• Journal of Ginseng Research
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• 제45권4호
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• pp.482-489
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• 2021

Background: Asthma is an incurable hyper-responsive disease of the pulmonary system that is caused by various allergens, including indoor and outdoor stimulators. According to the Global Asthma Network, 339 million people suffered from asthma in 2018, with particularly severe forms in children. Numerous treatments for asthma are available; however, they are frequently associated with adverse effects such as growth retardation, neurological disorders (e.g., catatonia, poor concentration, and insomnia), and physiological disorders (e.g., immunosuppression, hypertension, hyperglycemia, and osteoporosis). Methods: Korean Red Ginseng has long been used to treat numerous diseases in many countries, and we investigated the anti-asthmatic effects and mechanisms of action of Korean Red Ginseng. Eighty-four BALB/c mice were assigned to 6 treatment groups: control, ovalbumin-induced asthma group, dexamethasone treatment group, and 3 groups treated with Korean Red Ginseng water extract (KRGWE) at 5, 25, or 50 mg/kg/day for 5 days. Anti-asthmatic effects of KRGWE were assessed based on biological changes, such as white blood cell counts and differential counts in the bronchoalveolar lavage fluid, serum IgE levels, and histopathological changes in the lungs, and by examining anti-asthmatic mechanisms, such as the cytokines associated with Th1, Th2, and Treg cells and inflammation pathways. Results: KRGWE affected ovalbumin-induced changes, such as increased white blood cell counts, increased IgE levels, and morphological changes (mucous hypersecretion, epithelial cell hyperplasia, inflammatory cell infiltration) by downregulating cytokines such as IL-12, IL-4, and IL-6 via GATA-3 inactivation and suppression of inflammation via NF-κB/COX-2 and PGE₂ pathways. Conclusion: KRGWE is a promising drug for asthma treatment.

• Journal of Ginseng Research
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• 제46권1호
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• pp.156-166
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• 2022

Background: Panax ginseng Meyer (P. ginseng), a herb distributed in Korea, China and Japan, exerts benefits on diverse inflammatory conditions. However, the underlying mechanism and active ingredients remains largely unclear. Herein, we aimed to explore the active ingredients of P. ginseng against inflammation and elucidate underlying mechanisms. Methods: Inflammation model was constructed by lipopolysaccharide (LPS) in C57BL/6 mice and RAW264.7 macrophages. Molecular docking, molecular dynamics, surface plasmon resonance imaging (SPRi) and immunofluorescence were utilized to predict active component. Results: P. ginseng significantly inhibited LPS-induced lung injury and the expression of proinflammatory factors, including TNF-α, IL-6 and IL-1β. Additionally, P. ginseng blocked fluorescencelabeled LPS (LPS488) binding to the membranes of RAW264.7 macrophages, the phosphorylation of nuclear factor-κB (NF-κB) and mitogen-activated protein kinases (MAPKs). Furthermore, molecular docking demonstrated that ginsenoside Ro (GRo) docked into the LPS binding site of toll like receptor 4 (TLR4)/myeloid differentiation factor 2 (MD2) complex. Molecular dynamic simulations showed that the MD2-GRo binding conformation was stable. SPRi demonstrated an excellent interaction between TLR4/ MD2 complex and GRo (K_D value of 1.16 × 10^-9 M). GRo significantly inhibited LPS488 binding to cell membranes. Further studies showed that GRo markedly suppressed LPS-triggered lung injury, the transcription and secretion levels of TNF-α, IL-6 and IL-1β. Moreover, the phosphorylation of NF-κB and MAPKs as well as the p65 subunit nuclear translocation were inhibited by GRo dose-dependently. Conclusion: Our results suggest that GRo exerts anti-inflammation actions by direct inhibition of TLR4 signaling pathway.

• Journal of Ginseng Research
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• 제47권4호
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• pp.515-523
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• 2023

Background: 20(S)-protopanaxadiol (PPD), one of the main components of ginseng, has anti-inflammatory, anti-estrogenic, and anti-tumor activities. It is known that activated hepatic stellate cells (HSCs) are the primary producers of extracellular matrix (ECM) in the liver, and the Wnt/β-catenin pathway participates in the activation of HSCs. We aimed to explore whether PPD inhibits liver fibrosis is associated with the Wnt/β-catenin pathway inactivation. Methods: The anti-fibrotic roles of PPD were examined both in vitro and in vivo. We also examined the levels of Wnt inhibitory factor 1 (WIF1), DNA methyltransferase 1 (DNMT1) and WIF1 methylation. Results: PPD obviously ameliorated liver fibrosis in carbon tetrachloride (CCl₄)-treated mice and reduced collagen deposition. PPD also suppressed the activation and proliferation of primary HSCs. Notably, PPD inhibited the Wnt/β-catenin pathway, reduced TCF activity, and increased P-β-catenin and GSK-3β levels. Interestingly, WIF1 was found to mediate the inactivation of the Wnt/β-catenin pathway in PPD-treated HSCs. WIF1 silencing suppressed the inhibitory effects of PPD on HSC activation and also restored α-SMA and type I collagen levels. The downregulation of WIF1 expression was associated with the methylation of its promoter. PPD induced WIF1 demethylation and restored WIF1 expression. Further experiments confirmed that DNMT1 overexpression blocked the effects of PPD on WIF1 expression and demethylation and enhanced HSC activation. Conclusion: PPD up-regulates WIF1 levels and impairs Wnt/β-catenin pathway activation via the downregulation of DNMT1-mediated WIF1 methylation, leading to HSC inactivation. Therefore, PPD may be a promising therapeutic drug for patients with liver fibrosis.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제45권4호
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• pp.835-845
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• 1998

연구배경: 유리규산(silica)이 폐장내로 흡입되면 폐장내 염증세포의 축적이 발생하고 폐실질과 간질에 섬유화가 발생한다. Silica가 폐장내로 흡입되면 대삭세포에 탐식되어 염증매개물을 분비한다. 대식세포에서 염증반응에 중요하게 관여히는 cytokines은 IL-1$\beta$, IL-6, TNF-$\alpha$ 등이 있으며 후기 섬유화에 관계하는 TGF-$\beta$ 등이 분비되어 폐섬유화의 진행과 유지에 중요한 역할을 한다. 그러나 silica에 의한 폐섬유화 과정에서 각 cytokine의 역할과 분비부위 시간에 따른 변화에 대해서는 아직 확실히 규명된 바 없다. 방 법: silica 투여시 폐섬유화증이 잘 유발되어지는 C57BL/6J(ref) mouse의 폐장내로 silica를 투여 후 1 일, 2 일, 7 일, 2 주, 4주, 8주, 12주째마다 폐장을 적출하여 시간에 따른 폐조직의 변화와 면역화학조직염색법을 이용하여 IL-1$\beta$, IL-6, TNF-$\alpha$, TGF-$\beta$ 단백 발현의 변화와 분비부위를 관찰하였다. 결 과: Silica군에서는 2주부터 육안적 소견의 변화가 관찰되었으며 8주째 변화가 가장 심하였고 초기에 염증세포의 침윤이 기관지와 세기관지 주위로 시작되어 8 주째는 기관지 주위의 심한 염증세포 침윤과 섬유화 결절에 의해서 기관지가 완전히 폐쇄되는 소견을 보였다. IL-6 의 발현은 혈관에서는 변화없이 지속적으로 발현되었고 시간 경과에 따라 기도상피세포와 혈판내피세포에서 IL-6 발현이 관찰되어 IL-6의 형성은 혈관에서 기도내로 이동하는 염증세포에 의해 과형성됨을 알 수 있었다. IL-1는 정상군의 혈관내피세포에서 1도 정도의 경한 발현이 있은 후 큰 변화없이 12주까지 지속적으로 발현되었다. TNF-$\alpha$는 기도상피세포에서 발현이 점차 증가하였고 2주째 기관지 주위에 염증세포의 침윤이 심해지면서 형성된 결절에서 강한 발현이 나타난 후 8주까지 지속되었다. TGF-$\beta$는 기관지 주위에서 초기에 발현을 관찰할 수 없었으나 염증 세포의 침윤이 심해지는 2 주째부터 강한 발현이 나타난 후 12주까지 지속적으로 높은 발현을 나타내었다. 결 론: Silica를 폐장내 투여시 IL-1$\beta$, IL-6, TNF-$\alpha$가 조기에 분비되어 모두 폐섬유화의 염증반응에 관여하고 TGF-$\beta$는 후기의 폐섬유화에 유지에 관여할 것으로 추정되며 silica에 의한 폐섬유화의 조절방법으로는 TNF-$\alpha$의 형성조절이 좋은 방법이 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제6권1호
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• pp.55-66
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• 2002

배아줄기세포(embryonic stem cell, ESC)는 미분화상태로 지속적인 계대가 가능하며, 정상 핵형과 전 분화능(pluripotency)을 가져 생체내-외에서 분화 유도시 삼배엽성의 모든 세포로 분화 가능하다. ESC를 feeder 세포 없이 부유배양하면 배아체(embryoid body, EB)를 형성하고, 초기 배아 발생과 유사한 분화 양상을 갖는다. ESC의 분화 유도가 초기배아 발생처럼 생식호르몬(GTH: FSH, LH; steroids)의 영향을 받는지는 불명하다. 본 연구는 ESC가 분화과정중 생식호르몬처리에 의해 그들 수용체가 발현되는가를 알아보고자 하였다. 순계혈통 생쥐인 C57BL/6J에서 과배란 유도후 포배를 수획하고, 유사분열적으로 불활성화된 feeder 세포와 공배양하여, 계대배양 하는 중 배아줄기세포주(JHYl)를 확립하였다. JHY1의 alkaline phosphatase 활성과 SSEA-1, 3, 4 발현을 통해 ESC임을 확인하였다. Feeder 세포 없이 ESC를 계대배양 후 호르몬처리(FSH LH E$_2$, P$_4$, T)하에서 5일 동안 부유배양하여 배아체를 형성시키고, 이후 7일 동안 부착배양하여 분화를 유도하였다. GTH와 스테로이드의 수용체 발현 실험에서 ESC에 E$_2$ 처리에 의한 LHR의 발현 증가를 제외한 나머지 호르몬 처리군에서 ESC보다 낮은 생식호르몬의 수용체 발현이 관찰되었다. 생식호르몬을 농도별 수용체 발현 정도는 증감되지 않았다. 미분화 ESC 표지유전자인 Oct-4는 호르몬 처리군에서도 발현되었다. 각 배엽의 표지유전자들(영양세포, handl; 외배엽성, keratin와fgf-5; 중배엽성, enolase와 $\alpha$ -globin; 내배엽성, gata-4와 $\alpha$ -fetoprotein) 등의 발현 양상을 조사한 결과 호르몬 처리후 내배엽성 표지유전자외에는 발현 증가가 관찰되지 않았다. 즉 생식호르몬에 의해 gata-4, $\alpha$-fetoprotein의 발현이 증가되는 것으로 보아 내배엽성 계열로의 분화 유도가 이루어진 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제16권2호
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• pp.91-98
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• 1998

목적 : SCK 선암 세포주에서 방사선 조사에 의해 일어나는 apoptosis와 세포 주기와의 연관성을 규명하고자하였다. 대상 및 방법 : SCK 선암 세포주를 apoptosis의 통상적인 정성 분석 방법인 agarose gel electrophoresis 방법을 이용하여 방사선 조사량과 배지 pH 환경과의 연구에서 2-l2Gy의 방사선 조사량과 pH 7.5 및 5.6의 배양 배자 조건하에서 다양한 배양 시간의 경과에 따른 DNA fragmentation의 지표인 laddering을 관찰하였다. 실험 조작으로 apoptosis가 유발된 세포군을 정량적으로 분석하고 세포 주기 분석을 위해 FACScan을 이용하였다. 결과 : apoptosis가 왕성히 발현되었던 pH 7.5 배지에서 배양하였던 세포에서는 방사선 조사직후부터 $G_2M$ phase의 세포들의 분획이 증가하기 시작하여 12시간째 약 $70\%$까지의 최고치를 보인 후 36시간째에 방사선을 조사하지 않았던 상태의 분획으로 정상화되었다. 하지만 pH 6.6 배지에서 배양하였던 세포에서의 $G_2/M$ phase의 세포들의 분획의 증가는 pH 7.5 배지에서 배양하였던 세포들에 비해 비교적 천천히 일어나고 그 최고치도 24시간째에 약 $45\%$로 관찰되었다. 특이한 것은 $G_2/M$ phase의 세포들의 분획이 그 이후 감소되는 정도가 pH 7.5 배지에서 배양하였던 세포들에 비해 미약하여 48시간 배양 이후에도 약 $30-35\%$의 세포는 $G_2/M$ Phase의 세포들의 분획으로 관찰되었다. 결론 : 연구자들은 이러한 현상이 세포들이 GJM phase에서 많은 양의 세포들이 집적되어 세포주기를 순환하지 못하는 $G_2M$ arrest 현상으로 이해하였다. 세포 내외의 산성환경 상태에서 방사선을 조사 받은 SCK 종양세포는 $G_2/M$ arrest 상태가 지속되며 이는 post-mitotic apoptosis를 억제한다고 추론하였다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제29권1호
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• pp.1-7
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• 2005

텔로미어란 염색체 말단부에 (TTAGGG)n의 반복 염기서열이 단백질과 결합된 형태를 말하는데 이의 역할은 염색체의 안정성에 본질적으로 작용하여 세포의 노화, 사멸 및 암의 발생과 관련이 있다고 알려져 있다. 반면 텔로머레이스는 telomeric DNA 합성에 직접 관여하는 ribonucleoprotein이다. 본 연구에서는 마우스 염색체의 텔로미어 분포 양상을 제시하고, 초기 배 발생단계별 수정란의 텔로미어 함량과 이들 수정란의 텔로머레이스 활성도를 분석하고자 하였다. 본 분석에는 마우스의 섬유아세포, 생식세포, 정자, 난자 및 1세포기, 2세포기, 4세포기, 8세포기, 상실배와 배반포배의 각 단계별 수정란을 대상으로 하였다. 텔로미어의 양적 분석은 human telomeric DNA probe를 이용한 Q-FISH 방법을 이용하였고, 텔로머레이스 활성도는 TRAP 방법을 이용하였다. 분석 결과 마우스 염색체의 텔로미어는 성 염색체를 포함한 모든 염색체의 앙 말단부에 분포되어 있고, 염색체별 다소의 양적 차이를 보이나 대부분의 염색체에서 q-arm 말단이 p-arm 말단에 비해 높은 텔로미어의 함량을 나타내었다. Q-FISH를 이용한 마우스 초기 배 발생단계별 수정란의 텔로미어의 양적 분석에서 수정 직후 1세포기에서부터 상실배까지 거의 비슷한 텔로미어 함유율을 나타내고 있으나 배반포기에서 월등히 증가된 양상을 나타내었다. TRAP 분석을 이용한 초기배아의 텔로머레이스 활성도는 초기 배 발생 모든 단계에서 이의 활성도를 나타내었으며, 특히 상실배 및 배반포기에서 점진적으로 강한 활성을 보였다. 이상의 분석 결과로부터 마우스의 초기 배 분열단계의 각 세포들에 있어 텔로미어의 함유율과 텔로머레이스 활성도는 높은 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 따라서 포유동물의 초기 배자에 있어 텔로미어의 함유율과 텔로머레이스 활성도는 배 발생 및 배자의 세포 분화와 매우 밀접한 관련이 있는 것으로 사료되어 텔로미어의 양적 분석 및 텔로머레이스 활성도 분석은 발생학적 연구를 위한 또 다른 좋은 자료로 생각된다.