• 생명과학회지
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• 제31권9호
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• pp.806-817
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• 2021

우울증 발생 기전에 신경가소성의 손상이 관여한다. Sirtuin 1은 신경가소성의 조절에 중요한 역할을 담당하고 있다. 또한 mTORC1 신호전달의 활성화가 신경가소성을 향상시키는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 sirtuin 1이 mTORC1 신호전달을 통해 수상돌기 성장과 가시형성에 미치는지 영향을 조사하였다. 덱사메타손이 처치된 신경세포와 정상 배양 신경세포에 resveratrol (sirtuin 1 활성제)과 sirtinol (sirtuin 1 억제제)을 각각 처치하였다. Western blot 분석법을 사용하여, sirtuin 1 발현 및 ERK1/2, mTORC1, p70S6K의 인산화 양을 분석하였고, 면역형광측정법으로 수상돌기의 길이와 가시밀도를 분석하였다. Resveratrol은 덱사메타손 환경에서 농도 의존적으로 sirtuin 1의 발현을 증가시켰으며, ERK1/2 (sirtuin 1의 하위 타겟), mTORC1, 그리고 p70S6K (mTORC1의 하위 타겟)의 인산화를 유의하게 증가시켰다. 또한 resveratrol은 수상돌기 성장과 가시밀도를 증가시켰다. 반면, sirtinol은 정상 배양액에서 sirtuin 1의 발현을 유의하게 감소시켰으며, ERK1/2, mTORC1, p70S6K의 인산화 양을 농도 의존적으로 유의하게 감소시켰다. 또한 sitinol은 수상돌기 성장과 가시밀도를 유의하게 감소시켰다. 신경세포에 sirtuin 1의 siRNA를 transfection시켜 sirtuin 1을 knockdown 시켰을 때, ERK1/2 및 mTORC1의 인산화 양이 감소하였을 뿐만 아니라, 수상돌기 성장과 가시밀도도 감소하였다. 본 연구는 sirtuin 1이 ERK1/2-mTORC1 신호전달을 통해서 수상돌기 성장과 가시밀도를 변화시켜 신경가소성을 조절한다는 것을 보여주었다.

• 생명과학회지
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• 제29권4호
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• pp.402-409
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• 2019

생삼을 쪄서 건조시킨 홍삼은 전통적으로 사용되고 있는 약재로서 면역, 내분비 및 중추신경계 작용을 증진시키며 염증을 억제하는 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 그람 양성균의 세포벽 성분인 lipoteichoic acid (LTA)에 의한 염증반응에 홍삼추출액(RGE)이 항염증 효과를 가지는지 관찰하고 그 작용 기전을 연구하였다. BV-2 소교세포에서 RGE는 세포에 독성을 유도하지 않으면서 LTA로 인한 nitric oxide (NO)의 생성과 inducible nitric oxide synthase (iNOS) 발현을 억제하였으며, NF-kB p65의 핵으로의 이동과 IkB-a의 분해 또한 억제하였다. 한편, RGE는 농도의존적으로 heme oxygenase-1 (HO-1)의 발현을 유도하였으며, HO-1 siRNA를 처리했을 때는 RGE가 iNOS의 발현을 억제하지 못하였다. RGE는 HO-1의 발현에 관여하는 전사인자인 nuclear factor E2-related factor 2 (Nrf2)를 핵으로 이동을 촉진시켰다. 또한 RGE에 의한 HO-1의 발현은 phosphatidylinositol-3-kinase(PI-3K) 및 MAPK 억제제에 의해 감소되었으며, RGE가 Akt와 ERK, p38, JNK의 인산화를 유도하였다. 이상의 결과를 종합해보면, RGE는 PI-3K/Akt 및 ERK, p38, JNK 신호전달과정을 통해 HO-1의 발현을 유도함으로써 NO와 같은 염증매개물질의 생성을 억제한다는 것을 알 수 있다. 그러므로 홍삼추출액은 그람 양성균에 의한 신경염증과 염증관련 신경계 질환의 치료제로서 사용될 수 있을 것이라 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제28권11호
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• pp.1354-1360
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• 2018

본 연구에서는 간단하고, 환경친화적인 은 나노입자 합성법을 개발하기 위하여 화학적 환원제 사용없이 Bacillus thuringiensis CH3의 배양상등액만을 사용하여 은 나노입자의 세포외 합성을 조사하였다. 5 mM $AgNO_3$와 배양상등액을 1:1로 혼합하여 반응시켰을 때, 은 나노입자의 표면 플라스몬 공명에 해당하는 418 nm에서 최대 흡광도를 나타내었다. 은 나노입자의 합성은 8시간 내에 일어났고, 40-48시간에 최대가 되었다. 합성된 은 나노입자의 구조적 특성을 다양한 기기분석에 의하여 조사하였다. FESEM 관찰은 잘 분산된 구형의 은 나노입자가 합성되었음을 보여주었고, 은의 존재는 EDS 분석으로 확인되었다. X선 회절 스펙트럼은 은 나노입자가 면심 입방결정격자임을 나타내었다. DLS를 사용하여 계산된 은 나노입자의 평균 입자 크기는 약 51.3 nm이었고, 범위는 19-110 nm이었다. 합성된 은 나노입자는 다양한 병원성 그람양성 세균, 그람음성 세균 및 효모에 대해 항균활성을 나타내었다. 가장 높은 항균활성은 인체병원성 효모인 C. albicans에서 관찰되었다. FESEM 관찰 결과, 은 나노입자의 항균활성은 세포 표층구조의 파괴와 세포질 누출에 따른 세포 용해에 기인하는 것으로 판단되었다. 본 연구는 B. thuringiensis CH3는 은 나노입자의 효율적인 합성을 위한 잠재적인 후보이며, 합성된 은 나노입자는 다양한 제약 분야에서 잠재적 응용가능성이 있음을 시사한다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권3호
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• pp.766-778
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• 2019

본 연구에서는 초임계 공정에 의해 복령피를 추출하였고, 에탄올 복령피 추출물과 비교하여 항염, 미백, 항산화효과를 측정하였다. 또한 선정된 추출물의 제형과 약물전달 펩티드를 활용하여 효율적인 경피투과 방법을 제시하였다. 복령피의 항암, 항염성분으로 알려진 Pachymic acid를 지표성분으로 HPLC 분석 결과 에탄올 복령피 추출물 보다 초임계 복령피 추출물이 2배 이상 높게 추출되는 것으로 나타났다. 복령피의 항산화효과를 확인하기 위하여 DPPH 소거능과 ABTS 소거능은 복령피 에탄올 추출물이 초임계 복령피 추출물보다 더 낮은 농도에서 $IC_{50}$을 나타내었다. 하지만 RAW 264.7 세포 내 NO(Nitric oxide) 생성량을 측정한 결과에서는, 에탄올 복령피 추출물보다 초임계 복령피 추출물이 동일 농도에서 더 낮은 NO 생성량을 나타냈다. 또한 B16 melanoma 세포에 복령피 추출물을 $20{\mu}g/mL$ 농도를 72시간 처리 후 세포 내외 멜라닌 합성을 확인한 결과에서는, 에탄올 복령피 추출물과 초임계 복령피 추출물 모두 효과가 있었으며 초임계 추출물이 더 낮은 멜라닌 함량을 보였다. NO 생성량 실험에서 활용된 RAW 264.7 세포에서는 $800{\mu}g/mL$농도에서도 독성이 나타나지 않았다. 하지만 B16 melanoma 세포에서는 $50{\mu}g/mL$에서도 에탄올 추출물과 초임계 추출물 모두 60 % 미만의 생존율을 나타냈다. 초임계 복령피 추출물을 대상으로 리포좀 제형과 약물전달 펩티드를 활용하여 Franz diffusion cell 실험 결과에서는, 리포좀 제형과 약물 전달 펩티드가 초임계 복령피 추출물을 경피 투과를 증진시켜 주는 것으로 나타났다. 초임계 복령피 추출물이 다양한 효능의 화장품 소재로서 개발될 가능성이 있다고 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제29권1호
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• pp.60-68
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• 2019

갯질경이(Limonium tetragonum)는 질경이과에 속하는 여러해살이 풀로 습지에 자생하는 염생식물의 일종이며, 항산화, 항종양 및 간보호 효능이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 갯질경이 추출물로부터 용매 극성에 따라 분획한 분획물($H_2O$, n-BuOH, 85% aq. MeOH 및 n-Hexane)을 이용하여 지방세포내 중성지방 생성 및 지방세포 분화조절 인자 발현에 미치는 영향을 검토하였다. 마우스 유래 지방전구세포3T3-L1을 지방세포로 분화하여 Oil Red O염색법으로 지방 세포 분화정도를 확인한 결과, 갯질경이 분획물에 의해 지방세포의 형성이 농도의존적으로 억제되었다. 또한 지방생성조절에 관여하는 전사인자 $PPAR{\gamma}$, $C/EBP{\alpha}$ 및 SREBP-1c의 발현을 mRNA와 단백질 수준에서 확인한 결과 갯질경이 분획물 처리시 지방세포 분화 인자의 발현이 유의적으로 감소하였다. 지방세포 분화에 관여하는 것으로 알려진 MAPK 신호 전달 경로를 확인한 결과 갯질경이 분획물 처리군에서 p38, ERK 및 JNK의 인산화가 억제되었다. 용매 분획물중에서 $H_2O$ 및 n-Hexane 분획물이 가장 우수한 지방생성 억제활성을 나타내었는데 이는, 분획물 중 페놀 또는 지방 유도체에 의한 것으로 사료된다. 본 연구 결과로부터 갯질경이 분획물의 MAPK 신호전달 경로 억제를 통한 항비만 효과를 확인하였으며, 나아가 건강기능성 식품 소재로서의 개발 가능성이 기대된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권1호
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• pp.148-157
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• 2019

개망초의 항산화능 측정으로 전자공여능을 측정한 결과 농도 의존적으로 활성이 증가하여 $500{\mu}g/ml$에서 82%의 높은 전자공여능을 나타내었다. $ABTS^+$ 라디칼 소거능 측정 결과 농도가 증가함에 따라 활성이 증가하였으며, $500{\mu}g/ml$에서 87% 이상의 활성을 나타내었다. Tyrosinase 저해 활성 측정결과 개망초 에탄올 추출물이 $100{\mu}g/ml$에서 69%의 효과를 나타내었다. 농도가 증가함에 따라 억제활성이 증가하는 것을 확인할 수 있었고, $100{\mu}g/ml$에서 32.2%의 효과를 나타내었다. 개망초 추출물에 대한 수렴효과를 측정한 결과 농도의존적으로 활성이 증가하였으며, $100{\mu}g/ml$에서 80%이상의 우수한 수렴효과를 확인할 수 있었다. 세포 생존율을 MTT 분석법을 통해 확인한 결과 농도 구간이 $100{\mu}g/ml$ 일 때 96%의 생존율을 보였으며, 따라서 관련 실험을 세포생존율이 100%에 가까운 25, 50, $100{\mu}g/ml$에서 진행하였다. B16F10 세포에 개망초 에탄올 추출물을 처리한 결과 MITF, TRP-2의 단백질 발현양이 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, TRP-1과 tyrosinase 발현양이 크게 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 상위 단계 유전자인 ERK와 CREB의 발현양은 미비했으나, 인산화된 ERK와 인산화된 CREB에서 농도가 증가함에 따라 단백질 발현양이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 개망초 에탄올 추출물을 25, 50, $100{\mu}g/ml$의 농도 별로 처리하였으며 MITF, TRP-1, TRP-2, tyrosinase의 mRNA 발현 측정 결과 농도가 증가함에 따라서 mRNA 발현을 억제하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 항산화 및 멜라닌 생합성에 관여하는 그 하위 유전자 및 상위 유전자의 발현을 저해하여 멜라닌 생성을 억제하는 것으로 추측되고 그에 따라 우리나라 전역에서 재배가 가능하고 국화과에 속하는 신귀화식물 개망초를 기능성 천연 미백소재로써 이용 가능성을 확인하였다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제51권2호
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• pp.245-251
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• 2019

본 연구는 2-methoxy-1,4-naphthoquinone (MQ)이 Monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1)에 의해 유도된 단구 유주에 미치는 효과를 알아보고자 진행되었다. 단구의 유주(migration) 현상은 신체 방어와 면역반응에 중요한 현상이다. MQ는 아시아권 국가에서 다양한 질병과 통증 치료에 민간요법으로 오랫동안 사용되었던 봉선화(Impatiens balsamina) 잎으로부터 추출한 주요 성분이다. 단구 세포주 THP-1를 이용하여 실험을 진행하였으며, MQ의 세포독성, MCP-1에 의해 유도된 유주 현상에 미치는 영향을 transwell system을 이용하여 확인하였다. MQ 작용기전을 이해하기 위해 cAMP 발현 및 Erk1/2 인산화를 각각 ELISA, Western-blot 기법을 통해 분석하였다. MQ의 단구 세포주 THP-1에 대한 MQ의 세포독성은 $10{\mu}M$ 농도에서 나타나기 시작했으며, $100{\mu}M$ 농도에서 약 50% 가량의 세포독성을 확인했다. 염증성 화학주성 인자 MCP-1에 의해 유도된 단핵구 세포주 THP-1의 유주현상은 MQ 처리 후 농도증가에 비례하여 증가하였으며, $0.1{\mu}M$ 농도의 MQ를 처리했을 때 가장 높은 증가를 보였다. MCP-1 단독 처리 시 감소하는 cAMP 의 배양액 내 발현은 MQ 동시 처리 시 더욱 감소하였고, 유주현상과 마찬가지로 $0.1{\mu}M$ 농도에서 가장 감소하였다. MCP-1의 수용체인 C-C motif chemokine receptor 2 (CCR2) 신호전달 과정에 관여하는 주요 신호전달 단백질인 Erk1/2의 인산화도 $0.1{\mu}M$ MQ 동시 처리 시 증가하였다. 이상의 결과를 통해 MQ가 MCP-1에 의해 유도되는 THP-1 세포주의 유주현상을 증가시키며, 연관된 cAMP 발현을 감소, Erk1/2 인산화는 증가시키는 경향을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제29권11호
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• pp.1173-1178
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• 2019

본 연구에서는 agarose를 분해하는 세균을 분리하고 한천분해효소의 특성을 조사하였다. 한천분해세균인 BK-1은 부산광역시 수영구 광안리해수욕장에서 채취한 바닷물-시료에서 Marine agar 2216 평판배지를 이용하여 분리하였다. 분리된 균은 16S rRNA 유전자 염기서열분석을 통해 Agarivorans sp. BK-1으로 명명하였다. 세포 외 agarase는 Agarivorans sp. BK-1 균주 배양액에서 획득하였으며, 이를 이용하여 효소의 특성을 조사하였다. Agarivorans sp. BK-1 균주의 한천분해효소는 20, 30, 40, 50, 60 및 $70^{\circ}C$에서 각각 67, 93, 97, 100, 58, 52%의 상대활성을 나타냈으며, pH 5, 6, 7, 8에서는 59, 100, 95, 91%의 활성을 나타내었다. 세포 외 agarase는 $50^{\circ}C$에서 pH 6.0인 20 mM Tris-HCl 완충용액을 사용하였을 때 최대의 활성을 보였다. 이 agarase는 20, 30, $40^{\circ}C$에서 2시간 동안 열처리하여도 90% 이상의 잔존활성을 보였다. 또한, $50^{\circ}C$에서 2시간 동안 노출된 후에도 56%의 잔존활성을 보였다. 60과 $70^{\circ}C$에서 30분 동안 노출된 후에는 효소활성 대부분이 사라졌다. Zymogram 분석을 통하여 Agarivorans sp. BK-1 균주가 약 110, 90, 55 kDa 크기의 한천분해효소들을 생산하는 것을 확인할 수 있었다. TLC 분석 결과, Agarivorans sp. BK-1 균주의 한천분해효소는 네오한천올리고당인 neoagarobiose (46.8%), neoagarotetraose (39.7%) 및 neoagarohexaose (13.5%)를 생성하는 것으로 보아 ${\beta}$-agarase로 확인되었다. 따라서 Agarivorans sp. BK-1가 생산하는 ${\beta}$-agarase는 보습효과, 세균성장 억제, 미백효과, 식품, 화장품 및 전분노화 방지 등의 기능을 가지는 네오한천올리고당의 생산에 유용할 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제30권12호
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• pp.1092-1100
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• 2020

Six-transmembrane epithelial antigen of prostate 4 (Steap4)는 철과 구리를 환원하여 철과 구리의 세포내 유입에 관여하는 금속 환원효소로, 구리 철의 항상성 뿐만 아니라 염증, 포도당 대사, 지질 대사에도 중요한 역할을 한다. 최근에 Steap4가 지방세포의 분화를 촉진한다는 보고가 발표되었으나, 이에 관련된 분자적 기전에 대해서는 알려지지 않았다. 그래서, 본 연구에서는 Steap4에 의한 지방세포분화 촉진에 관련된 기전을 연구하였다. 이를 위해 3T3-L1 백색지방세포, 불멸화된 갈색지방세포(iBA) 및 생쥐의 배아 섬유아 세포인 C3H10T1/3 세포에서 Steap4을 감소시킨 후 지방세포분화 초기단계에 관련된 신호들을 분석하였다. Steap4을 shRNA로 감소시켰을 때 지방세포분화 초기 단계에서 3종류 지방세포의 세포 증식이 억제되었으며, 세포주기 관련 단백질인 cyclin A, cyclin D 그리고 cdk2의 발현은 감소하는 반면 세포주기 저해 단백질인 p21과 p27의 발현은 증가하였다. 또한 세포주기 관련 신호인 p38, ERK 그리고 Akt의 활성화는 억제되었다. 한편 지방세포분화 초기 단계에 관여하는 지방세포분화 전사인자들을 분석하였을 때, Steap4의 감소는 지방세포분화 활성 전사 인자인 C/EBPβ, KLF4의 발현을 저해하는 반면, 지방세포분화 억제 전사 인자인 KLF2, KLF3 그리고 GATA2의 발현은 증가시켰다. 또한 Steap4의 과발현은 C/EBPβ promoter에 존재하는 전사억제 히스톤 표지자인 H3K9me2과 H3K27me3을 감소시켰다. 따라서, 이상의 결과를 종합하면 Steap4는 지방세포분화 초기단계인 mitotic clonal expansion을 촉진하고 지방세포분화 전사인자들의 발현을 조절함으로써, 지방세포분화를 촉진시킴을 알 수 있었다.

• 한국자원식물학회지
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• 제34권1호
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• pp.23-30
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• 2021

본 연구에서는 LPS로 자극을 유도한 RAW 264.7 대식세포에서 지칭개 추출물의 항염증 효능을 알아보기 위해 이와 연관된 다양한 인자(NO, PGE2, IL-6, 및 TNF-α)와 MAPK 신호전달 경로에 대해서 조사하였다. 먼저HL 처리에 따른 세포 생존율에 대해 조사한 결과, HL을 농도별로 처리했을 때 저농도인 25 ㎍/mL에서부터 고농도인 100 ㎍/mL까지 모두 90% 이상의 생존율이 나타났으며, LPS를 처리한 RAW 264.7 대식세포에서도 90% 이상의 생존율을 나타내 실험에 사용된 HL의 농도가 RAW 264.7 대식세포에서 무독성임을 확인할 수 있었다. 이러한 무독성 조건에서 HL의 항염증 활성을 확인하기 위하여 염증 매개체(inflammatory mediators)로 잘 알려진 NO와 PGE2의 생성 변화를 확인한 결과, LPS로 염증반응이 유도된 RAW 264.7 대식세포에서 NO와 PGE2의 생성이 농도 의존적으로 억제됨을 확인하였다. HL이 NO와 PGE2를 억제하는 항염증 효과가 있음을 관찰하였고, 이에 전 염증성 사이토카인 분비에도 유의성 있는 효과를 나타낼 것이라 판단되어 전 염증성 사이토카인(IL-6와 TNF-α)에 어떠한 영향을 미치는지 조사하였다. HL은 LPS로 유도된 RAW 264.7 대식세포의 염증반응에서 IL-6의 생산을 유의적으로 억제함을 관찰할 수 있었다. 한편 다른 전 염증성 사이토카인인 TNF-α생산에는 아무 영향을 주지 않았다. 이러한 결과는 HL이 전 염증성 사이토카인 중 TNF-α조절에 관여하지 않고, IL-6 생성을 억제하여 염증 매개체의 생성을 억제한다고 추측할 수 있었다. HL이 NO, PGE2, 및 IL-6의 조절에 작용하는 메커니즘이 상위 시그널인 MAPK cascade의 억제를 통해 나타나는 효과인지 알아보기 위해 염증과 관련된 MAPK 시그널인 p38, ERK, 및 JNK의 발현 변화를 관찰하였다. HL은 p38과 ERK의 발현 활성화를 상당히 약화시켰지만 JNK는 p38과 ERK 보다 덜 민감하게 조절함을 관찰할 수 있었다. 이상의 결과를 종합해 보면 LPS로 유도된 RAW 264.7 대식세포에서 HL은 MAPK 신호경로인 JNK 발현에 유의적인 영향을 주지 못해서 JNK와 관련된 TNF-α생산에 영향을 주지 못한 것으로 판단된다. 다른 MAPK 신호경로인 p38과 ERK의 발현을 약화시킴으로써 그 다음 기작인 IL-6, NO, 및 PGE2의 생산을 억제시켜 염증반응을 억제한 것으로 추측되어 진다. 이상의 결과를 종합해 보면 HL이 항염 활성을 가지고 있음을 확인할 수 있었으며, 이를 기반으로 HL의 MAPK 신호경로를 통한 염증성 사이토카인과 염증 매개체와의 연관성에 대한 기초자료로 활용할 수 있는 근거 자료가 될 수 있을 것으로 생각된다. 또한, 다양한 경로를 통한 염증 조절 기전 연구는 추가적으로 이루어져야 할 것으로 사료된다.