• 생명과학회지
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• 제29권9호
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• pp.964-971
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• 2019

간의 지질 축적과 인슐린 저항성은 비알콜성 지방간 환자에게서 증가한다. Piperine은 후추(Piper nigrum)와 필발(인도산 후추, P. longum)의 주요 성분으로 항암, 항비만, 항 당뇨병, 항염증 및 항산화 등의 생리활성이 보고되었다. 그러나 piperine의 인간 간세포 HepG2 세포에서 지질 축적과 인슐린 저항성의 억제제로서의 연구는 보고된 바가 없다. 본 연구의 목적은 지질 축적 및 인슐린 저항성에 대한 piperine의 효과를 palmitate처리된 HepG2 세포에서 잠재적인 분자 기전을 밝히는 것이다. 그 결과 piperine처리군은 지질 함량을 감소시켰고, 지방 형성 표적 유전자인 SREBP-1c와 FAS의 발현을 억제함으로써 palmitate처리된 세포내 지질 축적을 감소시켰다. 게다가 piperine처리군은 지방산 산화에 관련된 CPT-1과 인산화된 ACC 및 인산화된 IRS-1 (Tyr632)와 Akt의 레벨을 증가시켰다. 또한, piperine처리군은 인산화된 IRS-1 (Ser307)의 레벨을 감소시켰다. 결론적으로 palmitate처리된 HepG2 세포에서 piperine은 SREBP-1와 FAS발현의 감소 및 CPT-1과 ACC 인산화의 증가 및 인산화된 IRS-1(Try632)와 Akt 신호전달 경로를 조절함으로써 지질 축적 및 인슐린 저항성을 개선함을 확인하였다. 따라서 piperine의 지질 축적 및 인슐린 저항성을 예방하는 약물로써 가능성이 제시되었다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제62권3호
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• pp.229-237
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• 2019

More effective treatments are needed for non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). We hypothesized that water extracts of blackberry fruits (BF) and leaves (BL) and their combinations (BFL) reduce fat deposition in HepG2 cells and modulate shor-tchain fatty acids (SCFA) and fecal bacteria in vitro. HepG2 cells were treated with BF, BL, BFL1:2, and BFL1:3 for 1 h, and 0.5 mM palmitate was added to the cells. Moreover, low ($30{\mu}g/mL$) and high doses ($90{\mu}g/mL$) of BL and BF were applied to fecal bacteria in vitro, and SCFA was measured by GC. BL, BF, BFL1:2, and BFL1:3 reduced triglyceride deposition in the cells in a dose-dependent manner, and BFL1:2 and BFL1:3 had a stronger effect than BF. The content of malondialdehyde, an index of oxidative stress, was also reduced in BL, BF, and BFL1:2 with increasing superoxide dismutase and glutathione peroxidase activities. The mRNA expression of acetyl CoA carboxylase, fatty acid synthase, and sterol regulatory element-binding protein-1c was reduced in BL, BF, BFL1:2, and BFL1:3 compared to the control, and BFL1:2 had the strongest effect. By contrast, the carnitine palmitolytransferase-1expression, a regulator of fatty acid oxidation, increased mostly in BFL1:2 and BFL1:3. Tumor necrosis factor-${\alpha}$ and interleukin-$1{\beta}$ expression was reduced in BL compared to that in BF and BFL1:2 in HepG2 cells. Interestingly, BL increased propionate production, and BF increased butyrate and propionate production and increased total SCFA content in fecal incubation. BF increased the contents of Bifidobacteriales and Lactobacillales and decreased those of Clostridiales, whereas BL elevated the contents of Bacteroidales and decreased those of Enterobacteriales. In conclusion, BFL1:2 and BFL1:3 may be potential therapeutic candidates for NAFLD.

• 미생물학회지
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• 제54권4호
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• pp.420-427
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• 2018

효모균 타이로실-tRNA 합성효소(Sc YRS)와 엠버 멈춤코돈을 인식하는 대장균 시작tRNA 변이체(fMam $tRNA_{CUA}$)쌍은 대장균에서 단백질 생합성시 원하는 특정 위치에 비천연아미노산을 도입하는데 활용된다. Sc YRS/fMam $tRNA_{CUA}$쌍의 엠버써프레션 활성을 높이기 위해 fMam $tRNA_{CUA}$의 첫번째 안티코돈 염기를 인식하는 Sc YRS의 320번, 321번 아미노산 잔기를 암호화하는 염기서열을 무작위로 돌연변이시킨 라이브러리를 제작하였다. 엠버써프레션에 의한 클로람페니콜 저항성을 이용해 라이브러리를 탐색하여 활성이 향상된 2개의 돌연변이주를 선별하였다. 이들의 클로람페니콜 저항성 성장의 $IC_{50}$값은 야생형 YRS보다 1.7~2.3배 높았으며, in vivo 엠버써프레션 활성을 비교한 결과 3~6.5배의 활성 증가가 나타났다. 높은 활성을 보인 mYRS-3 (P320A/D321A) 단백질의 fMam $tRNA_{CUA}$에 대한 in vitro aminoacylation kinetics 분석은 야생형보다 약 7배 높은 효소활성을 보였으며, 이는 주로 기질인 fMam $tRNA_{CUA}$에 대한 결합 친화도가 증가하여 나타났다. 이런 접근법을 이용하여 다양한 종류의 비천연 아미노산 도입에 활용되는 aminoacyl-tRNA 합성효소의 엠버써프레션 활성을 높임으로써 엠버 멈춤코돈을 이용한 비천연 아미노산 도입 효율성을 높일 수 있을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제29권2호
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• pp.191-197
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• 2019

파킨슨병은 운동완서, 근육경직, 진전 및 비정상적인 자세 등을 임상적 특징으로 하는 주로 운동 신경계에 영향을 주는 진행성 신경 퇴행성 질환이다. 파킨슨병은 산화 스트레스와 세포 내 신호 전달 경로의 조절 장애에 의한 뇌 흑색치밀부에서의 도파민성 신경세포의 사멸을 특징으로 한다. Quercetin의 주요 대사산물인 Quercetin-3-O-glucuronide (Q3GA)는 신경 보호 효과가 있는 것으로 보고 되어 왔다. 본 연구에서는 SH-SY5Y 세포에서 1-methyl-4-phenyl pyridinium ($MPP^+$)에 의해 유도된 신경 독성에 대한 Q3GA의 신경 보호 효과와 그 분자 조절 기전을 조사하였다. Q3GA는 $MPP^+$에 의해 유도된 세포 사멸을 유의적으로 감소시켰으며 PARP 절단을 감소시켰다. 또한, Bax/Bcl-2 비율의 감소와 함께 $MPP^+$에 의해 증가된 세포 내 ROS를 감소시켰다. Q3GA는 $MPP^+$에 의해 감소된 Akt와 CREB의 인산화를 유의적으로 회복시켰지만, ERK에는 영향을 미치지 않았다. 이 결과는 Q3GA가 ROS 생산 억제와 Akt/CREB 신호 전달 경로를 통해 $MPP^+$ 에 의해 유도된 신경 독성을 억제시킬 수 있음을 시사한다. 본 연구는 Q3GA가 파킨슨병에 대한 예방제 또는 치료제로 개발될 수 있는 가능성을 제시한다.

• 한국식품과학회지
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• 제51권3호
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• pp.272-277
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• 2019

본 연구진은 선행연구에서 MCE-DAG를 섭취한 마우스에서 혈중 총 콜레스테롤과 LDL 콜레스테롤의 감소를 보고한 바 있어, 본 연구에서 in vitro를 통해 MCE-DAG와 간의 콜레스테롤 항상성 기전의 관련성을 구명하고자 하였다. LDLR과 같은 콜레스테롤 흡수 관련 인자의 발현이 MCE-DAG에 의해 증가한 반면, LDLR을 억제하는 PCSK9의 발현은 감소하였다. 또한, 콜레스테롤 합성 관련 인자인 HMGCR의 발현이 MCE-DAG에 의해 증가하였고, 전사조절인자인 SREBP2의 발현이 증가하였다. 이러한 결과들은 콜레스테롤의 합성과 흡수가 동시에 증가하였음을 뒷받침한다. 즉, 간 내 콜레스테롤 필요량이 증가함에 따라, 간의 콜레스테롤 합성 및 흡수를 활성화시켜 콜레스테롤 항상성을 유지하는 기전이 촉진되었음을 의미한다. 하지만 간 세포 내 총 콜레스테롤 양은 MCE-DAG에서 영향을 받지 않았다. 콜레스테롤 흡수 및 합성 기전이 촉진되었음에도 세포 내 콜레스테롤 농도가 증가하지 않은 현상은 담즙산 등 콜레스테롤 분비 촉진에 의한 것일 수 있다. 이러한 추론은 추후 콜레스테롤 분비 기전을 검증할 수 있는 실험을 설계하여 검증해볼 필요성이 있다. 결론적으로 MCE-DAG는 세포 내 콜레스테롤 흡수 작용을 촉진하는 효과가 있어 추후 기능성 유지로 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한방비만학회지
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• 제20권2호
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• pp.78-87
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• 2020

Objectives: To expand and provide information on the efficacy of herbal medicines, anti-obesity effects were evaluated. In many studies, plant-derived components with anti-obesity efficacies have been investigated for their potential inhibitory effects on 3T3-L1 preadipocyte cells. The purpose of this study was to investigate the anti-obesity effects of 65 herbal medicine in 3T3-L1 preadipocyte cells. Methods: Preferentially, 3T3-L1 cells were treated with 65 herbal medicines (500 ㎍/mL) during differentiation for 8 days. Next, 3T3-L1 cells were treated with selected herbal medicines at concentrations ranging from 50 to 200 ㎍/mL during differentiation for 8 days. The accumulation of lipid droplets was determined by Oil Red O staining. The expressions of genes related to adipogenesis were measured by reverse transcription polymerase chain reaction and Western blot analyses. Results: Among the 65 kinds of herbal medicines, 13 herbal medicines that been shown to be effective against the accumulation of lipid droplets were selected. Finally, selected Banhasasim-tang and Samhwangsasim-tang showed inhibitory activity on adipocyte differentiation at 3T3-L1 preadipocytes without affecting cell toxicity. In addition, Banhasasim-tang and Samhwangsasim-tang significantly reduced the expression levels of several adipocyte marker genes including peroxisome proliferator activated receptor-γ and CCAAT/enhancer binding protein-α. Conclusions : These results suggest that the ability of Banhasasim-tang and Samhwangsasimtang has inhibited overall adipogenesis and lipid accumulation in the 3T3-L1 cells. Banhasasim-tang and Samhwangsasim-tang may be a promising medicine for the treatment of obesity and related metabolic disorders.

• Journal of Ginseng Research
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• 제45권3호
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• pp.401-407
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• 2021

Background: Gintonin is an exogenous ginseng-derived G-protein-coupled lysophosphatidic acid (LPA) receptor ligand. LPA induces in vitro morphological changes and migration through neuronal LPA1 receptor. Recently, we reported that systemic administration of gintonin increases blood-brain barrier (BBB) permeability via the paracellular pathway and its binding to brain neurons. However, little is known about the influences of gintonin on in vivo neuron morphology and migration in the brain. Materials and methods: We examined the effects of gintonin on in vitro migration and morphology using primary hippocampal neural precursor cells (hNPC) and in vivo effects of gintonin on adult brain neurons using real time microscopic analysis and immunohistochemical analysis to observe the morphological and locational changes induced by gintonin treatment. Results: We found that treating hNPCs with gintonin induced morphological changes with a cell rounding following cell aggregation and return to individual neurons with time relapses. However, the in vitro effects of gintonin on hNPCs were blocked by the LPA1/3 receptor antagonist, Ki16425, and Rho kinase inhibitor, Y27632. We also examined the in vivo effects of gintonin on the morphological changes and migration of neurons in adult mouse brains using anti-NeuN and -neurofilament H antibodies. We found that acute intravenous administration of gintonin induced morphological and migrational changes in brain neurons. Gintonin induced some migrations of neurons with shortened neurofilament H in the cortex. The in vivo effects of gintonin were also blocked by Ki16425. Conclusion: The present report raises the possibility that gintonin could enter the brain and exert its influences on the migration and morphology of adult mouse brain neurons and possibly explains the therapeutic effects of neurological diseases behind the gintonin administration.

• 한국양봉학회지
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• 제35권1호
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• pp.49-54
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• 2020

본 연구에서는 서양종꿀벌(Apis mellifera L.) 일벌에서 봉독채집장치를 사용하여 채집한 후 정제한 정제봉독(purified bee venom)의 항비만 효과를 검정하기 위하여 지방전구세포인 3T3-L1 세포에서 지방분화에 미치는 영향을 조사하였다. 정제봉독은 1 mg/mL 이하의 농도로 처리했을 경우에는 3T3-L1 세포에서 세포독성을 유발하지 않는 것으로 확인되었다. 정제봉독을 3T3-L1 세포에 처리한 후 지방분화를 Oil-red-O 염색약으로 염색하여 비교하여 보았을 때, 정제봉독은 무처리구에 비교하여 낮은 지방축적률을 나타내어 지방세포 분화를 억제하는 것으로 확인되었다. 또한 정제봉독은 지방 분화 특이 전사인자인 C/EBPα와 PPARγ 유전자 발현을 억제시켰다. 이에 본 연구결과를 바탕으로 정제봉독이 지방세포 분화 억제를 통한 항비만 소재로서 활용 가능성이 있을 것으로 사료된다.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.55-60
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• 2021

항생제는 감염병 환자의 치료, 농수축산업의 생산성 향상을 위한 목적으로 광범위하게 사용되는 약물이다. 그러나 항생제 과용 및 낮은 생분해성으로 인해 상당량이 하수로 누출되어 환경오염을 유발하며 내성 박테리아 출현을 촉진하고 있다. 본 연구에서는 생분해성 혈청 단백질인 알부민을 항생제 흡착제로 사용하기 위한 가능성을 탐구하였다. 혈청 알부민은 다양한 대사 산물과 호르몬을 모든 조직의 혈관 외 공간으로 운반하는 천연 혈액 단백질이다. 혈청 알부민은 수용성이 높지만 이온성, 친수성 또는 소수성 분자를 쉽게 수용하는 고유 결합 부위를 가지고 있어 나노 흡착제로 유망한 물질이다. 코아세르베이션(coacervation)을 유도하기 위해 탈용매제인 에탄올을 알부민 수용액에 적가하여 150 ~ 170 nm 크기 범위의 알부민 나노 입자로 탈수화 및 액-액분리 하였다. 글루타르알데히드 가교제를 첨가할 경우 알부민 나노입자의 크기 안정성 및 동질성이 증가하였다. 항생제 아목시실린에 대한 알부민 나노입자의 흡착능 평가에서 가교제 사용 농도, pH에 따른 흡착능의 차이가 관찰되었다. 분광광도법으로 측정한 알부민 나노입자의 단위질량당(mg) 최대 흡착능은 pH 4.0 수용액에서 아목시실린 12.4 마이크로그램(㎍)이다. 이러한 결과는 물에서 항생제를 제거하는 천연 나노 흡착제를 제조하기 위한 구성 물질로서 혈청 알부민의 잠재력을 보여준다.

• Animal Bioscience
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• 제36권1호
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• pp.29-42
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• 2023

Objective: Pigs, an ideal biomedical model for human diseases, suffer from about 50% early embryonic and fetal death, a major cause of fertility loss worldwide. However, identifying the causal variant remains a huge challenge. This study aimed to detect single nucleotide polymorphisms (SNPs) and candidate genes for the number of mummified (NM) piglets using the imputed whole-genome sequence (WGS) and validate the potential candidate genes. Methods: The imputed WGS was introduced from genotyping-by-sequencing (GBS) using a multi-breed reference population. We performed genome-wide association studies (GWAS) for NM piglets at birth from a Landrace pig populatiGWAS peak located on SSC11: 0.10 to 7.11 Mbp (Top SNP, SSC11:1,889,658 bp; p = 9.98E-13) was identified in cyclin dependent kinase on. A total of 300 Landrace pigs were genotyped by GBS. The whole-genome variants were imputed, and 4,252,858 SNPs were obtained. Various molecular experiments were conducted to determine how the genes affected NM in pigs. Results: A strong GWAS peak located on SSC11: 0.10 to 7.11 Mbp (Top SNP, SSC11:1,889,658 bp; p = 9.98E-13) was identified in cyclin dependent kinase 8 (CDK8) gene, which plays a crucial role in embryonic retardation and lethality. Based on the molecular experiments, we found that Y-box binding protein 1 (YBX1) was a crucial transcription factor for CDK8, which mediated the effect of CDK8 in the proliferation of porcine ovarian granulosa cells via transforming growth factor beta/small mother against decapentaplegic signaling pathway, and, as a consequence, affected embryo quality, indicating that this pathway may be contributing to mummified fetal in pigs. Conclusion: A powerful imputation-based association study was performed to identify genes associated with NM in pigs. CDK8 was suggested as a functional gene for the proliferation of porcine ovarian granulosa cells, but further studies are required to determine causative mutations and the effect of loci on NM in pigs.