• 생명과학회지
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• 제33권12호
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• pp.1062-1073
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• 2023

우울증은 개인과 사회에 부정적인 영향을 미치는 흔한 정신질환이지만 그 원인은 아직 명확히 밝혀져 있지 않다. 스트레스는 우울증의 주요 위험인자이며, 염증을 유발하여 우울증에 대한 취약성을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 수많은 연구는 우울증과 염증의 강한 연관성을 제안하고 있다. 우울증 환자 혈액에서는 IL-1β, IL-6, IL-12, TNF-α 및 IFN-γ와 같은 친염증성 사이토카인이 증가하였으며, IL-4, IL-10 및 TGF-β와 같은 항염증성 사이토카인이 감소하였다. 설치류에 친염증성 사이토카인을 투여하면 우울 유사 행동이 관찰되는 반면, 항염증제를 투여하면 우울 증상이 완화된다. 이러한 연구들은 우울증의 병인에 염증의 중요성을 강조하고 있다. 우울증에서 염증이 활성화되는 기전에 관한 다양한 연구들이 진행되고 있다. 최근 연구에서는 스트레스로 유발되는 무균 염증의 중요성을 밝히고 있다. 병원균의 감염이 없는 상태에서 신체 및 심리적 스트레스로 인해 염증 과정이 활성화되는 것을 무균 염증이라 한다. 스트레스는 무균 염증을 활성화하기 위해 DAMPs (damage-associated molecular patterns)로 알려진 내인성 인자의 방출을 촉진시키며, 방출된 DAMPs는 해당 수용체인 PRRs (pattern recognition receptors)에 결합함으로서 신호전달을 통해 친염증성 사이토카인 생성을 증가시킨다. 본 종설에서 무균 염증의 조절 장애에 대한 전임상 및 임상 증거를 바탕으로 우울증에서 DAMP의 역할을 검토하고자 한다.

• 생명과학회지
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• 제23권3호
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• pp.448-461
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• 2013

크론병과 궤양성 대장염으로 잘 알려져 있는 염증성 장질환은 재발과 호전을 반복하는 만성적인 염증 및 이에 따른 합병증을 특징으로 하는 원인 불명의 질환이다. 염증성 장질환의 발생 원인은 아직 명확히 알려져 있지 않지만 흡연이나 식이와 같은 환경적 요인, 장내 세균총과 같은 미생물학적 요인, 면역 매개에 의한 조직 손상과 같은 면역학적 요인 그리고 유전학적 요인 등이 복합적으로 발생기전에 관여 할 것이라고 추정한다. 특히 사이토카인과 같은 염증매개물질에 의해 세포매개염증반응의 일련의 과정이 유발 혹은 증폭되거나, 면역 조절 기능의 면화로 장 점막의 국소적 조직 손상을 유발하게 되며 면역 및 염증 반응이 적절하게 감소되지 않고 지속되어 만성 염증에 이르게 된다. 최근 이러한 염증반응에 중요한 역할을 담당하는 사이토카인 유전자에 관심이 몰리고 있다. 사이토카인은 활성화된 면역세포에서 주로 생성되는 당단백으로서 분자량이 8~10 kD 정도이며, 면역 반응시 T세포, B세포, 대식세포 등의 면역세포 상호간에 활성화, 증식 및 분화 등에 관계하여 국소적 조직 손상 및 염증반응을 일으킨다. 반면에 장의 구조와 기능에 있어 중요한 기질인 식이 섬유소에서 유래되는 Butyrate는 친염증성 사이토카인을 감소시키고 항염증성 사이토카인을 증가시킴으로써 장관 면역계에 대한 조절기능을 보이고 있다. 따라서 본 총설에서는 Butyrate의 항염증 효과에 대한 분자적 기작을 면역세포에서 Butyrate가 가지는 사이토카인 조절 능력을 통해 이해하고 Butyrate가 염증성 장질환에 대해 새로운 치료 전략을 제시 해 줄 것으로 기대한다.

• 한국가금학회지
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• 제42권3호
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• pp.197-204
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• 2015

본 연구는 천연항산화 생리활성 소재로서 가시오갈피를 육계에게 0(CON), 0.5(AS1) 및 1.0%(AS2) 수준으로 급여하여 생산성, 면역장기 무게, 혈액 생화학적 성상 및 친염증 사이토카인 mRNA 발현에 미치는 영향을 조사하였다. 전 사육기간에서 가시오갈피 급여에 따른 체중, 증체 및 사료섭취량은 유의적 차이를 보이지 않았으나, AS2구에서 사료요구율이 유의적으로(p<0.05) 저하되었다. 면역장기 무게를 관찰한 결과, 간, 비장, F-낭 및 흉선 무게는 가시오갈피 급여에 따른 영향이 없었다. 혈액 생화학적 성분에서 albumin, total protein, cholesterol, AST, ALT 등과 같은 대부분의 성분은 대조구와 처리구간 차이는 없었다. 그러나 triglycerides는 대조구에 비해 AS2구에서 현저히(p<0.05) 높았고, glucose 수준은 대조구에 비해 가시오갈피 급여구에서 현저히(p<0.05) 증가되었다. 친염증 사이토카인 mRNA 발현을 조사한 결과, 가시오갈피 급여에 따라 백혈구의 IFN-${\gamma}$ mRNA 발현이 현저히(p<0.05) 감소되었으며, IL1-${\beta}$, IL-6, TNF-${\alpha}$, iNOS 등은 유의적 차이는 없었지만, 감소되는 경향이 있었다. 비장에서 친염증 사이토카인 발현은 유의적 차이가 없었다. 간 조직에서는 0.5% 가시오갈피 급여에 따라 iNOS mRNA 발현이 유의적으로(p<0.05) 감소하였지만, 다른 친염증 사이토카인 발현은 유의적 차이는 없었다. 따라서 육계 생산성 및 친염증 사이토카인 발현에 미치는 영향 등을 고려할 경우, 0.5% 수준의 가시오갈피 급여가 가장 바람직한 것으로 판단된다.

• 한국가금학회지
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• 제41권3호
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• pp.205-215
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• 2014

본 실험은 육계 품종(Ross vs. Cobb) 및 사육 밀도(표준 밀도구, $0.046m^2$/수 vs. 고밀도구, $0.023m^2$/수)가 생산성, 장기무게, 혈액 corticosterone, 친염증 사이토카인과 항산화 효소의 mRNA 발현에 미치는 영향을 조사하기 위해 실시하였다. 전체 사육 기간 동안 품종에 따른 생산성 지표들은 차이가 없었으나, 사육 밀도에 따른 사양 성적은 두 품종 모두 고밀도 사육구(HD)에서 표준 밀도구(SD)에 비해 체중과 사료 섭취량이 유의적으로 감소하였다(P<0.05). 간과 비장의 상대적 무게는 품종에 따른 유의적 차이가 나타났으나(P<0.05), 사육 밀도에 따른 차이는 없었다. 혈액 corticosterone 농도는 품종 및 사육 밀도에 따른 통계적 차이는 없는 것으로 나타났다. 육계 품종 및 사육 밀도에 따른 친염증 사이토카인과 항산화 효소의 mRNA 발현 양상으로 간 조직에서 이들 사이토카인(IL-$1{\beta}$, IL-6, IL-18 및 IFN-${\gamma}$) mRNA 발현은 품종과 사육 밀도에 따른 차이가 없었다. 한편, 항산화 유전자인 GPX mRNA 발현은 품종에 따라 현저한 반응의 차이를 보였으며(P<0.05), Ross 품종이 Cobb 품종보다 GPX mRNA 발현이 낮았다. 사육 밀도 요인에 따른 차이를 보면, SOD, GPX 및 CAT의 mRNA 발현이 모두 고밀도 사육구에서 현저히 증가되는 것으로 나타났다(P<0.05). 비장조직에서 대부분의 친염증 사이토카인은 품종 및 사육 밀도에 따른 차이가 없었으나, IL-18 mRNA 발현은 고밀도 사육 시 Cobb 종에서 발현이 감소되었다(P<0.05). 항산화 효소 mRNA 발현은 품종 및 사육 밀도 요인에 따라 SOD와 CAT에서 유의적 차이가 있었다(P<0.05). 이와 같은 결과로 보아 사양 성적은 육계 품종에 따른 요인에 영향을 받지 않았지만, 사육 밀도는 생산성을 감소시켰다. 친염증 사이토카인의 mRNA 발현은 품종 및 사육 밀도에 따른 차이는 적었으나, 항산화 효소는 품종, 사육 밀도 및 장기조직에 따른 발현의 차이가 나타나 체내 항상성 조절에 중요한 지표로서 지속적인 연구가 요구된다.

• 한국가금학회지
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• 제43권3호
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• pp.149-157
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• 2016

본 연구는 닭에서 사육밀도[(대조군(SSD) $495cm^2$/수 vs. 고밀도사육군(HSD) $245cm^2$/수] 및 LPS 투여(5 mg/kg BW)가 다른 각종 생리적 스트레스 지표에 미치는 영향을 조사하기 위해 실시되었다. 대조군, HSD군 및 LPS군(5 mg/kg BW)에서 체중 및 장기 무게를 조사한 결과, SSD군과 HSD군간 비교 시 체중은 고밀도사육 시 현저히(p<0.05) 감소하였으나, 간, 비장 및 흉선 무게는 차이가 없었다. LPS 투여군에서는 대조군에 비해 흉선과 F-낭 무게가 유의적(p<0.05)으로 증가하였다. 혈액 생화학적 성분에서 AST, ALT 및 BUN 수준은 SSD군과 HSD군 간에는 차이가 없었지만, LPS군에서 증가되었다(p<0.05). 혈중 Ca, P, CK, uric acid 수준 모두 LPS군에서유의하게(p<0.05) 높았다. 혈중 corticosterone 수준은 LPS군에서 SSD군과 HSD군에 비해 유의적(p<0.05)으로 증가되었으나, SSD와 HSD군 간에는 차이가 없었다. 친염증 사이토카인 mRNA 발현을 조사한 결과, 간 조직의 $IL-1{\beta}$, IL-6 및 iNOS mRNA 발현은 LPS군에서 SSD군에 비해 증가되었으나(p<0.05), SSD군과 HSD군 간에는 차이가 없었다. 흉선 $IL-1{\beta}$, IL-6, IL-18 mRNA 유전자 역시 LPS군에서 다른 군들에 비해 유의하게(p<0.05) 증가되었다. HSD군에서 흉선의 $IL-1{\beta}$는 SSD군에 비해 현저히(p<0.05) 증가되었다. F-낭의 $IL-1{\beta}$ 발현은 LPS군에서 SSD군에 비해 증가되었으나(p<0.05), 다른 사이토카인은 차이가 없었다. 이상의 결과, 고밀도사육에 따른 만성스트레스 요인은 닭의 환경적응성에 따라 생산성을 제외한 다른 지표들의 변화는 적었으나, LPS 투여는 혈액생화학성분 및 친염증 사이토카인 mRNA 발현을 현저하게 변화시켰다.

• 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.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제50권2호
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• pp.185-198
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• 2008

급성기 반응 중인 육계 병아리에서 미역 2.0% 사료가 영양소 대사, 항산화 효소활성 및 세포성 면역에 미치는 영향이 조사 되었다. 갓 부화한 숫 육계 병아리(Ross)는 4주간의 실험 사육기간에 미역 0.0%(기초) 및 2.0% 사료를 급여하고, 8, 10, 및 12일령에 Salmonella typhymurium lipopolysaccharide(LPS)를 복강내 주입하여 급성기 반응을 활성화 하였다. 실험사육 전기간을 통한 생산성은 사료 중 미역 함량이나 급성기 반응 또는 그 경험의 영향이 없었다. 대조(정상) 병아리에 비하여, 급성기 반응은 미역 2.0% 사료에서 일당 증체량에 영향이 없었으나, 혈장 과산화물 분해효소, 세포외액 SOD(EcSOD) (p<0.05), 적혈구 MnSOD와 CuZnSOD 활성을 높이고, 그리고 사료 중 미역 함량과 관계없이 대사체중(kg0.75) 당 NB와 ME이용량를 낮추고 TNF-α와 ovotransferrin 활성을 높였다. 미역 0.0% 사료에 비하여, 미역 2.0% 사료는, 급성기 반응과 관계없이 kg0.75 당 NB를 증가시켰고, 급성기 반응 중에는 kg0.75당 UAN 배설에 영향이 없었으나, 혈장 과산화물 농도와 적혈구 세포액의 과산화물 분해효소와 MnSOD(p<0.05) 활성을 낮추고 혈장 과산화물 분해효소와 EcSOD 활성은 높이고(p<0.05), 4주령 병아리에서 LPS 자극 PBMC에서 분비한 IL-1 활성을 증가시켰다.(주 단어:미역, LPS, 단백질과 에너지대사, 항산화계, 친염증성 사이토카인, PBMC, 육계 병아리)

• 생명과학회지
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• 제33권5호
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• pp.429-435
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• 2023

역학 연구에 따르면 임신 중 산모의 감염, 산모의 스트레스, 환경적 위험 요인이 태아의 인지 장애와 관련된 뇌 발달 이상 위험을 증가시키고 정신분열증 및 자폐 스펙트럼 장애에 대한 감수성을 증가시키는 것으로 나타났다. 여러 동물 모델은 모체 면역 활성화(MIA)가 태아와 자손의 비정상적인 뇌 발달 및 행동 결함을 유발하기에 충분하다는 것이 입증되었다. 모체 면역활성화 동물 모델에는 흔히 바이러스 모방 Poly I:C 또는 박테리아 유래물질 LPS 등을 임신한 어미에 도입시킴으로서 모체 면역이 활성화되며, 친염증성 사이토카인이 증가하고 자손의 뇌에서 미세아교세포 활성이 관찰되었다. 미세아교세포는 중추신경계에서 중재 역할을 하는 뇌 상주 면역 세포이다. 미세아교세포는 식균 작용, 시냅스 형성 및 분지, 혈관 신생과 같은 다양한 기능을 담당하는 것으로 알려져 있다. 여러 연구에서 미세아교세포가 모체면역활성화 자손에서 활성화되어 있고, 다양한 사이토카인과의 상호작용을 통해 자손 행동에 영향을 미침이 보고되었다. 또한 신경세포와 별아교세포와의 상호작용을 통해 뇌회로에서도 중요한 역할을 담당한다. 그러나 미세아교세포가 뇌 발달 및 행동 결함에 필수적인지에 대해서는 논란이 있으며 정확한 메커니즘은 아직 알려지지 않다. 따라서 뇌 발달 장애의 잠재적 진단 및 치료를 위해서는 모체면역활성화 동물 모델에서 미세아교세포 기능 연구의 필요성이 더욱 요구되고 있다.

• 생명과학회지
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• 제32권12호
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• pp.929-937
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• 2022

황금찰수수 종자의 항염증 활성을 알아보기 위해, 국내에서 재배되고 있는 3가지 수수 품종(황금찰, 현찰, 찰)의 종자로부터 에탄올 추출물을 확보하여, 지질다당류(LPS)에 의해 자극된 마우스 대식세포주 RAW264.7를 이용하여 염증반응 관련 일산화질소(NO) 생성에 대한 억제 활성을 확인하였다. 세가지 품종 중에서 황금찰수수 종자의 억제활성이 가장 강하게 확인되었다. 황금찰수수 종자의 EtOH 추출물은 n-헥산, 메틸렌클로라이드(MC), 에틸아세테이트(EtOAc), 및 n-부탄올로 순차적으로 분획하였다. 이후 활성이 강하게 확인된 MC 분획을 이용하여, LPS-자극 RAW 264.7 세포에서 항염증 효능을 구체적으로 조사한 결과, LPS-자극에 의해 유도되는 염증반응관련 iNOS, COX-2 및 친염증성 사이토카인(IL-1β, IL-6, TNF-α)의 발현을 현저히 감소시켰다. 또한 MC 분획은 LPS-자극에 의해 염증관련 현상으로 유도되는 p38 mitogen-activated protein kinase (MPAK), c-Jun N-말단 키네이스(JNK) 및 세포외 신호조절 키네이스(ERK)의 활성화를 억제하는 것으로 나타났다. HPLC 분석으로 MC분획을 더 조사한 결과, 주요 구성 페놀화합물로서 gentisic acid와 naringenin을 확인하였다. Gentisic acid와 naringenin은 유사한 수준으로 LPS처리애 의해 RAW264.7 세포에서 유도되는 NO 생성에 대한 강력한 억제 활성을 나타내었다. 이상의 연구결과들은 황금찰수수 종자의 항염증 활성과 관련된 gentisic acid 및 naringenin의 작용을 잘 보여주며, 아울러 황금찰수수 종자가 곡물 기반 기능성 식품 개발에 적용될 수 있는 유익한 건강 효과를 가지고 있음을 시사한다.