• 제목/요약/키워드: $^1H$-Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy ($^1H$-NMR)

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Analysis of metabolomic patterns in thoroughbreds before and after exercise

  • Jang, Hyun-Jun;Kim, Duk-Moon;Kim, Kyu-Bong;Park, Jeong-Woong;Choi, Jae-Young;Oh, Jin Hyeog;Song, Ki-Duk;Kim, Suhkmann;Cho, Byung-Wook
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제30권11호
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    • pp.1633-1642
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    • 2017
  • Objective: Evaluation of exercise effects in racehorses is important in horseracing industry and animal health care. In this study, we compared metabolic patterns between before and after exercise to screen metabolic biomarkers for exercise effects in thoroughbreds. Methods: The concentration of metabolites in muscle, plasma, and urine was measured by $^1H$ nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy analysis and the relative metabolite levels in the three samples were compared between before and after exercise. Subsequently, multivariate data analysis based on the metabolic profiles was performed using orthogonal partial least square discriminant analysis (OPLS-DA) and variable important plots and t-test was used for basic statistical analysis. Results: From $^1H$ NMR spectroscopy analysis, 35, 25, and 34 metabolites were detected in the muscle, plasma, and urine. Aspartate, betaine, choline, cysteine, ethanol, and threonine were increased over 2-fold in the muscle; propionate and trimethylamine were increased over 2-fold in the plasma; and alanine, glycerol, inosine, lactate, and pyruvate were increased over 2-fold whereas acetoacetate, arginine, citrulline, creatine, glutamine, glutarate, hippurate, lysine, methionine, phenylacetylglycine, taurine, trigonelline, trimethylamine, and trimethylamine N-oxide were decreased below 0.5-fold in the urine. The OPLS-DA showed clear separation of the metabolic patterns before and after exercise in the muscle, plasma, and urine. Statistical analysis showed that after exercise, acetoacetate, arginine, glutamine, hippurate, phenylacetylglycine trimethylamine, trimethylamine N-oxide, and trigonelline were significantly decreased and alanine, glycerol, inosine, lactate, and pyruvate were significantly increased in the urine (p<0.05). Conclusion: In conclusion, we analyzed integrated metabolic patterns in the muscle, plasma, and urine before and after exercise in racehorses. We found changed patterns of metabolites in the muscle, plasma, and urine of racehorses before and after exercise.

복분자(Rubus coreanus Miquel) 와인의 에틸아세테이트층으로부터 저분자 페놀성 항산화 화합물의 단리·동정 (Isolation and Identification of Low Molecular Phenolic Antioxidants from Ethylacetate Layer of Korean Black Raspberry (Rubus coreanus Miquel) Wine)

  • 김성자;이형재;박근형;이종욱;임익재;정희종;문제학
    • 한국식품과학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.129-134
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    • 2008
  • 복분자 와인은 복분자 열매를 발효ㆍ숙성시켜 제조하기 때문에 그들 양자 간의 성분에는 차이가 있을 것으로 추측되었다. 그러나 복분자 와인의 음용률이 높음에도 불구하고 복분자 와인 중에 함유된 성분들에 관한 체계적인 연구는 거의 전무한 실정이다. 그래서 먼저 복분자 와인 중에 함유되어 있는 성분들의 chemical profile의 검토를 위해 항산화 활성에 초점을 맞추어 화합물의 단리ㆍ구조해석에 착수하였다. 복분자 와인 11 L(신선 복분자 열매 15.7 kg 상당량)의 농축액(928.3 g)을 용매분획한 후 얻어진 EtOAc층(20 g/56.2 g)을 대상으로 각종 column chromatography 및 HPLC를 행하여 5종의 항산화 활성 화합물을 단리하였다. 그들을 대상으로 $^1H$-NMR 분석 및 TMS 유도체화 후 GCMS 분석을 행한 결과, 4-hydroxybenzoic acid(1, 0.1 mg), 3,4-dihydroxybenzoic acid(2, 0.3 mg), 4-(2-hydroxyethyl)-phenol(3, 0.6 mg), pyrocatechol(4, 0.3 mg), 3,4,5-trihydroxybenzoic acid ethyl ester(5, 0.6 mg)로 동정하였다. 화합물 1과 2는 복분자 열매중에 존재함이 보고되어 있으나 화합물 3-5는 복분자 열매로부터 그 존재가 보고되어진 바 없으며, 이들 5종의 화합물 모두가 복분자 와인으로부터 동정되어진 것 또한 처음이다.

감초(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)로부터 분리된 flavonoid의 인체 암세포에 대한 세포독성 (Cytotoxic Effect of Flavonoids from the Roots of Glycyrrhiza uralensis on Human Cancer Cell Lines)

  • 박지해;우치엔;유기현;용혜임;조승목;정인식;백남인
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제54권1호
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    • pp.67-70
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    • 2011
  • The roots of Glycyrrhiza uralensis Fisch. were extracted with 30% aqueous ethanol (EtOH), and the concentrated extract was partitioned with n-hexane, chloroform ($CHCl_3$), ethyl acetate (EtOAc), n-butanol (n-BuOH), and $H_2O$, successively. From the $CHCl_3$ fraction, four flavonoids were isolated through the repeated silica gel ($SiO_2$), octadecyl silica gel (ODS), and Sephadex LH-20 column chromatographies (c.c.). According to the results of spectroscopic data including nuclear magnetic resonance spectrometry (NMR), electron ionization mass spectrometry (EI/MS), and infrared spectroscopy (IR), the chemical structures of the compounds were determined as glabrol (1), abyssinone II (2), glabridin (3), and isoliquiritigenin (4). The flavonoids were evaluated for cytotoxic effect against human cancer cell lines, HCT-116, HepG2, HeLa, SK-OV-3, SK-BR-3, MCF-7, and SK-MEL-5. Especially, glabrol (1) and glabridin (2) showed $IC_{50}$ values of lower than $25{\mu}M$.

Anti-Inflammatory and Enzyme Inhibitory Activities of Polyphenols from Peanut (Arachis hypogaea L.) Hull

  • Mihyang Kim;Yeo Ul Cho;Narae Han;Jin Young Lee;Yu-Young Lee;Moon Seok Kang;Hyun-Joo Kim
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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    • pp.312-312
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    • 2022
  • Peanut hull as by-product has been discarded during peanut processing. However, peanut hull contains plenty of polyphenols that shows various physiological activities. The objectives of this study were to investigate anti-inflammatory and enzyme inhibitory activities of polyphenols from 'Sinpalkwang' peanut (Arachis hypogaea L.) hull. Compounds were isolated from methanol extracts of peanut hull by preparative-high performance liquid chromatography after identifying and quantifying polyphenols using Ultra performance liquid chromatography (UPLC) and UPLC-Quadrupole time-of-flight-mass spectrometry profiling. The structures of compounds were elucidated by one-dimensional [1H, 13C] nuclear magnetic resonance (NMR) and two-dimensional NMR (correlated spectroscopy, heteronuclear single quantum coherence and heteronuclear multiple bond correlation). Three compounds were identified as 5,7-dihydroxy-4H-chromen-4-one (peak 2), luteolin (peak 4) and eriodictyol (peak 5). Significant differences in inflammatory mediator such as nitric oxide (NO), interleukin-6 (IL-6) and interleukin-1β (IL-lβ) in lipopolysaccharide stimulated Raw 264.7 macrophages and in enzyme (xanthine oxidase [XO] and α-glucosidase [AG]) inhibitory activities were observed between three compounds (p < 0.05). Peak 5 treated Raw 264.7 macrophages showed lower content of NO (16.4 uM), IL-6 (7.0 ng/mL), and IL-1β (60.6 pg/mL) than peak 2 (NO: 28.3 uM, IL-6: 11.3 ng/mL, IL-1β: 66.9 pg/mL) and peak 4 (NO: 24.7 uM, IL-6: 9.3 ng/mL, IL-1β: 62.6 pg/mL). Peak 5 showed higher XO inhibitory activity (84.7%) and higher AG inhibitory activity (52.4%) than peak 2 (XO inhibitory activity: 45.4%, AG inhibitory activity: 21.6%) and peak 4 (XO inhibitory activity: 37.9%, AG inhibitory activity: 37.5%) at concentration of 0.5mg/mL. This study suggests that peanut hull could be a potential source of anti-inflammatory and physiological materials while creating new use of discarded peanut hull as by-products concomitantly.

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본초 광물로서의 활용을 위한 산지별 전기석의 광물학적 연구 (Mineralogical Studies of the Tourmaline for Medicinal Applications by Production Localities)

  • ;김선옥;박희율;박맹언
    • 자원환경지질
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    • 제51권4호
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    • pp.345-358
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    • 2018
  • 이 연구는 전기석이 본초 광물의 활용 가능성을 평가하기 위하여 중국 산동성 흑색 전기석 5종, 브라질 미나스 제라이스(Minas Geraris)광산의 흑색 및 핑크색 전기석 2종, 한국 대유광산 흑색 전기석 1종을 대상으로 전자탐침미세분석, X-선 회절분석, 유도결합플라스마 분광방출분석, 퓨리에변환 적외선분광분석, 원적외선 분석, 핵자기공명분석 및 물-전기석 반응에 따른 pH-DO 변화를 수행하였다. 또한, 전기석 찜질방의 온열효과와 전기석 분말을 첨가한 비누가 피부에 미치는 영향을 검토하였다. 연구에 사용된 전기석 시료들은 철과 알루미늄 및 붕소 함량이 높은 유형으로 분류되며, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 철과 붕소 함량변화는 전기석의 고용체 특성을 반영한다. $CaO/(CaO+Na_2O)$와 MgO/(FeO+MgO) 함량비는 높은 정(+)의 상관관계를 갖는다. 전기석 분말과 증류수와의 반응에서 DO값은 반응시간의 경과에 따라 낮아지며, DO=10에서 안정된다. pH는 6시간까지 증가되고, 24시간 이후에는 대체적으로 pH=8에서 안정된 상태를 유지한다. 전기석은 단파장에서 흡수 스펙트럼의 강도와 투과율이 낮아지며, 흡수 스펙트럼의 파장과 강도는 구성 원소의 함량과 결정학적 특징에 따라 달라진다. 특히, 철의 함량증가는 방사량을 감소시키는 원인이 되는 것으로 확인되었다. 전기석의 철 함량과 원적외선 방사량의 상관관계는 높은 정(+)의 상관성을 가지며, 알루미늄과 마그네슘 함량은 부(-)의 상관관계를 나타낸다. 증류수와 전기석 분말의 반응은 $^{17}O-NMR$ 반치폭을 감소시키는 것으로 확인되었다. 전기석에 의한 고온 찜질방(약 $100^{\circ}C$ 사우나)에서의 온열효과는 체온을 $0.5-1.5^{\circ}C$ 정도 높이며, 맥박은 평균 12회, 혈압은 10mg Hg 상승한다. 전기석 비누는 피부에 매우 좋은 효과를 나타내며, 알레르기와 아토피 등의 문제성 피부에서 보통이상의 개선 효과를 갖는 것으로 확인되었다.

Isophorone Diisocyanate 함유 마이크로캡슐의 제조와 자기치유형 보호코팅재에의 응용 (Preparation of Isophorone Diisocyanate-loaded Microcapsules and Their Application to Self-healing Protective Coating)

  • 임예지;송영규;김동민;정찬문
    • 폴리머
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    • 제39권1호
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    • pp.56-63
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    • 2015
  • 본 연구의 목적은 다이이소시아네이트 화합물을 함유하는 마이크로캡슐을 제조하고 자기치유형 보호코팅재에 적용하여 공기 중 수분에 의한 자기치유 기능을 평가하는 것이다. 다이이소시아네이트 화합물의 공기 중 수분과의 반응 거동을 조사함으로써 치유 물질로서의 가능성을 확인하였다. 폴리우레탄을 캡슐막으로 하여 이소포론 다이이소시아네이트(isophorone diisocyanate, IPDI)의 마이크로캡슐화를 계면중합법에 의해 수행하였다. 마이크로캡슐의 생성여부는 FTIR 및 NMR으로 확인하였고, 마이크로캡슐의 직경 및 크기 분포, 표면 형상과 캡슐막의 두께는 광학현미경과 FE-SEM을 통하여 관찰하였다. 교반속도 및 다이올 구조 변화에 따른 마이크로캡슐의 특성 변화를 조사하였다. 자기치유형 보호코팅재를 제조하여 스크래치를 형성시킨 후 광학현미경으로 관찰한 결과, 스크래치 형성 직후 스크래치가 지나가는 자리에 위치하는 마이크로캡슐이 깨지면서 심물질이 흘러나와 스크래치를 메워주는 것을 확인하였다. 또한 CRC 보드에 마이크로캡슐을 함유한 자기치유 코팅재를 제조하여 스크래치 형성 후 상대습도 68~89%의 공기 중에 48시간 동안 방치한 후 SEM 분석 및 내투수 테스트를 진행한 결과, 스크래치가 자기치유된 것이 확인되었다.

생체 외 조직 고 분해능 Magic Angle Spinning을 이용한 정상 Adult Mice에서의 뇌 부위별 뇌 신경화학 대사물질 정량분석 (Neurochemical Profile Quantification of Regional Adult Mice Brain Using: ex vivo $^1H$ High-Resolution Magic Angle Spinning NMR Spectroscopy)

  • 이도완;우동철;이성호;김상영;김구영;임향숙;최치봉;김휘율;이창욱;최보영
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제21권1호
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    • pp.35-41
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    • 2010
  • 본 연구는 생체 외 $^1H$ 고분해능 매직앵글스핀닝($^1H$ High-Resolution Magic Angle Spinning; $^1H$ HR MAS) 기술을 이용하여 정상군 adult mice의 뇌에서의 부위별 뇌 신경화학 대사물질(brain neurochemical metabolites)을 정량적으로 분석하고, 이를 이용하여 정상군의 뇌 대사물질의 표준 data base를 정립하기 위함이다. 실험에 사용된 adult mice는 C57BL/6J 모델의 체중 25~28 g, 40주령 수컷 10마리를 사용하였으며, 연령과 성별을 일치시켰다. 또한 뇌의 전두엽(frontal cortex), 측두엽(temporal cortex), 해마(hippocampus), 시상(thalamus) 총 4개의 부위를 채취하여 생체 외 $^1H$ 고분해능 매직앵글 스핀닝 실험을 진행 하였다. 생체 조직의 뇌 대사물질의 절대농도를 획득하기 위하여 대표적인 대사물질(Ace, NAA, NAAG, tCr, Cr, tCho, Cho, mIns, GPC+PC, Lac, GABA, Glu, Gln, tau, Ala)을 각 피크의 면적과 대사물질의 프로톤 개수를 계산하였다. 결과적으로 정상 군에서의 mice 뇌의 신경화학 대사물질들을 Acet, NAA, NAAG, Cho, mIns가 부위별로 절대농도차의 유의성을 나타내었으며, 이 외의 대사물질에서는 유의성이 없는 것으로 나타났다. 본 연구 결과를 토대로 $^1H$ HR-MAS을 이용한 생체조직 실험은 뇌조직 내 대사물질의 절대농도를 측정하고 기본적인 지표를 확보하는데 매우 정확하고 정량적인 방법이 될 수 있을 것으로 사료되며, 더 나아가 mice를 이용한 인간질병 모델의 실험동물에서의 뇌 신경화학 대사물질의 표준 자료화 하는데 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

Inhibition of Low Density Lipoprotein-oxidation, ACAT-1, and ACAT-2 by Lignans from the Bark of Machilus thunbergii

  • Shrestha, Sabina;Park, Ji-Hae;Lee, Dae-Young;Cho, Jin-Gyeong;Lee, Do-Gyeong;Cho, Moon-Hee;Jeong, Tae-Sook;Kang, Hee-Cheol;Baek, Nam-In
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제54권1호
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    • pp.63-66
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    • 2011
  • The bark of Machilus thunbergii was extracted with 80% aqueous methanol (MeOH), and the concentrated extract was partitioned using ethyl acetate (EtOAc), butanol (n-BuOH), and $H_2O$, successively. From the EtOAc fraction, five lignans were isolated through the repeated silica gel, octadecyl silica gel (ODS) and, Sephadex LH-20 column chromatography. Based on nuclear magnetic resonance (NMR), mass spectroscopy (MS), and infrared spectroscopy (IR) spectroscopic data, the chemical structures of the compounds were determined to be machilin A (1), machilin F (2), licarin A (3), nectandrin A (4), and nectandrin B, (5). This study presents comparative account of five lignans from M. thunbergii bark contributing inhibition of low density lipoprotein (LDL), ACAT-1, and ACAT-2. Compounds 2-5 showed varied degree of antioxidant activity on LDL with $IC_{50}$ values of 2.1, 11.8, 15.3, and $4.1{\mu}M$. Compounds 1, 2, and 3 showed inhibition activity on ACAT-1 with values $63.4{\pm}6.9%$ ($IC_{50}=66.8{\mu}M$), $53.7{\pm}0.9%$ ($IC_{50}=109.2{\mu}M$), and $78.7{\pm}0.2%$ ($IC_{50}=40.6{\mu}M$), respectively, at a concentration of 50 mg/mL, and on ACAT-2 with values $47.3{\pm}1.5%$ ($IC_{50}=149.7{\mu}M$), $39.2{\pm}0.2%$ ($IC_{50}=165.2{\mu}M$), and $52.1{\pm}1.0%$ ($IC_{50}=131.0{\mu}M$, respectively, at a concentration of 50 mg/mL.

주사슬에 아조벤젠기와 헥사메틸렌기를 갖는 고분자의 합성 및 특성 (Synthesis and Characterization of Polymers with Azobenzene and Hexamethylene Groups in Main Chain)

  • 구수진;이응재;방문수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.86-92
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    • 2019
  • 주 사슬에 다양한 조성의 아조벤젠기와 헥사메틸렌기를 갖는 고분자들을 쇼텐-바우만 반응을 이용하여 합성하고, 이들의 물성을 조사하였다. 합성된 고분자들의 화학 구조와 물리적 성질은 푸리에 적외선 분광법 (FT-IR), 핵자기공명 분광법($^1H-NMR$), 시차주사 열량 분석법(DSC), 열 중량 분석법(TGA), 편광 현미경법(POM), X-선 회절법(XRD)으로 조사되었다. 합성된 고분자들은 1.28에서 1.36 dL/g의 고유 점성도를 갖는 비교적 높은 분자량의 고분자들이 합성되었으며, 용해도 조사에 사용된 대부분의 용매에 잘 용해되지 않았다. 고분자 내의 아조벤젠기의 함량이 증가함에 따라 용융 전이온도($T_m$)가 급격히 높아졌으며, 아조벤젠 단위체의 함량이 50 mol% 이상인 경우 분해온도 이하에서 상 전이는 일어나지 않았다. 합성된 고분자들 중, MP-A3와 MP-A5는 넓은 액정 온도구간을 갖는 액정 고분자였으며, 약한 액정성을 갖는 네마틱 상을 나타냈다. 합성 고분자들의 이러한 성질의 차이는 trans 형태인 아조벤젠기의 선형성과 극성에서 비롯된 분자간력의 변화에 기인하는 것으로 판단된다.

2-DDG가 FSa II 종양의 성장속도와 증식 능력, 신진대사에 미치는 영향 ; $^{31}P$-자기공명 분광기와 유세포 분석기를 이용한 연구 (Effects of 2-Deoxy-D-Glucose on Metabolic Status, Proliferative Capacity and Growth Rate of FSall Tumor: Observations made by In Vivo $^{31}P$-Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy and Flow Cytometry)

  • 장혜숙;최은경;조정길;임태환;이대근;이윤;조영주;김곤섭
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제9권1호
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    • pp.1-6
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    • 1991
  • 2-ODG가 쥐의 섬유육종(FSall)에 미치는 영향에 대한 연구로 에너지 신진대사는 체내에서의 $^{31}P$-자기공명 분광기를 이용하여 관찰하였고 세포 증식 능력은 유세포 분석기를 사용하여 연구하였다. 성장속도는 10개의 세포를 $C_3Hf/Sed$ 쥐의 발등에 이식한 후 3차원적으로 측정하여 관찰하였다. 2-DDG를 투여한 경우에는 이식후 12일에 복강내로 주사하였다. 이식후 12일의 종양의 평균 크기는 $250mm^3$이었다. Fsall종양의 성장속도는 semilog graph의 기울기와 종양의 doubling time으로 측정하였다. 2-DDG를 투여한 후 성장속도가 감속되었다. 5~12일 사이의 성장속도의 기울기가 0.828, 종양의 Idubling time이 0.84일이고 대조군에서는 13~28일 사이의 기울기가 0.218, doubling time이 3.2일인 반면 2-DOG 투여군에서는 성장속도의 기울기가 0.135이고 doubling time이 5.1일이었다. $^{31}P$-자기공명 분광기를 이용하여 2-DDG의 영향을 분석해 본 결과 2-DDG 투여후 종양증식 속도의 감속과 더불어 phosphornonester (PME)와 inorganic phosphate (Pi)의증가속도가 감소하였다. 이것은 2-DDG투여후 세포의 괴사가 감소하였다는 의미가 있다. 유세포 분석기를 이용하여 종양의 증식 능력을 분석한 결과는 2-DDG 투여후 5-phase와 G2+M phase의 DNA분포가 크게 증가하였다. 이것은 2-DDG투여후 세포가 좀더 방사선에 민감한 cycle로 진행함을 의미하는 것으로 해석할 수 있다. 이에 저자들은 2-DDG가 Fsall 종양세포에 미치는 흥미있는 결과를 토대로 방사선 치료에 미치는 영향과실제 이용 가능성에 대하여 더 연구하고자 한다.

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