• 생명과학회지
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• 제33권1호
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• pp.8-14
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• 2023

Peroxidasin (PXDN)은 촉매 도메인 외에도 세포외기질 모티프를 포함한 다양한 도메인을 가진 heme peroxidase로서, collagen IV (Col IV)에서 sulfilimine 가교를 형성하여 Col IV의 스캐폴드를 강화한다. 우리는 이전 논문에서 PXDN이 sulfilimine 가교 의존적인 기질 assembly를 통하여 내피세포 생존 및 성장 신호전달에 필요하다고 보고하였다. 이 연구에서는 내피세포에서의 PXDN 기능에 있어 peroxidase 활성의 필요성을 조사하였다. 첫번째로 peroxidase 도메인의 활성 부위에 존재하며 고도로 보존된 Q823과 D826을 각각 W823, E826으로 치환한 돌연변이체를 제작하였다. 이러한 돌연변이 단백질을 높게 발현하는 HEK293 클론을 분리하였고, 이들 세포를 무혈청 배지에서 24시간 배양하여 조건 배지를 확보하여 평가하였다. 조건 배지에 대해 비환원 조건으로 Western blot 분석을 실시하였을 때, 돌연변이 단백질은 삼량체를 형성하는 것으로 관찰되었고, proprotein convertase에 의해 야생형 PXDN처럼 절단되는 것을 확인하였다. 그러나, peroxidase 활성은 돌연변이 PXDN이 포함된 조건 배지에서 야생형 PXDN과는 대조적으로 관찰되지 않았다. 또한, sulfilimine 가교 형성 능력도 돌연변이 PXDN에서 소실되었음이 확인되었다. 이에 더하여, PXDN이 depletion된 내피세포에 돌연변이 PXDN이 포함된 조건배지를 가하였을 때, 야생형 PXDN 조건배지와 달리 증식을 촉진시키지 못함을 관찰하였다. 이러한 결과들은 PXDN의 peroxidase 활성이 sulfilimine 가교를 형성하여 내피세포 성장에 영향을 미침을 제안한다.

• BMB Reports
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• 제55권12호
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• pp.609-614
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• 2022

Mutation of the gene for adenomatous polyposis coli (APC), as seen in Apc^Min/+ mice, leads to intestinal adenomas and carcinomas via stabilization of β-catenin. Transmembrane 4 L six family member 5 (TM4SF5) is involved in the development of non-alcoholic fatty liver disease, fibrosis, and cancer. However, the functional linkage between TM4SF5 and APC or β-catenin has not been investigated for pathological outcomes. After interbreeding Apc^Min/+ with TM4SF5-overexpressing transgenic (Tg^TM4SF5) mice, we explored pathological outcomes in the intestines and livers of the offspring. The intestines of 26-week-old dual-transgenic mice (Apc^Min/+:Tg^TM4SF5) had intramucosal adenocarcinomas beyond the single-crypt adenomas in Apc^Min/+ mice. Additional TM4SF5 overexpression increased the stabilization of β-catenin via reduced glycogen synthase kinase 3β (GSK3β) phosphorylation on Ser9. Additionally, the livers of the dualtransgenic mice showed distinct sinusoidal dilatation and features of hepatic portal hypertension associated with fibrosis, more than did the relatively normal livers in Apc^Min/+ mice. Interestingly, TM4SF5 overexpression in the liver was positively linked to increased GSK3β phosphorylation (opposite to that seen in the colon), β-catenin level, and extracellular matrix (ECM) protein expression, indicating fibrotic phenotypes. Consistent with these results, 78-week-old Tg^TM4SF5 mice similarly had sinusoidal dilatation, immune cell infiltration, and fibrosis. Altogether, systemic overexpression of TM4SF5 aggravates pathological abnormalities in both the colon and the liver.

• 생명과학회지
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• 제33권1호
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• pp.64-72
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• 2023

심장 발생과정에 관여하는 주요 전사인자들의 기능에 대한 규명 등의 발전에도 불구하고 줄기 세포에서 매우 효율적인 심근 세포로의 분화를 촉진하는 새로운 생체 활성 분자를 찾는 것이 여전히 필요하다. 마우스배아줄기세포(mESC) 유래 심근세포의 Illumina 발현 마이크로어레이 데이터를 분석하였다. 미분화 mESCs와 비교하여 mESC 유래 심근세포에서 4배 이상 유전자 발현이 증가한 276개 유전자가 스크리닝되었다. Secreted phosphoprotein 2 (Spp2)는 후보물질 중 하나이며 bone morphogenetic protein 2 (BMP2)에 대한 슈도수용체로서 BMP2 신호 전달을 억제하는 것으로 알려져 있다. 그러나 심근 형성과의 연관성은 알려진 바 없다. 우리는 mESC 세포주인 TC-1/Kh2와 E14를 이용하여 기능성 심근세포로 분화하는 동안 Spp2 발현이 증가함을 검증하였다. 흥미롭게도, Spp2 분비는 배아체(embryoid body, EBs) 형성 후 3일차에 일시적으로 증가했는데, 이는 Spp2의 분비가 ESCs의 심근세포로의 분화에 관여함을 시사한다. Spp2의 기능을 분석하기 위해, 우리는 BMP2를 처리하면 분화 경로를 근모세포에서 골모세포로 전환되는 특성을 가진 C2C12 마우스 근모세포 세포주를 사용하여 실험을 수행하였다. mESCs의 분화와 유사하게, Spp2의 전사는 C2C12 근모세포가 근관으로 분화됨에 따라 증가하였다. 특히, 분화 초기 단계에서 Spp2의 세포외 분비가 극적으로 증가하였다. 또한, Spp2-Flag 재조합 단백질로 처리하면 C2C12 근모세포의 근관으로의 분화가 촉진되었다. 종합하면, ESCs를 심근 세포로 분화시키는 새로운 생체 활성 단백질로 Spp2를 제안한다. 이것은 심근형성의 분자 경로를 이해하고 허혈성 심장질환에 대한 줄기세포 요법의 실험적 또는 임상적 발전을 촉진하는 역할을 할 것으로 기대한다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제47권2호
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• pp.302-310
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• 2023

Background: The most common type of dementia, Alzheimer's disease (AD), is marked by the formation of extracellular amyloid beta (Aβ) plaques. The impairments of axons and synapses appear in the process of Aβ plaques formation, and this damage could cause neurodegeneration. We previously reported that non-saponin fraction with rich polysaccharide (NFP) from Korean Red Ginseng (KRG) showed neuroprotective effects in AD. However, precise molecular mechanism of the therapeutic effects of NFP from KRG in AD still remains elusive. Methods: To investigate the therapeutic mechanisms of NFP from KRG on AD, we conducted proteomic analysis for frontal cortex from vehicle-treated wild-type, vehicle-treated 5XFAD mice, and NFP-treated 5XFAD mice by using nano-LC-ESI-MS/MS. Metabolic network analysis was additionally performed as the effects of NFP appeared to be associated with metabolism according to the proteome analysis. Results: Starting from 5,470 proteins, 2,636 proteins were selected for hierarchical clustering analysis, and finally 111 proteins were further selected for protein-protein interaction network analysis. A series of these analyses revealed that proteins associated with synapse and mitochondria might be linked to the therapeutic mechanism of NFP. Subsequent metabolic network analysis via genome-scale metabolic models that represent the three mouse groups showed that there were significant changes in metabolic fluxes of mitochondrial carnitine shuttle pathway and mitochondrial beta-oxidation of polyunsaturated fatty acids. Conclusion: Our results suggested that the therapeutic effects of NFP on AD were associated with synaptic- and mitochondrial-related pathways, and they provided targets for further rigorous studies on precise understanding of the molecular mechanism of NFP.

• 생명과학회지
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• 제33권9호
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• pp.703-712
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• 2023

기존 혈관에서 새로운 혈관을 형성하는 혈관 신생은 혈관 신생 조절인자에 의해 조절되는 다단계 과정이며 배아 발달, 만성 염증 및 상처 복구를 포함한 다양한 생리학적 과정에 필수적이다. 혈관 신생의 조절장애는 암, 자가 면역 질환, 류마티스 관절염, 심혈관 질환 및 상처 치유 지연과 같은 많은 질병을 유발한다. 그러나 효과적인 혈관신생 억제 약물은 제한되어 있으며, 최근 연구에서는 천연 자원에서 잠재적인 약물후보를 식별하는 데 중점을 두고 있다. 예를 들어, 해양 천연물은 항암, 항산화, 항염증, 항바이러스 및 상처 치유 효과를 입증했다. 따라서 본 연구에서는 톳(갈조류) 추출물의 혈관 신생 억제 효과를 확인했습니다. H. fusiformis 추출물은 인간 제대 정맥 내피 세포(HUVECs)에서 세포 이동, 침윤 및 관 형성을 억제하며, 동시에 Matrigel 겔 플러그 분석을 통해 생체 내 혈관 신생을 억제를 확인했다. 또한, 톳 추출물 처리 후 VEGF, Erk, Akt의 활성이 감소하는 것을 확인했다. 이 결과를 토대로 H. fusiformis 추출물이 in vitro 및 in vivo 혈관 신생을 억제함을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제33권9호
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• pp.754-765
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• 2023

엑소좀은 단백질, mRNA 및 miRNA를 포함하고 모든 유형의 세포에서 분비되는 세포 외 소포의 일종이다. 방출된 엑소좀은 인접하거나 멀리 있는 다른 세포에 의해 선택적으로 흡수되어 그 내용물을 방출하고 표적 세포를 재프로그래밍한다. 엑소좀은 세포에 의해 생성되는 작은 천연 소포이므로 무독성과 비면역원성의 특징이 있는 것으로 받아들여지고 있다. 최근에는 엑소좀이 중추신경계에 대한 약물 전달체로 과학적 관심을 받고 있다. 중추신경계에는 약물의 침투를 어렵게 하는 혈뇌장벽이 있고 이는 퇴행성신경질환의 치료제 개발에 큰 걸림돌이 되어왔다. 그러나 축적된 연구결과들을 볼 때, 엑소좀이 주로 트랜스사이토시스를 통해 혈뇌장벽을 통과할 수 있음이 제시되었다. 이러한 결과를 종합하면, 엑소좀은 혈뇌장벽을 넘어 뇌 실질조직에 약물을 전달할 수 있는 새로운 전달 수단이 될 것으로 기대된다. 또한 세포의 종류와 질병상태에 따라 분비되는 엑소좀의 종류가 다르기 때문에 엑소좀은 중추신경계 질환의 진단을 위한 바이오마커로도 활용될 수 있다. 본 총설 논문에서는 중추신경계 질환에 대한 바이오마커 및 치료 옵션으로서의 임상시험을 포함한 엑소좀에 대한 최근 연구동향을 정리하였다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제50권1호
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• pp.44-52
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• 2023

Objective: The DNA integrity of spermatozoa that attach to fallopian tube (FT) cells is higher than spermatozoa that do not attach. FT epithelial cells can distinguish normal and abnormal sperm chromatin. This study investigated the effects of sperm with a high-DNA fragmentation index (DFI) from men with unexplained repeated implantation failure (RIF) on the Toll-like receptor (TLR) signaling pathway in human FT cells in vitro. Methods: Ten men with a RIF history and high-DFI and 10 healthy donors with low-DFI comprised the high-DFI (>30%) and control (<30%) groups, respectively. After fresh semen preparation, sperm were co-cultured with a human FT epithelial cell line (OE-E6/E7) for 24 hours. RNA was extracted from the cell line and the human innate and adaptive immune responses were tested using an RT2 profiler polymerase chain reaction (PCR) array. Results: The PCR array data showed significantly higher TLR-1, TLR-2, TLR-3, TLR-6, interleukin 1α (IL-1α), IL-1β, IL-6, IL-12, interferon α (IFN-α), IFN-β, tumor necrosis factor α (TNF-α), CXCL8, GM-CSF, G-CSF, CD14, ELK1, IRAK1, IRAK2, IRAK4, IRF1, IRF3, LY96, MAP2K3, MAP2K4, MAP3K7, MAP4K4, MAPK8, MAPK8IP3, MYD88, NFKB1, NFKB2, REL, TIRAP, and TRAF6 expression in the high-DFI group than in the control group. These factors are all involved in the TLR-MyD88 signaling pathway. Conclusion: The MyD88-dependent pathway through TLR-1, TLR-2, and TLR-6 activation may be one of the main inflammatory pathways activated by high-DFI sperm from men with RIF. Following activation of this pathway, epithelial cells produce inflammatory cytokines, resulting in neutrophil infiltration, activation, phagocytosis, neutrophil extracellular trap formation, and apoptosis.

• 한국균학회지
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• 제51권1호
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• pp.39-49
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• 2023

남덕유산 월성계곡과 대전광역시 진참천 등지로부터 분리한 야생효모들 중 국내 미기록 야생효모들을선별한후, 이들의균학적특성과효소활성및생리활성등을조사하였다. 이들야생효모들중Candida sorboxylosa WSC25-4 (NNIBRFG47336), Arxula adeninivorans WSC6-3 (NNIBRFG47335), Farysizyma taiwaniana JRC6-2 (NNIBRFG47339), Saturnispora dispora JTS19-1 (NNIBRFG47334), Vanderwaltozyma polyspora JJCH5-3 (NNIBRFG47337)과Vanrija fragicola SW-9 (NNIBRFG47338) 등 6균주들을 국내 미기록 야생효모들로 최종 선별하였다. 이들 균주들은 대부분 구형으로 출아에 의해 영양증식을 하였고, 모두 자낭포자와 의균사들을 형성하지 않았다. V. polyspora JJCH5-3외 5균주들이 YPD, YM, PD등의 배지에서 잘 생육하였고, A. adeninivorans WSC6-3와S. dispora JTS19-1 균주들은 40% 포도당을함유한 YPD 배지에서잘생육하는내당성을보였으며, V. fragicola SW-9 균주는 5% NaCl을 함유한 YPD배지에서 생육하는 호염성 효모로 확인되었다. 국내 미기록 야생효모들의 배양 상등액들 중A. adeninivorans WSC6-3과F. taiwaniana JRC6-2, V. fragicola SW-9 등의 glucoamylase 활성이 각각 58.0, 59.0, 59.0% 로 비교적 높았고, C. sorboxylosa WSC25-4 균주는 알칼리성 단백질분해효소 활성이 높아 세재 산업에 유용할 것으로 사료된다. 또한, 미기록 효모들의 모든배양상등액은항산화활성과 SOD-유사활성이 70-98%로매우높았고, S. dispora JTS19-1과V. fragicola SW-9의항통풍성잔틴산화효소저해활성도각각 70%와 80%로높았다.

• 생명과학회지
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• 제32권3호
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• pp.256-262
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• 2022

옥시스테롤은 담즙산 합성 동안 일련의 효소 반응에 의해 생성된 콜레스테롤의 산화물로써, 콜레스테롤과 유사하게 세포내 영역으로 빠르게 이동하여 면역 세포 반응, 지질 대사 및 콜레스테롤 항상성과 같은 다양한 세포 과정을 조절한다. 글루코코르티코이드 수용체(GR), 에스트로겐 수용체(ER) 및 간 X 수용체(LXR)와 같은 종류의 핵 수용체는 여러 조직에서 옥시스테롤에 의해 조절될 수 있다. 가장 풍부한 옥시스테롤인 27-하이드록시콜레스테롤(27-OHC)은 조직 특이적 방식에 의해 에스트로겐 수용체 활성을 활성화하거나 억제하기 때문에 선택적 에스트로겐 수용체 조절자로 규명되었다. 특히 27-하이드록시콜레스테롤이 동맥 경화증 플라크에서 많이 발견되고 대식세포가 거품 세포로 변형되는 것을 가속화하기 때문에 동맥 경화증 발병에 기여하는 것이 분명해 보이나, 다른 연구들에서는 27-하이드록시콜레스테롤이 간 및 지방 조직을 포함한 다양한 대사 기관에 미치는 영향에 대해 반대 의견이 존재한다. 따라서 본 총설을 통해 대사 조직에서의 27-하이드록시콜레스테롤 역할에 대한 논의와 함께, 죽상 동맥 경화증 및 대사 증후군에 영향을 주는 27-하이드록시콜레스테롤의 세부 기전에 대해 논의하고자 한다.

• Molecules and Cells
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• 제45권3호
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• pp.122-133
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• 2022

The aim of this study was to investigating whether lncRNA H19 promotes myocardial fibrosis by suppressing the miR-29a-3p/miR-29b-3p-VEGFA/TGF-β axis. Patients with atrial fibrillation (AF) and healthy volunteers were included in the study, and their biochemical parameters were collected. In addition, pcDNA3.1-H19, si-H19, and miR-29a/b-3p mimic/inhibitor were transfected into cardiac fibroblasts (CFs), and proliferation of CFs was detected by MTT assay. Expression of H19 and miR-29a/b-3p were detected using real-time quantitative polymerase chain reaction, and expression of α-smooth muscle actin (α-SMA), collagen I, collagen II, matrix metalloproteinase-2 (MMP-2), and elastin were measured by western blot analysis. The dual luciferase reporter gene assay was carried out to detect the sponging relationship between H19 and miR-29a/b-3p in CFs. Compared with healthy volunteers, the level of plasma H19 was significantly elevated in patients with AF, while miR-29a-3p and miR-29b-3p were markedly depressed (P < 0.05). Serum expression of lncRNA H19 was negatively correlated with the expression of miR-29a-3p and miR-29b-3p among patients with AF (r_s = -0.337, r_s = -0.236). Moreover, up-regulation of H19 expression and down-regulation of miR-29a/b-3p expression facilitated proliferation and synthesis of extracellular matrix (ECM)-related proteins. SB431542 and si-VEGFA are able to reverse the promotion of miR-29a/b-3p on proliferation of CFs and ECM-related protein synthesis. The findings of the present study suggest that H19 promoted CF proliferation and collagen synthesis by suppressing the miR-29a-3p/miR-29b-3p-VEGFA/TGF-β axis, and provide support for a potential new direction for the treatment of AF.