• 제목/요약/키워드: Biological efficacy

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Suppression of Lipopolysaccharide-Induced Inflammatory and Oxidative Response by 5-Aminolevulinic Acid in RAW 264.7 Macrophages and Zebrafish Larvae

  • Ji, Seon Yeong;Cha, Hee-Jae;Molagoda, Ilandarage Menu Neelaka;Kim, Min Yeong;Kim, So Young;Hwangbo, Hyun;Lee, Hyesook;Kim, Gi-Young;Kim, Do-Hyung;Hyun, Jin Won;Kim, Heui-Soo;Kim, Suhkmann;Jin, Cheng-Yun;Choi, Yung Hyun
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제29권6호
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    • pp.685-696
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    • 2021
  • In this study, we investigated the inhibitory effect of 5-aminolevulinic acid (ALA), a heme precursor, on inflammatory and oxidative stress activated by lipopolysaccharide (LPS) in RAW 264.7 macrophages by estimating nitric oxide (NO), prostaglandin E2 (PGE2), cytokines, and reactive oxygen species (ROS). We also evaluated the molecular mechanisms through analysis of the expression of their regulatory genes, and further evaluated the anti-inflammatory and antioxidant efficacy of ALA against LPS in the zebrafish model. Our results indicated that ALA treatment significantly attenuated the LPS-induced release of pro-inflammatory mediators including NO and PGE2, which was associated with decreased inducible NO synthase and cyclooxygenase-2 expression. ALA also inhibited the LPS-induced expression of pro-inflammatory cytokines, such as tumor necrosis factor (TNF)-α, interleukin (IL)-1β, and IL-6, reducing their extracellular secretion. Additionally, ALA abolished ROS generation, improved the mitochondrial mass, and enhanced the expression of heme oxygenase-1 (HO-1) and the activation of nuclear translocation of nuclear factor-E2-related factor 2 (Nrf2) in LPS-stimulated RAW 264.7 macrophages. However, zinc protoporphyrin, a specific inhibitor of HO-1, reversed the ALA-mediated inhibition of pro-inflammatory cytokines production and activation of mitochondrial function in LPS-treated RAW 264.7 macrophages. Furthermore, ALA significantly abolished the expression of LPS-induced pro-inflammatory mediators and cytokines, and showed strong protective effects against NO and ROS production in zebrafish larvae. In conclusion, our findings suggest that ALA exerts LPS-induced anti-inflammatory and antioxidant effects by upregulating the Nrf2/HO-1 signaling pathway, and that ALA can be a potential functional agent to prevent inflammatory and oxidative damage.

우절 에탄올추출물의 미백활성능과 주름저해 효능평가 (Evaluation of Whitening Activity and Wrinkle Inhibitory Effect of Ethanol Extracts of Nelumbinis Rhizomatis Nodus)

  • 장영아;염보슬;김세기;이진태
    • 생명과학회지
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    • 제29권11호
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    • pp.1192-1199
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    • 2019
  • 본 연구는 화장품 소재로서 우절 에탄올추출물의 가능성을 확인하기 위한 것이다. 이를 위해 우리는 연근의 마디부분을 70%에탄올로 추출하여 사용하였으며 미백효능 및 주름개선 효과에 대한 생물학적 활성 평가를 수행하였다. 시료의 미백활성을 알아보기 위해 멜라닌세포(B16F10 cells)의 MTT assay를 이용한 샘플의 독성평가와 멜라닌 생성에 영향을 주는 관련 단백질의 발현량을 확인하였다. 시료의 주름활성억제 평가를 위해 collagenase inhibition assay를 수행하였다. 또한 UVB로 유도된 섬유아세포(CCD-986sk cells)의 MTT assay를 이용한 샘플의 독성평가와 matrix metalloprotease (MMP-1) inhibition 및 procollagen synthesis를 평가하였다. 미백활성 평가를 알아보기 위한 western bolt 결과, 멜라닌 생성과 관련된 두 단백질 Tyrosinase related protein-1 (TRP-1, Tyrosinase related protein-2 TRP-2)의 합성이 농도의존적으로 감소됨을 나타내었다. 게다가 우절 에탄올추출물의 collagenase inhibiion 실험의 결과, $500{\mu}g/ml$의 농도에서 대조군인 EGCG와 효능이 비슷한 80% 이상의 효과를 나타내었다. Procollagen synthesis 결과 UVB 자극군에 의해 콜라겐 합성은 68.8%로 감소되었으며 시료의 $25{\mu}g/ml$의 농도에서 80.2%의 콜라겐 합성에 회복능을 보였다. MMP-1 inhibition 실험결과는 $25{\mu}g/ml$ 농도에서 20.2%의 저해능을 나타내었다. 실험 결과는 NRN의 미백 및 주름 억제 효과를 검증하고, 향후 안전한 천연 화장품 재료로 사용될 수 있음을 확인했다.

현사시나무 원형질체에서 리보핵산단백질을 활용한 유전자 교정 방법 연구 (Genome editing of hybrid poplar (Populus alba × P. glandulosa) protoplasts using Cas9/gRNA ribonucleoprotein)

  • 박수진;최영임;장현아;김상규;최현모;강범창;이효신;배은경
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제48권1호
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    • pp.34-43
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    • 2021
  • CRISPR/Cas9에 의한 유전자 교정 기술은 유용 형질을 갖는 작물 및 임목의 육성에 있어 널리 사용되고 있는 핵심 기술이다. 유전자 교정 임목 육성에는 아그로박테리움에 의한 형질전환 방법이 높은 효율로 시행된 연구가 많았고 따라서 형질전환에 사용된 플라스미드 서열이 식물 유전체 안에 존재한다는 문제가 남아 있었다. 본 연구에서는 CRISPR/Cas9을 사용하여 유전자 교정 임목을 육성하는 데 기존에 알려진 벡터 도입 기술이 아닌, 단일 가닥 가이드 RNA (sgRNA)와 Cas9 단백질을 혼합하여 만든 리보핵산단백질을 현사시나무 원형질체에 도입하는 방법을 기술하였다. 염 스트레스 내성 관련 인자 PagSAP1 유전자를 표적으로 하는 3종류의 sgRNA를 디자인하고, 각 sgRNA와 Cas9 단백질을 혼합하여 만든 리보핵산단백질을 원형질체에 도입하였다. 표적화 딥시퀀싱을 통해 리보핵산단백질 형성 시 sgRNA와 Cas9 단백질을 혼합하고 일정 시간 배양하여 안정화되는 시간이 필요한 것을 확인하였다. 또한 sgRNA3의 리보핵산단백질이 sgRNA1, sgRNA2의 리보핵산단백질보다 높은 교정 효율을 보이는 것을 확인하였다. 본 실험을 통해 리보핵산단백질을 이용한 유전자 교정 기술이 임목에도 적용될 수 있음이 확인되었고, 이는 외래 유전자 없이 유전자 교정 임목을 육성하는 데 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

Systematic Target Screening Revealed That Tif302 Could Be an Off-Target of the Antifungal Terbinafine in Fission Yeast

  • Lee, Sol;Nam, Miyoung;Lee, Ah-Reum;Lee, Jaewoong;Woo, Jihye;Kang, Nam Sook;Balupuri, Anand;Lee, Minho;Kim, Seon-Young;Ro, Hyunju;Choi, Youn-Woong;Kim, Dong-Uk;Hoe, Kwang-Lae
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제29권2호
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    • pp.234-247
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    • 2021
  • We used a heterozygous gene deletion library of fission yeasts comprising all essential and non-essential genes for a microarray screening of target genes of the antifungal terbinafine, which inhibits ergosterol synthesis via the Erg1 enzyme. We identified 14 heterozygous strains corresponding to 10 non-essential [7 ribosomal-protein (RP) coding genes, spt7, spt20, and elp2] and 4 essential genes (tif302, rpl2501, rpl31, and erg1). Expectedly, their erg1 mRNA and protein levels had decreased compared to the control strain SP286. When we studied the action mechanism of the non-essential target genes using cognate haploid deletion strains, knockout of SAGA-subunit genes caused a down-regulation in erg1 transcription compared to the control strain ED668. However, knockout of RP genes conferred no susceptibility to ergosterol-targeting antifungals. Surprisingly, the RP genes participated in the erg1 transcription as components of repressor complexes as observed in a comparison analysis of the experimental ratio of erg1 mRNA. To understand the action mechanism of the interaction between the drug and the novel essential target genes, we performed isobologram assays with terbinafine and econazole (or cycloheximide). Terbinafine susceptibility of the tif302 heterozygous strain was attributed to both decreased erg1 mRNA levels and inhibition of translation. Moreover, Tif302 was required for efficacy of both terbinafine and cycloheximide. Based on a molecular modeling analysis, terbinafine could directly bind to Tif302 in yeasts, suggesting Tif302 as a potential off-target of terbinafine. In conclusion, this genome-wide screening system can be harnessed for the identification and characterization of target genes under any condition of interest.

식물성 재료원 비누의 피부 위 미세먼지 세정, 인체 적용 및 안전성 효과에 관한 연구 (Cleansing of Fine Dust on the Skin, Application to the Human Body and Safety Effect of Botanical-sourced Soap)

  • 김수남;이형환
    • 한국자연치유학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.31-38
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    • 2022
  • 배경: 미용비누는 일반적으로 세정효과가 있고 인체에 안전하다고 보고되어 있으나, 새 제품은 항상 평가의 대상이 된다. 목적: 다지워 비누(Daziwar soap bar)의 미세먼지 모사체의 세정효과에 대한 인체적용 시험 및 안전성 평가를 여성 52명에게 수행하는 것이 목적이었다. 방법은 미세먼지 세정효과는 건강한 성인 여성 22명의 아래팔 안쪽 피부 부위에 모사체 미세먼지를 분사한 직후에 세척 전과 후의 양적 변화를 측정하였다. 안전성 평가는 30명의 여성의 등에 첩포를 한 후에 24시간이 지나서 30분, 24시간 48시간 때에 반응을 평가하였다. 결과: 팔 안쪽 부위에 모사체 미세먼지를 분사한 직후에, 다지워비누로 1회세척 후에 잔존 모사체량은 시험군이나 대조군 모두 통계적으로 유의하게 감소하였다(p < .001). 그러나 세척률에서는 실험군에서는 99.96%, 대조군에서는 75.58%로 나타났다. 시험대상자의 주관적 설문 평가에서는, 비누를 사용한 직후에 유효성이 있는 항목에서 '좋은(Good)' 이상으로 평가되었다. 피부과 전문의사의 미세먼지 세척 후 이상 반응 평가에서는, 시제품을 사용하는 동안 시험 대상자에게서 특별한 피부 이상 반응에 대한 보고나 관찰이 없었고, 피부의 이학적 검사에서도 이상 소견은 관찰되지 않았다. 안전성평가에서, 등 부위에 24시간 첨포 후에 30분, 24시간, 48시간 때에 피부 반응 평가에서 모두 무자극으로 판정되었다. 결론: 시험제품인 다지워 비누는 인체 상의 미세먼지의 세정에 크게 도움을 주며 인체에 안전하다는 것을 알 수 있었다.

현장 모니터링과 기초통계분석에 기반한 국내 하수처리장 미량오염물질 발생 및 거동 조사 (Investigation on the occurrence and fate of micropollutants in domestic wastewater treatment plants based on full-scale monitoring and simple statistical analysis)

  • 채성호;임승지;이지호;;이웅배;최상기;이윤호;이우림;손희종;홍석원
    • 상하수도학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.107-119
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    • 2022
  • The frequent detection and occurrence of micropollutants (MPs) in aquatic ecosystems has raised public health concerns worldwide. In this study, the behavior of 50 MPs was investigated in three different domestic wastewater treatment plants (WWTPs). Furthermore, the Kruskal-Wallis test was used to assess the geographical and seasonal variation of MPs in the WWTPs. The results showed that the concentrations of 43 MPs ranged from less than 0.1 to 237.6 ㎍ L-1, while other seven MPs including 17-ethynylestradiol, 17-estradiol, sulfathiazole, sulfamethazine, clofibric acid, simvastatin, and lovastatin were not detected in all WWTPs. Among the detected MPs, the pharmaceuticals such as metformin, acetaminophen, naproxen, and caffeine were prominent with maximum concentrations of 133.4, 237.6, 71.5, and 107.7 ㎍ L-1, respectively. Most perfluorinated compounds and nitrosamines were found at trace levels of 1.2 to 55.3 ng L-1, while the concentration of corrosion inhibitors, preservatives (parabens), and endocrine disruptors ranged from less than 0.1 to 4310.8 ng L-1. Regardless of the type of biological treatment process such as MLE, A2O, and MBR, the majority of pharmaceuticals (except lincomycin, diclofenac, iopromide, and carbamazepine), parabens (except Methyl paraben), and endocrine disruptors were removed by more than 80%. However, the removal efficiencies of certain MPs such as atrazine, DEET, perfluorinated compounds (except PFHxA), nitrosamines, and corrosion inhibitors were relatively low or their concentration even increased after treatment. The results of statistical analysis reveal that there is no significant geographical difference in the removal efficacy of MPs, but there are temporal seasonal variations in all WWTPs.

레틴알 안정화를 위한 사이클로덱스트린-리포좀에 관한 연구 (Study on Stabilization of Retinaldehyde using Drug-in-Cyclodextrinin-Liposome (DCL) for Skin Wrinkle Improvement)

  • 하지훈;최형;홍인기;한상근;빈범호
    • 대한화장품학회지
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    • 제48권1호
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    • pp.77-85
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    • 2022
  • 레틴알(RA)은 레티놀과 레티노익애씨드의 중간체로 비타민A 유도체이며 주름개선 효과가 우수하다. 본 연구에서는 drug-in-cyclodextrin-in-liposome (DCL)을 이용하여 레틴알의 안정성을 높였다. 레틴알과 hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HP-β-CD) 복합체를 동결건조 방식으로 제조하였고, UV-Vis 분광법, FT-IR 및 SEM 이미지로 레틴알의 포접 여부를 확인하였다. 레틴알과 HP-β-CD의 비율이 1 : 15 (w/w)일 때 약 95.6% 포집되었다. 레틴알-HP-β-CD 복합체는 호모믹서 및 마이크로플루다이저로 리포좀에 담지시켰으며, 평균 입자 크기는 215.3 ± 4.2 nm, 제타포텐셜 -33.2 ± 1.5 mv로 나타났다. 레틴알의 분해 안정도 평가에서, 물에서 레틴알-HP-β-CD-리포좀의 레틴알 감소율은 1.8%로 레틴알-리포좀(5.8%), 레틴알-HP-β-CD복합체(9.7%), 레틴알 단독(37.6%)보다 높게 나타났다. 레틴알-HP-β-CD-리포좀이 함유된 크림(0.05% RA 함유)을 제조하여, 미간, 이마, 목, 눈가, 입가, 팔자 주름개선 효능 및 피부 치밀도를 2 ~ 4 주간 평가하였다. 그 결과 레틴알크림은 피부 자극 없이 유의한 주름 개선 효과를 보였다. 결론적으로, DCL시스템을 이용한 이중 안정화 기술은 레틴알의 안정화를 높여 피부 주름 개선 효과에 기여함을 확인하였다.

감초 주정추출물의 3T3-L1 지방세포 분화 억제 및 고지방 식이로 유도된 C57BL/6J 마우스에 대한 항비만 효과 (Anti-obesity effects of Glycyrrhiza uralensis ethanol extract on the inhibition of 3T3-L1 adipocyte differentiation in high-fat diet-induced C57BL/6J mice)

  • 박선경;이장호;박수현;이유건
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.716-728
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    • 2023
  • 감초의 항비만 소재로서 가능성을 확인하기 위해 고지방 식이로 유도된 마우스 모델과 3T3-L1 지방 전구세포의 지방세포 분화과정에 GUE의 효과를 평가하였다. GUE의 섭취는 고지방 식이로 인해 증가한 마우스 체중을 유의하게 감소시켰다. 또한, GUE 처리로 인해 3T3-L1 지방 전구세포의 지방세포 분화과정에 의해 증가한 지방구 형성이 효과적으로 감소하는 것을 확인하였다. 이런 억제 효과는 GUE가 지방세포 분화과정에서 증가한 PPARγ 및 C/EBPα의 발현을 효과적으로 억제하기 때문이며, 이는 지방 대사 조절 인자들의 발현억제에도 영향을 주었다. 또한, LC-Q-TOF-MS 분석을 통해 GUE 주요 생리활성 물질을 분석한 결과, liquiritigenin 배당체 및 licorice saponins를 포함한 12종의 주요 생리활성 물질들이 동정되었다. 이러한 결과들을 종합하여 볼 때, GUE의 항비만 효과는 우수한 생리활성을 가지는 phytochemical들에 의한 지방 대사 조절 인자들의 발현조절과 관련이 깊다고 판단되며, 감초의 비만을 포함한 대사성질환 예방 소재로서 활용 가치를 높이는데 유용할 것으로 생각된다.

Activation of Heme Oxygenase-1 by Mangiferin in Human Retinal Pigment Epithelial Cells Contributes to Blocking Oxidative Damage

  • Cheol Park;Hee-Jae Cha;Hyun Hwangbo;EunJin Bang;Heui-Soo Kim;Seok Joong Yun;Sung-Kwon Moon;Wun-Jae Kim;Gi-Young Kim;Seung-On Lee;Jung-Hyun Shim;Yung Hyun Choi
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제32권3호
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    • pp.329-340
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    • 2024
  • Mangiferin is a kind of natural xanthone glycosides and is known to have various pharmacological activities. However, since the beneficial efficacy of this compound has not been reported in retinal pigment epithelial (RPE) cells, this study aimed to evaluate whether mangiferin could protect human RPE ARPE-19 cells from oxidative injury mimicked by hydrogen peroxide (H2O2). The results showed that mangiferin attenuated H2O2-induced cell viability reduction and DNA damage, while inhibiting reactive oxygen species (ROS) production and preserving diminished glutathione (GSH). Mangiferin also antagonized H2O2-induced inhibition of the expression and activity of antioxidant enzymes such as manganese superoxide dismutase and GSH peroxidase, which was associated with inhibition of mitochondrial ROS production. In addition, mangiferin protected ARPE-19 cells from H2O2-induced apoptosis by increasing the Bcl-2/Bax ratio, decreasing caspase-3 activation, and blocking poly(ADP-ribose) polymerase cleavage. Moreover, mangiferin suppressed the release of cytochrome c into the cytosol, which was achieved by interfering with mitochondrial membrane disruption. Furthermore, mangiferin increased the expression and activity of heme oxygenase-1 (HO-1) and nuclear factor-erythroid-2 related factor 2 (Nrf2). However, the inhibition of ROS production, cytoprotective and anti-apoptotic effects of mangiferin were significantly attenuated by the HO-1 inhibitor, indicating that mangiferin promoted Nrf2-mediated HO-1 activity to prevent ARPE-19 cells from oxidative injury. The results of this study suggest that mangiferin, as an Nrf2 activator, has potent ROS scavenging activity and may have the potential to protect oxidative stress-mediated ocular diseases.

LPS로 유발한 간손상 마우스에서 항산화 및 항염증 효능을 통한 천마와 증숙 발효 천마의 간보호 효과 (Protective effects of Gastrodia rhizoma and steamed & fermented Gastrodiae rhizoma with anti-oxidant efficacy and suppression of NFκB signaling pathway on LPS-induced liver injury)

  • 김형진;권오준;이아름;노성수;서영배
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제59권3호
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    • pp.179-188
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    • 2016
  • 본 연구의 목적은 증숙 및 발효과정을 거친 천마추출물이 LPS로 유도된 간 손상에 미치는 효능을 평가하고자 하였다. 증숙 횟수 및 발효균을 달리한 25가지 시료 중 DPPH와 ABTS 라디칼 소거능을 측정하여 생 천마(GR0F0)와 6회 증숙한 후, Saccharomyces cerevisiae균으로 발효한 GR6F4간의 비교실험이 가능할 것으로 사료되었다. 마우스는 6마리씩 4그룹(정상군, 대조군, GR0F0 투여군, GR6F4투여군)으로 나누어 실험을 진행하였다. LPS를 투여하기 전, 각 시료를 200 mg/kg/day로 8일간 경구 투여하였으며, 간 손상을 유발하기 위하여 LPS를 20 mg/kg로 복강투여하였다. 혈액에서 AST, ALT를 측정한 결과, 대조군에서 그 수치가 증가하였고, GR6F4군에서 감소하였을 뿐 아니라, 혈액 및 간에서 측정한 ROS 수치 또한 유의하게 감소하였다. 간조직에서 AP-1, COX-2, TNF-${\alpha}$와 INOS를 측정한 결과, GR0F0 또한 감소하였으나, 증숙 및 발효과정을 거친 GR6F4군에서 더욱 큰 효과를 보이는 것을 확인하였다. 이러한 결과들은 GR6F4의 뛰어난 항산화 및 항염증 효과를 증명하며, 그러므로 증숙 및 발효과정을 거친 천마는 간 손상에 보호효과가 있다고 보여진다.