• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.111-112
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• 2001

대기로부터 침적된 물질로 인해 토양오염과 수질오염 현상이 심화될 뿐만 아니라 환경 생태계도 영향을 받는다는 것이 밝혀지면서 대기 침적 현상에 대한 관심이 커지고 있다. 침적은 대기 중의 여러 미량 물질들이 환경계에 미치는 영향과 그들의 이동을 조절하는 중요한 기작 중 하나이다. 중금속은 가장 오래전부터 알려진 독성물질로서, 약 30가지 금속이 사람에게 독성을 발현하는 것으로 알려져 있고, 그 중 일부 중금속은 발암성을 가지고 있다. (중략)

• 자원환경지질
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• 제54권3호
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• pp.399-408
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• 2021

배경토양에 카드뮴(Cd), 납(Pb), 아연(Zn) 등의 중금속 오염물질을 인위적으로 오염시킨 후 진동센서 등으로 구성된 시스템(ViSSET)을 이용하여 지렁이 움직임 특성을 실시간으로 모니터링하였다. 이로부터 얻어진 지렁이 움직임의 누적 횟수와 전통적인 지렁이 행태지표(실험 전후의 체중 변화, 생체축적농도) 등을 이용하여 중금속 오염물질의 토양 내 생태독성 발현 기작을 규명하였다. 중금속별 농도 증가에 따른 지렁이 움직임을 살펴보면, Cd는 농도가 증가함에 따라 지렁이 움직임은 감소하다가 증가하는 경향을 보였고, Pb는 농도 증가에 따라 지렁이 움직임이 급증하였으며, Zn의 경우는 농도가 증가함에 따라 지렁이 움직임은 지속적으로 감소하는 것으로 나타났다. 지렁이의 체중은 Zn 오염 토양에서 가장 크게 감소하였으며, Cd와 Pb에서는 지렁이 체중 변화가 유사한 것으로 조사되었다. 생물축적농도는 Cd, Zn, Pb의 순으로 높게 조사되었고, 특히 Pb의 경우에는 토양 내 농도에 따른 생체축적농도의 변화가 뚜렷하게 나타나지 않았다. Cd는 metallothionein-bound 형태로 결합되어 지렁이 생체 내에 장기간 축적되며, 특히 고농도에서는 임계효과(critical effect)에 의해 지렁이 움직임에 악영향을 주는 것으로 판단된다. Pb는 섭취에 의하여 생태독성이 발현되는 것이 아니고 피부를 자극시키거나 감각기관을 손상시킴으로서 독성을 발현시키는 것으로 생각된다. Zn은 소화기관의 세포막을 손상시키거나 물질대사를 과도하게 증가시킴으로써 지렁이 움직임과 체중이 감소하는 것과 같은 생태독성을 발현시킨다. 지렁이 움직임에 대한 실시간 모니터링 결과를 분석하여 도출한 Pb의 50% 최대 영향농도(half maximal effective concentration, EC50)는 751.2 mg/kg로 기존 연구와 유사한 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 기존에 이용되어온 지렁이 행태 지표와 새롭게 제시한 지렁이의 움직임을 실시간으로 모니터링하여 얻어진 결과를 통합적으로 해석함으로써 중금속 오염물질의 생태독성 발현 기작을 규명하는 것이 효과적임을 확인할 수 있었다.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제18권3호
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• pp.225-230
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• 2003

본 연구는 DNA 상해유도기작을 규명하기 위하여 하등 진핵생물인 분열형 효모 Schizosaccharomyces Pombe로부터 subtraction hybridization방법을 이용하여 자외선 유도 유전자인 UVI-180을 분리하고 그 유전자 구조와 발현양상을 조사하였다. UVI-180유전자의 발현양상을 Northern hybridization 방법으로 살펴본 결과 자외선(ultraviolet-light)조사 1시간 후에 최대의 발현 증가를 나타내었다. 반면 알킬화제인 MMS(methyl methanesulfonate)처리에 의해서는 전혀 발현이 증가되지 않았다. 이 결과 UVI-180유전자는 DNA상해에 따라 각기 다른 발현양상을 나타냄을 알 수 있었다. 유전자의 기능을 알기 위하여 null-mutant세포 주를 제조하여 그 특성을 살펴본 결과 이 유전자는 세포의 성장에 필수적인 유전자임을 알 수 있었다.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제21권1호
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• pp.21-26
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• 2006

본 연구는 DNA 상해유도기작을 규명하기 위하여 하등 진핵생물인 분열형 효모 Schizosaccharomyces pombe로부터 subtraction hybridization방법을 이용하여 자외선 유도 유전자인 UV150과 UV200을 분리하고 그 유전자 구조와 발현양상을 조사하였다. 분리한 유전자의 발현양상을 Northern hybridization 방법으로 살펴본 결과 자외선 조사 1시간 후부터 발현이 증가되었다. 또한 알킬화제인 Methyl Methanesulfonate (MMS) 처리에 의해서도 발현이 증가되었다. 이 결과 다른 UV-inducible유전자와는 다르게 분리한 UV150유전자는 UV에 UV200유전자는 MMS에 의하여 발현이 증가됨을 알 수 있었다. 유전자의 기능을 알기 위하여 URA4 유전자를 이용하여 null-mutant 세포주를 제조하여 그 특성을 살펴본 결과 분리한 UV150 유전자는 세포의 성장에 필수적인 유전자임을 알 수 있었다.

• Applied Microscopy
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• 제42권2호
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• pp.53-59
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• 2012

Fenvalerate에 대한 피라미(Zacco platypus)의 독성 수준을 반수 치사량 (LC50)을 이용하여 평가하고, 뇌 손상의 기작과 GFAP의 발현 정도를 광학현미경과 형광현미경을 이용하여 조사하였다. 피라미의 생존율은 fenvalerate의 농도가 높아질수록 낮아졌고 LC50은 $27.79{\mu}g/L$이었다. TUNEL assay결과 fenvalerate의 농도가 높아질수록 뇌 조직에서 세포고사가 증가하였으며, periventricular zone에서 GFAP 발현이 증가하였다. 따라서 세포고사는 fenvalerate에 의한 피라미 뇌 손상의 주요 기작 중 하나로 생각되며, periventricular zone에서 GFAP의 발현증가는 뇌 손상의 지표로 이용될 수 있을 것이다. 이는 pyrethroid계 살충제에 의한 어류의 뇌 손상기작 연구와 수생 생태계 보존을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제18권9호
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• pp.1177-1185
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• 2008

폴리아민은 미생물에서부터 동.식물에 이르기 까지 모든 세포들에서 발견되는 극성을 띈 분자이다. 세포의 성장과 분화에 폴리아민이 중요한 역할을 한다는 것은 이미 오래 전부터 알려져 온 사실이나 정확한 작용 기작은 잘 밝혀져 있지 않다. 최근에 와서는 폴리아민이 다양한 방법으로 세포 독성을 유발한다는 결과가 보고되고 있다. 본 연구에서는 spm의 세포독성 효과가 세포 내 칼슘이온 농도 증가에 따른 미토콘드리아-의존 기작에 의하여 일어난다는 것을 보여준다. Spm에 의해 유도된 세포 내 칼슘이온 농도 증가는 주로 외부로부터의 칼슘 유입에 의한 것으로 생각되며, 세포 내 칼슘 증가는 미토콘드리아로부터의 cytochrome c 방출과 미토콘드리아막의 탈분극에 의한 membrane potential 변화를 초래하였다. 세포사멸에 주도적인 역할을 하는 caspase의 확인에 있어서는, MCF-7 세포는 caspase-3이 결핍되어서 caspase-7이 중심적인 역할을 하는 것으로 이미 알려져 있다. 본 연구에서 확인 한 결과 spm 처리 시 caspase-7과 -12가 활성화되었다. 또한 세포사멸 조절 단백질인 Bcl-2 종류 단백질들의 발현을 조사 한 결과 세포사멸 억제 단백질인 Bcl-2의 발현은 크게 억제되었으며, 촉진단백질인 Bax는 spm 처리시 단백질 양이 거의 2배로 증가되었다. 이상의 결과에 의하면, spm에 의해 유도되는 세포사멸과정은 세포질 내 칼슘이온 농도 증가에 의한 미토콘드리아의 변화가 주도적인 역할을 하는 것으로 생각된다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.37-37
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• 2019

벼 재배포장에서 화학약제의 반복적인 사용으로 인한 병원균의 약제내성과 환경오염은 커다란 문제가 되고 있다. 이러한 약제내성을 극복하기 위한 노력의 하나로 유전자수준의 약제내성기작의 규명과 대체물질의 발굴이 필요하다고 사료된다. 이에 본 연구에서는 식물종이 지니는 광범위한 다양성에 주목하였고, 700여 종의 식물추출물을 벼 도열병균에 처리해 균사성장억제효과를 조사하는 선별실험을 실시하였고, 영릉향과 지모추출물이 높은 균사성장억제효과를 보이는 것을 확인했다. 영릉향과 지모 추출물이 화학약제를 대체하는 대안물질로서 가능성을 조사하기위해 균사성장억제능력 확인실험, 분획, HPLC (High Performance Liquid Chromatography), 포자발아 및 부착기 형성확인검정, ABC transporter의 발현조사, 환경독성실험등을 실시했다. 실험 결과, 영릉향과 지모 추출물을 벼 도열병균에 처리하였을 때 약제저항성유전자 ABC transporter의 기능이 저하되고 화학약제에 대한 내성이 감소를 확인했으며, 분획과 HPLC분석을 통해 영릉향과 지모의 유효성분을 확인했다. 또한, 실제 포장에서 영릉향 추출물과 지모 추출물을 사용하여 벼 도열병 방제가를 확인하는 포장시험을 실시한 결과, 각각 63%와 62%의 목 도열병 방제가를 확인 하였으며, 인축환경에 대한 유해성을 조사하기 위해 어류, 설치류, 중치류, 곤충을 대상으로 영릉향 추출물을 처리해 급성독성시험 실시한 결과, 고농도의 투여량에서도 독성이 없는 것을 확인했다. 위의 실험 결과를 토대로, 영릉향과 지모추출물이 화학농약에 의한 환경오염을 막을 수 있고, 인축과 환경에 피해를 입히지 않는 친환경자재로 친환경적인 생물농약의 신소재로서 가능성을 나타냈다고 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제22권8호
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• pp.1052-1056
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• 2012

미역(Undaria pinnatifada)은 낮은 칼로리 및 요오드의 원료로써 천연체중조절식품으로 알려져 있다. 미역이 체중조절식품으로 알려져 있음에도 불구하고, 지방세포 분화 및 지방축적에 관한 저해 기작은 연구가 미비하다. 본 연구에서는 3T3-L1에서 지방세포로 분화가 일어나는 단계에서 미역에탄올추출물의 효과 및 기작을 확인하였다. 미역에탄올추출물의 독성과 지방축적저해효과는 MTT assay, Oil red O staining, RT-PCR과 western blot으로 분석하였다. 미역에탄올추출물은 50 ${\mu}g/ml$의 농도에서 독성을 띄지 않았다. 3T3-L1의 분화 및 지방세포에서 triglyceride축적과정동안 50 ${\mu}g/ml$의 미역에탄올추출물을 처리하였으며, 미역에탄올추출물은 지방세포에서 triglyceride의 축적을 40% 감소시켰다. 지방세포 특이적 단백질인 Peroxisome proliferator activated receptor ${\gamma}$ ($PPAR{\gamma}$), leptin과 Hormone sensitive lipase (HSL)의 발현은 RT-PCR과 western blot으로 확인하였다. $PPAR{\gamma}$의 과발현은 지방세포의 분화를 촉진시킨다. 또한 지방세포 크기의 증가와 세포 내 triglyceride의 함량에 따라 leptin은 세포 외로 분비된다. 그러므로 $PPAR{\gamma}$와 leptin은 비만의 지표로 사용된다. 첨가한 미역에탄올추출물의 농도가 높아질수록 $PPAR{\gamma}$와 leptin의 발현이 억제되었다. 이상의 결과를 통하여, 미역의 에탄올 추출물은 지방전구세포의 분화를 억제시키며, 지방세포 내 triglyceride의 축적을 저해하는 것으로 판단된다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제36권4호
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• pp.863-878
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• 2006

Porphyromonas gingivalis는 치주질환을 야기하는 독성세균으로서, 구강상피세포에 p. gingivalis가 감염되었을 때, 세포형태에 변화를 초래함으로 인해 방어기작이 작동하게 된다. 치주질환과 관련되어 생성된 활성 산소종의 소거에 관여하는 항산화성분은 p. gingivalis 이 감염된 구강상피세포에서 그 분포와 발현수준이 달라지리라 예상된다. 따라서 이번 연구에서는 구강상피세포(KB 세포)에 p. gingivalis가 감염되었을 때 야기되는 활성산소종과 이를 소거하는 역할을 하는 항산화단백들의 역할들을 규명하고자 하였다. 활성산소종 형성을 조절하는 NADPH oxidase 중 NOX4와 Rac1 전사체는 구강상피세포에서 p. gingivalis세균에 의해 증가하였으며 $gp91^{phox}$, Rac2, $p47^{phox}$와 $p67^{phox}$는 세균에 의한 변화가 관찰되지 않았다. 반면에 $p40^{phox}$ 전사체는 감소하는 경향을 보였다. NOX1 전사체는 p. gingivalis 처리 30분 후 감소하였다가 60분 후에는 다시 증가하는 양상을 보였다. 같은 시간에 NOX 활성화 단백인 NOXA1은 감소하고, NOX 구성단백질인 NOXO1은 증가하는 경향을 보였다. p. gingivalis가 감염된 구강상피세포를 방어하는 항산화단백 발현수준을 평가한 결과, SOD1, 2, 3 모두 p. gingivalis 처리시간에 따라 증가하는 양상을 보였다. GPx 발현 양상도 SOD와 유사하게 나타났다. $H_2O_2$를 소거하는 Prx는 감염된 KB 세포에서 Prx4와 Prx5가 4-6배 증가하는 것을 알 수 있었다. 반면 endocytosis 과정 중 $H_2O_2$ 생산은 변화되지 않았다. 이번 연구의 결과, p. gingivalis의 감염은 KB 세포의 NOX4와 Rac1의 NADPH oxidase 발현을 증가시켰으며, NOX1은 NOXA1과 NOXO1의 조절에 의해 영향을 받음을 알 수 있었다. 또한 항산화기작으로는 SOD, GPx, Prx가 증가하였는데, 이것은 Prx4와 Prx5가 중요한 역할을 할 것을 시사하였다.

• 생명과학회지
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• 제20권9호
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• pp.1324-1331
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• 2010

Mifepristone (MIF)와 Tamoxifen (TAM)은 각각 전립선암과 유방암치료제로 오랫동안 사용되고 있다. MIF는 안드로겐수용체(AR) 양성인 세포와 음성이 세포 모두에서 세포사멸을 유도하며, TAM 은, 리간드-수용체작용 기작의 다양한 특성에 의하여 에스트로겐(ER) 양성인 세포뿐 만 아니라 다른 종류의 암세포에서도 세포사멸을 유도하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 AR 음성인 DU-145 전립선암세포에 있어서, MIF와 TAM의 세포독성이 세포 내 칼슘농도 변화에 기인된 세포사멸기작에 의한 것임을 보여준다. MIF와 TAM을 처리시 세포성장은 농도와 시간의존적으로 감소하였으며, confocal laser scanning microscopy (CLSM)과 fluorescence-activated cell sorting (FASC)로 세포를 분석한 결과 각각 MIF와 TAM을 2일간 처리한 세포에서 세포사멸이 진행되는 것을 관찰하였다. 세포독성효과를 비교했을 경우, TAM이 MIF 보다 강하게 작용하였다. MIF와 TAM을 처리한 세포 내 칼슘변화 측정 시, 칼슘농도 또한 처리 약물의 농도와 시간 의존적으로 증가하였다. 1.5 mM 칼슘배지와 칼슘제거된 배지에서의 실험결과를 비교한 바, 세포 내 칼슘증가는 외부로부터의 유입에 의한 것으로 생각된다. 세포독성효과와 마찬가지로 칼슘증대 효과 역시 TAM에서 뚜렷하게 나타났다. 수용체 매개 세포사멸기작의 초기에 관여하는 procaspase-8은 MIF 처리 시 뚜렷이 활성화 되었으나, TAM의 경우 활성화가 MIF의 경우에 비해 강하지 못하였다. 그러나, 세포사멸의 중추적인 역할을 하는 caspase-3은 TAM 을 처리한 세포에 있어서 활성 정도가 훨씬 높았다. 세포사멸과정의 중요한 조절 단백질인 Bcl-2 그룹단백질의 발현을 조사해 본 결과, 세포사멸 억제단백질인 Bcl-2의 발현은 MIF, TAM 처리 시 동일하게 감소한 반면, 촉진단백질인 Bax의 발현은 2-3배 가량 증대되었다. 이상의 결과로 보아 MIF와 TAM은 세포 내 칼슘조절을 통하여 세포사멸을 유도하나, 세포사멸의 초기단계는 MIF와 TAM이 서로 다른 경로를 경유할 가능성이 있는 것으로 생각된다.