Chen, Zhi-Qing;Zhou, You;Huang, Jun-Wen;Chen, Feng;Zheng, Jing;Li, Hao-Liang;Li, Tao;Li, Lang
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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제25권2호
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pp.147-157
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2021
Coronary microembolization (CME) is associated with cardiomyocyte apoptosis and cardiac dysfunction. Puerarin confers protection against multiple cardiovascular diseases, but its effects and specific mechanisms on CME are not fully known. Hence, our study investigated whether puerarin pretreatment could alleviate cardiomyocyte apoptosis and improve cardiac function following CME. The molecular mechanism associated was also explored. A total of 48 Sprague-Dawley rats were randomly divided into CME, CME + Puerarin (CME + Pue), sham, and sham + Puerarin (sham + Pue) groups (with 12 rats per group). A CME model was established in CME and CME + Pue groups by injecting 42 ㎛ microspheres into the left ventricle of rats. Rats in the CME + Pue and sham + Pue groups were intraperitoneally injected with puerarin at 120 mg/kg daily for 7 days before operation. Cardiac function, myocardial histopathology, and cardiomyocyte apoptosis index were determined via cardiac ultrasound, hematoxylin-eosin (H&E) and hematoxylin-basic fuchsin-picric acid (HBFP) stainings, and TdT-mediated dUTP nick-end labeling (TUNEL) staining, respectively. Western blotting was used to measure protein expression related to the phosphoinositide 3-kinase (PI3K)/protein kinase B (Akt)/glycogen synthase kinase-3β (GSK-3β) pathway. We found that, puerarin significantly ameliorated cardiac dysfunction after CME, attenuated myocardial infarct size, and reduced myocardial apoptotic index. Besides, puerarin inhibited cardiomyocyte apoptosis, as revealed by decreased Bax and cleaved caspase-3, and up-regulated Bcl-2 and PI3K/Akt/GSK-3β pathway related proteins. Collectively, puerarin can inhibit cardiomyocyte apoptosis and thus attenuate myocardial injury caused by CME. Mechanistically, these effects may be achieved through activation of the PI3K/Akt/GSK-3β pathway.
천연물로부터 새로운 미백 화장품 소재를 개발하기 위해 참나물(P. brachycarpa)을 선택하여 B16 멜라노마 세포에서 tyrosinase 활성 저해 효과, melanin 생성 저해 효과를 측정하였다. 먼저 참나물추출물의 4가지 극성별 용매 분획화 실험을 실시하였으며, 항산화효과와 티로시나아제 저해효과를 측정하였다. 참나물의 미백 활성 메카니즘을 알아보기 위해 Western blotting과 RT-PCR을 이용하여 tyrosinase, TRP-1, TRP-2의 단백질 발현과 mRNA 변화를 연구하였다. 또한, HaCaT 각질형성세포에서 UVB 조사 후 엔도세린-1(ET-1)의 발현은 사람 ET-1 항체를 이용하여 quantitative enzyme immunoassay(EIA)로 측정하였다. 그 결과 참나물추출물과 4가지 분획(hexane, EtOAc, butanol and aqueous)은 100 ${\mu}g/mL$ 농도에서 각각 87.2, 2.5, 97.2, 80.5, 49.8%의 프리라디칼 소거효과를 나타내었으며, tyrosinase 저해효과는 100 ${\mu}g/mL$ 농도에서 각각 18.3, 15.1, 55.4, 13.1, 0%로 나타났다. 각 극성별 분획 중 EtOAc 분획 100 ${\mu}g/mL$ 농도에서 58% 이상의 가장 우수한 멜라닌 생성 저해 효과가 나타났다. 참나물 EtOAc 분획은 B16 멜라노마 세포에서 티로시나아제 활성 및 발현을 모두 저해하였으며, RT-PCR 결과에서도 tyrosinase, TRP-1의 mRNA 발현 저해효과가 우수하게 나타났다. 또한 HaCaT 각질형성세포에서 UVB 조사 후 생성된 엔도세린-1의 생성 실험에서도 참나물 EtOAc 분획 $12.5{\sim}50{\mu}g/mL$ 농도에서 엔도세린-1의 생성이 컨트롤에 비해 40% 정도로 우수하게 저해되었다. 결론적으로 참나물추출물은 멜라닌 합성과정에서 우수한 tyrosinase 저해효과와 엔도세린-1 발현저해효과를 가지는 새로운 천연 미백 소재로 적용될 수 있을 것이라 기대된다.
세계는 신형 코로나바이러스 감염증(COVID-19)으로 수 많은 인명 피해와 경제적 손실을 기록하고 있는 상황이다. 우리나라 정부는 연구개발(Research & Development)을 통해 국가 감염병 위기를 극복하려는 전략을 수립하고 실행하기 위한 투자방향을 수립하였다. 기존 기술분류나 과학기술 표준분류에 따른 통계를 활용하면 특정 R&D 분야의 특이점 및 변화를 발견하기 어렵다는 한계가 존재해왔다. 최근 우리나라 감염병 연구개발 과제를 대상으로 수요자의 목적에 맞게 분류체계를 수립하고 연구비 비교 분석을 통해 투자가 요구되는 연구 분야를 제시하는 연구들이 진행되었다. 하지만 현재 국가 보건 안보와 신성장 산업육성이라는 목표를 달성하기 위한 실행방안으로 요구되고 있는 전염병 연구분야의 국가간 협력전략 수립에 필요한 정보를 체계적으로 제공하고 있지 못한 상황이다. 따라서 국가 공동 연구개발 전략 수립을 위한 분류체계와 분류모델기반의 정보서비스에 대한 연구가 요구되고 있다. 우선 감염병관련 NTIS 과제데이터를 기반으로 정성분석을 통해 7개의 분류체계를 도출하였다. 스코퍼스(Scopus) 데이터와 양방향 RNN모델을 사용하여, 분류체계 모델을 학습시켰다. 최종적인 모델의 분류 성능은 90%이상의 높은 정확도와 강건성을 확보하였다. 실증연구를 위해 주요 국가의 코로나바이러스 연구개발 과제를 대상으로 전염병 분류체계를 적용하였다. 주요 국가의 감염병(코로나바이러스) 연구개발 과제를 분류체계별로 분석한 결과, 세계적으로 유행하는 바이러스의 예상치 못한 창궐이 확산되는 속도에 비해 백신과 치료제 개발이 제대로 이뤄지지 않는 원인의 배경을 간접적으로 확인할 수 있었다. 국가별 비교분석을 통해 미국과 일본은 상대적으로 모든 영역에 골고루 연구개발 투자를 하고 있는 것으로 나타난 반면, 유럽은 상대적으로 특정 연구분야에 많은 투자를 하는 집중화 전략을 취하는 것으로 나타났다. 동시에 주요 국가의 코로나 바이러스 주요 연구조직에 대한 정보를 분류체계별로 제공하여 국제 공동R&D 전략의 기초정보를 제공하였다. 본 연구 결과를 통해 세 가지 정책적 의미를 도출할 수 있다. 첫째, 데이터기반 과학기술정책 관점에서 수요자 관심분야에 대한 국가 R&D사업의 정보를 글로벌 기준으로 문서를 분류하는 방안을 제시하였다. 둘째, 감염병관련 국가 R&D사업 영역에 대한 정보분석 서비스 기획의 기반을 마련하였다. 마지막으로 국가 감염병 R&D 분류체계 수립을 통해 분류 체계의 궁극적 목표인 산업, 기업, 정책 정보를 제공할 수 있는 기반을 마련한 것이다.
Huang, Shuling;Pei, Qitao;Ding, Xiuli;Zhang, Yuting;Liu, Dengxue;He, Jun;Bian, Kang
Geomechanics and Engineering
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제23권2호
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pp.151-163
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2020
Grouting method is an effective way of reinforcing cracked rock masses and plugging water gushing. Current grouting diffusion models are generally developed for horizontal cracks, which is contradictory to the fact that the crack generally occurs in rock masses with irregular spatial distribution characteristics in real underground environments. To solve this problem, this study selected a cement-sodium silicate slurry (C-S slurry) generally used in engineering as a fast-curing grouting material and regarded the C-S slurry as a Bingham fluid with time-varying viscosity for analysis. Based on the theory of fluid mechanics, and by simultaneously considering the deadweight of slurry and characteristics of non-uniform spatial distribution of viscosity of fast-curing grouts, a theoretical model of slurry diffusion in an oblique crack in rock masses at constant grouting rate was established. Moreover, the viscosity and pressure distribution equations in the slurry diffusion zone were deduced, thus quantifying the relationship between grouting pressure, grouting time, and slurry diffusion distance. On this basis, by using a 3-d finite element program in multi-field coupled software Comsol, the numerical simulation results were compared with theoretical calculation values, further verifying the effectiveness of the theoretical model. In addition, through the analysis of two engineering case studies, the theoretical calculations and measured slurry diffusion radius were compared, to evaluate the application effects of the model in engineering practice. Finally, by using the established theoretical model, the influence of cracking in rock masses on the diffusion characteristics of slurry was analysed. The results demonstrate that the inclination angle of the crack in rock masses and azimuth angle of slurry diffusion affect slurry diffusion characteristics. More attention should be paid to the actual grouting process. The results can provide references for determining grouting parameters of fast-curing grouts in engineering practice.
Kim, Se-Hoon;Choi, Kun-Moo;Kim, Hoe-Suk;Jeon, Byeong-Hwa;Chang, Seok-Jong
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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제3권1호
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pp.1-10
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1999
We sought to find out the mechanism of vascular relaxation by extracellular $K^+$ concentration $([K^+]_o)$ in the cerebral resistant arteriole from rabbit. Single cells were isolated from the cerebral resistant arteriole, and using voltage-clamp technique barium-sensitive $K^+$ currents were recorded, and their characteristics were observed. Afterwards, the changes in membrane potential and currents through the membrane caused by the change in $[K^+]_o$ was observed. In the smooth muscle cells of cerebral resistant arteriole, ion currents that are blocked by barium, 4-aminopyridine (4-AP), and tetraethylammonium (TEA) exist. Currents that were blocked by barium showed inward rectification. When the $[K^+]_o$ were 6, 20, 60, and 140 mM, the reversal potentials were $-82.7{\pm}1.0,\;-49.5{\pm}1.86,\;-26{\pm}1.14,\;-5.18{\pm}1.17$ mV, respectively, and these values were almost identical to the calculated $K^+$ equilibrium potential. The inhibition of barium-sensitive inward currents by barium depended on the membrane potential. At the membrane potentials of -140, -100, and -60 mV, $K_d$ values were 0.44, 1.19, and 4.82 ${\mu}M,$ respectively. When $[K^+]_o$ was elevatedfrom 6 mM to 15 mM, membrane potential hyperpolarized to -50 mV from -40 mV. Hyperpolarization by $K^+$ was inhibited by barium but not by ouabain. When the membrane potential was held at resting membrane potential and the $[K^+]_o$ was elevated from 6 mM to 15 mM, outward currents increased; when elevated to 25 mM, inward currents increased. Fixing the membrane potential at resting membrane potential and comparing the barium-sensitive outward currents at $[K^+]_o$ of 6 and 15 mM showed that the barium- sensitive outward current increased at 15 mM $K^+.$ From the above results the following were concluded. Barium-sensitive $K^+$?channel activity increased when $[K^+]_o$ is elevated and this leads to an increase in $K^+-outward$ current. Consequently, the membrane potential hyperpolarizes, leading to the relaxation of resistant arteries, and this is thought to contribute to an increase in the local blood flow of brain.
PSTN(Public Switched Telephone Network)과 IP Network의 연동을 제공하는 새로운 프로토콜 ENUM(tElephone Numbering Mapping)은 전 세계적으로 유일성을 가지는 전화번호를 DNS 기반의 구조에서 사용되는 F.Q.D.N.(Fully Qualified Domain Name)으로 변환함으로써 E.164 번호를 사용하여 PSTN에서 제공하는 서비스와 IP 네트워크에서 제공하는 서비스를 동시에 사용 가능케 하는 새로운 인터넷 주소체계이다. 본 논문에서는 미국과 유럽에서 활발히 진행중인 ENUM 모델 표준화 연구 및 개발에 발맞추어 ENUM 기반의 서비스를 사용할 때 ENUM resolution 성능 향상을 위한 Tier 2 네임서버 관리기법을 제시한다. ENUM 위임구조에서 Tier 2 네임서버 제공업자가 지역번호 별로 ENUM 등록 대행업 및 NAPTR RR(Naming Authority PoinTeR 리소스 레코드)을 제공함으로써 ENUM resolution의 성능이 향상됨을 증명하기 위해 ENUM 기반의 네트워크 모델링을 사용하였다. ENUM 프로토콜이 IP 네트워크 사용자와 PST리 사용자에게 유연성 및 편의성을 제공하는 반면 사용자가 ENUM을 사용할 때 지불해야할 인내력을 측정할 척도가 없는 현재 이 논문에서 제안하는 방법은 사용자의 ENUM 서비스 선택 결정에 긍정적인 영향을 미치고, ENUM Tier 2 네임서버 관리를 위한 정책에 도움이 될 것으로 기대된다.
Pan, Li;Zhao, Yuan;Yuan, Zhijie;Farouk, Mohammed Hamdy;Zhang, Shiyao;Bao, Nan;Qin, Guixin
Molecules and Cells
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제40권2호
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pp.109-116
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2017
Soybean agglutinin (SBA) is an anti-nutritional factor of soybean, affecting cell proliferation and inducing cytotoxicity. Integrins are transmembrane receptors, mediating a variety of cell biological processes. This research aims to study the effects of SBA on cell proliferation and cell cycle progression of the intestinal epithelial cell line from piglets (IPEC-J2), to identify the integrin subunits especially expressed in IPEC-J2s, and to analyze the functions of these integrins on IPEC-J2 cell cycle progression and SBA-induced IPEC-J2 cell cycle alteration. The results showed that SBA lowered cell proliferation rate as the cell cycle progression from G0/G1 to S phase (P < 0.05) was inhibited. Moreover, SBA lowered mRNA expression of cell cycle-related gene CDK4, Cyclin E and Cyclin D1 (P < 0.05). We successfully identified integrins ${\alpha}2$, ${\alpha}3$, ${\alpha}6$, ${\beta}1$, and ${\beta}4$ in IPEC-J2s. These five subunits were crucial to maintain normal cell proliferation and cell cycle progression in IPEC-J2s. Restrain of either these five subunits by their inhibitors, lowered cell proliferation rate, and arrested the cells at G0/G1 phase of cell cycle (P < 0.05). Further analysis indicated that integrin ${\alpha}2$, ${\alpha}6$, and ${\beta}1$ were involved in the blocking of G0/G1 phase induced by SBA. In conclusion, these results suggested that SBA lowered the IPEC-J2 cell proliferation rate through the perturbation of cell cycle progression. Furthermore, integrins were important for IPEC-J2 cell cycle progression, and they were involved in the process of SBA-induced cell cycle progression alteration, which provide a basis for further revealing SBA anti-proliferation and anti-nutritional mechanism.
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.
돌맛조개(Barnea manilensis)는 조간대 하부의 석회암이나 이암 등 무른 암석을 천공하는 이매패류로, 입구는 좁고 안쪽은 넓은 구멍을 만들어 일생을 암석 안에서 서식한다. 본 연구에서는 실체현미경과 FE-SEM (Field Emission Scanning Electron Microscope)을 이용하여 돌맛조개의 형태와 패각의 미세구조를 관찰하였으며, EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) 분석을 통하여 부위별 원소함량을 측정하였다. 또한 3D모델링 및 구조동역학해석을 이용하여 돌맛조개의 천공 행동에 대한 시뮬레이션을 진행하였다. 미세구조 관찰 결과 패각은 상하 비대칭형이고 천공에 직접적으로 관여하는 앞쪽의 패각에는 두드러지게 융기되어 있는 쟁기 모양의 돌기가 일정한 방향성을 가지고 분포되어 있으며, 패각의 두께는 앞쪽이 뒤쪽보다 두꺼운 것으로 나타났다. EDS 결과 패각의 대부분을 차지하는 CaCO3 이외에도 Al, Si, Mn, Fe, Mg 등의 금속 원소가 앞쪽 패각 돌기 외곽에만 첨가된 것으로 보아 이는 패각의 강도를 높여 천공에 유리하게 작용될 것이라 추측된다. 시뮬레이션 결과 패각의 앞쪽과 패각 돌기 중 앞부분에 두드러지게 융기된 돌기가 모든 각도에서 하중을 받는 것을 확인할 수 있었다. 이는 실제로 암석을 천공하며 하중을 받는 부위는 앞쪽 패각 돌기임을 시사한다. 돌맛조개의 비정형 패각을 이용한 천공 기작은 추후 효율적인 천공 메커니즘을 고안하기 위한 기초 데이터로 활용될 것이라 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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