양강추출물 (Alpinia officinarum, 70% ethanol extract)과 함유 주성분인 galangirn은 프리라디칼소거작용과 지질과산화억제활성을 나타내었으며, $H_2O$$_2$ 또는 KO$_2$유도 세포독성에 대해서도 억제적으로 작용하여 세포보호효과를 나타내었다. DNA single strand breakage와 같은 산화적 스트레스에 대해서도 보호작용을 하고 있다. 또한, 마우스 소핵시험에 의하여 adriamycin과 같은 superoxide 우발물질에 의한 염색체 수준에서의 손상에 대해서도 억제효과를 나타내었다. 양강추출물은 galangin을 유효성분으로하여 산소프리라디칼들에 의한 산화적 손상에 억제적으로 작용하는 기전으로 산화적 스트레스에 대한 항노화, 암예방제로서의 응용가능성이 높은 추출물로서 향후 기능성 식품으로서의 응용가능성이 높을 것으로 판단되었다.
To investigate the potential application of the single-cell gel electrophoresis (SCGE) assay to carp as an aquatic pollution monitoring technique, gill, liver, and blood cells were isolated from carp exposed to a direct-acting mutagen, N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (MNNG), or indirect mutagen, $benzo[\alpha]pyrene$$(B[\alpha]P)$, then the DNA strand breakage was analyzed using the assay. Based on testing 5 different cell isolation methods and 6 electrophoretic conditions, the optimized assay conditions were found to be cell isolation by filter pressing and electrophoresis at a lower voltage and longer running time (at 0.4 V/cm for 40 min). In preliminary experiments, gill and liver cells isolated from carp exposed to MNNG in vitro exhibited DNA damage signals even with 0.5 ppb exposure, which is a much higher dose than previously reported. In the gill cells isolated from carp exposed to 0.01-0.5 ppm MNNG in vivo, significant dose-and time-dependent increases were observed in the tail for 4 days. As such, the linear correlation between the relative damage index (RDI) values and time for each dose based on the initial 48-h exposure appeared to provide effective criteria for the genotoxicity monitoring of direct-acting mutagenic pollution. In contrast, the in vivo exposure of carp to 0.25-1.0 ppm of $B[\alpha]P$ for 7 days resulted in dose-and time-dependent responses in the liver cells, in which 24-h delayed responses for metabolizing activation and gradual repair after 48 h were also observed. Thus, the negative-sloped linear correlation between the RDI and time at each dose based on the initial 48 h appeared to provide more effective criteria for the genotoxicity monitoring of indirect mutagenic pollution.
본 연구의 목적은 양파추출물의 간보호 및 항산화 효과를 조사하기 위함이다. 간 손상을 유발시키는 t-BHP (1.5mM) 존재하에 간세포를 0, 0.01, 0.05, 0.1 및 0.3 mg/ml의 다양한 농도의 양파추출물로 1시간 동안 일차배양하였다. 간세포 독성과 생존율은 배양액의 GOT와 LDH 활성 및 MTT 값으로 결정하였고, 지질과산화는 TBARS 농도로 측정하였다. 항산화에 미치는 효과는 catalase, GSH-Px, GSH-Rd 활성 및 DNA strand breaking assay로 결정하였다. t-BHP는 GOT와 LDH 활성 및 TBARS 농도를 증가시켰으며 MTT값은 감소시켰다. 0.05 mg/ml 이상 농도의 양파추출물 첨가는 1.5 mM 농도의 t-BHP에 의해 증가된 GOT 및 LDH 활성을 감소시켰으며 0.01 mg/ml 이상 농도의 양파추출물은 t-BHP에 의해 감소된 MTT 값을 증가시켰다. 또한 0.01 mg/ml 이상 농도의 양파추출물 첨가는 t-BHP에 의해 증가된 TBARS 농도를 감소시켜 양파추출물이 t-BHP에 의해 유발된 간손상과 지질과산화를 억제시켰다. 1시간 동안 1.5 mM 농도의 t-BHP 처리는 간세포의 catalase, GSH-Px 및 GSH-Rd 활성을 현저히 감소시켰다. 그러나 0.01 mg/ml 이상 농도의 양파추출물 첨가는 t-BHP에 의해 감소된 catalase, GSH-Px 및 GSH-Rd 활성을 증가시켰으며 특히 catalase 활성은 t-BHP 무첨가군 수준까지 증가시켰다. 또한 hydroxyl radical을 생성하는 Fenton 시약의 존재하에 plasmid DNA를 양파추출물과 함께 배양하였을 때양파추출물은 농도 의존적으로 hydroxyl radical에 의해 유도된 single-strand 절단을 억제하였다. 이상과 같이 간세포 일차배양에서 양파추출물은 t-BHP에 의해 유발된 간독성, 간세포 생존율 감소, 지질과산화를 농도 의존적으로 억제시켰고 또한 t-BHP에 의해 억제된 GSH-Px, GSH-Rd 및 catalase의 활성을 증가시켰다. 이와 같이 양파추출물의 간보호 및 항산화 효과는 항산화 효소, 특히 catalase의 활성 증가와 hydroxyl radical에 의해 유도된 산화억제 및 이에 따른 지질과산화 억제에 기인하는 것으로 사료된다.
Among the toxicants in the environment dioxin-like compounds, including TCDD(2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-Dioxin), are well known as carcinogen and teratogen. TCDD the most toxic of these compounds, may result in a wide variety of adverse health effects in humans and environment, including carconogenesis, hepatotoxicity, teratogenesis, and immunotoxicity. Also TCDD increases superoxide, peroxide radicals and induces oxidative stress that leads to breakage of DNA single-strand and mitochondrial dysfunction. Recently, there have been reports that persistent organic pollutants(POPs) may be causing metabolic disease through mitochondrial toxicity. In order to examine if dioxin brings about toxicity on mitochondria directly, we measured the change of the mitochondrial membrane potential after exposure to TCDD using JC-1 dye. After short time exposure of dioxin, mitochondrial depolarization was observed but it recovered to the control level immediately. This TCDD effect on mitochondrial membrane potential was not correlated either to the production of reactive oxygen species(ROS) or extracellular $Ca^{2+}$ by TCDD. Less than 2 hours exposure of TCDD did not show any change in ROS production but 0.25 nM TCDD for 48 hours or 0.5 nM TCDD for 12 hours exposure did increase in ROS production. Under these conditions of ROS production by TCDD, no changes in the mitochondrial membrane potential by TCDD was observed.
The mobilizable amount of transition metals is a fraction of the total amount of the metal from urban particulate matter. Although the fraction is small, some metals (Fe, Cu) are the major participants in a reaction that generates reactive oxygen species (ROS), which can damage various biomolecules. Damaging effects of the metals can be measured by the single strand breakage (SSB) of X174 RFI DNA or the carbonyl formation of protein. In another study, we have shown that more metals are mobilized by PM2.5 than by PM10 in general. DNA SSB of >20% for PM2.5 and >15% for PM10 was observed in the presence of chelator (EDTA or citrate)/reductant (ascorbate), compared to the control (<3%) only with the chelator. The carbonyl formation by both PMs was very similar in the presence of the chelator, regardless of the kind of proteins. Compared to the control in the absence of chelator/reductant, 3.3 times and 4.9 times more carbonyl formation for PM2.5 and PM10, respectively, was obtained with BSA in the presence of chelator/reductant, showing that PM10 induced 33% more damage than PM2.5. However, 4.8 times and 1.9 times more carbonyl formation for PM2.5 and PM10, respectively, was observed with lysozyme in the presence of chelator/reductant, showing that PM2.5 induced 250% more damage than PM10. Although different proteins showed different sensitivities toward ROS, all these results indicate that the degrees of the oxidation of or damage to the biomolecules by the mobilized metals were higher with PM2.5 than with PM10. Therefore, it is expected that more metals mobilized from PM2.5 than from PM10, more damage to the biomolecules by PM2.5 than by PM10. We suggest that when the toxicity of the dust particle is considered, the particle size as well as the mobilizable fraction of the metal should be considered in place of the total amounts.
세포에 미치는 염화수은(II)과 이온화 방사선의 영향과 수은 처리 전 후 방사선 조사 시 그 상호 작용에 관해 알아보고자 본 연구를 수행하였다. 염화수은(II)의 독성정도를 알아보기 위하여 사람의 자궁암 세포에 농도별로 염화수은(II)을 처리하였다. 세포의 생존율은 3가지 농도(1,0. 1,0. $0.01\;{\mu}M$)모두에서 유의하게 감소하였으며 이미 $0.1\;{\mu}M$에서 약 73%의 생존율이 감소하는 것으로 나타났다. 염화수은(II)과 방사선의 단독처리 시 DNA의 손상 정도에 비해 복합처리 시의 DNA손상 정도가 $2\sim4$배 정도 확연히 높아짐을 볼 수 있었다. 특히 방사선 후 수은 처리군은 DNA손상의 정도가 다른 처리군에 비하여 높게 나타났는데 이는 이미 기존의 보문에서 밝혀진 바와 같이 수은의 DNA수복에 관련되어 있는 Fpg protein에 미치는 영향 때문으로 사료된다. 이미 방사선에 의해 산화적 손상을 입은 DNA의 수복 기작을 수은이 방해하여 좀 더 높은 손상을 가져오는 것을 확인할 수 있었다.
본 연구의 목적은 양파추출물의 간보호 및 항산화 효과를 조사하기 위함이다. 간 손상을 유발시키는 t-BHP (1.5 mM) 존재하에 간세포를 0, 0.01, 0.05, 0.1 및 0.3 mg/ml의 다양한 농도의 양파추출물로 1시간 동안 일차배양하였다. t-BHP는 GOT와 LDH 활성 및 TBARS 농도를 증가시켰으며 MTT값은 감소시켰다. 0.05 mg/ml 농도의 양파추출물 첨가는 t-BHP에 의해 증가된 GOT 및 LDH 활성을 감소시켰으며 0.1 mg/ml 농도의 양파추출물은 t-BHP에 의해 감소된 MTT 값을 증가시켰다. 또한 0.01 mg/ml 농도의 양파추출물 첨가는 t-BHP에 의해 증가된 TBARS 농도를 감소시켜 양파추출물이 t-BHP에 의해 유발된 간손상과 지질과산화를 억제시켰다. t-BHP 처리는 간세포의 catalase, GSH-Px 및 GSH-Rd 활성을 현저히 감소시켰다. 그러나 0.1 mg/ml 농도의 양파추출물 첨가는 t-BHP에 의해 감소된 catalase GSH-Px 및 GSH-Rd 활성을 증가시켰으며 특히 catalase 활성은 t-BHP 무첨가군 수준까지 증가시켰다. 또한 hydroxyl radical을 생성하는 Fenton 시약의 존재하에 plasmid DNA를 양파추출물과 함께 배양한 결과 양파추출물은 농도 의존적으로 hydroxyl radical에 의해 유도된 single-strand 절단을 억제하였다. 이상과 같이 간세포 일차배양에서 양파추출물은 t-BHP에 의해 유발된 간독성, 간세포 생존율 감소, 지질과산화를 농도 의존적으로 억제시켰고 또한 t-BHP에 의해 억제된 GSH-Px, GSH-Rd 및 catalase의 활성을 증가시켰다. 이와 같이 양파추출물의 간보호 및 항산화 효과는 항산화 효소 특히 catalase의 활성 증가와 hydroxyl radical에 의해 유도된 산화억제 및 이에 따른 지질과산화 억제에 기인하는 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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