• 식물병연구
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• 제23권2호
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• pp.114-149
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• 2017

전 세계적으로 주요 작물에서 식물 병원성 해충 및 선충으로 인한 작물 생산량 감소 등의 경제적 손실이 심각하다. 우리나라의 경우 시설 재배지의 연작으로 인해 해충과 선충의 발생이 증가하여 작물의 피해가 점차 증가하고 있는 추세다. 현재 주로 사용되고 있는 식물병원성 해충 및 선충의 방제법은 사용이 편리하고 비용이 저렴한 화학적 방제법을 이용하고 있지만 화학 농약의 남용으로 인한 약제 저항성이 발생하고, 화학 약품으로 인한 인체 유해성 및 환경오염 문제가 대두되고 있다. 이로 인해 최근 친환경적인 방제에 관한 지속적인 연구와 관심이 높아지면서 식물병원성 해충과 선충에 대하여 살충/살선충 활성을 나타내는 미생물을 생물학적 방제법으로 이용하기 위한 시도가 증가하고 있다. 본 리뷰에서는 식물병원성 해충과 선충에 대한 살충/살선충 활성을 나타내는 세균, 진균, 바이러스에 의한 살충 및 살선충 사례와 기전들을 소개하였다. 이러한 미생물의 활성은 외피 분해효소와 독소물질생산을 통한 직접적인 작용기전과 기주 식물의 저항성 유도를 통한 간접적인 작용기전에 의해서 일어난다. 본 리뷰를 통하여 선충과 해충에 대한 생물학적 방제법과 그 분자 작용기전에 대한 이해를 돕고, 최신 살충 및 살선충 연구들을 소개함으로써 국내의 농민들과 연구자들의 미생물을 기반으로 한 친환경적 해충 및 선충의 방제법에 대한 저변확대를 기대한다.

• 한국식품과학회지
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• 제44권3호
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• pp.343-349
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• 2012

한국 전통발효음료 중에 존재하는 특이 다당류의 화학적 특성 및 생물활성을 규명할 목적으로, 농가에서 직접 발효한 복분자주로부터 다당류를 분리하고 이들의 각종 면역증강활성에 대해 검토하였다. 복분자주에 80% ethanol 침전을 행하여 얻어진 조다당획분 RB-0를 이용, 연속적인 3회의 column chromatography를 행하여, 복분자주의 주요 다당인 RB-1b-I으로 정제할 수 있었다. RB-1b-I획분은 HPLC상에서 대칭을 유지하는 단일 peak로 검출되었으며, 분자량은 약 180 kDa으로 평가되었다. 정제다당인 RB-1b-I의 구성당 조성을 확인한 결과, mannose가 76.8%로 주를 이루고 있었으며, 그 외에 galactose(15.8%), arabinose(3.8%), glucose(2.6%) 및 rhamnose(1.2%)의 순으로 함유되어 있었다. 이러한 결과는 복분자 중에 존재하는 주 다당이 발효 효모의 세포벽에서 기원한 mannan임을 추정하게 하였다. 한편 복분자주에서 정제한 다당 RB-1b-I은 in vitro상에서 macrophage의 활성화를 높은 비율로 유도하였으며, 비장세포에 대해 높은 증식능을 보였다. 또한 RB-1b-I을 정맥 투여한 경우, NK cell을 활성화하여 YAC-1 종양세포에 대한 세포독성을 증가시킴이 관찰되었다. 한편 고분자 정제 다당인 RV-1b-I은 비특이적 면역계에 있어 중요 역할을 담당하고 있는 보체계에 대하여 농도 의존적인 활성화 경향을 보였다. 이들은 Ca++ 이온이 제거된 상태에서의 항보체 활성과 antihuman C3를 이용한 2차원 면역전기영동에 의하여 C3 산물을 동정한 결과로부터 보체계의 classical pathway와 alternative pathway양 경로를 모두 경유하여 활성을 나타냄을 확인할 수 있었다. 이상의 결과로부터 복분자주에는 인체 건강에 유익한 면역증진 활성을 제공하는 다당류가 함유되어 있음을 알 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제45권1호
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• pp.35-42
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• 2017

본 연구에서, 비발효(ARE) 및 발효(ARE-F) 배초향 잎 열수 추출물의 피부 항산화 및 항염증 효능을 비교함으로써 프로바이오틱 발효의 효과를 검토하였다. ARE-F는 Lactobacillus rhamnosus HK-9 발효에 의하여 ARE로부터 제조되었다. In vitro 항염증 효능은 지질다당류(LPS)에 의하여 자극된 HaCaT 각질세포에서 일산화질소(NO), 활성산소종(ROS) 및 유도형 일산화질소합성효소(iNOS) 분석에 의하여 평가되었다. In vitro antiradical 활성은 2,2-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical (DPPH) 소거 측정법에 의하여 평가되었다. LPS 자극에 의하여 증가된 NO, ROS 및 iNOS 수준에 미치는 ARE-F의 감소효과가 ARE에 의한 효과보다 현저히 강하였다. 그러나, ARE와 ARE-F의 DPPH 소거 효능에는 차이가 발견되지 않았다. ARE-F가 증강된 피부 항산화 및 항염증 효능을 갖고 있는데, 이 결과는 프로바이틱세균 발효가 배초향 잎의 일부 약리학적 효능을 증가시키는 효과적인 방법일 수 있음을 암시해 주고 있다. 요약하면, 배초향 잎 추출물의 피부항산화 및 항염증 활성이 프로바이오틱 세균인 L. rhamnosus HK-9에 의한 발효에 의하여 증강한다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제38권2호
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• pp.125-134
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• 2008

Purpose: Bone morphogenetic protein (BMP) is a potent differentiating agent for cells of the osteoblastic lineage. It has been used in the oral cavity under a variety of indications and with different carriers. However, the optimal carrier for each indication is not known. This study evaluated the bone regenerative effect of rhBMP-2 delivered with different carrier systems. Materials and Methods: 8 mm critical-sized rat calvarial defects were used in 60 male Sprague-Dawley rats. The animals were divided into 6 groups containing 10 animals each. Two groups were controls that had no treatment and absorbable collagen membrane only. 4 groups were experimentals that contained rhBMP-2 only and applied with absorbable collagen sponge($Collatape^{(R)}$), $MBCP^{(R)}$, Bio-$Oss^{(R)}$ each. The histological and histometric parameters were used to evaluate the defects after 2- or 8-week healing period. The shape and total augmented area were stable in all groups over the healing time. Results: New bone formation was significantly greater in the rhBMP-2 with carrier group than control group. rhBMP-2/ACS was the highest in bone density but gained less new bone area than rhBMP-2/$MBCP^{(R)}$ and rhBMP-2/Bio-$Oss^{(R)}$. The bone density after 8 weeks was greater than that after 2 weeks in all groups. However, rhBMP-2 alone failed to show the statistically significant difference in new bone area and bone density compared to control group. Also $MBCP^{(R)}$ and Bio-$Oss^{(R)}$ particles remained after 8 weeks healing period. Conclusion: These results suggest that rhBMP-2 with carrier system is an excellent inductive agent for bone formation and we can use it as the predictable bone tissue engieering technique. Future study will likely focus on the kinetics of BMP release and development of carriers that is ideal for it.

• BMB Reports
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• 제33권6호
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• pp.454-462
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• 2000

Interleukin-4(IL-4) is known to be a major cytokine regulating immunoglobulin E(IgE) response by the induction of IgE production and type II IgE receptor(IgER II: CD23) expression. Recently, however, the role of neuroendocrine factors has been implicated in modulating the IgE response. Among various neuroendocrine growth factors, we investigated the effects of the insulin-like growth factor-1(IGF-1) since IL-4 and IGF-1 share common intracellular signaling molecules, such as the insulin receptor substrate-1/2(IRS-1/2) to induce a specific cellular response. In the human peripheral blood mononuclear cell (PBMC) cultures, IGF-1 was capable of inducing a substantial level of IgE production in a dose-dependent manner. It also noticeably upregulated the IL-4-induced or IL-4 plus anti-CD40-induced IgE production. Similarly, the IGF-1-induced IgE production was enhanced by IL-4 or anti-CD40 in an additive manner, which became saturated at high concentrations of IGF-1. Although IGF-1 alone did not induce IgER II (CD23) expression, it augmented the IL-4-induced surface CD23 expression in a manner similar to the action of anti-CD40. These results imply that IGF-1 is likely to utilize common signaling pathways with IL-4 and anti-CD40 to induce IgE and IgER II expression. In support of this notion, we observed that IGF-1 enhanced the IL-4-induced signal transducers and activators of transcription 6(STAT6) activation and independently induced $NF-{\kappa}B$ activation. Both of these bind to the IgE(C) or IgER II (CD23) promoters. Together, our data suggest that IL-4 and IGF-1 work cooperatively to activate STAT6 and $NF-{\kappa}B$. This leads to the subsequent binding of these transcription factors to the $C{\varepsilon}$ and CD23 promoters to enhance the expression of IgE and IgER II. The observed differential ability of IGF-1 on the induction of IgE vs. IgER II is discussed based on the different structure of the two promoters.

• BMB Reports
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• 제53권6호
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• pp.329-334
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• 2020

Inflammasomes are cytosolic, multiprotein complexes that act at the frontline of the immune responses by recognizing pathogen- or danger-associated molecular patterns or abnormal host molecules. Mesenchymal stem cells (MSCs) have been reported to possess multipotency to differentiate into various cell types and immunoregulatory effects. In this study, we investigated the expression and functional regulation of NLR Family Pyrin Domain Containing 3 (NLRP3) inflammasome in human umbilical cord blood-derived MSCs (hUCB-MSCs). hUCB-MSCs expressed inflammasome components that are necessary for its complex assembly. Interestingly, NLRP3 inflammasome activation suppressed the differentiation of hUCB-MSCs into osteoblasts, which was restored when the expression of adaptor proteins for inflammasome assembly was inhibited. Moreover, the suppressive effects of MSCs on T cell responses and the macrophage activation were augmented in response to NLRP3 activation. In vivo studies using colitic mice revealed that the protective abilities of hUCB-MSCs increased after NLRP3 stimulation. In conclusion, our findings suggest that the NLRP3 inflammasome components are expressed in hUCB-MSCs and its activation can regulate the differentiation capability and the immunomodulatory effects of hUCB-MSCs.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제39권1호
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• pp.77-86
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• 2009

Purpose: Recombinant human bone morphogenetic protein-2(rhBMP-2) has been evaluated as potential candidates for periodontal and bone regenerative therapy. In spite of good prospects in BMP applications, there is economically unavailable for clinical use in dental area. The purpose of this study was to evaluate the osteogenic effect of rhBMP-2 produced by E.coli expression system. Materials and methods: Eight-mm critical-size calvarial defects were created in 48 male Sprague-Dawley rats. The animals were divided into 6 groups of 8 animals each. Each group received one of the following: Negative control(sham-surgery control), positive control(absorbable collagen sponge(ACS) alone) and experimental(ACS loaded with rhBMP-2). Defects were evaluated by histologic and histometric parameters following 2- and 8-week healing intervals. Results: The experimental group showed significant defect closure at 2 and 8weeks than the sham surgery and positive control groups. Moreover, the experimental group showed significantly greater new bone and augmented area than the other groups at both 2 and 8weeks. Conclusion: rhBMP-2 produced by E.coli expression system may be effective for bone regeneration.

• Molecules and Cells
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• 제40권8호
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• pp.567-576
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• 2017

The $Na^+/H^+$ exchanger is responsible for maintaining the acidic tumor microenvironment through its promotion of the reabsorption of extracellular $Na^+$ and the extrusion of intracellular $H^+$. The resultant increase in the extracellular acidity contributes to the chemoresistance of malignant tumors. In this study, the chemosensitizing effects of cariporide, a potent $Na^+/H^+-exchange$ inhibitor, were evaluated in human malignant mesothelioma H-2452 cells preadapted with lactic acid. A higher basal level of phosphorylated (p)-AKT protein was found in the acid-tolerable H-2452AcT cells compared with their parental acid-sensitive H-2452 cells. When introduced in H-2452AcT cells with a concentration that shows only a slight toxicity in H-2452 cells, cariporide exhibited growth-suppressive and apoptosis-promoting activities, as demonstrated by an increase in the cells with pyknotic and fragmented nuclei, annexin V-PE(+) staining, a $sub-G_0/G_1$ peak, and a $G_2/M$ phase-transition delay in the cell cycle. Preceding these changes, a cariporide-induced p-AKT down-regulation, a p53 up-regulation, an ROS accumulation, and the depolarization of the mitochondrial-membrane potential were observed. A pretreatment with the phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) inhibitor LY294002 markedly augmented the DNA damage caused by the cariporide, as indicated by a much greater extent of comet tails and a tail moment with increased levels of the p-histone H2A.X, $p-ATM^{Ser1981}$, $p-ATR^{Ser428}$, $p-CHK1^{Ser345}$, and $p-CHK2^{Thr68}$, as well as a series of pro-apoptotic events. The data suggest that an inhibition of the PI3K/AKT signaling is necessary to enhance the cytotoxicity toward the acidtolerable H-2452AcT cells, and it underlines the significance of proton-pump targeting as a potential therapeutic strategy to overcome the acidic-microenvironment-associated chemotherapeutic resistance.

• 한국식품과학회지
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• 제51권2호
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• pp.152-159
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• 2019

전통발효식초에 속하는 사과식초로부터 에탄올 및 증류수를 이용, 다당체를 분리하여 새로운 면역활성 물질을 확인하고자 하였다. 사과식초를 농축하고, 80% 에탄올을 가하여 침전물을 얻었으며 소량에 물에 용해하여 투석 및 동결건조를 거쳐 조다당 KAV-0를 얻었다. 구성당 분석 결과, KAV-0는 주로 mannose 38.2%, galactose 19.1% 및 glucose 14.3%로 구성되어있음을 확인하였고, 정상세포주(RAW 264.7 세포 및 대식세포) 및 종양세포주(B16-BL6 melanoma 세포)에 대해 세포독성 측정 결과, 직접적인 세포독성을 나타내지 않았다. 대식세포 유래 세포주인 RAW 264.7 세포 자극에 대한 사이토카인 및 산화질소 생산능을 측정한 결과, IL-6, $TNF-{\alpha}$ 및 산화질소 모두 농도 의존적으로 분비능이 증가하고 저농도에서도 우수한 활성을 나타냈으며, 마우스 복강유래 대식세포 자극에 대한 사이토카인 및 산화질소 생산능에서도 동일한 양상의 결과를 보여 사과식초 유래 조다당 KAV-0가 높은 대식세포 활성능을 소유함을 확인할 수 있었다. 한편, KAV-0의 정맥투여에 따른 NK 세포 활성화를 측정한 결과(ex vivo), 시료에 의해 활성화된 NK 세포는 Yac-1 종양 세포주에 대한 치사활성을 농도 의존적으로 증진시켰으며, $1,000{\mu}g/mouse$에서 월등히 우수한 NK 세포 활성능을 유도하였다. 또한, B16-BL6 melanoma를 이용한 폐암전이모델에서 KAV-0를 정맥투여한 뒤 항전이 활성을 측정한 결과, 농도 의존적으로 암 저해 효과가 나타났으며, 특히 $1,000{\mu}g/mouse$에서는 약 53%의 우수한 암전이 억제 활성을 나타냈다. 이상의 결과로부터 사과식초 유래 조다당 KAV-0는 인체의 면역계를 자극하여 우수한 면역활성 및 항전이 효과를 나타낼 수 있음이 확인되었고 건강 기능성 소재로의 활용 가능성이 충분할 것으로 최종 판단되었다.

• 생명과학회지
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• 제29권9호
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• pp.941-948
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• 2019

Ziyuglycoside-II ($3{\beta}-3-{\alpha}$-1-arabinopyranosyloxy-19-hydroxyurs-12-en-28-oicacid)는 오이풀(Sanguisorba officinalis L.)의 주요 활성 화합물 중 하나로 지혈작용, 항산화활성, 항염증활성 등의 활성이 보고되어 있다. 그러나 염증성 대장암에서의 ziyuglycoside-II의 활성에 관해서는 아직 보고되지 않아 본 연구에서 azoxymethane (AOM)/dextran sulfate sodium (DSS)으로 유발된 대장암 모델에서 ziyuglycoside-II 항종양활성을 조사하였다. 염증성 대장암을 유발하기 위해 BALB/c 마우스에게 AOM을 1회 복강 주사하고 AOM 투여 1주일 후 총 3 cycle의 2% 농도의 DSS를 음용수로 공급 하였다. Ziyuglycoside-II (1 또는 5 mg/kg)는 1주일에 3회 경구 투여하고, 64일에 대장을 적출하였다. 대장 조직에서의 종양 개수를 관찰한 결과 ziyuglycoside-II의 투여가 종양의 형성을 유의적으로 감소시키는 것을 확인하였다. 또한 Western blot 방법과 면역 조직학 분석의 결과, ziyuglycoside-II의 투여가 대장 조직에서 nuclear factor kappa-B 양성 세포와 염증 관련 단백질의 양을 현저히 감소시킴을 관찰하였다. 또한 ziyuglycoside-II 투여에 의해 대장조직내의 세포사멸이 촉진되었고 cleaved-caspase 3, cleaved-caspase 7과 같은 세포사멸 관련 단백질의 발현이 증가함을 확인하였다. 이러한 결과는 ziyuglycoside-II의 투여가 염증반응을 억제하고 세포 자멸을 유도하여 염증성대장암의 발생을 억제함을 시사하고 있다.