• 생명과학회지
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• 제31권5호
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• pp.520-526
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• 2021

반추가축의 반추위내 미생물단백질은 단백질의 공급원중 일부이며 글루타메이트 생산을 위한 공급원이기도 하다. 글루탐산은 신체의 대사반응, 근육 및 기타 세포구성에 필요한 단백질 합성물질로 이용되며 면역기능항진에도 매우 필수적으로 이용된다. 또한 계면활성제, 완충제, 킬레이트제제, 향미 증강제, 배양배지 및 농업 분야에서 성장촉진제로 이용된다. 글루탐산은 감마-아미노부티르산(GABA)생산을 위한 기질로서 본 연구는 글루탐산의 기능과 글루탐산 탈 탄산효소 유전자를 포함하는 미생물에 대한 정보를 제공하는데 있다. GABA는 체온 조절, 건물섭취량, 유생산량 및 유성분을 개선시키는 것으로 알려져 있다. 대부분의 글루탐산과 GABA 생성 미생물은 대부분 Lactococcus, Lactobacillus, Enterococcus 및 Streptococcus 종과 같은 젖산생성 미생물로 이루어져 있다. 반추위내 대사기전을 보면 GABA 합성을 통해 succinate 생산과정을 거치고, succinate는 탈수소효소반응을 통해 프로피온산과 기타 대사산물을 생산할 수 있다. 또한 Clostridium tetanomorphum과 혐기성 Micrococci는 글루타메이트 발효과정에서 아세트산과 낙산을 생성한다. 프로피온산과 기타 대사산물은 간에서의 혈당으로 전변되어 반추가축의 유선세포에서 유당 및 체중증가를 위한 에너지를 제공한다. 이를 통해 반추가축의 건강상태 개선 및 성장촉진을 위한 중요한 미생물로 이용가능하다.

• 생명과학회지
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• 제31권11호
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• pp.1019-1027
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• 2021

천연물에서 피부 미백 효능을 가진 화합물을 개발하기 위한 노력이 많이 이루어지고 있다. 꽃송이 버섯(Sparassis crispa)은 β-glucan의 함량이 건조중량의 40% 이상으로서 항암과 면역증강 효과가 있는 것으로 입증되어 약용으로도 인정받고 있다. 이 연구에서는 S. crispa β-glucan의 멜라닌 생합성 및 tyrosinase 활성억제 효능을 확인함으로써 피부 미백제로서의 활용 가능성을 평가하고자 하였다. 외부 자극제인 α-melanocyte stimulating hormone (α-MSH)와 S. crispa β-glucan (10, 100, 1,000 ㎍/ml)을 B16F1 melanoma 세포에 투여하여 멜라닌 생성량과 tyrosinase 활성도를 측정하였다. Tyrosinase, tyrosinase related protein-1 (TRP-1), TRP-2, microphthalmia-associated transcription factor (MITF)의 발현정도에 대해서는 western blot으로 분석하였다. S. crispa β-glucan을 10, 100, 1,000 ㎍/ml의 농도로 투여하였을 때 α-MSH 만 투여군에 비하여 멜라닌 생성이 각각 13.9%, 18.7%, 39.5% 감소하였다. S. crispa β-glucan을 10, 100, 1,000 ㎍/ml의 농도로 투여하였을 때 β-glucan을 투여하지않은 α-MSH 유도군에 비하여 tyrosinase 활성도는 각각 15.6%, 26.9%, 43.2% 억제되었다. 또한 tyrosinase와 TRP-1, TRP-2, MITF 단백 발현도 효과적으로 감소시켰다. 본 연구 결과에 따르면 S. crispa β-glucan은 MITF 발현을 억제함으로써 tyrosinase 발현을 감소시켜 멜라닌 생성을 억제시킨 것으로 판단된다. 따라서 S. crispa β-glucan은 미백제로서 유용하게 활용할 수 있을 것으로 생각한다.

• 한국어병학회지
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• 제23권2호
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• pp.199-209
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• 2010

본 연구에서는 마늘 착즙액이 어병세균으로 질병에 인위 감염시킨 넙치의 비특이적 면역 반응에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 건강한 넙치를 어류 병원성 세균인 Streptococcus iniae BS10과 Edwardsiella tarda KE-1으로 공격 주사한 후 1일 뒤에 마늘 착즙액을 0.25, 0.5 및 1.0 g/L의 농도로 해수에 현탁하여 2일 간격으로 3회 침지하였다. 공격 주사한 넙치의 면역 반응을 알아보기 위해 체표 점액 lysozyme의 활성, 조직 내 균수의 변화, 혈액 내 세포수의 변화, SOD 활성 및 생존율을 조사하였다. 그 결과, S. iniae BS10으로 공격 주사 후 0.25와 0.5 g/L의 침지 시험구에서 대조구에 비해 lysozyme의 활성이 유의적인 증가를 나타내었고, E. tarda KE-1으로 공격 주사 후 모든 침지 시험구에서 대조구에 비해 lysozyme의 활성이 유의적인 증가를 나타내었다. 조직 내 균수에 있어서는 모든 시험구에서 유의적인 감소를 나타내었다. 혈액 내 세포 수의 변화를 관찰한 결과, S. iniae BS10으로 공격 주사 후 마늘 착즙액 0.25와 0.5 g/L의 침지 시험구에서 림프구와 호중구의 유의적인 증가와 함께 모든 시험구에서 호중구의 유의적인 증가가 나타났다. E. tarda KE-1으로 공격 주사 후 0.25와 1.0 g/L의 침지 시험구에서 림프구의 유의적인 증가, E. tarda KE-1으로 공격 주사 후 마늘 착즙액 0.25와 1.0 g/L의 침지 시험구에서 림프구의 유의적인 증가와 함께 모든 시험구에서 호중구의 유의적인 증가가 나타났다. 침지 시험구 시험어의 혈액, 신장 및 간에서 SOD 활성을 측정한 결과, S. iniae BS10으로 공격 주사 후 침지 시험구에서 혈액과 신장에서 유의적인 증가가 나타났고, E. tarda KE-1으로 공격 주사 후 침지 시험구에서 신장과 간에서 유의적인 증가가 나타났다. 생존율 시험 결과, S. iniae BS10와 E. tarda KE-1으로 공격 주사 후 0.25 g/L 침지 시험구에서 모두 58% 의 상대생존율을 나타내어 마늘 착즙액 침지가 넙치의 방어능에 기여하는 것으로 나타났다. 이상의 결과로 마늘 착즙액의 유효 성분이 건강한 넙치뿐만 아니라 질병에 걸린 넙치에 대해서도 면역증강제로서의 효과가 있을 것으로 사료되었다.

• 식품과학과 산업
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• 제53권1호
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• pp.2-32
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• 2020

키토산은 천연에 존재하는 풍부한 고분자 다당류이며 동시에 항균작용, 항암작용, 면역 활성 증강 작용 등 다양한 생리 기능성을 가진 생체 물질(biomaterial)이다. 그러나 키토산은 수용액에 쉽게 용해되지 않고 체내 흡수율도 매우 낮은 고분자 물질이기 때문에 그 자체로는 생체 내에서 기능을 발휘하지 못한다. 따라서 체내 흡수율이 용이하고 보다 다양한 생리 활성을 나타내는 키토산올리고당으로 섭취할 필요가 있다. 키토산으로부터 키토산올리고당을 만드는 방법은 온화한 조건에서 부반응이 없는 효소분해가 가장 이상적이다. 그러나 키토산을 분해시킬 수 있는 효소의 가격이 매우 비싸고 효소 활성이 낮아 산업적으로 효소를 이용하여 키토산올리고당을 대량 생산하는데는 경제적으로 큰 문제가 있었다. 따라서 효소 분해에 의한 키토산올리고당의 생산을 산업적으로 적용시켰을 때 대량으로 소모되는 효소의 높은 생산 비용을 경감하기 위하여 효소의 재이용을 위한 생산 시스템을 도입하였고 한외여과막과 효소 반응기를 결합시킨 한외여과막 효소반응기를 키토산올리고당의 생산에 적용시킴으로써 대량 생산이 가능해졌다. 이 시스템은 사용하는 막의 종류에 따라 원하는 분자량의 키토산올리고당을 생산 할 수 있어 분자량 크기에 따라 생체 내에서 다른 생리기능을 나타내는 키토산올리고당을 각기 목적에 맞는 제품으로 대량 생산할 수 있다. 키토산올리고당은 암세포 성장에 영향을 미치는 면역을 증진시키고 암 전이 관련 효소인 MMP-2 및 MMP-9의 발현을 저지하여 암 전이를 억제할 뿐만 아니라 암세포의 신생 혈관형성을 억제하므로 암의 예방이나 치료에 활용될 수 있다. 또한 키토산올리고당은 생체 노화를 촉진시키는 초과산화 라디칼, 히드록시라디칼, 과산화 라디칼과 같은 활성산소종을 소거시킴으로써 활성산소종에 의해 유발되는 질환도 예방한다. 더 나아가서, 키토산올리고당은 양전하를 가진 아미노기를 갖고 있어 미생물 세포막의 음전하와 결합하여 세포막의 기능을 상실시킴으로써 막을 통해 출입하는 대사에 필요한 물질들을 봉쇄한다. 이것은 미생물의 성장과 증식을 감소시키는 효과가 있어 식품분야에서도 천연 보존제로서 활용될 것으로 기대된다. 지금까지 고혈압 및 심장 질환의 치료는 레닌엔지오텐신 시스템(RAS)경로의 치료조작(mani pulator) 및 ACE 저해에 초점이 맞추어져 왔다. Captopril, Enalapril, Alcacepril 및 Lisinopril같은 합성 ACE 저해제는 고혈압 치료 및 예방을 위해서도 널리 사용되고 있으나 기침, 알레르기 반응, 맛 장애 및 피부발진과 같은 부작용을 야기시킬 위험이 있다. 그러므로 고혈압의 치료나 관리를 위한 치료제로서 자연계에 존재하는 천연성분인 키토산올리고당이 바람직한 대안으로 사용될 수 있을 것이다. 고령 사회로 진입하면서 노인의 치매 발병률은 현저하게 증가하는 추세이나 아직까지 효과가 뛰어난 치매치료제는 개발되지 않고 있는 실정이다. 키토산올리고당이 치매유발효소인 베타-세크레테이즈뿐만 아니라 아세틸콜린 에스테르가수분해효소를 저해하고, 산화에 의한 뇌세포의 손상을 저해하는 효능이 있는 것으로 밝혀져 앞으로 치매 예방이나 치료에 적극적으로 활용되어야 한다. 최근에 소비자나 환자들은 다양한 부작용을 낳는 화학적으로 합성된 의약품을 기피하는 경향이 있어 자연식품이나 천연 생리기능성 물질과 자가치료에 대한 욕구가 높아지고 있다. 그러므로 의약품에 비해 다소 효능이 낮을지라도 특정한 질병의 예방이나 치료를 위해 특수한 생리 기능성 물질의 섭취는 더욱 더 인기를 끌게 될 것이다. 따라서 항암, 항산화, 항염증, 항균, 항고혈압, 항치매, 항당뇨, 항알레르기 등 다양한 생리활성을 나타내는 키토산올리고당을 활용한 건강기능성식품(nutraceuticals), 의약품(pharmaceuticals) 및 기능성 화장품(cosmeceuticals) 등 다양한 제품이 개발될 것으로 기대된다.

• 미생물학회지
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• 제49권2호
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• pp.172-178
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• 2013

본 연구는 양식 넙치 Paralichthys olivaceus 사료 내 생균제 첨가가 넙치의 성장, 면역반응 및 병저항성에 미치는 영향을 평가하였다. 실험사료는 넙치용 배합사료(조단백질 52%, 조지방 11%, 조섬유 3%, 조회분 14%, 인 2.7%, 칼슘 1.5%, Suhyup Co., Korea)에 Bacillus sp. IS-2를 첨가하여 $10^3$, $10^5$, $10^7$ CFU/kg의 실험사료를 제작하였다. 2주간의 예비사육 후, 평균무게 $210{\pm}13g$인 실험어를 1,000 L 원형수조에 실험구 당 70마리씩 무작위로 배치하여 실험사료를 1일 2회 어체 중의 2%씩 12주 동안 공급하였다. 성장도 조사 결과 모든 실험구에서는 일반사료를 투여한 대조구에 비해 높은 성장률을 나타내었으며 $10^5$ CFU/kg 실험구에서는 대조구에 비해 약 13% 정도 높은 성장률을 나타내었다. 혈액분석 결과에는 glucose를 제외한 GOT, GPT, 단백질, 총콜레스테롤 등에서 실험구간 유의적인 차이를 나타내지 않아 생균제로 인한 간독성이나 어체 내 문제가 발생하지 않은 것으로 사료된다. Glucose인 경우 실험 종료 시점에서 증가되는 변화를 확인 할 수 있었는데 이는 수온, 수질에 의한 일시적인 현상이라 사료된다. Respiratory burst activity (NBT assay)에 있어서는 실험사료를 공급한 실험구가 대조구에 비해 높은 값을 확인할 수 있었으며 특히 $10^5$ CFU/kg 실험구와 $10^7$ CFU/kg 실험구에서 유의적으로 높은 값을 확인하였다. 혈청의 lysozyme 및 백혈구 활성에 있어서도 실험사료를 투여한 실험구에서 대조구에 비해 높은 활성을 확인 하였다. 공격실험 결과, Streptococcus inae를 접종한지 5일째부터 폐사가 시작되어 7일째 일반사료를 투여한 대조구에서는 100% 폐사율을 보인 반면, $10^3$ CFU/kg 실험구에서는 73%의 폐사율을 $10^5$ CFU/kg 실험구에서는 53%의 폐사율을 나타냈으며, $10^7$ CFU/kg 실험구에서는 45%의 폐사율을 보여 대조구에 비해 많게는 55% 이상의 높은 생존율을 나타내었다. 사료 내 첨가한 Bacillus sp. IS-2의 장내 생존 확인을 위해 실험이 종료 된 후 모든 실험구와 대조구 실험어의 장을 분리하여 배양 된 균체를 DNA를 분리 한 후에 제작 된 ditection primer를 이용한 PCR 결과 일반사료를 투여한 대조구를 제외한 모든 실험구에서 1,465 bp의 PCR product를 확인 할 수 있었다. 상기 결과를 토대로 양식넙치 사료 내 Bacillus sp. IS-2의 첨가는 양식넙치의 성장 및 면역증강, S. iniae에 대한 병정항성에 좋은 효과를 나타내어 사료첨가제로써의 이용 가능성이 클 것이라 사료된다.

• 한국임상수의학회지
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• 제27권5호
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• pp.600-604
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• 2010

10년령의 암컷 잡종견이 식욕부진, 쇠약, 혈색소뇨를 주증으로 충북대학교 동물의료센터에 내원하였다. 환자는 내원 하루 전 지역동물병원에서 효소 면역 측정법에 의해 심장사상충증을 진단 받았으며 성충구제제를 투여 받았다. 혈액검사를 통해 저색소성 소적혈구성 재생성 빈혈과 혈소판감소증, 중등도의 호중구증가증, ALT AST ALP의 상승이 확인되었다. 방사선 촬영을 통해 주페동맥의 확장, 폐침윤, 복부 선예도 감소, 경증의 간비대가 확인되었다. 복부 초음파 검사에서 경증의 복수, 간문 수준의 문정맥과 비장정맥에서 고에코성의 혈전이 확인되었다. 조영 증강 컴퓨터 단층촬영을 통해 문정맥 내강내 저밀도 영역과 혈관내 충진결손을 확인하였다. 환자는 항응고제와 혈전용해제로 치료를 받았으며, 42일 동안의 치료 후 혈전의 완전한 용해를 복부 초음파 검사를 통해 확인하였으며 임상 증상의 개선이 관찰되었다.

• 한국가금학회지
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• 제38권3호
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• pp.213-223
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• 2011

본 연구는 매실박과 홍삼박을 사료에 첨가하여 육계 체내 생리활성 효과를 구명하고자 실시하였으며, 이를 위해 고온 스트레스 자극과 LPS 염증 반응을 유도하여 스트레스에 대한 반응을 조사하였다. 이를 위해 고온 스트레스 자극에 따른 생산성 및 혈액생화학 변화를 조사하였으며, LPS로 염증 반응이 유도된 육계에서 immunoglobulin 농도 및 비장 조직내 cytokine mRNA 발현을 조사하였다. 공시계로는 1일령 Ross종 육계수컷 192수를 선별하여 고온 환경(96수)과 일반 환경(96수)으로 구분하였다. 고온 환경은 불쾌지수 86($33^{\circ}C$, 75%)의 고온 스트레스를 자극하여 5주간의 사양 시험을 실시하였으며, 일반 환경은 5주간의 사양 시험 종료 후 LPS를 주입하였다. 환경에 따라 각각 처리당 24수(3수${\times}$8반복)씩 4처리구에 총 96수를 임의 배치하여 실시하였다. 시험구 배치는 무첨가구(negative control; C), 시판 면역 증강제 첨가구(positive control: PC, 25 ppm ${\beta}$-glucan), 매실 부산물 1% 첨가구(PM: plum marc), 홍삼 부산물 3%(RGM: red gingeng marc)로 배치하였다. 고온 스트레스에 대한 혈액생화학 조성에서 매실박 첨가구는 Mg 농도를 높게 유지하여 Ca/Mg 비율을 무첨가구보다 낮게 유지하였으며, 홍삼박 첨가구는 Mg 농도가 무첨가구와 같았지만, Ca 농도를 높여 Ca/Mg 비율을 무첨가구보다 낮게 유지하였다(P<0.05). 따라서 매실박과 홍삼박 첨가구는 고온 환경에서 무첨가구보다 C a/Mg 비율을 낮게 유지하여, Ca/Mg 비율과 정의 상관관계에 있는 cholesterol 수준을 낮추는데 긍정적으로 작용할 것이라 사료된다. LPS 접종 후 IgM 농도는 매실박 첨가구가 무첨가구에 비해 유의적으로 낮은 수준을 나타내었으며(P<0.05), 홍삼박 첨가구는 무첨가구에 비해 낮은 경향을 나타냈지만 유의적인 차이는 없었다. 또한 비장 조직 내 cytokine mRNA 발현에서 홍삼박 첨가구의 경우 공통적으로 IL-1, IL-2 및 IL-6의 mRNA 발현 비율이 무첨가구에 비해 유의적으로 낮았으며, 매실박 첨가구도 IL-1, IL-2에서 무첨가구와 베타글루칸 첨가구보다 낮게 나타났다(P<0.05). 따라서 육계에서 매실박은 LPS 감염 시 IL-1, IL-2 같은 친염증 사이토카인의 발현을 감소시킴으로 염증 반응을 줄여 IgM 상승을 억제하는 것으로 사료된다. 홍삼박 첨가구의 경우 친염증성 사이토카인 억제 효과가 높았지만 항체 농도는 무첨가구와 같은 수준으로 상승하였는데, 생산성, 면역 반응을 개선할 수 있는 첨가 수준에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다. 또한 이 실험에서 양성 대조군으로 활용한 ${\beta}$-glucan 전체적으로 긍정적인 효과를 보이지 않았는데, 양성 대조군 활용 시 첨가 수준에 대한 세밀한 검토가 필요할 것으로 사료된다. 결론적으로 매실박과 홍삼박은 고온 스트레스와 외부 병원성 물질 자극에 대한 반응을 최소화하는데 긍적적으로 작용하는 것으로 사료된다.

• 한국축산식품학회지
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• 제24권1호
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• pp.44-49
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• 2004

본 연구는 비육돈 사료내 비특이성 면역증진 효과를 가지는 물질(NIS)의 첨가가 성장 및 육질에 미치는 효과를 알아보고자 실시하였다. 3원 교잡종(Duroc${\times}$Yorkshire${\times}$Landrace) 비육돈 80두를 공시하였으며 시험개시시의 체중은 60.55$\pm$3.72kg이었다. 시험설계는 옥수수-대두박 위주의 사료를 9주 동안 급여한 처리구(CON: 대조구), 대조구 사료를 6주 급여 후 NIS 0.05% 첨가한 사료를 3주 급여한 처리구(NIS1), 대조구 사료를 3주 급여후 NIS 0.05% 첨가한 사료를 6주 급여한 처리구(NIS2), 및 대조구 사료내 NIS 0.05%를 첨가하여 9주간 급여한 처리구(NIS3)로 4개 처리를 하여 처리당 5반복 반복당 4두씩 임의 배치하였다. 증체량은 전 시험기간에서 처리구간의 통계적인 차이를 보이지는 않았으나(p＞0.05), 사료 섭취량에서는 NIS2 처리구가 대조구에 비하여 유의적인 증가를 보였다(p<0.05). 등지방두께에서는 처리구간의 유의적인 차이는 보이지 않았으나 대조구가 NIS를 시기별로 급여한 처리구보다 높게 나타났다(p>0.05). 처리구별 A등급과 B등급의 출현율은 CON이 50%, NIS2은 50%, NIS1는 58% 그리고 NIS3는 75%를 보였다. 등심의 L＊값은 NIS2과 NIS3 처리구가 다른 처리구들에 비해 높게 나타났지만 유의적인 차이를 보이지는 않았다(p>0.05). 또한 적색도를 나타내는 a＊값에서는 NIS처리구가 대조구보다 높게 나타났지만 유의적인 차이는 없었다(p>0.05). 마블링, 단단함 및 육색의 NPPC에 의한 결과에서는 처리구간의 유의적인 차이는 보이지 않았다(p＞0.05). 이상의 결과를 종합하여 볼 때, 사료내 NIS의 첨가는 육질에 영향을 미칠 수 있을 것으로 보이나, 기능성 돈육으로서의 비육돈 자체의 생리활성이나 돈육의 지방산 조성등 육질 평가에 대한 더 많은 연구가 필요하리라 여겨진다.

• 생명과학회지
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• 제23권11호
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• pp.1397-1403
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• 2013

괴각(Fructus Sophorae)은 회화나무(Styphnolobium japonicum L.)의 열매를 건조한 것으로 전통 한의학에서 널리 사용되는 약재 중의 하나이다. 본 연구에서는 murine RAW 264.7 대식세포 모델을 이용하여 괴각 추출물 (Fructus Sophorae extracts, FSE)이 면역 조절능에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위한 대식세포 활성과 연관된 면역 반응 parameter로서 prostaglandin $E_2$ ($PGE_2$)와 tumor necrotic $factor-{\alpha}$ ($TNF-{\alpha}$)의 생성에 미치는 FSE의 영향을 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면 FSE는 대식세포의 활성을 유도하였고, $PGE_2$ 및 $TNF-{\alpha}$의 생성을 촉진하였으며, 이는 cyclooxygenase-2 (COX-2)와 $TNF-{\alpha}$ 유전자의 전사 및 번역 수준에서의 활성화와 연관성이 있었다. 또한 FSE 처리에 의하여 다양한 종류의 cytokine 발현의 증가를 cytokine array 분석을 통하여 확인하였으며, RAW 264.7 대식세포의 활성화에는 mitogen-activated protein kinases (MAPKs) 및 phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K)/Akt 경로 활성화가 연관되어 있음을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 괴각 추출물이 면역 증강제로서의 개발 가능성이 매우 높음을 시사한다.