• Journal of Ginseng Research
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• 제45권2호
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• pp.344-353
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• 2021

Background: Korean Red ginseng extract (KRGE) has beneficial effects on the cardiovascular system by improving endothelial cell function. However, its pharmacological effect on endothelial cell senescence has not been clearly elucidated. Therefore, we examined the effect and molecular mechanism of KRGE on the senescence of human umbilical vein endothelial cells (HUVECs). Methods: HUVECs were grown in normal or KRGE-supplemented medium. Furthermore, they were transfected with heme oxygenase-1 (HO-1) gene or treated with its inhibitor, a NF-κB inhibitor, and a miR-155-5p mimic or inhibitor. Senescence-associated characteristics of endothelial cells were determined by biochemical and immunohistochemical analyses. Results: Treatment of HUVECs with KRGE resulted in delayed onset and progression of senescence-associated characteristics, such as increased lysosomal acidic β-galactosidase and decreased telomerase activity, angiogenic dysfunction, and abnormal cell morphology. KRGE preserved the levels of anti-senescent factors, such as eNOS-derived NO, MnSOD, and cyclins D and A: however, it decreased the levels of senescence-promoting factors, such as ROS, activated NF-κB, endothelial cell inflammation, and p21 expression. The beneficial effects of KRGE were due to the induction of HO-1 and the inhibition of NF-κB-dependent biogenesis of miR-155-5p that led to the downregulation of eNOS. Moreover, treatment with inhibitors of HO-1, NF-κB, and miR-155-5p abolished the anti-senescence effects of KRGE. Conclusion: KRGE delayed or prevented HUVEC senescence through a signaling cascade involving the induction of HO-1, the inhibition of NF-κB-dependent miR-155-5p biogenesis, and the maintenance of the eNOS/NO axis activity, suggesting that it may protect against vascular diseases associated with endothelial senescence.

• KSBB Journal
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• 제23권3호
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• pp.231-238
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• 2008

암세포의 침윤은 숙주 조직의의 기저막과 세포외 기질을 침투함으로써 일어난다. 침윤과 전이과정에는 단백질가수분해 효소인 matrix metalloproteinases (MMPs)가 깊이 연관되어 있는 것으로 알려져 있으며, MMP의 가수분해 활성은 tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMPs)라는 억제 단백질에 의해 억제된다. TIMP-2는 21kDa 크기의 포유류 단백질로 대장균에서 과발현 시 다른 많은 포유류 단백질과 마찬가지로 가용성이 낮은 봉입체 형태로 발현된다. TIMP-2 단백질의 접힘에 6개의 이황화결합이 필요하고, 이는 일반적으로 대장균 환경은 적합하지 않다. 본 연구에서는 대장균에서 불가용성으로 발현되는 TIMP-2 유전자를 유전자셔플링 기법의 한 가지인 StEP (staggered extension process)를 변형하고 동시에 $Mn^{2+}$ 농도 변화와 dGTP 불균형을 이용한 무작위 돌연변이 기법을 혼용하여 대장균에서 가용성 TMP-2 재조합 변이체를 생성하고자 하였다. 무작위로 재조합된 TIMP-2 유전자 중에서 가용성으로 발현되는 TIMP-2 유전자를 선별하기 위해서 chloramphenicol acetyltransferase (CAT)-융합 방법을 도입하였다. CAT 유전자가 가용성으로 발현되는 재조합 TIMP-2 유전자에 융합되면 이를 갖는 E. coli는 높은 chloramphenicol 환경에서 생존이 가능하게 된다. 이러한 in virro mutageuesis 기법과 CAT-융합 방법으로 대장균 가용성 TIMP-2 재조합 변이체를 14가지 얻을 수 있었다. 변이체 TIMP-2의 아미노산서열 분석과 구조 분석 결과 주로 소수성 아미노산이 친수성 아미노산으로 전환되었고, MMP와의 결합이 관여하지 않는 C-말단 부위에 돌연변이가 집중되어 있었다. 본 연구에서 개발된 간편하고 새로운 in vitro 재조합 방법과 CAT을 이용한 스크리닝 기법은 다른 많은 대장균 내 불가용성 단백질의 발현에도 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제20권7호
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• pp.1054-1065
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• 2010

생약복합물인 SH21B는 황금(Scutellaria baicalensis Georgi), 행인(Prunus armeniaca Maxim), 마황(Ephedra sinica Stapf), 석창포(Acorus gramineus Soland), 포황(Typha orientalis Presl), 원지(Polygala tenuifolia Willd), 하엽(Nelumbo nucifera Gaertner)의 혼합(비율 3:3:3:3:3:2:2)으로 이루어졌다. SH21B는 예로부터 한의학에서 비만의 치료에 사용되어 왔으나 자세한 분자적 메커니즘과 효능에 대한 연구는 이루어지지 않았다. 본 연구진은 선행연구를 통해 SH21B가 지방세포의 분화에서 adipogenesis (지방세포형성)와 관련된 유전자를 조절하여 중성지방의 축적을 억제함을 밝혔다. 본 연구에서는, microarray 기술을 이용하여 adipogenesis의 in vitro 모델인, 3T3-L1 세포에서 SH21B에 의한 지방세포형성 억제의 분자적 기작을 보다 상세하게 연구하고자 하였다. 전지방세포, 분화된 세포 그리고 SH21B에 의해 분화가 억제된 세포의 각각의 유전자 발현을 분석하기 위해 각 시료들에서 total RNA를 분리하여 cDNA를 합성한 후 microarray에 적용시켰다. 그 결과, 각각의 시료들의 비교에서 2배 이상의 유의한 발현 변화를 가지는 2,568개의 유전자를 확보하였다. 이 유전자들에 대해 Hierarchical clustering과 K-means clustering 분석을 진행하였고 서로 다른 양상을 가지는 9개의 군집(cluster)들을 분류하였다. 그 중, SH21B의 첨가에 의해 뚜렷하게 감소(cluster 4, cluster 6 및 cluster 9)하거나 반대로 뚜렷하게 증가(cluster 7와 cluster 8)하는 양상을 보이는 군집들을 따로 선별하여 그 군집들에 포함되어 있는 유전자들을 분석하였다. 선택 된 5개의 군집에는 지방세포형성과 세포증식에 관련된 유전자가 다수 포함되어 있었다. Cluster 4, cluster 6 그리고 cluster 9에는 peroxisome proliferator activated receptor gamma $\gamma$ ($PPAR{\gamma}$), CCAAT/enhancer binding protein $\alpha$ (C/$EBP{\alpha}$), sterol regulatory element binding transcription factor 1 (SREBF1), adiponectin (ADIPOQ), fatty acid synthase (FASN), lipoprotein lipase (LPL) 등의 지방세포형성 유도 및 관련 인자와 B-cell leukemia/lymphoma6 (BCL6), retinoblastoma 1 (RB1), cyclin-dependent kinase inhibitor 2C (CDKN2c), ras homolog gene family, member B (RHOB) 등의 많은 세포증식 억제 유전자가 포함되었다. 이와는 반대로, cluster 7과 cluster 8에는 $\beta$-catenin, cyclin D1 (CCND1), WNT1 inducible signaling pathway protein 2 (WISP2) 등과 같은 지방 세포형성 억제 조절자와 MARCKS-like1 (MARCKSL1), colony stimulating factor 1 (CSF1), discoidin domain receptor family, member 2 (DDR2), leukemia inhibitory factor receptor (LIFR) 등의 세포증식을 유도하는 조절자가 다수 포함되었다. 결론적으로, 이러한 결과들은 SH21B가 지방세포형성과 관련된 조절자 및 세포증식과 관련 된 조절자들의 유전자 발현을 조절하여 지방세포형성을 억제함을 제시한다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제39권1호
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• pp.54-63
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• 2010

Flavonoid 계열의 한 종류인 baicalin은 항염증, 항암, 항바이러스, 항세균 등의 효능을 가진다. 본 연구진은 선행연구를 통한 이전의 보고에서 baiclain이 adipogenesis pathway(지방세포 형성 경로)의 anti-adipogenic(지방세포 형성억제)과 pro-adipogenic(지방세포 형성 유도) factor들을 조절함으로써 비만 및 adipogenesis를 억제함을 밝혔다. 본 연구에서는, microarray 기술을 이용하여 3T3-L1 세포에서 baiclain이 유도하는 지방세포 형성 억제 효과에 대한 분자적 기작을 보다 상세하게 연구하고자 하였다. 지방세포의 분화 시간(0일, 2일, 4일 및 7일)과 분화 시 baicalin의 처리 유무에 따라 유전자 발현 양상을 분석하기 위해 해당 시료들을 microarray에 적용하였다. Microarray 결과로부터 2배이상의 변화가 있는 3972개의 유전자를 확보하였다. 그 유전자들의 발현 양상을 좀 더 자세히 살펴보기 위해 hierarchical clustering 분석을 진행하였고 그 결과로 20개의 cluster를 분류할 수 있었다. 그들 중 4개의 cluster는 분화의 전반적인 기간에서 baicalin의 첨가에 의해 뚜렷하게 상승(cluster 8과 cluster 10)하거나 반대로 뚜렷하게 감소(cluster 12와 cluster 14)하는 양상을 보였다. Cluster 8과 cluster 10에는 CHOP(CCAAT/enhancer-binding protein homologous protein), INSIG1(insulin induced gene 1), WISP2(WNT1 inducible signaling pathway protein 2), ADM(adrenomedullin), CCND2(cyclin D2), GRN(granulin) 및 TGFB3(transforming growth factor, beta 3)과 같은 세포 증식과 지방세포 형성 억제를 상승시키는 유전자들이 다수 포함되었다. 반대로 cluster 12와 cluster 14에는 세포 증식 억제, 세포 주기 억제 및 세포 성장 억제와 연관되거나 지방세포를 유도하는 유전자인 LTA(lympotoxin A), ACADSB(acyl-Coenzyme A dehydrogenase, short/branched chain), HMGCS2(3-hydroxy-3-methylglutaryl-Coenzyme A synthase 2), IGFBP7(insulin-like growth factor binding protein 7), MERTK(c-merproto-oncogene tyrosine kinase), RASSF2(ras association(RalGDS/AF-6) domain family 2), RHOU(ras homolog gene family, member U) 및 SESN1(sestrin1) 등이 포함되었다. 결론적으로 baicalin은 세포 증식 및 지방세포 형성과 연관된 유전자들을 조절함으로써 지방세포의 분화를 억제하는 것으로 사료된다. 이러한 결과는 baicalin이 유도하는 지방세포 형성 억제 및 비만 억제 효과의 분자적 기작에 대한 중요한 정보를 제시한다.

• 생명과학회지
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• 제23권5호
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• pp.629-636
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• 2013

본 연구에서는 쌍떡잎식물 쥐손이풀목 소태나무과에 속하는 소태나무 잎 methanol 추출물을 이용하여 항염증 및 항산화 활성을 확인해 보았다. 먼저, 소태나무 잎 methanol 추출의 항산화 활성을 알아보기 위해 폴리페놀, 플라보노이드 함량을 측정하였으며 그 결과, 소태나무 잎 추출물에서 폴리페놀과 플라보노이드의 함량은 각각 $367.52{\mu}g/mg$, $46.41{\mu}g/mg$으로 나타나 플라보노이드 보다는 다량의 폴리페놀을 함유하는 것을 확인하였다. 항염증 활성을 확인하기 위해 염증 매개물질인 NO와 염증성 cytokine인 $PGE_2$를 생성을 측정하였다. 소태나무 잎추출물을 LPS로 염증을 유도한 대식세포에 농도별로 처리한 결과 NO의 생성을 $100{\mu}g/ml$의 농도에서 80%까지 억제하는 것으로 나타났으며, 염증성 cytokine인 $PGE_2$의 생성을 $50{\mu}g/ml$, $100{\mu}g/ml$의 농도에서 각각 85%, 90%까지 생성을 억제하는 것으로 나타났다. 또한, 소태나무 잎 추출물이 염증반응과 관련된 iNOS, COX-2, p-NF-${\kappa}B$, p-$I{\kappa}B$의 단백질 발현에 미치는 영향을 확인한 결과, iNOS 단백질은 농도 유의적으로 그 발현이 감소하는 것을 확인하였으며, COX-2 단백질의 경우 12.5, 25, $50{\mu}g/ml$의 농도에서는 큰 변화 나타나지 않았지만 $100{\mu}g/ml$의 농도에서 그 발현이 크게 억제되는 것을 확인하였다. 또한 iNOS와 COX-2의 발현을 조절하는 NF-${\kappa}B$ signaling을 확인해 본 결과, $I{\kappa}B$와 NF-${\kappa}B$의 인산화를 효과적으로 감소시킴으로써 항염증 활성을 나타내는 것을 확인 할 수 있었다. 이상의 결과와 같이, 소태나무 잎 추출물은 항산화 활성과 우수한 항염증 활성을 나타내는 기능성 소재로의 활용이 가능할 것이라고 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제31권6호
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• pp.550-558
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• 2021

양성 전립선 비대증(BPH)의 발병은 노화에 따른 남성 호르몬 수치의 변화와 연관된 내분비 기능 저하와 밀접한 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 현재 BPH 치료를 위해 임상적으로 사용되는 약물은 다양한 부작용을 나타내므로 효과적인 대체 식의약 소재의 개발을 시급히 요구된다. 산수유나무의 열매인 산수유(Fructus Corni)는 오랫동안 다양한 질병의 예방 및 치료에 사용되어왔으며 최근 BPH의 진행을 억제할 수 있음이 밝혀졌다. 본 연구에서는 BPH에 대한 산수유 열수 추출물(CF)의 추가 효능을 평가하기 위해 비거세 및 거세 동물 모델에서 TP에 의한 BPH 유도에 미치는 효과를 조사하였으며, BPH 억제를 위한 양성대조군으로 FINA를 사용하였다. 본 연구의 결과에 의하면 CF 투여는 대조군 및 FINA 처리 그룹에 비하여 비거세 및 거세군 모두에서 전립선의 과도한 발달을 억제하였다. BPH에 대한 CF의 억제 효과는 BPH 유도에 관여하는 testosterone과 DHT의 발현 감소뿐만 아니라 HIF-1α, 5α-reductase type 2, SRC1, AR 및 PSA 발현의 과도한 발현 억제와 관련이 있었다. 또한, 스트레스 호르몬인 cortisol의 혈청 수준은 비거세 및 거세군 모두에서 TP에 의한 BPH 유도 동안 증가하였지만 CF 투여에 의하여 유의하게 감소되었다. 그러나 BPH 유도군에서 insulin 및 IGF-1은 증가되지 않았으며 CF에 의한 효과적인 결과는 나타나지 않았다. 이러한 결과는 AR 신호 전달 경로 활성의 억제를 통해 BPH에 대한 CF의 유익한 효과를 시사하며, 산수유가 BPH의 예방과 치료에 잠재적인 가능성을 가지고 있음을 시사한다.

• 생약학회지
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• 제40권3호
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• pp.196-204
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• 2009

당뇨병 치료 및 예방에 전통적으로 사용되어온 생약 및 식품 소재로 구성된 생약복합제인 백강잠, 산약, 쥐눈이콩, 청국장가루의 복합물을 대상으로 실험관 및 동물실험을 통하여 혈당강하 효과를 확인하였다. 생약복합제 $H_2O$추출물은 당흡수에 관여하는 $\alpha$-glucosidase효소를 비교약물인 acarbose ($IC_{50}$=0.39 mg/mL)과 비교하여 1/3배 정도의 활성을 보였으며 ($IC_{50}$=1.24 mg/mL), ethanol추출물은 인슐린 내성에 관여하는 $PTP1{\beta}$ 효소작용을 ($IC_{50}=498.46{\mu}g$/mL) 효과적으로 억제하였다. $PTP1{\beta}$ 효소를 억제하는 n-hexane 분획을 대상으로 하여 GC-MS로 성분 분석한 결과 지방산유도체인 것으로 나타났다. 고지방식이와 저용량 STZ (35 mg/kg)으로 유발시킨 당뇨모델에서 OGTT 실험결과 비교약물인 rosiglitazone(당부하 30분 후 평균 60 mg/dL 의 감소)과 생약복합제 투여군의 경구 당부하능 개선효과를(당부하 30분 후 평균 30 mg/dL의 감소) 확인하였다. 또한, 대사성 증후군 모델에서는 체중증가의 감소 효과와 공복혈당의 증가를 현저히 억제함을 확인하였으며, OGTT에서도 후반부에 현저한 경구당부하능 개선 효과를 관찰 할 수 있었다. 이 결과를 바탕으로 산약, 백강잠, 쥐눈이콩, 청국장으로 조제한 생약복합제는 당뇨 및 대사성 증후군의 혈당을 조절하는 데 도움을 줄 수 있을 것이라 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제27권11호
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• pp.1369-1375
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• 2017

본 연구의 목적은 넙치 인지질가수분해효소(PLC-${\delta}1$) 3가지 타입의 세포내 특성을 규명하고자 하였다. 일반적으로 인지질가수분해효소(PLC)의 신호전달경로는 핵, 세포막, 세포질에 분포한다고 알려져 있으나, 핵내 위치 메커니즘은 여전히 불분명하다. PoPLC-${\delta}1A$, PoPLC-${\delta}1B$ (Sf)과 PoPLC-${\delta}1B$ (Lf)의 3타입의 유전자들은 각각 핵위치 신호(NLS)와 핵방출서열(NES)을 포함하고 있다. 본 연구에서는, 넙치 3가지 타입 인지질가수분해효소(PLC-${\delta}1$)의 세포내 위치이동 메커니즘 분석을 위해 GFP 벡터에 유전자를 삽입하여 ionomycin과 thasogargin처리 후 세포위치와 이동양상을 공초점 레이저 주사현미경으로 관찰하였다. PoPLC-${\delta}1A$는 PoPLC-${\delta}1B$ (Lf)와 PoPLC-${\delta}1B$ (Sf)가 원형질막에 국한되어 분포할때 세포질과 세포막보다 세포 소기관에 분포되어 있었다. PoPLC-${\delta}1B$ (Lf) 및 PoPLC-${\delta}1$ (Sf)이 핵 세포질내 이동양상을 보이지 않을 때, PoPLC-${\delta}1A$은 ionomycin과 thapsigargin 처리에 의해 핵 내에 축적되는 양상을 나타냈다. 이런 결과는 손상되지 않은 기능적 NES 서열을 포함하는 PoPLC-${\delta}1A$가 어류에서 핵 세포질 내 왕복 및 이동의 주된 역할을 한다는 것을 보여주고 있다.