• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제19권10호
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• pp.40.1-40.14
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• 2016

Background: Due to the paucity of oceanic resources utilized in the preparation of diets for cultured fish, commercial feed producers have been trying to replace fishmeal (FM) using alternative protein sources such as vegetable protein meals (VMs). One of the main drawbacks of using VMs in fish feed is related to the presence of a variety of anti-nutritional factors, which could trigger an inflammation process in the distal intestine. This reduces the capacity of the enterocytes to absorb nutrients leading to reduced fish growth performances. Methods: We evaluated the mitigating effects of butyrate and taurine used as feed additives on the morphological abnormalities caused by a soybean meal (SBM)-based diet in the distal intestine of sea bass (Dicentrarchus labrax). We used three experimental diets, containing the same low percentage of FM and high percentage of SBM; two diets were supplemented with either 0.2% sodium butyrate or taurine. Histological changes in the intestine of fish were determined by light and transmission electron microscopy. Infiltration of $CD45^+$ leucocytes in the lamina propria and in the submucosa was assessed by immunohistochemistry. We also quantified by One-Step Taqman$^{(R)}$ real-time RT-PCR the messenger RNA (mRNA) abundance of a panel of genes involved in the intestinal mucosa inflammatory response such as $TNF{\alpha}$ (tumor necrosis factor alpha) and interleukins: IL-8, IL-$1{\beta}$, IL-10, and IL-6. Results: Fish that received for 2 months the diet with 30% soy protein (16.7% SBM and 12.8% full-fat soy) developed an inflammation in the distal intestine, as confirmed by histological and immunohistochemistry data. The expression of target genes in the intestine was deeply influenced by the type of fish diet. Fish fed with taurine-supplemented diet displayed the lowest number of mRNA copies of IL-$1{\beta}$, IL-8, and IL-10 genes in comparison to fish fed with control or butyrate-supplemented diets. Dietary butyrate caused an upregulation of the $TNF{\alpha}$ gene transcription. Among the quantified interleukins, IL-6 was the only one to be not influenced by the diet. Conclusions: Histological and gene expression data suggest that butyrate and taurine could have a role in normalizing the intestinal abnormalities caused by the SBM, but the underling mechanisms of action seem different.

• Animal Bioscience
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• 제35권10호
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• pp.1461-1478
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• 2022

The maintenance of poultry gut health is complex depending on the intricate balance among diet, the commensal microbiota, and the mucosa, including the gut epithelium and the superimposing mucus layer. Changes in microflora composition and abundance can confer beneficial or detrimental effects on fowl. Antibiotics have devastating impacts on altering the landscape of gut microbiota, which further leads to antibiotic resistance or spread the pathogenic populations. By eliciting the landscape of gut microbiota, strategies should be made to break down the regulatory signals of pathogenic bacteria. The optional strategy of conferring dietary fibers (DFs) can be used to counterbalance the gut microbiota. DFs are the non-starch carbohydrates indigestible by host endogenous enzymes but can be fermented by symbiotic microbiota to produce short-chain fatty acids (SCFAs). This is one of the primary modes through which the gut microbiota interacts and communicate with the host. The majority of SCFAs are produced in the large intestine (particularly in the caecum), where they are taken up by the enterocytes or transported through portal vein circulation into the bloodstream. Recent shreds of evidence have elucidated that SCFAs affect the gut and modulate the tissues and organs either by activating G-protein-coupled receptors or affecting epigenetic modifications in the genome through inducing histone acetylase activities and inhibiting histone deacetylases. Thus, in this way, SCFAs vastly influence poultry health by promoting energy regulation, mucosal integrity, immune homeostasis, and immune maturation. In this review article, we will focus on DFs, which directly interact with gut microbes and lead to the production of SCFAs. Further, we will discuss the current molecular mechanisms of how SCFAs are generated, transported, and modulated the pro-and anti-inflammatory immune responses against pathogens and host physiology and gut health.

• Radiation Oncology Journal
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• 제28권3호
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• pp.141-146
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• 2010

목 적: 본 연구에서는 방사선에 의한 장점막 손상에 대한 5-androstendiol (5-AED)의 장점막 보호효과 여부를 마우스 위장관 조직에서 평가하여 방사선 보호제로서의 적용가능성을 모색하고자 하였다. 대상 및 방법: 30마리의 C3H/HeN 마우스를 대조군, 방사선 조사군, 방사선 조사 전 5-AED 처리군으로 나누어, 5 Gy와 10 Gy 전신방사선 조사하였다. 5-AED는 방사선 조사 24시간 전에 체중 당 50 mg/kg으로 피하 주사하였다. 10 Gy 전신 방사선 조사 후 3.5일에 마우스를 희생하여 공장조직을 채취하여 소장움 생존, 융모의 개수, 융모의 높이, 소장움의 크기, 10개 장상피세포 당 기저층의 길이를 측정하여 장점막 손상정도를 비교 평가하였다. 또한 apoptosis의 발생빈도수는 5 Gy 방사선 조사 후 12시간에 TUNEL 방법으로 검수하였다. 결 과: 10 Gy 방사선조사 전 5-AED 투여군에서, 방사선 조사군과 비교하여, 소장움의 소실이 상대적으로 적고 융모의 높이가 유의성 있게 증가하였다. 5-AED 전처치군에서 소장움의 크기가 방사선 조사군에 비교하여 증가하였고, 10개의 장 상피세포 당 기저층 길이는 5-AED 전처치군에서 감소함을 관찰하여 소장조직의 방사선 손상에 대해 5-AED의 보호효과가 있음을 확인하였다. 방사선 조사 시 증가한 apoptosis에 대해서는 5-AED의 투여가 유의성 있는 감소 효과를 나타내지 못하였다. 결 론: 5-AED 투여는 방사선에 의한 소장점막의 형태학적인 손상변화에 대해 보호효과가 있으며, 이러한 결과는 방사선 조사 전 5-AED 투여가 방사선에 의한 장점막 손상에 대한 보호약물로 활용될 수 있는 가능성을 제시한다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제37권6호
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• pp.721-728
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• 2008

본 연구에서는 소장세포(Caco-2)와 대식세포(J774)를 이용하여 FPN과 DMT1의 유전자 발현에 hepcidin 펩타이드 호르몬이 미치는 영향을 알아보기 위하여 수행되었으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. Caco-2 세포에서 FPN과 DMT1의 mRNA 및 단백질 수준은 분화 진행에 따라 비례하여 증가하였으며, 특히 DMT1 단백질은 분화 초기에는 거의 발현되지 않다가 분화 7일째에 비로소 발현되기 시작한 후 급격히 증가하여 분화 17일째에는 7일째에 비해 단백질 수준이 10배 이상 크게 증가되었다. 분화된 Caco-2 세포에서 소변 hepcidin과 합성 hepcidin을 100 nM 농도로 24시간 동안 처리하였을 때, FPN 단백질 수준이 대조군에 비해 각각 60%와 70% 수준으로 유의하게 감소하였다. DMT1 단백질의 경우, 소변 hepcidin 100 nM 농도에서만 대조군의 55% 수준으로 유의하게 감소되었다. J774 세포에 소변 hepcidin 혹은 합성 hepcidin을 24시간 처리한 결과, 10 nM과 100 nM 농도에서 모두 대조군에 비해 FPN 단백질 수준이 유의적으로 감소하는 것으로 나타났으며, DMT1 단백질 수준도 소변 hepcidin 10 nM과 100 nM 처리에 의해 각각 대조군의 40%와 37% 수준으로 유의하게 감소하였다. 분화된 Caco-2 세포와 J774 세포에서 10 nM 혹은 100 nM 농도의 hepcidin 처리 시 DMT1 mRNA와 FPN mRNA 수준에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며, 이로 볼 때 hepcidin은 전사과정의 조절보다는 DMT1과 FPN 단백질로의 번역과정을 억제하거나 분해 속도를 촉진함으로써 이들 단백질의 수준을 낮추는 것으로 보인다. 이상의 결과는, hepcidin 펩타이드 호르몬이 DMT1 단백질과 FPN 단백질의 수준을 억제함으로써 체내 철분 대사 조절에 중요하게 관여함을 나타낸다. 특히 소장세포와 대식세포에 동시에 작용함으로써, 소장에서의 철분 흡수와 대식세포에서의 철분 방출을 효율적으로 억제하는 조절 인자로 작용할 수 있음을 제시한다. 앞으로 hepcidin의 생성 및 분비를 조절하는 요인에 대한 연구와 hepcidin이 실제 세포 내외로의 철분의 수송이 미치는 영향에 대한 기능적 연구가 계속적으로 이루어져야 할 것으로 사료된다.