferol의 3C-O 위치의 당화로 생성할 수 있다. Astragalin의 약리작용으로는 항염증, 항산화, 신경 보호, 심장 보호, 항비만, 항궤양, 항당뇨, 항섬유증, 항골다공증, 항종양 작용 등이 보고되었다 [4].

헤파린 (Hyperin) 또한 토사자의 플라보노이드로 [3], 세인트존스워트 (Hypericum perforatum), 황촉규 (Abelmoschus manihot) 등의 식물에서 발견된다 [5]. Hyperin의 약리작용으로는 항산화, 항염증, 피부 및 세포반응, 암에 대한 작용, 항바이러스, 항균, 심장 보호 활성, 간 보호 활성, 중추신경계 및 소화기계 등에 대한 작용이 있다 [5]. 최근 래트 난소 과립막 세포 (granulosa cells) in vitro 연구에서 Hyperin과 음양곽의 이리카인 (Icariin)을 처치 시, 에스트로겐 및 프로게스테론 분비가 증가됨을 보고한 연구가 있다 [3].

약리작용

1. 간 보호 작용
2. 항골다공증 작용
3. 면역계에 대한 작용
4. 항산화 작용
5. 항노화 작용
6. 항암 작용
7. 신장 보호 효과
8. 생식기계에 대한 효과
9. 유산 방지

1. 간 보호 작용
토사자 에탄올 추출물은 아세트아미노펜 (APAP) 유도 간 독성을 감소시킨다 (in vivo, rats). 간의 항산화 시스템 강화 기전으로 생각된다 [6].

2. 항골다공증 작용
토사자는 몇몇 아시아 국가에서 골다공증 치료에 사용되었다. 래트 연구에서 토사자 물 추출물이 조골세포의 분화와 증식을 촉진하며, 파골세포의 활성 억제를 보고했다 [1]. Yang HM 등의 연구에서 토사자 물 추출물은 용량의존적으로 Human Osteoblast-Like MG-63 Cells의 분화를 촉진했다 [7]. 이후 in vitro 연구에서 토사자의 Kaempferol과 Hyperoside 성분이 ALP (Alkaline phosphatase) 활성을 증가시키며, Astragalin은 UMR-160 세포의 증식을 촉진했다 [8].

3. 면역계에 대한 작용
면역계에 대한 토사자의 작용이 보고되었다. in vitro에서 산성 다당류 CHC-1은 T세포 및 B세포의 증식을 촉진했다. 또한 in vivo에서 CHC-1는 비장 무게, 림프구 및 항체 형성을 증가시켰다 [9].

4. 항산화 작용
토사자는 항산화 작용이 있지만, 물 분획은 약한 항산화 활성 및 저농도의 플라보놀(flavonols)을 가진다. 이 때문에 산화 연관 질환 치료에 토사자 에탄올 추출물 사용이 추천된다 [10].

5. 항노화 작용
한의학의 원전인 태평성혜방 <太平圣惠方>에는 토사자를 항노화 제제로 기록하고 있다. 토사자의 에탄올 추출물은 D-galactose의 비효소 당화 (glycosylation) 반응을 억제하여, D-galactose 유도 래트 노화 모델에서 항노화 작용을 나타냈다 [1].

6. 항암 작용
토사자 열수 추출물은 DMBA 유도 피부 사마귀 (papillomas) 및 암종 (carcinomas)을 억제했다 (in vivo, Swiss albino mice) [11].

사람 암세포 관련 토사자의 세포독성 연구에서 전립선, 방광, 위, 식도 및 뇌종양 등에 토사자를 사용하는 것을 지지한다. 그러나 토사자 성분이 식물성 에스트로겐으로 작용할 수 있기 때문에 에스트로겐에 반응하는 세포암에는 사용을 제외한다 [1].

7. 신장 보호 효과
Shin S 등은 허혈/재관류 유도 급성 신부전 래트에서 토사자 물 추출물의 회복 효과를 연구했다 (in vivo, rats). 250mg/kg/day의 토사자 물 추출물의 처치는 excretion rate, osmolality, Na⁺, K⁺, Cl^-, creatinine clearance, solute-free water reabsorption과 같은 신장 기능의 지표를 개선했다 [12].

8. 생식기계에 대한 효과
토사자 에탄올 추출물은 NO-cGMP pathway를 활성화하여, 토끼의 음경해면체을 이완시켰다. 특히 연구에서 토사자 추출물은 sildenafil에 반응하지 않는 발기 기능 장애를 개선했다고 보고했다 [13]. 또한 토사자의 총 플라본 (Total flavones)은 hydrocortisone 유도 테스토스테론 감소 및 안드로겐 수용체 mRNA와 단백 레벨의 감소를 개선한다 (mouse, in vivo) [1]. 스트레스로 저하된 난소 내분비 기능 개선도 보고된다 (in vivo, female rats) [1].

9. 유산 방지
토사자는 전통적으로 유산 방지 목적의 한약으로 사용된다. 한 연구에 따르면, 토사자의 플라보노이드가 탈락막 (Deciduas) 및 세포영양아층 증식과 세포사멸을 조절하며, 탈락막 프로게스테론 수용체의 발현을 상향조절하고, 탈락막의 heparin blinding epidermal growth factor 발현의 하향조절을 통해 유산을 예방한다고 보고했다 (임신 rats, in vivo) [1].

임상연구 보고

영문 출판된 토사자 임상연구는 거의 찾아보지 못했으며, 2015년 Mehrbani M 등의 전야토사자 (Cuscuta campestris Yunck)를 이용한 아토피 피부염 연구가 있다. 15일 동안 전야토사자 (田野菟絲子) 또는 플라시보 분말을 처방했다. 전야토사자군의 피부 수분 및 탄력 (elasticity)이 증가되었으며, 소양감 및 수면 장애의 개선을 보고했다 [14].

전통적으로 토사자는 난임 및 유산 방지 목적으로 사용했다 [1]. 중국의 마곤 교수 (Professor Ma Kun) 역시 무배란 난임 치료에 토사자를 사용했는데 2012-2015년 치료 처방을 분석했을 때, 숙지황-천궁, 숙지황-당귀, 토사자-속단이 흔히 배오되는 본초로 확인되었다 [15].

사용상 주의

토사자의 독성은 매우 낮은 것으로 알려져 있다 (최근까지 토사자의 부작용 및 사람 독성에 대한 보고는 없음). 래트에서 토사자 물 추출물 30-40g/kg 사용은 중독 증상을 보이지 않았다. 또한 물 또는 틴크 4.15g/kg 70일 처치에서도 어떠한 병리적 변화나 비정상은 발견되지 않았다. 토사자가 유산 방지에 사용되기 때문에, rat embryo에 토사자의 부작용을 평가한 논문에서는 60마리의 SD (Sprague-Dawley) 래트를 6개군으로 나누어 처치 시 토사자 처치와 대조군 간의 발달상 유의한 차이는 없었다. 갯실새삼의 연구는 대부분 토사자를 대상으로 하기 때문에 전초 및 과실에 대한 연구가 거의 없다는 점에 주의해야 한다 [1].

토사자는 여성호르몬 유사 작용을 보이는데, 토사자 추출물이 MCF7 세포 증식을 강하게 촉진했다는 보고가 있다. 특히 토사자의 cuscutic resionside A 성분이 MCF7 및 T47D 유방암 세포의 증식을 자극했다 [16].

참고문헌

[1] Donnapee S, Li J, Yang X, Ge AH, Donkor PO, Gao XM, Chang YX. Cuscuta chinensis Lam.: A systematic review on ethnopharmacology, phytochemistry and pharmacology of an important traditional herbal medicine. J Ethnopharmacol. 2014 Nov 18;157:292-308. doi: 10.1016/j.jep.2014.09.032.

[2] Shekarchi M, Kondori BM, Hajimehdipoor H, Abdi L, Naseri M, Pourfarzib M, Amin G. Finger Printing and Quantitative Analysis of Cuscuta chinensis Flavonoid Contents from Different Hosts by RP-HPLC. Food and Nutrition Sciences. 2014 Apr 30;5:914–21. doi: 10.4236/fns.2014.510099.

[3] Nie X, Sheng W, Hou D, Liu Q, Wang R, Tan Y. Effect of Hyperin and Icariin on steroid hormone secretion in rat ovarian granulosa cells. Clin Chim Acta. 2018 May 2. pii: S0009-8981(18)30213-4. doi: 10.1016/j.cca.2018.05.004.

[4] Riaz A, Rasul A, Hussain G, Zahoor MK, Jabeen F, Subhani Z, Younis T, Ali M, Sarfraz I, Selamoglu Z. Astragalin: A Bioactive Phytochemical with Potential Therapeutic Activities. Adv Pharmacol Sci. 2018 May 2;2018:9794625. doi: 10.1155/2018/9794625. eCollection 2018.

[5] Patel K, Kumar V, Rahman M, Verma A, Patel DK. New insights into the medicinal importance, physiological functions and bioanalytical aspects of an important bioactive compound of foods ‘Hyperin’: Health benefits of the past, the present, the future. Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences. 2018 Mar 1;7:31-42.

[6] Yen FL, Wu TH, Lin LT, Lin CC. Hepatoprotective and antioxidant effects of Cuscuta chinensis against acetaminophen-induced hepatotoxicity in rats. J Ethnopharmacol. 2007 Apr 20;111(1):123-8.

[7] Yang HM, Shin HK, Kang YH, Kim JK. Cuscuta chinensis extract promotes osteoblast differentiation and mineralization in human osteoblast-like MG-63 cells. J Med Food. 2009 Feb;12(1):85-92. doi: 10.1089/jmf.2007.0665.

[8] Yang L, Chen Q, Wang F, Zhang G. Antiosteoporotic compounds from seeds of Cuscuta chinensis. J Ethnopharmacol. 2011 May 17;135(2):553-60. doi: 10.1016/j.jep.2011.03.056.

[9] Wang Z, Fang JN, Ge DL, Li XY. Chemical characterization and immunological activities of an acidic polysaccharide isolated from the seeds of Cuscuta chinensis Lam. Acta Pharmacol Sin. 2000 Dec;21(12):1136-40.

[10] Yen FL, Wu TH, Lin LT, Cham TM, Lin CC. Concordance between antioxidant activities and flavonol contents in different extracts and fractions of Cuscuta chinensis. Food Chem. 2008 May 15;108(2):455-62. doi: 10.1016/j.foodchem.2007.10.077.