• Molecules and Cells
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• 제39권5호
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• pp.426-438
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• 2016

Plant disease resistance occurs as a hypersensitive response (HR) at the site of attempted pathogen invasion. This specific event is initiated in response to recognition of pathogen-associated molecular pattern (PAMP) and subsequent PAMP-triggered immunity (PTI) and effector-triggered immunity (ETI). Both PTI and ETI mechanisms are tightly connected with reactive oxygen species (ROS) production and disease resistance that involves distinct biphasic ROS production as one of its pivotal plant immune responses. This unique oxidative burst is strongly dependent on the resistant cultivars because a monophasic ROS burst is a hallmark of the susceptible cultivars. However, the cause of the differential ROS burst remains unknown. In the study here, we revealed the plausible underlying mechanism of the differential ROS burst through functional understanding of the Magnaporthe oryzae (M. oryzae) AVR effector, AVR-Pii. We performed yeast two-hybrid (Y2H) screening using AVR-Pii as bait and isolated rice NADP-malic enzyme2 (Os-NADP-ME2) as the rice target protein. To our surprise, deletion of the rice Os-NADP-ME2 gene in a resistant rice cultivar disrupted innate immunity against the rice blast fungus. Malic enzyme activity and inhibition studies demonstrated that AVR-Pii proteins specifically inhibit in vitro NADP-ME activity. Overall, we demonstrate that rice blast fungus, M. oryzae attenuates the host ROS burst via AVR-Pii-mediated inhibition of Os-NADP-ME2, which is indispensable in ROS metabolism for the innate immunity of rice. This characterization of the regulation of the host oxidative burst will help to elucidate how the products of AVR genes function associated with virulence of the pathogen.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제38권1호
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• pp.43-48
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• 2017

우리가 예상했던 DPNs의 지름은 약 500 nm였으며 이는 SEM과 AFM 영상, Size Distribution을 통해 기대했던 것과 유사한 크기를 가진다는 것을 확인하였다. 또한, Zeta potential은 약 $-17.8{\pm}4.4mV$으로 측정되었다. Zeta potential이 +30 mV이상이면 강한 양성을 띤다고 한다. 나노 입자의 Zeta potential이 강한 양성이면 nonspecific cellular interaction이 높아지지만 간에 의해 쉽게 제거되며, hemolytic activity가 높아지기 때문에 약물 전달을 하기에 적합하지 않은 것으로 알려져 있다. 또한 강한 음성이어도 간에 의해 제거될 확률이 높아진다. 하지만 나노 입자의 Zeta potential이 중성이거나 약한 전하를 띠면 혈액에서 제거가 잘 되지 않아 혈액에 오랫동안 남을 수 있어 약물전달에 유리하고, 약 -15 mV의 전하를 띤 입자는 tumor site에 high accumulation됨이 알려져 있다[14]. DPNs의 경우 $-17.8{\pm}4.4mV$이므로 인체에 적용하기에 적합한 것으로 판단된다. DPNs의 Encapsulation Efficiency는 약 $43.8{\pm}6.6%$로 Nano-precipitation과 같은 Bottom-up 방식보다 낮은 수치를 나타내었지만, 독성이 강한 Salinomycin을 사용함으로써 이를 해결할 수 있을 것으로 생각되며 적은 양의 약물만으로 항암효과를 나타낼 수 있을 것으로 기대된다. 암세포와 함께 배양했을 때 형광 현미경으로 확인해본 결과 암세포 주변에 나노 입자가 이동한 것으로 보아 Targeting ligand나 Peptide, Aptamer를 이용하면 더욱 정확한 암세포 표적화를 이룰 수 있을 것으로 예상된다[15]. DPNs의 Drug Carrier로서의 평가는 Loading Amount와 Drug Releasing Profile을 통해 추가로 검증을 할 예정이며, Cell viability를 실행하여 DPNs의 In vitro 항암 효과를 확인하고 In vivo 실험을 진행할 예정이다.

• 대한수의학회지
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• 제45권1호
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• pp.45-53
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• 2005

GroE that is a heat shock protein composed of GroEL and GroES is known as an immunodominant target of both the humoral and cellular immune responses in bovine brucellosis. This study was carried out to characterize groE gene encoding heat shock proteins of B. abortus isolated in Korea and to evaluate the immunogenicity of the GroE protein expressed in E. coli system. In PCR the specific signals with the size of 2,077 bp were detected in five strains isolated from the mammary lymphnodes of the dairy cattle that were serologically positive and the reference strains. In comparison of the sequences of nucleotides and amino acids among the strains, GroES showed 100% identity in both sequences. GroEL was evaluated 99.0~99.9% in nucleotides and 98.0~100% homology in amino acids. The groE gene including groES and groEL was inserted into pET29a vector and constructed pET29a-GroE recombinant plasmids. The inserted groE was confirmed by digestion with Nco1 and EcoR1 endonucleases and nucleotide sequencing. E. coli BL (DE3) was transformed with pET29a-GroE, named as E. coli BL (DE3)/pET29a-GroE. In SDS-PAGE, it was evident that the recombinant plasmid effectively expressed the polypeptides for GroES (10 kDa) and GroEL (60 kDa) in 0.5, 1 and 2 hours after IPTG induction. The immuno-reactivity of the expressed proteins were proved in mouse inoculation and Western blot analysis.

• Molecules and Cells
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• 제38권1호
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• pp.40-50
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• 2015

In the interaction between plants and pathogens, carbon (C) resources provide energy and C skeletons to maintain, among many functions, the plant immune system. However, variations in C availability on pathogen associated molecular pattern (PAMP) triggered immunity (PTI) have not been systematically examined. Here, three types of starch mutants with enhanced susceptibility to Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000 hrcC were examined for PTI. In a dark period-dependent manner, the mutants showed compromised induction of a PTI marker, and callose accumulation in response to the bacterial PAMP flagellin, flg22. In combination with weakened PTI responses in wild type by inhibition of the TCA cycle, the experiments determined the necessity of C-derived energy in establishing PTI. Global gene expression analyses identified flg22 responsive genes displaying C supply-dependent patterns. Nutrient recycling-related genes were regulated similarly by C-limitation and flg22, indicating re-arrangements of expression programs to redirect resources that establish or strengthen PTI. Ethylene and NAC transcription factors appear to play roles in these processes. Under C-limitation, PTI appears compromised based on suppression of genes required for continued biosynthetic capacity and defenses through flg22. Our results provide a foundation for the intuitive perception of the interplay between plant nutrition status and pathogen defense.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제28권12호
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• pp.2095-2105
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• 2018

In our previous studies, we have identified several in vivo-induced antigens and evaluated their potential as subunit vaccine candidates in a murine model, in which the recombinant protein GalT showed the most potent immunogenicity and immunoprotective efficacy against Actinobacillus pleuropneumoniae. To exploit a more efficient way of delivering GalT proteins, in this study, we employed the widely studied E. coli outer membrane vesicles (OMVs) as a platform to deliver GalT protein and performed the vaccine trial using the recombinant GalT-OMVs in the murine model. Results revealed that GalT-OMVs could elicit a highly-specific, IgG antibody titer that was comparable with the adjuvant GalT group. Significantly higher lymphocyte proliferation and cytokines secretion levels were observed in the GalT-OMVs group. 87.5% and 50% of mice were protected from a lethal dose challenge using A. pleuropneumoniae in active or passive immunization, respectively. Histopathologic and immunohistochemical analyses showed remarkably reduced pathological changes and infiltration of neutrophils in the lungs of mice immunized with GalT-OMVs after the challenge. Taken together, these findings confirm that OMVs can be used as a platform to deliver GalT protein and enhance its immunogenicity to induce both humoral and cellular immune responses in mice.

• 생명과학회지
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• 제32권3호
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• pp.256-262
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• 2022

옥시스테롤은 담즙산 합성 동안 일련의 효소 반응에 의해 생성된 콜레스테롤의 산화물로써, 콜레스테롤과 유사하게 세포내 영역으로 빠르게 이동하여 면역 세포 반응, 지질 대사 및 콜레스테롤 항상성과 같은 다양한 세포 과정을 조절한다. 글루코코르티코이드 수용체(GR), 에스트로겐 수용체(ER) 및 간 X 수용체(LXR)와 같은 종류의 핵 수용체는 여러 조직에서 옥시스테롤에 의해 조절될 수 있다. 가장 풍부한 옥시스테롤인 27-하이드록시콜레스테롤(27-OHC)은 조직 특이적 방식에 의해 에스트로겐 수용체 활성을 활성화하거나 억제하기 때문에 선택적 에스트로겐 수용체 조절자로 규명되었다. 특히 27-하이드록시콜레스테롤이 동맥 경화증 플라크에서 많이 발견되고 대식세포가 거품 세포로 변형되는 것을 가속화하기 때문에 동맥 경화증 발병에 기여하는 것이 분명해 보이나, 다른 연구들에서는 27-하이드록시콜레스테롤이 간 및 지방 조직을 포함한 다양한 대사 기관에 미치는 영향에 대해 반대 의견이 존재한다. 따라서 본 총설을 통해 대사 조직에서의 27-하이드록시콜레스테롤 역할에 대한 논의와 함께, 죽상 동맥 경화증 및 대사 증후군에 영향을 주는 27-하이드록시콜레스테롤의 세부 기전에 대해 논의하고자 한다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제62권4호
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• pp.277-285
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• 2023

대파(Allium fistulosum) 정식부터 수확기까지 성페로몬을 이용하여 재배지에 발생한 파좀나방(Acrolepiopsis sapporensis)을 모니터링하였다. 이 시기에 발생한 파좀나방은 월동세대 이후 6월 초와 7월 말에 각각 발생 최성기를 보였다. 그러나 발생량은 연도와 재배 환경에 따라 다르게 나타났다. 파좀나방을 효과적으로 방제하기 위한 미생물제제로서 Bacillus thuringiensis 균주를 스크리닝하였고, 이들 가운데 B. thuringiensis kurstaki (BtK)가 선발되었다. 선발된 BtK의 살충력을 높이기 위해 다른 곤충병원세균인 Photorhabdus temperata temperata (Ptt) 세균 배양액 추출물을 추가하였다. 이들 두 세균을 혼합한 '비티플러스'는 BtK 단독 보다 현격하게 높은 살충력을 나타냈다. 이러한 살충력 제고 원인은 Ptt 추출물에 포함된 대사물질에 의해 기인되었다. 이들 대사물질은 파좀나방의 세포성 및 체액성 면역반응을 억제하여 BtK의 살충력을 제고시킨 것으로 나타났다. 이상의 결과는 국내 대파 재배지에서 파좀나방이 지속적으로 발생하며, 이 해충에 의한 경제적 피해를 줄이기 위한 비티플러스의 효과적 방제 가능성을 제시하였다.

• International Journal of Stem Cells
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• 제16권3호
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• pp.281-292
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• 2023

Background and Objectives: Human induced pluripotent stem cell (hiPSC)-derived cardiomyocyte (CM) hold great promise as a cellular source of CM for cardiac function restoration in ischemic heart disease. However, the use of animal-derived xenogeneic substances during the biomanufacturing of hiPSC-CM can induce inadvertent immune responses or chronic inflammation, followed by tumorigenicity. In this study, we aimed to reveal the effects of xenogeneic substances on the functional properties and potential immunogenicity of hiPSC-CM during differentiation, demonstrating the quality and safety of hiPSC-based cell therapy. Methods and Results: We successfully generated hiPSC-CM in the presence and absence of xenogeneic substances (xeno-containing (XC) and xeno-free (XF) conditions, respectively), and compared their characteristics, including the contractile functions and glycan profiles. Compared to XC-hiPSC-CM, XF-hiPSC-CM showed early onset of myocyte contractile beating and maturation, with a high expression of cardiac lineage-specific genes (ACTC1, TNNT2, and RYR2) by using MEA and RT-qPCR. We quantified N-glycolylneuraminic acid (Neu5Gc), a xenogeneic sialic acid, in hiPSC-CM using an indirect enzyme-linked immunosorbent assay and liquid chromatography-multiple reaction monitoring-mass spectrometry. Neu5Gc was incorporated into the glycans of hiPSC-CM during xeno-containing differentiation, whereas it was barely detected in XF-hiPSC-CM. Conclusions: To the best of our knowledge, this is the first study to show that the electrophysiological function and glycan profiles of hiPSC-CM can be affected by the presence of xenogeneic substances during their differentiation and maturation. To ensure quality control and safety in hiPSC-based cell therapy, xenogeneic substances should be excluded from the biomanufacturing process.

• The Korean Journal of Medicine
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• 제99권2호
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• pp.84-95
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• 2024

In Harrison's Principles of Internal Medicine, human understanding is emphasized as one of three necessary characteristics that a physician must have. Inflammation, which is caused by inflammatory inducers (inf-ids), is a fundamental feature of disease at the cellular and molecular levels. Inflammation protects the body, but excessive or prolonged inflammation can be damaging and can cause disease. Humans are repeatedly exposed to external and internal environmental factors that generate inf-ids throughout their lives. External environmental factors include microbial and non-microbial inf-ids, as well as stressors that inevitably arise during social interactions. Internal environmental factors include the adaptive physiological response that is present from birth. Inf-ids may also be produced by the four-step habit loop, which consists of a cue (e.g., stressor), emotions, routine act (adaptive response), and a reward. Immune cells in the circulatory system and in tissues may have positive and negative effects in inflammatory responses. However, low-grade inflammation may be difficult to detect. We propose a model of disease development that integrates external and internal environmental factors from the perspective of human understanding.

• 한국유가공학회:학술대회논문집
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• 한국유가공기술과힉회 2007년도 추계학술발표대회
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• pp.49-58
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• 2007

장 질환은 점막 세포의 파괴로부터 진행되어 장 상피세포벽의 기능상실, 비정상적인 장벽 활동을 야기하며, 이는 또 다시 염증반응의 가속화를 야기하는데[1], 여러 연구에도 불구하고 염증성 장질환에 대한 병변은 뚜렷이 밝혀진 바가 없다. 지난 수년간 병리학적 기전에 근거한 염증성 장질환에 대해 여러 연구가 이루어져 왔으며, 현재 만성적인 염증성 장 질환의 경우 여러 종류의 혈중 사이토카인 증가로 인한 과도한 세포 면역반응과 관련이 있을 것으로 추정되고 있다. 이러한 이유로 비정상적인 면역반응을 유도하는 전염증성 사이토카인인 TNF-${\alpha}$와 같은 특정 사이토카인의 발현을 전사단계에서부터 선택적으로 제거하는 방법을 통해 염증성 질환의 예방 및 치료에 접근하고자 하는 시도가 기대를 모으고 있다. 향후 면역반응 조절을 통한 염증성 장 질환 연구는 장 질환 자체의 세부적인 치료법에 대한 발전뿐만 아니라 염증과 관련된 여러 질병들의 병리학적 증상에 대해서도 새로운 접근법을 제시할 수 있을 것이다. Immunex(Enbrel), J&J/Centocor(Remicade)와 같은 사이토카인 억제제-쥐에서 유도된 단일클론 항체-의 경우 여러 연구를 통해 염증성 장질환 환자들의 증상을 완화하는 것으로 밝혀졌으나 면역과 관련된 부작용을 동시에 갖고 있으며, 비용적인 문제와 주사제를 이용해야 하는 치료방법의 제한점을 가지고 있다. 이러한 이유로 환자 모두가 사이토카인 억제 약물을 통한 치료를 받는 것이 현실적으로 어려운 상황이다. 본 연구는 양(羊)의 초유(初乳)에서 생성된 TNF-${\alpha}$ 항체의 TNF-${\alpha}$의 활성을 억제를 통한 염증반응 완화능을 세포단계의 생물검정과 장 염증이 유도된 동물모텔을 통해 검증하였다. 양(羊)의 초유(初乳)에서 생성된 TNF-${\alpha}$ 항체의 사이토카인 발현 억제능을 살펴보기 위하여 세포 생물검정을 수행하였다. 항체는 1 : 10,000 희석배율에서 TNF-${\alpha}$의 활성을 완전히 억제하였으며 동일한 양의 다른 양유(羊乳)를 이용한 실험에서도 억제능의 정도에 일부 차이를 보였으나 대조군에 비하여 모든 실험군에서 TNF-${\alpha}$의 활성이 억제었다. 동물실험 1의 경우 초기 시범 실험을 통해 염증유도 물질인 PAF(Platelet activating factor)와 LPS(Lipopolysaccharides)의 투여량을 설정하였으나, 본 실험 중 과도한 장내 염증반응으로 인해 출혈을 일으키거나 폐사하였으며, 동물실험 2에서는 TNBS(Trinitrobenzenesulphonic acid)를 이용한 대장염 유도를 시도하였으나, 실험군의 50% 정도만이 대장염으로 인한 전형적인 체중 감소와 일반적인 병리학 증세를 보였다. 이상의 결과로 미루어 면역반응을 통해 생성된 양(羊)의 초유(初乳)에 함유된 TNF-${\alpha}$ 항체는 WEHI-13 VAR 세포의 TNF-${\alpha}$ 활성을 유의적으로 억제함을 확인할 수 있었다. 동물실험 1의 경우, 예상되는 TNF-${\alpha}$ 항체의 염증반응 억제 효과보다 유도된 염증반응의 정도가 강하였고, 실험 2의 경우, 대장염 유도에 대한 실험동물간의 민감성 차이를 나타내었다. 향후 항TNF-${\alpha}$ IgA 치료법을 통한 염증 유래 장질환 연구를 위해서 적합한 실험동물 모델의 개발이 필요하며 더 많은 항체 개발과 함께 수반되는 전임상 및 임상실험 역시 이루어져야 할 것으로 사료된다.