• Genomics & Informatics
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• 제16권4호
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• pp.34.1-34.9
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• 2018

Cirsium japonicum belongs to the Asteraceae or Compositae family and is a medicinal plant in Asia that has a variety of effects, including tumour inhibition, improved immunity with flavones, and antidiabetic and hepatoprotective effects. Silymarin is synthesized by 4-coumaroyl-CoA via both the flavonoid and phenylpropanoid pathways to produce the immediate precursors taxifolin and coniferyl alcohol. Then, the oxidative radicalization of taxifolin and coniferyl alcohol produces silymarin. We identified the expression of genes related to the synthesis of silymarin in C. japonicum in three different tissues, namely, flowers, leaves, and roots, through RNA sequencing. We obtained 51,133 unigenes from transcriptome sequencing by de novo assembly using Trinity v2.1.1, TransDecoder v2.0.1, and CD-HIT v4.6 software. The differentially expressed gene analysis revealed that the expression of genes related to the flavonoid pathway was higher in the flowers, whereas the phenylpropanoid pathway was more highly expressed in the roots. In this study, we established a global transcriptome dataset for C. japonicum. The data shall not only be useful to focus more deeply on the genes related to product medicinal metabolite including flavolignan but also to study the functional genomics for genetic engineering of C. japonicum.

• 농업과학연구
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• 제46권2호
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• pp.369-379
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• 2019

Alzheimer's disease (AD) is the most common neurodegenerative disease associated with age, and amyloid beta ($A{\beta}$) is known to cause Alzheimer's disease. In the present study, we investigated the protective effects of Cirsium japonicum var. maackii extract and its fractions against $A{\beta}$-induced neurotoxicity in C6 glial cells. The cells treated with $A{\beta}_{25-35}$ showed a decrease in cell viability and an increase in reactive oxygen species (ROS) production compared with the non-treated cells. However, the cells treated with the C. japonicum var. maackii extract and its fractions increased the cell viability and inhibited the $A{\beta}$-induced ROS production. These results demonstrate the neuroprotective effects of C. japonicum var. maackii against $A{\beta}$. To further examine the protective mechanism, we measured inflammation and apoptosis related protein expressions. The cells treated with extract and fractions from C. japonicum var. maackii down-regulated inflammatory related proteins such as cyclooxygenase-2, interleukin $(IL)-1{\beta}$, and IL-6, and attenuated apoptosis related proteins including B-cell lymphoma-2 (Bcl-2) associated X protein/Bcl-2 ratio. In particular, the ethanol and ethylacetate fraction exhibited higher inhibitory effect against ROS production and apoptosis-related protein expressions among the extract and the other fractions. Therefore, this study demonstrated the protective effects of C. japonicum var. maackii extract and its fractions against $A{\beta}$-induced neurotoxicity in C6 glial cells through the regulation of oxidative stress, inflammation, and apoptosis, suggesting that it might have potential as a therapeutic for AD.

• 농업과학연구
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• 제48권1호
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• pp.119-131
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• 2021

Over-produced reactive oxygen species (ROS) exert oxidative damage on lipids, proteins, and DNA in the human body, which leads to the onset of neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease (AD). In this study, we explored the cellular antioxidant effect of Cirsium japonicum var. maackii (CJM) against hydrogen peroxide (H₂O₂)-induced oxidative stress in neuronal cells. The antioxidant activity was assessed using 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide, 2',7'-dichlorofluorescin diacetate and nitric oxide (NO) assays, and the molecular mechanisms were examined by Western blot analysis. H₂O₂ treatment of SH-SY5Y cells decreased cell viability and increased ROS and NO production compared to H₂O₂-untreated cells. However, CJM increased cell viability and decreased ROS and NO accumulation in the H₂O₂-treated SH-SY5Y cells compared to H₂O₂-treated control cells. Especially, the EtOAc fraction from CJM showed the strongest antioxidant effect compared with the other extracts and fractions. Therefore, we further examined the CJM mechanism against oxidative stress using the EtOAc fraction from CJM. The EtOAc fraction up-regulated the expressions of heme oxygenase-1, NAD(P)H quinone oxidoreductase 1, and thioredoxin reductase 1. These results indicate that CJM promotes the activation of antioxidative enzymes, which eliminate ROS and NO, and further leads to an increase in the cell viability. Taken together, our results show that CJM exhibited an antioxidant activity in H₂O₂-treated SH-SY5Y cells, and it could be a novel antioxidant agent for the prevention or treatment of neurodegenerative disease such as AD.

• 한국약용작물학회지
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• 제28권6호
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• pp.471-480
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• 2020

Background: The roots of Cirsium japonicum var. ussuriense (RCJ) have been used as traditional medicine in Korea for hematuria and hematemesis. These extracts exert anti-oxidative and anti-inflammatory effects by scavenging for free radical and regulating the inflammatory response. However, the effect of RCJ on rheumatoid arthritis (RA) has not been elucidated. Thus, we evaluated the water extract of RCJ (WRCJ) using type II collagen-induced RA models. Methods and Results: RA was induced by immunization with type II collagen. All experimental materials were orally administered daily for three weeks. The positive control group was administered with 0.2 mg/kg methotrexate (n = 7), while the experimental group was administered with WRCJ (100 or 500 mg/kg, n = 7). Serum levels of TNF-alpha, Interleukin 6 (IL-6), and type II collagen IgG (CII) were measured using ELISA. Administration of 500 mg/kg WRCJ decreased the levels of TNF-alpha, IL-6, and CII. Moreover, WRCJ treatment diminished swelling of hind legs and infiltration of inflammatory cells in RA models' synovial membrane. Conclusions: These results indicate that WRCJ could improve RA, reduce inflammatory indicators and synovial inflammation. However, further experiments are required to determine how WRCJ can influence the signal transduction pathway in RA.

• 농업과학연구
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• 제49권1호
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• pp.137-149
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• 2022

We investigated the effects of Cirsium japonicum var. maackii (CJM) against oxidative stress-induced C6 glial cells and cognitive impairment in mice. To evaluate the anti-oxidative effect of the extract and fractions from CJM, 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT), reactive oxygen species (ROS), and nitric oxide (NO) assays were conducted in H₂O₂-treated C6 glial cells. Furthermore, we identified the protective mechanisms of CJM with a scopolamine-treated mice model. The results revealed that H₂O₂ decreased the cell viability in C6 glial cells, indicating that H₂O₂ induced oxidative stress in glial cells. However, CJM fractions significantly increased cell viability in H₂O₂-treated C6 glial cells, which suggested that CJM protected against oxidative stress. CJM extract and fractions also reduced ROS and NO production, which were increased by H₂O₂ in C6 glial cells. In particular, the EtOAc fraction from CJM (EACJM) effectively protected against oxidative stress by increasing the cell viability and decreasing ROS and NO. Therefore, we carried out further in vivo experiments with EACJM. Scopolamine caused increases of ROS, thiobarbituric acid reactive substances (TBARS), and NO production. However, EACJM effectively alleviated ROS, TBARS, and NO levels compared to scopolamine-injected mice. In addition, EACJM up-regulated protein expressions of superoxide dismutase and glutathione peroxidase, indicating that EACJM enhanced the antioxidative system. Our results demonstrated that CJM had protective effects against oxidative stress in glial cells and memory dysfunction in mice. Based on these results, we propose that CJM could be a potential AD preventive and therapeutic agent.

• 생약학회지
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• 제54권1호
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• pp.21-26
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• 2023

Cirsium japonicum var. maackii is a traditional Korean wild perennial herb used to treat blood circulation, high blood pressure, inflammation, diabetes, and kidney damage. However, it is not known whether C. japonicum var. maackii directly improves endothelial dysfunction. In this study, the effect of C. japonicum var. maackii (CJE) on tumor necrosis factor (TNF)-α-induced vascular inflammation was investigated in vitro using human umbilical vein endothelial cells (HUVEC). As a result, CJE inhibited the production of VCAM-1, ICAM-1 and ROS increased by TNF-α in HUVECs. In addition, treatment with CJE attenuated IκB phosphorylation and translocation of NF-κB to the nucleus. These results suggest that CJE can suppress TNFα-induced adhesion molecule expression by blocking NF-κB signaling and inhibiting ROS generation. The results of this study show that CJE has the potential to be used to treat and prevent inflammation associated with endothelial cell damage.

• 한국식품과학회지
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• 제38권4호
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• pp.571-576
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• 2006

고려엉겅퀴(Cirsium setidens Nakai)의 생리활성물질을 탐색하기위하여 고려엉겅퀴의 일반성분 분석과 항산화 활성을 조사하였다. 각 부위별추출물 중 탄수화물의 함량이 가장 높았으며, 그 밖에 성분은 조단백질, 수분, 조회분, 조지방 순으로 높게 나타났으며, 부위별 무기성분은 모두 일곱 종이 검사되었고, 칼륨의 함량이 가장 높았다. 부위별 K의 함량은 잎 부위에서 5,371.97 mg/100 g, 삶은 및 부위에서 1,770.62 mg/100 g, 꽃 부위는 1,983 mg/100 g, 줄기 부위는 6,096.74 mg/100 g, 뿌리 부위는 1,604.2 mg/100 g로 나타났다. 구성당은 xylose, galactose, glucose 총 3종이 함유되었으며 xylose는 꽃과 줄기부위에서만 분리, 동정되었고, galactose는 줄기 부위에서만, glucose는 전체 부위에서 분리, 동정되었다. 지방산 중 linolenic acid(C18:3)와 linoleic acid(C18:2)가 가장 많이 존재했다. linolenic acid(C18:3)는 잎, 삶은 잎, 꽃 부위에서 각각 41.63%, 34.01%, 18.83%로 가장 많이 나타났으며, linoleic acid(C18:2)는 뿌리, 줄기, 삶은 일 부위에서 각각 49.59, 40.72, 39.24%로 가장 많이 나타났다. 각 용매 별 추출 수율은 잎 부위의 물 추출물에서 27.22%, 삶은 잎 부위의 75% 메탄올과 물 추출물에서 14.2%, 꽃 부위의 75% 메탄올 추출물에서 17.85%, 줄기의 물 추출물에서 14.8%, 뿌리 부위의 75% 메탄올 추출물에서 36.64%로 가장 높은 수율을 보였다. 고려엉겅퀴의 부위별 항산화 효과에서 꽃의 물 추출물에서 $53.47\;{\mu}g/mL$, 삶은 잎의 물 추출물에서 $75.84\;{\mu}g/mL$, 뿌리의 에탄올 추출물에서 $88.22\;{\mu}g/mL$, 잎의 에탄올 추출물에서 $111.19\;{\mu}g/mL$L, 줄기의 물 추출물에서 $257.48\;{\mu}g/mL$의 순으로 높게 나타났다.

• 한국약용작물학회지
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• 제11권1호
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• pp.53-61
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• 2003

엉겅퀴 부위별 메탄을 추출 수율을 구한 결과 뿌리 및 잎 추출물은 10% 정도의 수율을 보였으나 줄기 추출물은 2.8%의 낮은 수율을 보였다. 항산화활성 실험 결과 부위별 ethyl acetate 분획물과 butanol분획물에서 강한 항산화 활성을 보였으며, 특히 뿌리의 ethyl acetate 분획물$(RC_{50}:11{\mu}g/m{\ell})$과 butanol 분획물$(RC_{50}:14{\mu}g/m{\ell})$, 잎의 butanol 분획물$(RC_{50}:15{\mu}g/m{\ell})$에서 대조구인 ${\alpha}-tocopherol(RC_{50}:12{\mu}g/m{\ell})$이나 $BHA(RC_{50}:14{\mu}g/m{\ell})$정도의 항산화활성을 보였다. 곰팡이에 대한 포자발아 억제시험에서는 전반적으로 물분획물에서 우수한 활성을 나타냈다. Yeasts에 대한 실험에서는 ethyl acetate 분획물에서 대조구와 유사한 활성을 나타냈다. 박테리아에 대한 항균시험은 역시 ethyl acetate 분획물에서 활성을 나타냈다. Ames test결과 $MNNG(0.4{\mu}g/plate)$의 경우 S. typhimurium TA100 균주에서 시료농도 $1000{\mu}g/plate$에서 핵산 분획물이 88.18%로 가장 높은 억제효과가 나타났다. $4NQO(0.15{\mu}g/plate)$에 대한 S. typhymurium TA98 균주에서 시료농도 $1000{\mu}g/plate$에서는 엉겅퀴 뿌리 추출물 및 에칠아세테이트 분획물이 77, 75.8%의 억제효과를 나타냈으며, TA100 균주에서도 엉겅퀴 뿌리 추출물 및 에칠아세테이트 분획물이 72.5, 74.3%의 억제효과를 나타냈다. $Trp-P-1(0.15{\mu}g/plate)$을 사용한 S. typhimurium TA98 균주에서는 시료농도 $1000{\mu}g/plate$에서 엉겅퀴 뿌리 추출물$(1000{\mu}g/plate)$에서 82.25%의 가장 높은 억제효과를 보였으며, TA100균주의 경우, 시료농도 $1000{\mu}g/plate$에서 부탄을 분획물에서 77.75%의 가장 높은 억제효과를 보였다. 엉겅퀴 뿌리 추출물 및 용매 극성을 이용한 분획물을 대상으로 암세포주에 대한 증식 억제 효과를 실험한 결과, A549, Hep3B, MCF-7 세포주에서 메탄올 추출물이 가장 우수한 억제효과를 나타내었으며 인간유래의 정상 간세포 293에 대하여 시료농도에 따른 세포독성 효과는$1000{\mu}g/ml$ 시료 첨가 시 암세포에 대하여 대부분 60% 전후의 억제율을 보이는데 반해 293에 대해서는 25% 이하의 생육억제율을 보였다. 이는 암세포에 대한 높은 억제효과에 비해 정상세포에 대해서는 비교적 낮은 독성효과를 나타냄을 알 수 있었다.

• 한국조리학회지
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• 제21권6호
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• pp.280-290
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• 2015

본 연구에서는 고품질의 곤드레 제품을 얻기 위한 방법으로 데치기 처리에 따른 곤드레의 품질 특성을 비교 분석함으로써 건제품 개발을 위한 전처리 조건 및 가공기술에 대한 기초자료를 제시하고자 수행하였다. 데치기 조건과 식염 첨가량에 따른 곤드레에 대한 색도의 변화는 데치기를 실시하는 동안 곤드레의 색도는 온도에 영향을 나타내었고, 데치기 온도가 증가할수록 a값과 b값은 감소하는 경향을 나타내었으나, L값은 증가하는 경향을 나타내었다. 또한, 첨가되는 식염에 따른 표면 색도는 b값은 높아짐을 나타내었으며, a값은 낮아지는 수치를 나타내었지만 유의적인 차이를 나타내지 않았다. L값은 식염 첨가에 따라 변화를 나타내지 않았다. 데치기 온도가 높아질수록, 시간이 길어질수록 곤드레의 경도가 감소하므로 데치기 처리에 의해 곤드레 조직이 부드럽게 되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 식염의 첨가에 의해서 경도가 증가하는 경향을 보였으나, 유의수준(p<0.05)에서 차이를 나타내지 않았다. 온도가 증가함에 따라 총 chlorophyll 함량은 증가하는 반면, chlorophyll a 및 b의 비율(Ca/Cb)은 감소하는 경향을 나타내었다. 총 폴리페놀함량은 신선한 곤드레에 비하여 데치기 온도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었지만, 첨가되는 염의 양에 따라 약간의 증가를 나타내었으나 유의적인 차이는 없는 것으로 나타났으며, 전반적인 관능검사는 데치기 처리 온도가 높아짐에 따라 기호특성이 증가하는 경향을 나타내었다. 따라서 우수한 곤드레의 생산을 위해서는 관능적인 기호특성이 가장 우수한 것으로 나타난 데치기 공정($100^{\circ}C$, 3% 염첨가)에서 실시하는 것이 좋을 것으로 판단된다.

• 한국식품과학회지
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• 제48권2호
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• pp.172-177
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• 2016

HPLC/MS를 이용하여 국내 자생 엉겅퀴(Cirsium japonicum)의 페놀성 화합물을 분석한 결과 제주지역 엉겅퀴가 가장 많은 페놀성 화합물을 함유하고 있었으며, chlorogenic acid가 73.15 mg/g dry weight, linarin이 76.67 mg/g dry weight 그리고 pectolinarin이 12.98 mg/g dry weight으로 확인되었다. 엉겅퀴의 기능성 식품으로서의 가치를 확인하기 위하여 산화방지 활성 및 신경세포 보호효과를 평가한 결과 DPPH, ABTS 및 FRAP assay에서 엉겅퀴의 강력한 산화방지 활성이 나타났다. 엉겅퀴 추출물이 DPPH 및 ABTS 라디칼의 50%를 저해하는 농도는 각각 $567{\mu}g/mL$와 $130{\mu}g/mL$으로 나타났다. DPPH, ABTS, FRAP법을 통한 총산화방지능은 각각 11.32, 100.15, $12.76{\mu}g/mL$ trolox equivalents 나타났다. 과산화수소로 산화적 손상을 유도한 PC12 세포에 대하여 MTT와 LDH assay를 이용하여 세포생존률을 측정한 결과 농도 의존적으로 세포 보호 활성이 나타났으며, 마찬가지로 활성산소종 생성률을 측정한 결과 농도 의존적으로 활성산소종 생성이 감소되어 세포 보호활성이 확인되었다. 본 연구를 통하여 엉겅퀴의 우수한 산화방지 활성 및 신경세포 보호효과가 검증되었다. 따라서 엉겅퀴는 안전한 식품 재료로서 꾸준히 섭취하였을 때 천연 산화방지제로 작용하여 신경퇴행을 예방함으로써 알츠하이머병, 파킨슨병 및 헌팅턴병 등의 질병 위험을 줄일 수 있을 것으로 판단된다.