• 한국식품영양과학회지
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• 제43권5호
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• pp.631-640
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• 2014

본 실험에서는 primary culture된 연골세포 in vitro 실험모델과 MIA로 유발한 골관절염 in vivo 실험모델을 이용하여 보스웰리아 추출물의 골관절염 예방 효과를 확인하였다. 먼저 MTT 시험법을 통해 세포 사용 적정농도를 $20{\mu}g/mL$ 이하로 결정하여 연골세포 사멸 억제를 확인하고, 이를 근간으로 골관절염 동물실험 모델에서 골관절염 예방 효과를 확인하였다. $H_2O_2$ 처리에 따른 산화적 독성으로 연골세포 사멸을 유도한 실험에서 보스웰리아 추출물은 유의적으로 세포사멸을 억제하였으며 이러한 효과는 $5{\sim}20{\mu}g/mL$ 사이농도에서 비교적 높게 나타났다. 세포실험에서는 골관절염 발병에 따라 관절연골에 영향을 미치는 염증인자에 대한 기전연구를 진행하였으며, 연골세포에 LPS를 처리하여 염증을 유도한 후 보스웰리아 추출물의 효과를 확인한 실험 결과 면역과 염증반응을 조절하는 nuclear transcription factor ${\kappa}B(NF{\kappa}B)$, 염증관련 cytokine IL-6, TNF-${\alpha}$의 발현이 모두 보스웰리아 추출물 처리 시 유의적으로 감소하는 것으로 나타났으며 특히 $20{\mu}g/mL$ 농도에서 가장 효과가 뚜렷하고 일관되게 확인되었다. 또한 이들 cytokine에 의해 생성되는 COX-2 발현과 COX-2에 자극 받아 생성이 촉진되는 PGE2 생성을 확인한 결과 역시 $20{\mu}g/mL$ 농도에서 가장 효과적으로 생성이 억제되어 염증을 조절하는 것으로 나타났다. 특히 보스웰리아의 기능성분으로 알려진 보스웰릭산(boswellic acids)에 의해 억제되는 5-LO의 경우, 염증반응 유발의 핵심인자를 생성하는 효소로 알려져 있으며 이를 직접적으로 저해하는 것으로 알려진 보스웰리아의 효능을 확인 하고자 실험을 진행하였다. 실험 결과 염증을 유도한 연골세포에서 보스웰리아 추출물의 처리에 따라 5-LO 활성이 감소하였으며, 이는 곧 보스웰리아 추출물이 염증을 유발 핵심효소인 5-LO 활성을 효과적으로 억제함으로써 연골세포 보호 효과를 나타낸 것이다. 세포실험에서의 기전 결과를 바탕으로 골관절염을 유발한 동물모델에서의 보스웰리아 추출물의 섭취에 따른 효과가 나타날 것으로 기대되어 관절염 유발 동물모델에서 보스웰리아 추출물의 효능검증 실험을 진행하였으며, 세포실험 결과 및 기존의 연구내용을 참고하여 동물에서 보스웰리아의 섭취 농도를 50 mg/kg, 100 mg/kg 및 200 mg/kg으로 결정하고 AIN-93G diet에 보스웰리아 추출물 분말을 섞어 보스웰리아 diet를 제작하여 실험기간 동안 제공하였다. 골관절염 유발 동물모델을 만들기 위해 SD rat의 관절강에 MIA를 injection 하였으며, 보스웰리아 추출물 섭취에 따른 관절염 예방 효과를 관찰하기 위해 관절염 유발 2주일 전부터 제작된 식이를 제공하고 유발 후 3주간 지속적으로 식이 제공 및 관찰하였다. 연골의 주요 구성 성분인 collagen 및 aggrecan은 골관절염 발병 시 여러 인자에 의해 분해되는 것으로 알려져 있으며, 골관절염 유발동물모델에서 collagen type I, collagen type II 및 aggrecan 유전자 발현을 실시간 정량 PCR로 측정하여 변화를 살펴보았다. 그 결과 골관절염 유발 sham군에 비해 보스웰리아 추출물 섭취군에서 유의적으로 collagen type I, collagen type II 및 aggrecan 발현이 증가하였으며, 특히 BW200군에서 CLX 약물대조군과 비슷한 수준으로 발현이 증가하여 관절연골의 보호 효과가 가장 좋은 것으로 확인되었다. 교원질 합성을 억제하고 분해를 촉진시키는 MMPs(MMP-3, MMP-9, MMP-13)의 발현을 실시간 정량 PCR로 측정하여 발현 변화를 살펴보았다. 그 결과 앞선 다른 실험 결과와 마찬가지로 보스웰리아 섭취군에서 MMPs 유전자 발현이 유의적으로 낮아졌음을 살펴볼 수 있었다. 특히 BW200군에서 MMPs 발현이 유의적으로 감소하였으며, 관절염에 효과적으로 사용되는 약물인 CLX 투여 양성대조군과 비슷한 수치를 나타내었다. 이상의 결과를 통하여 보스웰리아 추출물은 골관절염에서 관절연골의 보호 효과가 있으며, 이는 골관절염 발생 시 나타나는 염증발현의 기전적인 측면뿐만 아니라 골관절염 유발 동물에서 섭취 효능까지 모두 일관되게 나타나 골관절염에서의 기능성 소재로써 개발가능성이 충분할 것으로 생각된다. 또한 추후 실험을 통해 골관절염이 유발된 동물에서 보스웰리아 추출물 섭취 시 관절연골의 형태학적인 변화 및 골상태의 분석과 더불어 관절염 유발 동물의 관절연골 및 혈액학적 분석을 진행하여 동물에서 기전적 측면을 보완하고 보스웰리아 추출물 효능에 대한 추가적인 검증을 하고자 한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제45권2호
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• pp.110-117
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• 2017

본 연구에서는 쌍발이 모자반의 항염증 효과를 알아보기 위해 LPS에 의해 염증반응이 유도된 RAW 264.7 세포에 대한 쌍발이 모자반 에탄올 추출물의 항염증 효과를 살펴보았다. 세포 내 염증매개성 cytokine (IL-6, $TNF-{\alpha}$ 및 $IL-1{\beta}$) 분비량의 경우 농도 의존적인 감소 효과를 보였다. 또한 추출물이 iNOS, COX-2, $NF-{\kappa}B$ 및 MAPKs 발현 억제에 미치는 효과를 알아본 결과, LPS 단독처리구에 의해 각 단백질의 발현량이 현저히 증가하였으나, $50{\mu}g/ml$ 이상의 농도로 추출물을 처리하였을 때 그 발현량이 효과적으로 감소하는 것을 확인할 수가 있었다. 귀 부종 억제 효과 및 조직 관찰을 수행한 결과, 추출물 250 mg/kg 농도에서 prednisolone 50 mg/kg 처리보다 귀 부종이 다소 감소함을 보였으며, 조직관찰 결과 쌍발이 모자반 에탄올 추출물을 처리함으로써 귀 조직의 경피 및 진피 두께가 얇아지고, 조직 내 mast cell 침윤을 현저히 억제함을 보였다. 쌍발이 모자반 에탄올이 보이는 항염증 효과는 해조류 에탄올 추출물 유래 polyphenol 계열의 화합물의 영향이 크다고 생각되며 현재까지 쌍발이 모자반 내의 항염증 효능 물질에 관한 연구는 보고되지 않고 있다. 따라서 본 논문의 결과를 바탕으로 향후 유효성분에 관한 분리 연구가 진행된다면 쌍발이 모자반 에탄올 추출물의 천연 염증 치료 소재로 이용될 가치가 충분할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제30권11호
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• pp.999-1006
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• 2020

최근 중추신경계에서 면역기능을 담당하는 미세아교세포(microglia)의 염증반응을 효율적으로 조절하는 것은 알츠하이머 병, 파킨슨 병 및 헌팅턴 병과 같은 퇴행성 뇌질환의 치료를 위한 중요한 타겟으로 인식되고 있다. 왕귀뚜라미(Teleogryllus emma)는 다양한 치료효능으로 인해 세계적으로 널리 이용되고 있으며, 본 연구팀에서는 최근 왕귀뚜라미의 전사체 분석을 통하여 항균활성을 가지는 다양한 종류의 새로운 항균 펩타이드(antimicrobial peptide; AMP) 후보들을 선별한 바 있다. 항균 펩타이드는 미생물에서부터 포유류까지 매우 다양한 종으로부터 발견되었으며, 현재는 항균활성뿐만 아니라 염증반응과 같은 다양한 질병의 치료제 개발을 위한 후보 물질로 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 선행연구를 통하여 선별된 왕귀뚜라미 유래 항균 펩타이드들 중에서 Teleogryllusine(VKWKR-LNNNKVLQKIYFVKI-NH₂)으로 명명된 항균 펩타이드의 신경염증 억제 효능을 관찰하였다. Teleogryllusine의 신경염증 억제 효능을 관찰 하기 위하여 immortalized mouse microglia 세포주인 BV-2 세포에 Teleogryllusine을 1시간 전처리 한 후 LPS를 이용하여 BV-2 세포의 염증 반응을 유도하였다. 그 결과 Teleogryllusin은 최대 처리 농도인 80 ㎍/ml까지 세포독성 없이 nitric oxide (NO) 생성을 현저히 감소시킴을 확인할 수 있었다. 또한 염증반응 매개인자인 iNOS와 COX-2 및 cytokine (Il-6, TNF-α)의 발현을 유전자 수준과 단백질 수준에서 확인한 결과 Teleogryllusine 처리농도에 의존적으로 감소됨을 확인할 수 있었다. 또한 Teleogryllusine의 신경염증 억제작용 기작을 확인한 결과 mitogen activated protein kinases (MAPKs)와 IκB의 인산화 및 proteosome에 의한 IκB의 분해를 억제함으로서 BV-2 세포의 신경염증반응이 조절됨을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 보아 왕귀뚜라미 유래 Teleogryllusine 펩타이드는 신경염증반응에 의해 유도되는 퇴행성 뇌질환 치료 및 예방을 위한 의료용 소재로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제24권11호
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• pp.1157-1167
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• 2014

잡곡은 대사성 질환의 예방과 치료에 우수한 기능성 식품소재로 인식되고 있다. 국내산 잡곡들(기장, 황금찰수수, 노랑차조, 율무 및 식용피)을 대상으로 항염증 활성을 비교조사하고자, 이들 잡곡의 80% 에탄올 추출물을 이용하여 마우스 대식세포주 RAW264.7을 지질다당류(LPS)로 자극할 때 생성되는 염증 매개인자인 산화질소(NO)의 생성에 미치는 저해능을 조사하였다. 그 결과, 식용피(Echinochloa crus-galli var. frumentacea) 유래의 에탄올 추출물이 LPS에 의해 유도되는 NO의 생성을 저해하는 항염증 활성에 있어서 가장 우수함을 확인하였다. 식용피의 에탄올 추출물로부터 항염증 관련 성분을 규명하기 위해, 80%에탄올 추출물을 물에 녹인 후 n-hexane, methylene chloride (MC), ethyl acetate (EtOAc), n-butanol (BuOH)과 물 분획들로 단계별 분획하고, 각 분획의 항염증 활성을 조사하였다. RAW264.7 세포에 MC 분획($100{\mu}g/ml$)을 전처리하였을 때, LPS처리에 의해 유도되는 iNOS, COX-2, 그리고 친염증성 사이토카인들(IL-$1{\beta}$, IL-6, 및 TNF-${\alpha}$)의 발현이 현저하게 저해되는 것으로 나타났다. 또한, LPS처리에 의해 유도되는 p38MAPK, JNK 및 ERK의 활성화의 경우도 MC 분획에 의해 농도-의존적으로 저해되는 것으로 나타났다. HPLC분석을 통해, 식용피 유래 MC 분획의 항염증 활성은 식용피의 MC 분획 속의 주요성분인 kaempferol과 biochanin A에 기인함을 확인하였다. 이상의 연구 결과는 식용피 및 식용피의 MC 분획이 염증성 질환과 이와 관련된 대사성 질환의 예방과 예후개선에 유리한 기능성 식품소재 개발에 활용될 수 있음을 시사한다

• Gut and Liver
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• 제12권6호
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• pp.682-693
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• 2018

Background/Aims: Intestinal barrier dysfunction is a hallmark of inflammatory bowel diseases (IBDs) such as ulcerative colitis. This dysfunction is caused by increased permeability and the loss of tight junctions in intestinal epithelial cells. The aim of this study was to investigate whether estradiol treatment reduces colonic permeability, tight junction disruption, and inflammation in an azoxymethane (AOM)/dextran sodium sulfate (DSS) colon cancer mouse model. Methods: The effects of $17{\beta}$-estradiol (E2) were evaluated in ICR male mice 4 weeks after AOM/DSS treatment. Histological damage was scored by hematoxylin and eosin staining and the levels of the colonic mucosal cytokine myeloperoxidase (MPO) were assessed by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). To evaluate the effects of E2 on intestinal permeability, tight junctions, and inflammation, we performed quantitative real-time polymerase chain reaction and Western blot analysis. Furthermore, the expression levels of mucin 2 (MUC2) and mucin 4 (MUC4) were measured as target genes for intestinal permeability, whereas zonula occludens 1 (ZO-1), occludin (OCLN), and claudin 4 (CLDN4) served as target genes for the tight junctions. Results: The colitis-mediated induced damage score and MPO activity were reduced by E2 treatment (p<0.05). In addition, the mRNA expression levels of intestinal barrier-related molecules (i.e., MUC2, ZO-1, OCLN, and CLDN4) were decreased by AOM/DSS-treatment; furthermore, this inhibition was rescued by E2 supplementation. The mRNA and protein expression of inflammation-related genes (i.e., KLF4, NF-${\kappa}B$, iNOS, and COX-2) was increased by AOM/DSS-treatment and ameliorated by E2. Conclusions: E2 acts through the estrogen receptor ${\beta}$ signaling pathway to elicit anti-inflammatory effects on intestinal barrier by inducing the expression of MUC2 and tight junction molecules and inhibiting pro-inflammatory cytokines.

• 생명과학회지
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• 제30권10호
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• pp.886-895
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• 2020

본 연구에서는 호랑나비 유충의 유전체 분석을 통해 선별된 파필리오신 3의 항균 및 항염증 활성을 확인하였다. 선행연구에서 RNA 시퀀싱 분석을 통해 호랑나비의 전사체를 분석하였으며, 결과를 바탕으로 인실리코(in silico) 분석을 진행하여 전사체 유래 항균 펩타이드를 스크리닝하고 선발하였다. 수행된 항균 활성 및 용혈 활성 테스트에서 파필리오신 3은 그람음성균인 E. coli와 그람양성균인 S. aureus에 대해 강력한 항균활성을 나타낸 반면 마우스 적혈구에 대한 용혈 활성은 전혀 없었다. 다음으로 마우스 대식세포주 Raw264.7 세포를 이용하여 파필리오신 3의 항염증 활성을 확인하였다. 그 결과 파필리오신 3은 LPS로부터 유도된 Raw264.7 세포들의 산화질소 생성을 감소시키는 결과를 보여주었다. 뿐만 아니라 실시간 역전사 중합효소 연쇄반응(qRT-PCR) 방법과 효소결합면역흡착측정법(ELISA)을 통해 파필리오신 3이 Raw264.7 세포에서 전염증성 사이토카인(IL-6, IL-1β)의 발현을 감소시킨다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 염증반응의 신호전달인자들(MAPKs, NF-κB)의 인산화를 억제하는 것을 확인하였는데, 이는 파필리오신 3이 LPS와의 상호작용을 통해 결합하여 효과를 나타낸다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 호랑나비 유전체 분석을 통해 확인된 파필리오신 3이 새로운 항균 및 항염증 치료제로서 개발하는데 가능성 있는 물질로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제30권9호
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• pp.804-812
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• 2020

본 연구에서는 아메리카왕거저리에 대한 기능성 연구의 일환으로 아메리카왕거저리 유충의 유전체 분석을 통해 선별된 조포바신 1의 항균 및 항염증 활성을 확인하였다. 선행연구에서 RNA 시퀀싱을 통해 아메리카왕거저리의 전사체를 분석하였으며, 결과를 바탕으로 인실리코(in silico) 분석을 수행하여 전사체 유래 항균 펩타이드를 스크리닝하고 선발하였다. 수행된 항균활성 및 용혈활성 테스트에서 조포바신 1은 세균 및 칸디다 진균에 대해 광범위한 항균활성을 나타낸 반면 마우스 적혈구에 대한 용혈활성은 전혀 없었다. 다음으로 마우스 대식세포주 Raw264.7 세포를 이용하여 조포바신 1의 항염증활성을 확인하였다. 그 결과 조포바신 1은 LPS로부터 유도된 Raw264.7 세포들의 산화질소 생성을 감소시키는 결과를 보여주었다. 뿐만 아니라 실시간 역전사 중합효소 연쇄반응(qRT-PCR) 방법과 효소결합면역흡착측정법(ELISA)을 통해 조포바신 1이 Raw264.7 세포에서 전염증성 사이토카인(IL-6, IL-1β)의 발현을 감소시킨다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 염증반응의 신호전달인자들(MAPKs, NF-κB)의 인산화를 억제하는 것을 확인하였다. 게다가 조포바신 1은 LPS와의 상호작용을 통해 결합한다는 것을 확인하였다. 이러한 연구결과들은 아메리카왕거저리 유전체 분석을 통해 확인된 조포바신 1이 항균 및 항염증 치료를 위한 물질로서 개발하는데 가능성이 있을 것으로 사료된다.