• Journal of Animal Science and Technology
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• 제64권3호
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• pp.500-514
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• 2022

The blood-epididymis barrier (BEB) forms a unique microenvironment that is crucial for the maturation, protection, transport, and storage of spermatozoa in the epididymis. To characterize the function of tight junctions (TJs), which are constitutive components of the BEB, we determined the expression and localization of TJ proteins such as zonula occludens (ZO)-1, 2, and 3, occludin, and claudin3 (Cldn3) during postnatal development in the goat epididymis. To assess the expression patterns of TJ proteins in immature (3 months of age) and mature (14 months of age) goat epididymides, two different experimental methods were used including immunofluorescence labeling and western blotting. We show that, ZO-1, 2, and 3, and occludin, were strictly expressed and localized to the TJs of the goat epididymis, whereas Cldn3 was present in basolateral membranes as well as TJs. All TJ proteins examined were more highly expressed in the immature epididymis compared to levels in mature tissue. In conclusion, our study indicates that at least five TJ proteins, namely ZO-1, ZO-2, ZO-3, occludin, and Cldn3, are present in TJs, and the expression strength and pattern of TJ proteins tend to be age dependent in the goat epididymis. Together, these data suggest that the distinct expression patterns of TJ proteins are essential for regulating components of the luminal contents in the epididymal epithelium and for forming adequate luminal conditions that are necessary for the maturation, protection, transport, and storage of spermatozoa in the goat epididymis.

• Animal Bioscience
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• 제36권9호
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• pp.1403-1413
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• 2023

Objective: Intestinal alkaline phosphatase (IAP) maintains intestinal homeostasis by detoxifying bacterial endotoxins and regulating gut microbiota, and lipid absorption. Antibiotics administered to animals can cause gut dysbiosis and barrier disruption affecting animal health. Therefore, the present study sought to investigate the role of IAP in the intestinal environment in dysbiosis. Methods: Young male mice aged 9 weeks were administered a high dose of antibiotics to induce dysbiosis. They were then sacrificed after 4 weeks to collect the serum and intestinal organs. The IAP activity in the ileum and the level of cytokines in the serum samples were measured. Quantitative real-time polymerase chain reaction analysis of RNA from the intestinal samples was performed using primers for tight junction proteins (TJPs) and proinflammatory cytokines. The relative intensity of IAP and toll-like receptor 4 (TLR4) in intestinal samples was evaluated by western blotting. Results: The IAP activity was significantly lower in the ileum samples of the dysbiosis-induced group compared to the control. The interleukin-1 beta, interleukin-6, and tumor necrosis factor-alpha concentrations were significantly higher in the ileum samples of the dysbiosis-induced group. The RNA expression levels of TJP2, claudin-3, and claudin-11 showed significantly lower values in the intestinal samples from the dysbiosis-induced mice. Results from western blotting revealed that the intensity of IAP expression was significantly lower in the ileum samples of the dysbiosis-induced group, while the intensity of TLR4 expression was significantly higher compared to that of the control group without dysbiosis. Conclusion: The IAP activity and relative mRNA expression of the TJPs decreased, while the levels of proinflammatory cytokines increased, which can affect intestinal integrity and the function of the intestinal epithelial cells. This suggests that IAP is involved in mediating the intestinal environment in dysbiosis induced by antibiotics and is an enzyme that can potentially be used to maintain the intestinal environment in animal health care.

• 생명과학회지
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• 제25권1호
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• pp.101-112
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• 2015

자가밀착연접 단백질들은 세포, 특히 수초화된 신경교세포막의 층상구조 사이에 존재하는 밀착연접에 존재한다. 그들 중 일부는 다른 단백질의 C-말단의 PDZ 결합 모티프에 붙는 postsynaptic density-95/Disks large/Zonula occludens-1 (PDZ) 도메인을 가진다. PDZ domain은 박테리아, 식물, 세균, 후생동물, Drosophila에 존재하여 거대한 단백복합체를 형성할 수 있게 해준다. 이러한 단백복합체들은 세포 내 신호전달, 단백질 표적화, 그리고 세포막 극화 작용을 한다. ZO-1, ZO-2, AF-6, PATJ, MUPP1, PAR-3는 자가밀착연접에 존재한다고 확인되었다. PAR-3는 atypical protein kinase C와 PAR-6와 반응하여 세포의 극성 형성에 중요한 역할을 하는 3차원 단백질복합체를 형성하는데 이는 Caenorhabditis elegans와 Drosophila 종에서 척추동물에까지 보존되었다. MAGI2는 흥분성 시냅스에서 ${\alpha}$-amino-3-hydroxyl-5-methyl-4-isoxazole propionate (AMPA) 수용체와 반응한다. PATJ는 claudin-1과 함께 마디곁 루프에서 발견되는 반면, MUPP1은 claudin-5와 함께 축삭사이막과 Schmidt-Lanterman 절흔에서 찾을 수 있다. ZO-1, ZO-2 그리고 PAR-3의 경우에는 세 장소 모두에서 발견된다. PDZ 도메인을 보유한 단백질들의 서로 다른 분포는 자가밀착연접의 발생에 영향을 준다. 이 총설에서는 수초화된 슈반 세포의 자가밀착연접에 존재하는 PDZ 도메인을 가진 단백질들과 그들의 기능을 알아볼 것이다.

• 대한화장품학회지
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• 제50권2호
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• pp.179-192
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• 2024

본 연구에서는 천연물 6 종 앵두, 으름, 살구, 야콘, 금귤 및 핑거라임을 활용하여 스트레스 완화에 의한 수면 개선 및 피부장벽 개선 효과를 검증하였다. 실험 결과, 6 종의 천연물 중 앵두, 핑거라임, 으름 및 금귤이 유의적으로 스트레스 호르몬인 cortisol의 생성을 억제하였다. 또한, 수면 조절에 관여하는 GABA 생성 효소인 GAD67의 발현은 앵두 정제수 추출물 및 핑거라임 50% 에탄올 추출물에서 유의한 증가 효과를 보였으며 앵두 용매별 추출물은 총 폴리페놀의 함량이 가장 높게 확인되었다. 스크리닝 결과 활성이 가장 높은 앵두 추출물을 활용하여 후속 실험을 진행하였다. 앵두 용매별 추출물 중, 30% 에탄올 추출물이 가장 높은 DPPH radical 소거 활성을 보였으며, 정제수 추출물은 GABA 생성 및 피부 장벽 인자인 filaggrin과 claudin-1의 발현을 가장 높게 증가시켰다. HPLC 분석을 통해 앵두 추출물의 주성분으로 quercitrin이 확인되었고 추출 용매별 quercitrin 함량은 30% 에탄올 > 정제수 > 70% 에탄올 > 50% 에탄올의 추출 용매 순으로 높은 함량을 보였다. Quercitrin은 cortisol의 생성을 농도의존적으로 억제하였으며, cortisol에 의해 감소되었던 GAD67 발현 및 GABA 생성을 유의적으로 증가시켰다. 연구를 통해 앵두 추출물이 스트레스를 완화시켜 수면 개선 및 피부 장벽 강화에 도움을 주는 화장품 소재로서 활용이 가능함을 입증하였다.

• 대한화장품학회지
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• 제45권1호
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• pp.37-47
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• 2019

최근 미세먼지, 내분비장애, 환경 호르몬등에 의해 피부 염증 질환 환자들이 증가함에 따라 화장품 소재 개발 연구는 스테로이드, 항히스타민제 등의 피부염 치료 합성화합물 보다 이를 대체할 수 있는 천연물 기반의 보다 안전한 소재 발굴에 관심이 더 증가되고 있다. 따라서 본 연구에서는 여러 가지 천연 약재 스크리닝을 거쳐 피부 효능 효과가 검증된 두충, 익지인, 백강잠의 한방추출물(Mix)을 선정하고, 이들의 새로운 피부효능을 규명하여 천연 화장품 소재를 개발하고자 하였다. 우선 한방추출물(Mix)의 항산화 효능을 검증하기 위해 DPPH assay를 수행한 결과 $400{\mu}g/mL$ 농도 조건에서 약 98.8% DPPH radical 소거 활성을 확인하였다. 한방추출물(Mix)의 미백효능을 확인하기 위해 B16F10 세포주를 활용하여 한방추출물에 의한 멜라닌 합성량을 측정하였다. $400{\mu}g/mL$ 농도 조건에서 ${\alpha}-MSH$ 처리군 대비 27.1% 수준까지 멜라닌 합성량이 감소하여 미백효능 활성에 대해 유의성 있는 결과를 확인하였다. 또한 한방추출물(Mix)의 항염증 효능을 확인하기 위해 LPS 자극으로 활성화된 RAW264.7 대식세포에서 NO(nitric oxide) 합성 및 iNOS, COX-2의 유전자 발현을 관찰한 결과 모두 유의적으로 감소되는 것을 확인하였다. 염증성 사이토카인으로 알려진 $IL-1{\alpha}$, $IL-1{\beta}$, IL-6, $TNF-{\alpha}$의 mRNA 발현을 분석한 결과에서도 한방추출물에 의해 효과적으로 억제되는 것을 확인하였다. 마지막으로 피부장벽 기능 강화를 확인하기 위해 인간 각질형성세포인 HaCaT을 이용해 tight junction 구성 단백질인 claudin 1 유전자의 발현 변화를 관찰한 결과 한방추출물에 의해 mRNA 발현이 농도 의존적으로 증가되는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구를 통해 우리는 두충, 익지인, 백강잠을 함유한 한방추출물(Mix)이 항산화, 항염, 미백, 그리고 피부장벽 강화 등에 유효한 소재임을 확인하였고, 향후 피부 임상시험 등이 이뤄진다면 피부염 환자에 효과적인 천연 화장품 소재로 개발될 수 있을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제20권4호
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• pp.528-534
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• 2010

본 연구에서는 흑마늘 열수 추출물(ABG)의 암세포 전이억제 효능을 검정하였다. AGS AGS 인체위암세포의 이동성과 침윤성을 억제하였으며, 이는 TER의 증가와 연관성이 있었다. 또한 ABG에 의한 AGS 위암세포의 침윤성 억제는 TIMPs 발현 증가에 의한 MMPs의 발현 및 활성 저하에 의한 것임을 알 수 있었다. 아울러 AGS 위암세포에서 과발현을 나타내는 TJ 단백질인 claudins의 발현 저하 등이 ABG의 항전이 효과에 연관되어 있음을 알 수 있었다. 이상의 결과는 흑마늘 열수 추출물이 단순한 암세포의 증식억제를 통한 암예방 및 항암활성 뿐만 아니라 암세포의 전이 또한 효과적으로 억제할 수 있음을 보여주며, 이와 연관된 보다 구체적인 분자세포생물학적 접근 및 in vivo 연구의 필요성이 요구됨을 의미한다.

• 대한한방내과학회지
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• 제37권1호
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• pp.65-76
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• 2016

Objectives: The purpose of this study was to identify the inhibitory effects of Hwangheuk-san (HHS), a Korean multi-herb formula comprising four medicinal herbs, on cell migration and invasion, two critical cellular processes that are often deregulated during metastasis, using the human bladder cancer 5637 cell line.Methods: Cell viability, motility, and invasion were assessed by 3-(4,5-dimethyl-2 thiazolyl)-2,5-diphnyl-2H-tetrazolium bromide (MTT), wound healing migration, and Transwell assays, respectively. Gene expression was detected by Western blot analysis. In addition, the activities of matrix metalloproteinases (MMPs) and the values for transepithelial electrical resistance (TER) were analyzed using a Gelatinase Activity Assay Kit and an Epithelial Tissue Voltohmmeter, respectively.Results: Our data indicated that within the concentration range that was not cytotoxic, HHS effectively inhibited the cell motility and invasiveness of 5637 cells. HHS markedly decreased the expression and activity of MMP-2 and MMP-9, which was associated with unregulation of tissue inhibitors of metalloproteinase (TIMP)-1 and TIMP-2. Further investigation revealed that phosphorylation of phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) and AKT was decreased in HHS-treated 5637 cells, and a PI3K/AKT inhibitor synergistically reduced the inhibition of migration and invasion and also inactivated MMP-2 and MMP-9. Moreover, HHS increased the tightening of tight junctions (TJs), which was demonstrated by an increase in the TER, and reduced the expression the levels of claudin family members (claudin-3 and -4), which are major components involved in the tightening of TJs.Conclusions: The present findings demonstrated that HHS attenuated the migration and invasion of bladder cancer 5637 cells by modulating the activity of the PI3K/Akt signaling pathway and also through TJ tightening.

• Journal of Ginseng Research
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• 제42권1호
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• pp.50-56
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• 2018

Background: Saponins from Panax japonicus (SPJ) are the most abundant and main active components of P. japonicus, which replaces ginseng roots in treatment for many kinds of diseases in the minority ethnic group in China. Our previous studies have demonstrated that SPJ has the effects of anti-inflammation through the mitogen-activated protein kinase (MAPK) and nuclear factor kappa B (NF-${\kappa}B$) signaling pathways. The present study was designed to investigate whether SPJ can modulate intestinal tight junction barrier in aging rats and further to explore the potential mechanism. Methods: Aging rats had been treated with different doses (10 mg/kg, 30 mg/kg, and 60 mg/kg) of SPJ for 6 mo since they were 18 mo old. After the rats were euthanized, the colonic samples were harvested. Levels of tight junctions (claudin-1 and occludin) were determined by immunohistochemical staining. Levels of proinflammatory cytokines (interleukin-$1{\beta}$ and tumor necrosis factor-${\alpha}$) were examined by Western blot. NF-${\kappa}B$ and phosphorylation of MAPK signaling pathways were also determined by Western blot. Results: We found that SPJ increased the expression of the tight junction proteins claudin-1 and occludin in the colon of aging rats. Treatment with SPJ decreased the levels of interleukin-$1{\beta}$ and tumor necrosis factor-${\alpha}$, reduced the phosphorylation of three MAPK isoforms, and inhibited the expression of NF-${\kappa}B$ in the colon of aging rats. Conclusion: The studies demonstrated that SPJ modulates the damage of intestinal epithelial tight junction in aging rats, inhibits inflammation, and downregulates the phosphorylation of the MAPK and $NF-{\kappa}B$ signaling pathways.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권8호
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• pp.1167-1174
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• 2013

암세포를 포함한 생체 내 빠른 분열을 요구하는 세포 집단에서 세포 내 구성요소 및 에너지원으로서 글루타민의 요구량이 증대되지만, 종양세포의 글루타민 의존적 대사작용에 관한 기전은 여전히 잘 알려진 바 없다. 본 연구에서는 LnCaP 전립선 암세포의 이동성 및 침윤성에 미치는 글루타민 결핍효능을 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면 LnCaP 세포에서 글루타민 결핍에 의하여 세포의 이동성 및 세포의 침윤성이 현저하게 억제되었으며, 이러한 이동성 및 침윤성 억제는 TIMPs의 발현 증대에 의한 MMPs의 발현 감소 및 그들의 효소적 활성 저하와 연관성이 있었다. 또한 글루타민이 결핍된 조건에서 배양된 LnCaP 세포에서 TER의 현저한 증가가 관찰되었는데, 이는 TJs의 조절인자인 claudin family 발현의 차단에 의한 것으로 생각되어진다. 본 연구의 결과에 의하면 암세포의 증식에서 글루타민의 결핍은 TJ의 결합력 증대와 MMPs의 활성을 저하시킴으로써 암세포 전이에 가장 기본적인 과정인 암세포의 이동성과 침윤성을 억제시킬 수 있을 것으로 생각된다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제25권2호
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• pp.213-221
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• 2017

Baicalein, a natural flavonoid obtained from the rhizome of Scutellaria baicalensis Georgi, has been reported to have anticancer activities in several human cancer cell lines. However, its antimetastatic effects and associated mechanisms in melanoma cells have not been extensively studied. The current study examined the effects of baicalein on cell motility and anti-invasive activity using mouse melanoma B16F10 cells. Within the noncytotoxic concentration range, baicalein significantly inhibited the cell motility and invasiveness of B16F10 cells in a concentration-dependent manner. Baicalein also reduced the activity and expression of matrix metalloproteinase (MMP)-2 and -9; however, the levels of tissue inhibitor of metalloproteinase-1 and -2 were concomitantly increased. The inhibitory effects of baicalein on cell motility and invasiveness were found to be associated with its tightening of tight junction (TJ), which was demonstrated by an increase in transepithelial electrical resistance and downregulation of the claudin family of proteins. Additionally, treatment with baicalein markedly reduced the expression levels of lipopolysaccharide-induced phosphorylated Akt and the invasive activity in B16F10 cells. Taken together, these results suggest that baicalein inhibits B16F10 melanoma cell migration and invasion by reducing the expression of MMPs and tightening TJ through the suppression of claudin expression, possibly in association with a suppression of the phosphoinositide 3-kinase/Akt signaling pathway.