• 제목/요약/키워드: Aquaporin 4

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생쥐 정소에서 Aquaporin9의 발현

  • 강희정;계명찬
    • 한국발생생물학회:학술대회논문집
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    • 한국발생생물학회 2003년도 제3회 국제심포지움 및 학술대회
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    • pp.62-62
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    • 2003
  • Aquaporin (AQP) family protein은 일종의 수분 전달 통로 역할을 하는 단백질로 AQP를 통한 수분의 조절은 삼투압을 통한 물의 이동과 함께 조직내 정상적인 수분의 상성 유지에 필수적이다. 현재까지 11종의 AQP이 신장·뇌·정소·안구 등에서 발현이 확인되었다. AQP9은 물 뿐 아니라 carbamide, polyol, purine, pyrimidine, urea, glycerol 등의 이동에 관여한다. 본 연구에서는 생쥐에서 출생 후 성체에 이르는 동안 정소 내 AQP9의 발현, Leydig cell의 분화에 따른 AQP9의 발현을 조사하였다. 1, 2, 4, 8주령의 정소로부터 semiquantitative RT-PCR 및 real time PCR 법으로 AQP9의 발현을 분석한 결과 1주령에서는 발현되지 않았고 2주령에서는 미량이 발현되기 시작하였고, 4주령에서는 성체의 1/2수준으로 발현량이 급격히 증가하였고 성체에서는 다량으로 발현됨이 확인되었다. Semiquantitative RT-PCR 법과 real time PCR법을 비교할 때 주령별 발현 양상은 유사하였으나 4주령과 성체에서는 두 시험법 사이에 양적인 차이가 있었다. 면역조직화학염색 결과 주로 Leydig cell에서 AQP9의 발현이 확인되었다. 성체의 정소 균질액의 Western blot 상에서 분자량 80, 55, 35 및 23 kDa의 항원이 검출되어 dimer, trimer 형태로 존재할 가능성과 당쇄 결합에 의한 단백질의 변형이 있는 것으로 추정된다. 미성숙 개체의 정소에서는 23 form이 확인되는 반면 성체에서는 35 kDa form이 주로 발현되므로 정소에서 발현되는 AQP9의 경우 Post-translation 수준에서 AQP9의 변형이 수반되는 것으로 사료되며 AQP9의 기능과의 연관성은 추후 연구되어야 할 것이다. Leydig cell은 fetal 및 adult type 2종의 세포가 정소발달 과정에 출현, 사멸, 분화하며 이들은 각기 정소발달, 성숙과 정자형성에 필요한 steroidogenesis에 관여한다. 정소 내 AQP9의 발현은 17beta HSD의 발현 양상과 같게 나타나므로 성적 성숙에 따른 정소 내 AQP9의 발현의 증가는 adult type Leydig cell의 분화와 관련된 것으로 추측된다. 성체의 정소로부터 분리한 Leydig cell-enriched culture에 hCG를 처리한 결과 배양체의 AQP9의 발현이 증가하므로 AQP9은 LH 수용체 하위 신호전달과정을 통해 Leydig cell의 steroidogenesis 또는 생성된 steroids의 분비에 요구되는 수분 및 중성용질의 이동에 관여하는 것으로 사료된다.

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Water relations of plants under environmental stresses: role of aquaporins

  • Kang, H.S.;Ahn, S.J.;Hong, S.W.;Chung, G.C.
    • 한국식물생명공학회:학술대회논문집
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    • 한국식물생명공학회 2005년도 추계학술대회 및 한일 식물생명공학 심포지엄
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    • pp.71-80
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    • 2005
  • Effects of low temperature ($8^{\circ}C$) on the hydraulic conductivity of young roots of a chilling-sensitive (cucumber; Cucumis sativus L.) and a chilling-resistant (figleaf gourd; Cucurbita ficifolia Bouche) crop have been measured at the levels of whole root systems (root hydraulic conductivity, $Lp_r$) and of individual cortical cells (cell hydraulic conductivity, Lp). In figleaf gourd, there was a reduction only in hydrostatic $Lp_r$ but not in osmotic $Lp_r$ suggesting that the activity of water channels was not much affected by low root temperature (LRT)treatment in this species. Changes in cell Lp in response to chilling and recovery were similar asroot level, although they were more intense at the root level. Roots of figleaf gourd recovered better from LRT treatment than those of cucumber. In figleaf gourd, recovery (both at the root and cell level) often resulted in Lp and $Lp_r$ values which were even bigger than the original, i.e. there was an overshoot in hydraulic conductivity. These effects were larger forosmotic (representing the cell-to-cell passage of water) than for hydrostatic $Lp_r$. After a short term (1 d) exposure to $8\;^{\circ}C$ followed by 1 d at $20\;^{\circ}C$, hydrostatic $Lp_r$ of cucumber nearly recovered and that of figleaf gourd still remained higher due to the overshoot. On the contrary, osmotic $Lp_r$ and cell Lp in both species remained high by a factor of 3 as compared to the control, possibly due to an increased activity of water channels. After pre-conditioning of roots at LRT, increased hydraulic conductivitywas completely inhibited by $HgCl_2$ at both the root and cell levels. Different from figleaf gourd, recovery from chilling was not complete in cucumber after longer exposure to LRT. It is concluded that at LRT, both changes in the activity of aquaporins and alterations of root anatomy determine the water uptake in both species. To better understand the aquaporin function in plants under various stress conditions, we examined the transgenic Arabidopsisand tobacco plants that constitutively overexpress ArabidopsisPIP1;4 or PIP2;5 under various abiotic stress conditions. No significant differences in growth rates were found between the transgenic and wild-type plants under favorable growth conditions. By contrast, overexpression of PIP1;4 or PIP2;5 had a negative effect on seed germination and seedling growth under drought stress, whereas it had a positive effect under cold stress and no effect under salt stress. Measurement of water transport by cell pressure probe revealed that these observed phenotypes under different stress conditions were closely correlated with the ability of water transport by each aquaporin in the transgenic plants. Together, our results demonstrate that PIP-type aquaporins play roles in seed germination, seedling growth, and stress response of Arabidopsis and tobacco plants under various stress conditions, and emphasize the importance of a single aquaporin-mediated water transport in these cellular processes.

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Expression of Lysozyme and Aquaporins mRNA in Otitis Media

  • Kang, Sung-Ho;Lim, Dae-Joon;Kim, Bo-Hyung;Rhu, Myung-Sang;Kang, Shin-Seok
    • 대한의생명과학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.116-124
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    • 2018
  • Lysozyme is known as a key substance of the innate immunity and have antibacterial effect in the mucosal tissues, especially middle ear. Aquaporin (AQP) functions as water movement in the tissue and has been expected to be participated in the inflammatory responses. In the present study, we investigated to reveal association of lysozymes and AQPs in otitis media. The gene expression of lysozyme genes, homo sapiens lysozyme (hLYZ), homo sapiens lysozyme M (hLYZ M), and homo sapiens lysozyme G like-2 (hLYGH), and AQP genes (AQP 0 - AQP 12) were measured from postauricular skin, mastoid mucosa, inflamed mastoid mucosa, and middle ear mucosa. The hLYZ, hLYZ M and hLYGH gene were expressed in mastoid mucosa, inflamed mastoid mucosa, middle ear mucosa. Of AQP genes, all AQP gene except AQP 3 gene were expressed in the tissue of middle ear. Among them, AQP 4, AQP 8, AQP 9, AQP 10, AQP 11 and AQP 12 were highly expressed in the inflamed mastoid mucosa and normal mastoid mucosa (P<0.001). Interestingly, expression levels of AQP 4, AQP 9, and AQP 12 gene were significantly higher in the inflamed mastoid mucosa compared to normal middle ear mucosa (P<0.05). These results suggest that lysozyme and AQPs could be associated with inflammatory response in the middle ear.

The Expression of MRTF-A and AQP1 Play Important Roles in the Pathological Vascular Remodeling

  • Jiang, Yong
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제16권4호
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    • pp.1375-1383
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    • 2015
  • Background: Objective Myocardin-related transcription factor (MRTF)-A is a Rho signaling-responsive co-activator of serum response factor (SRF). The purpose of this study is to investigate the role of MRTF-A and AQP1 (aquaporin 1) in pathological vascular remodeling. Materials and Methods: MRTF-A, AQP1 and neointima expression was detected both in the wire injured femoral arteries of wild-type mice and the atherosclerotic aortic tissues of $ApoE^{-/-}$ mice. Expression of ICAM-1, matrix metallopeptidase 9 (MMP-9) and integrin ${\beta}1$ were also assayed. The intercourse relationship between the molecules were investigated by interfering RNA and inhibitor assay. Results: MRTF-A and AQP1 expression were significantly higher in the wire injured femoral arteries of wild-type mice and in the atherosclerotic aortic tissues of $ApoE^{-/-}$ mice than in healthy control tissues. Both in wire-injured femoral arteries in MRTF-A knockout ($Mkl1^{-/-}$) mice and atherosclerotic lesions in $Mkl1^{-/-}$; $ApoE^{-/-}$ mice, neointima formation were significantly attenuated and the expression of AQP1 were significantly decreased. Expression of ICAM-1, matrix metallopeptidase 9 (MMP-9) and integrin ${\beta}1$, three SRF targets and key regulators of cell migration, and AQP1 in injured arteries was significantly weaker in $Mkl1^{-/-}$ mice than in wild-type mice. In cultured vascular smooth muscle cells (VSMCs), knocking down MRTF-A reduced expression of these genes and significantly impaired cell migration. Underlying the increased MRTF-A expression in dedifferentiated VSMCs were the down-regulation of microRNA-300. Moreover, the MRTF-A inhibitor CCG1423 significantly reduced neointima formation following wire injury in mice. Conclusions: MRTF-A could be a novel therapeutic target for the treatment of vascular diseases.

바이오에너지 작물 소재로서 자트로파의 염과 가뭄 스트레스 하에서 상반되는 생리적 특성과 아쿠아포린(JcPIP2)의 발현 (Conflicting Physiological Characteristics and Aquaporin (JcPIP2) Expression of Jatropha (Jatropha curcas L.) as a Bio-energy Crop under Salt and Drought Stresses)

  • 장하영;이지은;장영석;안성주
    • 한국작물학회지
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    • 제56권3호
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    • pp.183-191
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    • 2011
  • 열대작물인 자트로파의 염과 가뭄 스트레스에 따른 생리적 반응과 유전자 발현의 연구를 통해 바이오에너지 작물로서의 기초적 자료를 얻고자 본 실험을 수행하였다. 1. $100{\cdot}200{\cdot}300$ mM NaCl의 염 스트레스와 $5{\cdot}10{\cdot}20{\cdot}30$% PEG의 가뭄 스트레스를 처리하여 잎의 생장, 기공의 전도도, 엽록소 형광, 전해질 유출량을 조사하였다. 자트로파의 잎의 생장, 기공의 전도도, 엽록소 형광, 전해질 유출량을 통한 생육조사 결과 가뭄 스트레스 보다 염 스트레스에서 더 많은 피해를 입었다. 2. 수분 수송과 관련된 아쿠아포린 중에서 JcPIP2가 뿌리, 줄기, 떡잎 그리고 잎에서 모두 고르게 발현하고 있음을 확인하였다. 잎의 JcPIP2는 대조구와 가뭄 스트레스 처리구에서 모두 발현하는 반면, 200 300 mM NaCl 처리구에서는 잎에서 발현하지 않았다. 3. 염과 가뭄 스트레스에서 JcPIP2가 상반되는 반응을 보이는 것은 JcPIP2가 염 스트레스 관련 주요 내재 단백질과 같은 기능을 하는 것으로 판단된다. 4. 자트로파는 염 스트레스보다 가뭄 스트레스에 더 내성을 보이므로 간척지보다는 가뭄지역에서 재배하는 것이 더 유리할 것으로 보인다.

Temporal Aquaporin 11 Expression and Localization during Preimplantation Embryo Development

  • Park, Jae-Won;Cheon, Yong-Pil
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제19권1호
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    • pp.53-60
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    • 2015
  • Environmental conditions during early mammalian embryo development are critical and some adaptational phenomena are observed. However, the mechanisms underlying them remain largely masked. Previously, we reported that AQP5 expression is modified by the environmental condition without losing the developmental potency. In this study, AQP11 was examined instead. To compare expression pattern between in vivo and in vitro, we conducted quantitative RT-PCR and analyzed localization of the AQP11 by whole mount immunofluorescence. When the fertilized embryos were developed in the maternal tracts, the level of Aqp11 transcripts was decreased dramatically until 2-cell stage. Its level increased after 2-cell stage and peaked at 4-cell stage, but decreased again dramatically until morula stage. Its transcript level increased again at blastocyst stage. In contrast, the levels of Aqp11 transcript in embryos cultured in vitro were as follows. The patterns of expression were similar but the overall levels were low compared with those of embryos grown in the maternal tracts. AQP11 proteins were localized in submembrane cytoplasm of embryos collected from maternal reproductive tracts. The immune-reactive signals were detected in both trophectoderm and inner cell mass. However, its localization was altered in in vitro culture condition. It was localized mainly in the plasma membrane of the blastocysts contacting with external environment. The present study suggests that early stage embryo can develop successfully by themselves adapting to their environmental condition through modulation of the expression level and localization of specific genes like AQP11.

Effect of an Anabolic Steroid, Nandrolone Decanoate, on Aquaporin 1 and 9 Gene Expression in the Rat Epididymis

  • Seo, Hee-Jung;Kang, Hyo-Jin;Choi, In-Ho;Cheon, Yong-Pil;Lee, Ki-Ho
    • Reproductive and Developmental Biology
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    • 제33권1호
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    • pp.55-61
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    • 2009
  • The epididymis in the male reproductive tract is the site where spermatozoa produced from the testis become mature. The epididymis is divided into 4 different segments, initial segment and caput, corpus, and caudal epididymis, depending upon functional and morphological features. Aquaporins (Aqps) are water channel molecules, which are present in the epididymis and play a major role in removal of epididymal water, resulting in creation of microenvironment for sperm maturation and concentration of sperms. Nandrolone decanoate (ND) is a synthetic anabolic-androgenic steroid, which is used to treat clinical diseases and improve physical ability and appearance. Even though it is well determined that the ND causes the male infertility by affecting the testis, little is known the effect of the ND on the epididymis. The present study was focused to examine the effect of ND at different treatment doses and periods on expression of Aqp1 and Aqp9 genes in the epididymis of pubertal rats. Results showed that mRNA expression of Aqp1 and Aqp9 genes among the parts of the epididymis was differentially regulated by ND treatment doses. In addition, treatment periods of ND caused differential expression of Aqp1 and Aqp9 mRNAs among segments of the epididymis. Therefore, it is believed that male infertility induced by ND could be resulted not only from malfunction of the testis but also from aberrant gene expression of Aqp1 and Aqp9 in the epididymis.

급성 폐손상 동물모델에서 aquaporin 수분통로의 발현 (Aquaporin in bleomycin induced lung injury)

  • 장안수;박종숙;이준혁;박성우;김도진;어수택;김용훈;박춘식
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제60권3호
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    • pp.330-336
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    • 2006
  • 배 경: 급성폐손상은 여러 가지 치료의 발전에도 높은 사망률을 보이는 질환으로 병태생리학적 연구가 필요한 실정이다. 아쿠아포린 (AQP)은 수분통로로 급성폐손상에서 폐부종에 관여되는 것으로 알려져 있어 bleomycin을 이용한 급성 폐손상모델에서 아쿠아포린의 발현을 확인하고자 하였다. 방 법: Bleomycin 10 U/kg을 Sprague-Dawley rats에 흡입시켜 급성 폐손상 보델을 만들고 흡입후 4, 7, 14일에 호흡수, 상시호흡량을 측정하고, 기관지폐포세척액을 얻으며, 폐조직을 얻었다. 얻은 폐조직에서 wet/dry 량을 측정하고 기관지 폐포세척액에서 사이토카인, 산화질소산물(nitrite와 nitrate)등을 측정하였다. 그리고 폐조직에서 AQP1, AQP4와 AQP5를 면역조직염색에서 확인하였다. 결 과: Bleomycin 흡입 후 호흡수는 4, 7일에 상시호흡량은 4일에 대조군에 비해 유의한 차이를 보였다. Wet/dry 질량은 대조군에 비해 4일에 유의하게 높았다. 기관지폐포세척액에서 산화질소산물은 4일에 가장 높았다. 면역화학염색에서 AQP1과 AQP4는 4일에 감소하였으며 AQP4는 7일에 증가하였고, AQP5는 4, 7, 14일에 발현이 증가하였다. 결 론: 아쿠아포린은 급성폐손상 모델에서 다양하게 발현하여 급성 폐손상의 경과에 따라 다르게 작용함을 시사한다.

발정주기 동안 생쥐 자궁에서의 Aquaporin-4와 -8 유전자의 발현 (Expression of Aquaporin-4 and -8 Genes in Mouse Uterus during the Estrous Cycle)

  • 이지원;강한승;계명찬;홍석호;신현상;강수만;이성은;김문규
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제8권1호
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    • pp.49-55
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    • 2004
  • Aquaporins(AQPs)유전자는 다양한 조직의 상피세포와 내피세포에 존재하며 다량의 물 이동을 조절하는 막성 단백질로서, 세포간 또는 세포막 사이의 물 이동에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 발정기의 생쥐 자궁에서는 자궁내막세포의 증식과 함께 수화되는 특징을 보이며, 자궁내강으로 물이 이동되어 자궁내액의 점성이 낮아지는 현상이 나타난다. 따라서, 본 연구에서는 생쥐의 발정주기 동안 자궁에서의 형태학적인 변화와 관련하여 AQP유전자가 물 이동의 매개체로서 중요한 역할을 할 것으로 추측하여, 생쥐 발정주기 동안에 AQP유전자의 발현 양상을 역전사 중합효소 연쇄반응을 통하여 관찰하였다. 또한, laser capture microdissection(LCf을 이용하여 자궁내 세포의 종류에 따른 AQP유전자의 발현 양상을 조사하였다. AQP-4 전령체는 발정주기의 proestrus와 estrus 시기에 발현량이 유의하게 증가하는 반면, AQP-8 전령체는 동일한 시기에 유의하게 감소하는 것으로 관찰되었다. 또한, LCM 기법을 통해서 AQP-4와 -8 전령체가 자궁기질세포보다 자궁내막세포에서 강하게 발현이 유도됨을 관찰하였다. 결과적으로, 생쥐 자궁에서 AQP-4와 -8유전자가 발정주기에 따라 발현량이 변화하는 것으로 보아 난소내 호르몬인 estrogen과 progesterone에 의해 조절될 가능성이 있으며, proestrus와 estrus 시기에 자궁내강으로 자궁내액을 수송하는데 중요한 역할을 할 것으로 사료된다.

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생쥐 초기 배아에서 Aquaporin 8과 9의 발현에 관한 연구

  • 신현상;계명찬;강수만;이성은;이지원;강한승;김문규
    • 한국발생생물학회:학술대회논문집
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    • 한국발생생물학회 2003년도 제3회 국제심포지움 및 학술대회
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    • pp.68-68
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    • 2003
  • Aquaporin은 막관통 통로 단백질(transmembrane channel protein)로서, 삼투압의 농도구배에 따라 세포막을 가로질러 물분자를 이동시키는 기능을 하고 있다. 포유류 초기배아에서 포배강 형성은 영양외배엽세포에서 $Na^+ / K^+$ATPase에 의한 이온 농도 구배가 형성되면 auqaporin에 의해 물이 포배강으로 유입되면서 이루어진다. 본 연구에서는 생쥐 초기배아에서 반정량적인 역전사 중합효소 연쇄반응 방법(semi-quantitative RT-PCR)과 실시간 역전사 중합효소 연쇄반응 방법(real-time RT-PCR)을 통하여 AQP8과 9의 mRNA발현을 조사하고 다중 면역형광현미경 방법(confocal immunofluorescence microscopy)을 통해 단백질 발현양상을 분석하였다. AQP8 mRNA는 상실기까지 발현되지 않다가 포배기에 이르러 발현되었고 AQP9 mRNA는 수정란에서부터 발현되어 포배기에는 유의할 정도로 증가하였다. 따라서 AQP8 mRNA는 배아유전자가 활성화되어 나타나는 것이고 AQP9 mRNA는 모계유전자 기원임을 알 수 있었다. AQP8 단백질은 상실배 단계까지 발현되지 않다가 포배시기에 영양외배엽세포사이의 접합면에 발현되었고 AQP9 단백질은 상실배 시기에 할구 사이의 인접 부위에서 강하게 발현되었다가 포배시기에는 세포간의 접합면에 약하게 발현하는 경향을 나타내었다. 실시간 역전사 중합효소 연쇄반응 방법으로 조사한 결과 포배에서 물과 글리세롤을 통과시키는 AQP9는 mRNA의 발현양이 AQP8보다 약 4배 정도 많았다. 또한 포배기에 이르러서야 물만을 통과시키는 AQP8의 발현이 나타나는 것을 보아 포배강 형성시 외부에서 영양외배엽을 통해 포배강으로 유입되는 물의 이동(trans- trophectodermal water movements)에 AQP9보다 AQP8이 더 중요하게 관여할 것으로 사료된다., K, Pb, Cd, Cr, Co, Cu, Ni)을 측정하였다. 실험 조건1의 결과로서 각 국의 유아용 일회용 기저귀의 중금속 함량은 거의 유사한 경향을 나타내었으며 Cr, Zn, Pb, Ni, Mn, Mg, Li, K는 detection limit(2 ppm) 이하였고, Cd, Fe, Co, Cu, Ca, Al, Sr는 검출되었지만 기준치 이하였다. 실험 조건2의 결과로서 측정 항목(Cr, Sb, Cd, Pb, Ni, Co, Cu)중 Cr, Cd, Ni, Cu는 detection limit(0.1 ppm) 이하였고, Sb, Pb, Co는 검출되었지만 기준치 이하였다.았다. 4%의 경우에는 8$0^{\circ}C$이하로 온도를 낮추는 것이 좋은 상태를 나타내었다. 이와 같은 결과는 일반적으로 화학적 레팅을 4%, 7%에서한 선행결과와 상당히 다른 결과이다.염 농도가 증가할수록 감소 현상을 보였다.X>, 75BG30은 8.6$\mu\textrm{m}$, 75BG40은 7.02$\mu\textrm{m}$로 나타났다. 따라서 경화제 양에 관계없이 10$\mu\textrm{m}$ 이하로 나타나, 경화제 10$m\ell$만으로 미세한 크기를 얻을 수 있음을 알 수 있다. 젤리 강도 변화에 따른 차이는 300BF는 78.09$\mu\textrm{m}$ 300BG는 56.32$\mu\textrm{m}$로, 75BF나 75BG에 비하여 현저히 증가하여, 젤라틴의 젤리 강도는 캡슐 제조 조건의 주요한 변수임을 알 수 있다.추출물 투여시 혈당강하 및 혈중콜레스테롤 강하가 나타났으며, 상엽복합추출물 투여와 운동을 병행시 이러한 감소 효과가 더 뚜렷하게 나타났다.교육의 적임자로 보는 시각이 비교적 높았고 약 1/2정도는 영양교육에 참여하겠다는 의지를 가지고 있을 뿐만 아니라 실제로 영양지도를

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