• 생명과학회지
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• 제30권11호
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• pp.999-1006
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• 2020

최근 중추신경계에서 면역기능을 담당하는 미세아교세포(microglia)의 염증반응을 효율적으로 조절하는 것은 알츠하이머 병, 파킨슨 병 및 헌팅턴 병과 같은 퇴행성 뇌질환의 치료를 위한 중요한 타겟으로 인식되고 있다. 왕귀뚜라미(Teleogryllus emma)는 다양한 치료효능으로 인해 세계적으로 널리 이용되고 있으며, 본 연구팀에서는 최근 왕귀뚜라미의 전사체 분석을 통하여 항균활성을 가지는 다양한 종류의 새로운 항균 펩타이드(antimicrobial peptide; AMP) 후보들을 선별한 바 있다. 항균 펩타이드는 미생물에서부터 포유류까지 매우 다양한 종으로부터 발견되었으며, 현재는 항균활성뿐만 아니라 염증반응과 같은 다양한 질병의 치료제 개발을 위한 후보 물질로 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 선행연구를 통하여 선별된 왕귀뚜라미 유래 항균 펩타이드들 중에서 Teleogryllusine(VKWKR-LNNNKVLQKIYFVKI-NH₂)으로 명명된 항균 펩타이드의 신경염증 억제 효능을 관찰하였다. Teleogryllusine의 신경염증 억제 효능을 관찰 하기 위하여 immortalized mouse microglia 세포주인 BV-2 세포에 Teleogryllusine을 1시간 전처리 한 후 LPS를 이용하여 BV-2 세포의 염증 반응을 유도하였다. 그 결과 Teleogryllusin은 최대 처리 농도인 80 ㎍/ml까지 세포독성 없이 nitric oxide (NO) 생성을 현저히 감소시킴을 확인할 수 있었다. 또한 염증반응 매개인자인 iNOS와 COX-2 및 cytokine (Il-6, TNF-α)의 발현을 유전자 수준과 단백질 수준에서 확인한 결과 Teleogryllusine 처리농도에 의존적으로 감소됨을 확인할 수 있었다. 또한 Teleogryllusine의 신경염증 억제작용 기작을 확인한 결과 mitogen activated protein kinases (MAPKs)와 IκB의 인산화 및 proteosome에 의한 IκB의 분해를 억제함으로서 BV-2 세포의 신경염증반응이 조절됨을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 보아 왕귀뚜라미 유래 Teleogryllusine 펩타이드는 신경염증반응에 의해 유도되는 퇴행성 뇌질환 치료 및 예방을 위한 의료용 소재로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제48권4호
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• pp.21-26
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• 2011

특징 순위 방법은 데이터에 대한 정보와 관련된 특징을 구별하는데 유용하게 사용된다. 본 논문에서는 혈소판으로부터 측정된 라만 스펙트럼에서 퇴행성 뇌신경질환과 혈관성 인지증의 분류에 특징 순위를 이용하는 방법을 제안하였다. 퇴행성 뇌신경 질환인 알츠하이머병(Alzheimer's disease)과 파킨슨병(Parkinson's disease) 그리고 혈관성 인지증(vascular dementia)을 유도한 실험용 쥐의 혈소판에서 측정한 스펙트럼은 가우시안 모델을 이용한 커브 피팅으로 노이즈를 제거하고 로컬 최저점에 선형 보간법(linear interpolation)으로 배경 잡음을 제거한다. 전처리 과정을 수행한 스펙트럼에서 분류정확도와 계산복잡도를 개선하기 위해 특징 순위 방법을 이용하여 주요 특징을 선택하였다. 선택된 특징들은 PCA(principal component analysis) 방법으로 변환하여 주성분의 수를 변화시키며 MAP(maximum a posteriori)으로 분류하고 전체 특징을 사용한 경우의 분류 결과와 비교하였다. 실험 결과에서 제안한 방법을 적용한 모든 실험에서 분류 시스템의 계산복잡도를 현저하게 감소시키고 분류정확도는 부분적으로 증가하였다. 특히 파킨슨병과 정상을 분류하는 실험에서 제안한 방법이 전체 특징을 사용한 경우보다 모든 주성분의 수에서 분류정확도가 높았으며 평균 1.7 %의 성능이 향상되었다. 이 결과에서 분류정확도와 계산복잡도의 개선을 고려하면 제안한 방법이 혈소판 라만 스펙트럼에서 퇴행성 뇌신경질환과 혈관성 인지증의 분류 시스템에 효율적으로 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제48권2호
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• pp.172-177
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• 2016

HPLC/MS를 이용하여 국내 자생 엉겅퀴(Cirsium japonicum)의 페놀성 화합물을 분석한 결과 제주지역 엉겅퀴가 가장 많은 페놀성 화합물을 함유하고 있었으며, chlorogenic acid가 73.15 mg/g dry weight, linarin이 76.67 mg/g dry weight 그리고 pectolinarin이 12.98 mg/g dry weight으로 확인되었다. 엉겅퀴의 기능성 식품으로서의 가치를 확인하기 위하여 산화방지 활성 및 신경세포 보호효과를 평가한 결과 DPPH, ABTS 및 FRAP assay에서 엉겅퀴의 강력한 산화방지 활성이 나타났다. 엉겅퀴 추출물이 DPPH 및 ABTS 라디칼의 50%를 저해하는 농도는 각각 $567{\mu}g/mL$와 $130{\mu}g/mL$으로 나타났다. DPPH, ABTS, FRAP법을 통한 총산화방지능은 각각 11.32, 100.15, $12.76{\mu}g/mL$ trolox equivalents 나타났다. 과산화수소로 산화적 손상을 유도한 PC12 세포에 대하여 MTT와 LDH assay를 이용하여 세포생존률을 측정한 결과 농도 의존적으로 세포 보호 활성이 나타났으며, 마찬가지로 활성산소종 생성률을 측정한 결과 농도 의존적으로 활성산소종 생성이 감소되어 세포 보호활성이 확인되었다. 본 연구를 통하여 엉겅퀴의 우수한 산화방지 활성 및 신경세포 보호효과가 검증되었다. 따라서 엉겅퀴는 안전한 식품 재료로서 꾸준히 섭취하였을 때 천연 산화방지제로 작용하여 신경퇴행을 예방함으로써 알츠하이머병, 파킨슨병 및 헌팅턴병 등의 질병 위험을 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제50권3호
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• pp.225-235
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• 2018

본 연구에서는 마른진흙버섯 자실체를 메탄올과 열수를 이용해 추출한 물질의 anti-xanthine oxidase, anti-cholinesterase 및 염증 저해 효과에 대한 연구를 수행하였다. 마른진흙버섯 자실체의 메탄올 추출물과 열수 추출물의 xanthine oxidase에 대한 저해효과는 양성대조군으로 사용한 allopurinol과 대등하게 높은 효과를 나타냈다. Acetylcholinesterase에 대한 메탄올 추출물의 1.0~2.0 mg/mL 농도에서의 저해활성은 양성대조군인 galanthamine과 유사하게 높았지만 butyrylcholinesterase에 대한 메탄올과 열수 추출물의 저해활성은 양성대조군에 비해 실험에 사용한 모든 농도범위에서 유의하게 낮았다. PC-12 세포에 glutamate의 처리에 의해 유도된 독성은 40 mg/mL와 100 mg/mL 농도의 메탄올 추출물과 100 mg/mL 농도의 열수추출물의 처리에 의해 크게 완화되어 PC-12 세포의 생존율이 유의하게 증가하는 것이 관찰되었다. 마른진흙버섯의 메탄올과 열수 추출물의 염증 저해 실험에서 RAW 264.7 대식세포에 메탄올 추출물을 2.0 mg/mL 농도로 처리하고 염증을 매개하는 LPS를 추가로 투여한 후 RAW 264.7 세포에 생성되는 NO를 측정한 결과, 양성대조군에 비해 3.37배 높은 저해효과를 나타냈고, 처리한 자실체 메탄올 추출물의 농도가 증가함에 따라 생성된 NO의 양이 현저하게 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 기염제인 carrageenan에 의해 흰쥐 뒷발에 유도된 부종 저해 실험에서는 투여한 버섯 추출물의 농도가 증가함에 따라 흰쥐의 뒷발에 유도된 부종의 용적이 농도 의존적으로 감소하는 경향을 나타냈다. 따라서 마른진흙버섯 자실체에 함유된 물질은 acetylcholinesterase과 butyrylcholinesterase 등의 cholinesterase에 대한 저해작용과 glutamate에 의해 유도된 PC-12세포의 독성을 완화하고 또한 염증을 저해하는 효과를 나타내 기억력이 감퇴되는 초기 알츠하이머병과 염증을 완화하는 천연소염제로의 이용이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.202-209
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• 2017

우리나라는 고령화 사회로 빠르게 진입함에 따라 치매환자가 급속히 증가하고 있다. 본 연구는 대도시에 위치한 5개 V병원의 자료를 활용하여 12년간 치매 신환자의 특성 추이를 분석하고 향후 치매환자 증가 수요에 대처하고 치매환자 관리에 기초자료를 제공하고자하는 것이 목적이다. 5개 V병원의 전체 치매 신환자수는 2003년 410명이었으나 2014년에는 5,048명으로 11.3배 증가하였으며, 5개 병원중에서는 P병원이 2003년에 비해 2014년은 30.3배로 가장 많이 증가하였고, D병원은 6.0배 증가하여 병원간에 차이가 많았으나 전반적으로 5개 V병원 치매환자 수가 크게 증가한 것으로 나타났다. 연령별에서는 75세~84세군에서 40.4%로 가장 높았고, 85세 이상 20.2%로 65세 이상이 93.5%로 대부분을 차지하여 고령층에서도 치매환자의 비율이 높게 나타났다. 치매환자 유형별에서는 알츠하이머병이 44.4%로 가장 높게 차지하였으며, 상세불명의 치매는 33.3%, 혈관성치매가 20.4% 순이었다. 연구결과는 12년 동안 큰 폭으로 증가하였으며, 치매환자는 연령이 높을수록 발생률이 높기 때문에 앞으로 5개 V병원의 치매환자 수는 더욱 증가할 것이다. 치매환자 증가 수요에 따른 효과적인 치매관리를 위한 체계적이고 지속적인 추진방안이 요구된다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제49권1호
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• pp.16-22
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• 2012

본 논문에서는 알츠하이머병이 유도된 형질전환 마우스로부터 획득한 혈소판 라만 스펙트럼의 분석을 위해 가우시안 모델을 이용한 커브 피팅으로 기준선을 추정하고 보정하는 방법을 제안하였다. 측정된 라만 스펙트럼은 의미 있는 정보와 불필요한 노이즈 성분인 기준선과 가산 노이즈를 포함하고 있다. 스펙트럼의 효율적인 분석을 위해 노이즈를 포함하고 있는 스펙트럼을 몇 개의 피크를 포함하는 영역으로 분할하고 각 로컬 영역의 스펙트럼을 가우시안 모델을 이용한 커브 피팅으로 모델링한다. 가산 노이즈는 원 스펙트럼을 이 델로 대체하는 과정에서 명백하게 제거된다. 피팅된 모델의 로컬 최저점을 linear, piecewise cubic Hermite, cubic spline 알고리즘으로 보간하고 기준선을 보정한다. 기준선을 보정한 피팅 모델은 PCA(principal component analysis) 방법을 이용하여 특징을 추출하고 SVM(support vector machine)과 MAP(maximum $a$ posteriori probability) 분류 방법으로 성능 비교 실험을 하였다. 실험 결과에 따르면 linear 보간법이 모든 주성분 수에 대한 분류율의 평균에서 우세하였고 특히 piecewise cubic Hermite 보간법은 주성분의 수가 5개인 경우에서 SVM 분류율이 약 97.3%로 가장 좋은 성능을 보였다. 또한 이전의 연구 결과와 비교를 통해 제안한 기준선 보정 방법이 혈소판 라만 스펙트럼의 분석에 효과적으로 적용될 수 있음을 확인하였다.

• 재활치료과학
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• 제4권2호
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• pp.7-15
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• 2015

목적 : 본 연구의 목적은 운동 프로그램이 치매환자의 일상생활활동에 미치는 효과를 살펴본 연구에 대해서 분석하는 것이다. 연구방법 : 2007년부터 2014년까지 국외학술지에 게재된 논문을 Pubmed를 통해 검색하였다. 주요 검색용어로는 'dementia',' alzheimer disease', 'exercise program', 'physical activity', 'activity of daily living', 'ADL'을 사용하였다. 최초 검색된 논문은 215편 이었으나 프로토콜을 거쳐 5편의 연구가 선정 되었다. 결과 : 선정된 논문의 Pedro score는 평균 7점으로 높은 편이었으며, 일상생활측정도구로 Katz index of ADLs, Bathel ADL index, IADL이 사용되었다. 연구들의 결과로는 실험군에서의 독립적인 일상생활수행능력의 유의미한 향상이 나타났고 시간이 지남에 따라 독립적인 일상생활활동수행능력이 저하되는 것을 늦추었다. 결론 : 본 연구는 치매환자를 대상으로 한 운동프로그램의 임상적 적용에 대한 근거를 제시하였으며, 연구결과 독립적인 일상생활활동을 수행하는데 효과적인 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 향후 임상가들이 치매환자의 독립적인 일상생활수행능력을 향상키기 위한 운동프로그램의 기초자료를 제시하고, 효과적인 치료접근법을 개발하는데 도움이 될 것으로 사료된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권4호
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• pp.595-599
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• 2013

알츠하이머병은 신경세포가 점차적으로 퇴화되는 질환으로 특히 해마와 기저쪽 앞뇌의 뇌조직이 위축되어 점진적으로 기억력을 잃어간다. 본 연구는 scopolamine(1 mg/kg, 7일 동안 1일 1회)으로 유발된 수컷 Sprague-Dawley 흰쥐 해마의 신경독성에 대한 천마 물 추출액의 효과를 규명하기 위하여 수행하였다. 실험동물(n=25)은 5군으로 나누었으며, 각 군마다 5마리씩 사용하였다. 실험군은 생리식염수를 투여한 정상군(Nor), scopolamine으로 유발한 다음 생리식염수를 20일(C-20)과 30일(C-30) 동안 투여한 대조군, scopolamine으로 유발한 다음 천마 추출액(200 mg/kg)을 20일(G-20)과 30일(G-30) 동안 투여한 실험군으로 구분하였다. 광학현미경으로 관찰한 결과 해마의 신경세포 핵은 G-20과 G-30에 비하여 C-20과 C-30에서 보다 응축되었거나 위축되어 있었다. 해마의 CA1과 CA3의 세포밀도를 조사한 결과 실험군이 대조군보다 높게 나타났다. 해마 주변의 뇌세포를 PAS로 염색한 결과 amyloid ${\beta}$ 단백질을 함유한 PAS-양성물질이 대조군에 비하여 실험군에서 감소하였다. 이상의 결과로 보아 천마 물추출액은 scopolamine으로 유발된 신경 독성을 개선하는 효과가 있는 것으로 사료되었다.

• 한국버섯학회지
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• 제16권3호
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• pp.213-217
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• 2018

알츠하이머병, 파킨슨병 등 신경퇴행성질환은 ROS 축적에 의한 산화 스트레스가 주된 원인 중 하나인 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 신경세포 내 ROS 생성을 억제하는 약용 버섯 추출물을 탐색하여, 녹각영지버섯 추출물을 선발하였다. 실험 결과, PC12 신경세포에서 $H_2O_2$ $50{\mu}M$ 처리에 의해 증가한 ROS 생성이 녹각영지버섯 추출물에 의해 억제되었다. 녹각영지버섯 추출물은 우수한 ABTS 라디칼 소거능($IC_{50}:46.90{\mu}g/ml$)을 가지고 있었으며, 신경세포에서 산화자극에 의한 ROS 생성을 농도의존적으로 억제하였다. 이러한 녹각영지버섯 추출물의 ROS 생성 억제능은 형광현미경 관찰을 통해서도 확인하였다. 본 연구의 실험 결과들은 녹각영지버섯의 항치매 기능성 소재로서의 가치를 보여주는 결과라고 할 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.427-428
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• 2014

서론: 최근 전세계적인 고령화 진행에 따른 뇌졸중, 파킨슨병, 알츠하이머병 등과 같은 각종 뇌관련 질환에 대한 관심이 더욱 높아지고 있으며 다양한 뇌질환 치료를 위하여 뇌 신경 신호의 정확한 검출 대한 연구가 학계에서 활발히 진행되고 있다. 효과적인 뇌 신경 신호 검출을 위해서는 세포조직의 손상을 최소화 할 수 있는 초소형 신경탐침 및 극소 면적내에서 극대화된 검출 전극이 구현되어야 한다. 그러나, 극소 면적내에 구성된 소면적 전극을 통한 신호 검출은 전극 계면에서의 높은 임피던스를 야기시켜 정밀한 신경신호 검출에 어려움을 만든다. 따라서, 뇌 신경 신호 검출시 전극 계면에서의 낮은 임피던스를 검출하기 위한 다결정실리콘, 이리듐 산화막, 탄소나노튜브와 같은 다양한 전극 소재를 이용한 신경탐침 연구가 제안되어 왔다. 본 연구에서는 극소화된 전극면적과 신경세포 계면에서의 저 임피던스 신경신호 검출을 위하여 비이온성 계면활성제와 전해도금을 이용하여 높은 거칠기값을 갖는 나노동공 백금층을 검출 전극으로 활용하였다. 실험 결과: 제작된 신경탐침의 몸체는 실리콘으로 이루어지며, 탐침 끝단에는 신호 측정을 위한 나노동공 백금층을 갖는 전극들이 집적되어 있다. Fig. 1 는 제작된 나노동공 백금을 갖는 신경탐침의 이미지 (a), SEM (b), TEM (c), FESEM (d) 측정결과를 보여준다. 0.9 %의 NaCl 용액에서 제작된 신경탐침의 계면임피던스 및 위상각 변화에 대한 측정결과가 Fig. 2에 나타나 있다. 1.2 kHz 주파수에서 $942.6K{\Omega}$ ($0.029{\Omega}cm^2$, $3.14{\mu}m^2$)로 극대화된 실표면적을 갖는 나노동공 백금층에 의하여 매우 낮은 임피던스 특성을 보인 것으로 판단된다. 또한 제작된 신경탐침은 위상각이 $-82.9^{\circ}$로서 캐패시터와 같은 역할을 하고 있다고 예상할 수 있었으며 $4.6mFcm^{-2}$의 축전용량값을 보였다. Fig. 3는 1 M의 황산용액에서 나노동공백금층이 형성된 신경탐침 전극과 형성 전의 전기화학적 표면변화를 비교분석한 결과로서 나노동공 백금층의 형성 전/후의 전류응답 특성이 상이하게 나타났다. 나노동공 백금층의 실표면적 극대화로 인한 전류응답수치 또한 크게 향상 되었으며, 0~-0.25 V 영역에서의 수소 흡착에 따른 환원곡선은 전형적인 백금 특성을 보여주는 결과로 판단 할 수 있다. Table 1는 기존에 연구되었던 신경탐침들과 본 연구에서 제작된 나노동공 백금을 갖는 신경탐침의 임피던스와 캐패시턴스 특성을 비교한 결과이다. 결론: 본 연구에서는 실리콘 신경탐침 끝단에 집적된 전극상에 전해도금법을 이용하여 높은 거칠기값을 갖는 나노동공 백금층을 형성하고 전극 계면상의 낮은 임피던스를 검출을 하였다. 나노동공 백금층을 갖는 신경탐침은 순환전압전류법을 통해 극대화된 실표면적을 극대화를 확인할 수 있었으며, 극대화된 검출 전극면은 저 임피던스 측정에 용이함을 실험을 통해서 증명할 수 있었다. 따라서, 높은 거칠기값의 나노동공 백금층은 초소형화된 신경탐침상에 집적되는 전극면적소형화와 다수의 전극 구현에 효과적일 것으로 판단되며 보다 정확한 신경신호 검출을 통한 뇌질환의 명확한 이해에 유망할 것으로 판단된다.