• 한국균학회지
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• 제50권4호
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• pp.301-310
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• 2022

본 연구에서는 국내 톱밥 재배 표고품종 24개를 같은 조건에서 배양하고 자실체를 발생시켜 형태적인 특성과 버섯의 대표적인 기능성 물질인 에르고티오네인의 함량을 조사하였다. 자실체 생산량과 형태적 특성은 품종별로 차이를 보였으며 에르고티오네인 함량이 높은 갓 부위의 경우 태향고와 산조713호가 각각 가장 크고 두껍게 측정되었다. 품종별 자실체 부위 에르고티오네인 함량 측정 결과 표고는 갓이 대보다 높은 에르고티오네인 함량을 가진다는 것을 확인할 수 있었다. 갓부위는 산조715가 kg당 1,225 mg으로 가장 높았고 대부위는 산조711가 kg당 753 mg으로 가장 높은 에르고티오네인 함량이 확인되었다. 갓부위의 에르고티오네인 함량이 kg당 1,000 mg 이상인 품종은 밤빛향, 산산향, 설백향, 태향고, 산조705호, 산조709호, 산조715호 그리고 산조716호로 이들 품종을 모균주로 선발하여 에르고티오네인의 기능성 강화 신품종 개발에 이용할 것이다.

• 생명과학회지
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• 제33권7호
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• pp.593-604
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• 2023

바다는 지구 표면의 70% 이상을 차지하고 있으며, 그 자체가 대부분 탐사되지 않은 미지와 기회의 공간으로 제시되고 있다. 특히, 우리나라는 삼면이 바다로 둘러싸인 반도로 해양 연구의 중요성이 강조되고 있다. 매우 복잡하고 다양한 환경을 가지고 있는 해양은 막대한 생물학적 다양성을 보이고 있으며 미생물학적 측면에서도 해양 환경은 다양하고 극단적인 온도, 압력, 일사량, 염분, pH 등을 가지고 있어 생태학적으로 특이한 서식처를 제공한다. 이로 인해 육상과는 달리 계통분류학적으로 매우 다르며, 다양한 미생물들이 서식하나 그 다양성, 분리, 배양 그리고 이들이 생산해 내는 2차 대사산물 등에 대한 연구는 아직도 미진한 상황이다. 1990년대까지도 거의 연구되지 않던 해양 환경 자생 미생물의 생리활성물질에 대한 연구는 2000년대 들어 해양 방선균이 생산해 내는 천연물에 대한 연구가 가속화 되기 시작했다. 이후, 박테리아, 고세균, 조류 등을 활용한 항균제, 항암제, 항산화제, 항염증제 등과 같은 의약품 개발 분야 뿐만 아니라 및 바이오 플라스틱 생산, 바이오 연료 생산, 이산화탄소 포집, 생균제 발굴 및 개발 등의 다양한 산업분야에서 해양 미생물을 활용한 연구가 가속화 되고 있는 실정이다. 본 총설에서는 해양미생물을 활용한 생명과학 및 생명공학 기술 분야의 연구 성과 및 최신 동향을 소개하고자 한다. 이를 통해 독자들이 의약소재 개발 외 제반 천연물 관련 분야의 기반 및 응용 연구의 중요성을 인식하고 미래 해양 유래 소재를 이용한 바이오 연구 개발의 최적화 및 실용화 연구에 적극 도움이 되길 기대한다.

• 산업진흥연구
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• 제8권1호
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• pp.1-10
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• 2023

본 연구는 밀배아 추출물을 이용하여 여드름성 피부 개선용 원료를 개발하고자 포뮬라 (EJ-F101)를 제작하여 이를 이용하여 임상시험용 크림을 제조하였으며 임상실험 진행하였다. 분석 결과, 제품 사용 전·후 비교 시제품 사용 4주 후 시점에서 시험군과 대조군 모두 안면 부위의 병변 개방면포, 폐쇄면포 구진 피지 및 유분량 항목에 대해 유의한 개선 효과를 보였고, 대조군에 비해 시험군에서 좀 더 유의한 개선 효과를 보였다. 제품의 효능에 대한 설문 결과, 대부분 항목에서 제품 사용 4주 후 시점에서 대조 제품에 비해 시험제품에서 긍정적인 답변이 높게 나타났으며, '개방 면포' 항목을 제외하고 시험제품은 약 43~81%의 연구대상자가 긍정적으로 답변하였다. 또한, 제품의 사용성에 관한 모든 항목에 대해 제품 사용 4주 후 시점에서 시험군은 약 14~86%, 대조군은 약 38~90%의 연구 대상자가 긍정적으로 답변하였다. 피부 안전성 평가 결과, 본 모든 연구대상자에게서 피부 이상반응은 관찰되지 않았다. 위와 같은 결과를 근거로 밀배아 추출물을 이용한 크림은 여드름성 피부에 사용하기 적합(non comedogenicity) 한 것으로 사료된다.

• 생약학회지
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• 제54권2호
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• pp.72-79
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• 2023

MRSA is Staphylococcus aureus resistant to β-lactam antibiotics, and is a worldwide infectious disease. Even with the discovery of new antibiotics, resistance develops rapidly, so new alternatives are needed. Jakyakgamcho-tang (JGT) is a combination of Jakyak and Gamcho, and has been mainly used as an antispasmodic and analgesic in oriental medicine. This study was conducted to find out whether there is an effect on MRSA in relation to the anti-inflammatory effect of JGT and the antibacterial effect of Jakyak and Gamcho found in previous studies. In this study, in order to investigate the antibacterial activity of JGT and the combined effect of existing antibiotics, after extracting JGT with 70% EtoH, the disc diffusion method, minimum inhibitory concentration (MIC), drug combination effect (FICI), and time-kill analysis (Time-kill assay), metabolic inhibition, Western blot and qRT-PCR analysis were used to confirm the antibacterial activity mechanism of MRSA of JGT. As a result of the experiment, all of MRSA showed antibacterial activity in JGT's disc diffusion method, and the MIC was 250-1000 ㎍/mL. When existing antibiotics and JGT were combined with drugs, most had synergy or partial synergy. In addition, it was confirmed that the degree of bacterial growth was suppressed over time when simultaneous administration for 24 hours. JGT showed a synergistic effect when administered together with the ATPase-inhibitor DCCD, suggesting that it affected the inhibition of ATPase. As a result of observing the expression of PBP2a, and hla protein in the JGT-treated group and the untreated control group through wstern blot, it was confirmed that the protein expression of the JGT-treated group was significantly suppressed, and the expression levels of mecA, mecR1 and hla genes were also suppressed during JGT treatment. was observed by qRT-PCR. Combining the results of the experiment, it can be seen that JGT has antibacterial activity in MRSA, and when combined with existing antibiotics, the effect was increased compared to treatment with the drug alone. This suggests that JGT can be an alternative to treatment for antibiotic resistance of MRSA.

• Animal Bioscience
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• 제35권10호
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• pp.1461-1478
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• 2022

The maintenance of poultry gut health is complex depending on the intricate balance among diet, the commensal microbiota, and the mucosa, including the gut epithelium and the superimposing mucus layer. Changes in microflora composition and abundance can confer beneficial or detrimental effects on fowl. Antibiotics have devastating impacts on altering the landscape of gut microbiota, which further leads to antibiotic resistance or spread the pathogenic populations. By eliciting the landscape of gut microbiota, strategies should be made to break down the regulatory signals of pathogenic bacteria. The optional strategy of conferring dietary fibers (DFs) can be used to counterbalance the gut microbiota. DFs are the non-starch carbohydrates indigestible by host endogenous enzymes but can be fermented by symbiotic microbiota to produce short-chain fatty acids (SCFAs). This is one of the primary modes through which the gut microbiota interacts and communicate with the host. The majority of SCFAs are produced in the large intestine (particularly in the caecum), where they are taken up by the enterocytes or transported through portal vein circulation into the bloodstream. Recent shreds of evidence have elucidated that SCFAs affect the gut and modulate the tissues and organs either by activating G-protein-coupled receptors or affecting epigenetic modifications in the genome through inducing histone acetylase activities and inhibiting histone deacetylases. Thus, in this way, SCFAs vastly influence poultry health by promoting energy regulation, mucosal integrity, immune homeostasis, and immune maturation. In this review article, we will focus on DFs, which directly interact with gut microbes and lead to the production of SCFAs. Further, we will discuss the current molecular mechanisms of how SCFAs are generated, transported, and modulated the pro-and anti-inflammatory immune responses against pathogens and host physiology and gut health.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2020년도 춘계학술대회
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• pp.82-82
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• 2020

염증 (Inflammation)은 물리적인 상처나 세균감염이 되었을 때 손상된 조직을 재생하고 신체를 방어하기 위해 일어나는 선천성 면역반응으로 알려져 있다. 주로 선천면역을 담당하는 대식세포는 lipopolysaccharide, reactive oxygen species와 cytokine 등에 의해 활성화되어 tumor necrosis factor-α. interleukin-1β, interleukin-6 등 염증인자들의 생성에 관여한다. 특히, 산화질소는 superoxide 음이온과 쉽게 반응하고 peroxynitrite와 같은 독성이 강한 산화제를 생성하여 단백질 및 지질의 과산화를 유도하고 세포독성을 일으키는 것으로 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 항산화 및 항염증 소재를 탐색하기 위해 오미자 (Schisandra chinensis), 꾸지뽕 (Cudrania tricuspidata)을 이용하여 항산화 활성을 평가하고자 하였으며, 세포주를 활용한 세포독성 및 항염증 활성을 확인하고자 하였다. 본 연구는 전북 순창군에서 재배된 오미자, 꾸지뽕을 열 건조(60℃) 통해 건조한 후 분말화하였다. 최적 추출 조건 선정을 위해 다양한 용매 (열수, 증류수, 주정 20, 40, 60%), 온도 (25, 40, 60, 80℃) 및 시간 (1, 2, 3, 4, 5 h) 조건에서 추출된 추출물의 총 폴리페놀 함량을 비교함으로써 최적 조건을 선정하였다. 오미자와 꾸지뽕의 DPPH 및 ABTS radical 소거 활성, 총 플라보노이드 함량을 확인하여 항산화능 및 기능성 성분 함량을 평가하였다. 또한 대식세포주인 Raw 264.7을 활용하여 MTT assay, 산화질소 생성 억제 활성을 확인하여 세포독성 및 항염증 활성을 평가하였다. 실험 결과, 오미자 및 꾸지뽕은 각각 주정 40%, 60℃ 그리고 증류수, 60℃에서 추출 시 가장 높은 총 폴리페놀 함량 (약 98.3 mg GAE/g 및 88.2 mg GAE/g)을 함유하며, DPPH 라디칼 소거 활성은 약 44.6% 및 24.4%, ABTS 라디칼 소거 활성은 약 30.3% 및 40.8%로 확인되었다. 총 플라보노이드 함량은 약 21.80 mg QE/g 및 35.68 mg QE/g으로 확인되었다. 또한 오미자 및 꾸지뽕 기능성 추출물을 100 ug/mL 처리 시 세포 독성이 나타나지 않는 것으로 확인되었으며, NO 생성량을 약 56.3% 및 21.7% 저감시켜 항염증 효능을 나타내는 것으로 확인되었다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2020년도 춘계학술대회
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• pp.83-83
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• 2020

염증은 물리화학적 자극이나 세균 감염과 같은 외부 자극에 대응하기 위한 생체조직의 방어 반응의 하 나이며 조직이나 장기의 손상을 회복시키는 기전으로서 매우 중요한 역할을 하지만 염증반응이 과도해 질 경우 궤양성 대장염, 기관지염, 천식, 대장암 등을 유발하는 원인으로 작용하기 때문에 염증반응을 조 절하는 항염증제 개발은 매우 중요시되고 있다. 국내 염증개선 관련 시장은 현재 약 3조원 규모이며 지속 적인 성장세에 있지만 천연소재의 기능성 중심으로 출시된 제품 중 다수의 제품에서 주로 수입 원료를 사용하고 있어 국내 자생 및 재배하는 천연 소재들의 효능에 대한 검증을 통해 수입 원료 의존도를 낮추 기 위한 연구가 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 순창에서 재배되는 참두릅 (Aralia elata Seem)과 도라지 (Platycodon grandiflorum)를 이용하여 천연 염증개선 소재화를 목적으로 기능성 증진을 위한 추 출조건 선정과정과 대식세포에 대한 세포독성 및 항염증 효능을 확인하여 천연소재를 이용한 염증개선 소재화를 시도하고자 한다. 본 연구는 전북 순창에서 재배되는 참두릅과 도라지의 추출조건을 선정하기 위해 용매, 온도 및 시간별 추출물의 total polyphenol 함량 평가를 통하여 최적 추출조건 선정을 진행하 였으며, 선정된 추출조건에서 추출된 추출물의 항산화 활성을 측정하기 위하여 DPPH & ABTS radical scavenging activity 및 total flavonoids 함량을 확인하여 항산화 효능을 평가하였다. 또한 대식세포인 Raw 264.7을 사용하여 MTT assay, Nitric oxide (NO) 생성 억제 효능을 확인하여 세포독성 및 항염증 활 성을 평가하였다. 실험결과, Total polyphenol 함량 분석을 통해 최적 추출조건이 선정된 두릅 (주정 40%, 25℃, 3 h), 도라지 (주정 60%, 25℃, 1 h)의 추출물을 이용하여 DPPH & ABTS radical scavenging activity 및 total flavonoids 함량을 분석한 결과, 도라지보다 두릅에서 더 높은 항산화 활성을 나타내었다. 대식세포를 활용한 두릅과 도라지의 세포독성을 측정한 결과, 100 ug/mL 이내의 농도에서 독성활성이 나타내지 않음을 확인되었으며, 항염증 활성을 측정한 결과 100 ug/mL에서 두릅 추출물이 도라지 추출 물보다 약 33% 이상 NO 생성억제 활성이 높게 나타내었다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2021년도 춘계학술대회
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• pp.37-37
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• 2021

Calystegia soldanella L. is a perennial herbaceous halophyte belonging to the convolvulaceae family, which mainly grows in coastal sand dunes in Korea. Shoots and rhizomes are edible, and roots called 'Hyoseon Chogeun' are known to have medicinal effects such as antipyretic, sterilization, and diuretic. In addition, physiological activities of antioxidant, anti-inflammatory, antiviral, antifungal and PTP-1B (protein tyrosine phosphate-1B) inhibition have been reported. In this study, in vitro induction cell lines of C. soldanella L. collected from the coastal sand dunes in Jeju island was redifferentiated into adventitious roots that can be used as medicinal resources. Also the biomass of mass-proliferated adventitious roots using a bioreactor were evaluated. Plants of C. soldanella L. were collected from the crevice of the seashore in the coastal area of Taeheung 2-ri, Namwon-eup, Seogwipo-si. Then, it was separated into leaves, stems, rhizomes, and roots, and surface sterilized with 70% ethyl alcohol and 2% NaOCl (sodium hypochlorite). After washing with sterilized water, each organ section was cultured in Hormone-free MS medium (Murashige & Skoog Medium). As a result, the induction response rates were evaluated at 85% and 55%, respectively, in terms of callus formation and shoot generation in the rhizome segment. In the case of the adventitious roots morphological characteristics induced by single-use treatment of auxin-based plant growth regulators IBA and NAA from redifferentiated shoots were compared. Most efficient adventitious root culture method as a rooting rate, number, length, and biomass proliferation in the bioreactor system was confirmed when treated by culturing in MS salts, Sucrose 30 g·L^-1, and IBA 1mg·L^-1 for 4 weeks. In this study, the medium composition and culture period were confirmed using a bioreactor system to mass-proliferate adventitious roots derived from C. soldanella L. in Jeju island. Also this adventitious root line developed a new medicinal material could increase value of the bio-industry ingredient through quantitative and qualitative screening of phyto-bioactive compounds.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2020년도 춘계학술대회
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• pp.84-84
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• 2020

염증 (Inflammation)은 병원체, 손상된 세포, 자극물질 등으로 인한 손상에 대해 작용하여 조직이나 장기의 손상을 재생하는 작용으로써 신체 방어 기전들 가운데 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 이러한 염증반응이 과다할 경우 각종 염증성 질환 혹은 암 등을 유발하는 원인으로 발전할 수 있어 항염증제의 개발은 전 세계적으로 중요시되고 있다. 선천적 면역을 담당하는 대식세포는 lipopolysaccharide(LPS), 활성산소 (ROS) 등에 의해 자극되어 염증인자 생성에 관여한다. 따라서 본 연구에서는 항염증 소재 개발을 목표로 하며, 국내 천연소재를 활용한 기능성 항염증 소재로 전북 순창군에서 재배된 초석잠(Stachys Sieboldii MIQ.)과 돼지감자 (Helianthus tuberosus L.)를 이용하여 항산화 활성을 평가하고자 하였으며, 대식세포주를 활용한 세포독성 및 항염증 활성에 대한 효능을 확인하고자 하였다. 본 연구는, 전북 순창 지역에서 재배 된 초석잠과 돼지감자를 사용하여 각 조건의 추출 용매, 온도, 시간별 추출물의 Total polyphenol 함량 평가를 통한 최적 추출조건 선정을 진행하고, 선정된 추출조건의 추출물의 항산화 활성을 측정하기 위해 DPPH & ABTS radical scavenging activity 분석 및 Total flavonoids 함량 분석을 통해 항산화 효능 평가를 진행하였다. 또한 항염증 소재로의 활용을 위해 대식세포인 Raw 264.7을 사용하여 농도별 MTT assay를 진행하여 세포독성 평가를 진행하였고, Nitric oxide (NO) 생성억제 효능을 확인하여 항염증 활성을 평가하였다. 실험 결과, Total polyphenol 함량 분석을 통해 최적 추출조건이 선정된 초석잠 (25℃, 주정 60%, 3 h), 돼지감자 (25℃, 주정 40%, 1 h)은 최적 조건에서 약 58 mg GAE/g 및 158 mg GAE/g의 총 폴리페놀 함량을 보였으며, DPPH & ABTS radical scavenging activity 및 Total flavonoids 함량 분석한 결과, 초석잠이 돼지감자보다 더 높은 항산화 활성을 나타내었다. 대식세포 실험에서의 추출물 처리군의 세포독성 측정 결과, 100 ug/mL 이내의 농도에서 독성활성이 나타나지 않음을 확인하였고, Nitric oxide (NO) 생성 억제활성 측정을 통해 LPS 처리군 대비 접종량 100 ug/mL 기준 각각 초석잠 약 47%, 돼지감자 약 49% 수준의 항염증 활성을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제33권10호
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• pp.776-782
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• 2023

Silymarin은 간 보호, 항산화, 항염, 항암 등 다양한 생리 활성을 나타내는 것으로 보고되었고, 본 연구에서는 산화 스트레스에 대한 항산화 잠재력과 그 기전을 세포 생존력 및 활성산소종 생성 분석과 Western blot 분석을 통해 RAW 264.7 세포에서 알아보고자 하였다. Silymarin은 세포 독성 없이 lipopolysaccharide(LPS)에 의해 자극된 세포 내 활성산소종을 농도 의존적으로 소거하였다. 그리고 항산화 효과를 보여주는 것으로 알려진 제2상 효소 중 하나인 heme oxygenase (HO)-1의 발현은 silymarin 처리에 의해 강하게 유도되었다. 또한 silymarin 처리는 항산화 효소의 전사인자인 nuclear factor-erythroid 2 p45-related factor (Nrf)-2의 발현을 유의미하게 유도하였고, 이는 HO-1 발현증가와 일치하였다. 세포내 산화와 환원 항상성 조절과 관련된 신호 전달물질인 mitogen activated protein kinase (MAPK)와 phosphoinositde 3-kinase (PI3K)의 인산화 정도 또한 Western blot으로 분석하였고, 그 결과 silymarin 은 p38 MAPK 인산화에 의해 HO-1 발현을 유도하는 것으로 나타났다. 그리고 tert-butyl hydroperoxide (t-BHP)를 이용하여 세포내 지질 과산화를 유도함으로써 silymarin에 의해 유도된 HO-1의 항산화 효과를 확인하였다. 그 결과 silymarin 처리에 의해 세포사멸이 유의적으로 억제되었고, p38의 선택적 저해제를 처리한 세포군에서는 t-BHP에 의해 유의적인 세포사멸이 발생하였다. 이 결과를 통해 silymarin은 Nrf-2/p38 MAPK 신호 전달 경로를 통해 HO-1의 발현을 유도하고, 이를 통해 항산화 효과를 높이는 것을 확인할 수 있었다.