• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.59-59
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• 2017

Rice (Oryza sativa L.) is the most important crop and its yield must be improved to feed the increasing global population. Recently developed high-yielding varieties with extra-large sink capacity often have a problem in unstable grain-filling. Therefore, understanding limiting factors for improving grain-filling and controlling them are essential for further improvement of rice grain yield. However, since grain-filling rate was determined by complex sink-source balance, the ability of grain-filling was very difficult to evaluate. Source ability for 'grain' was not only determined by the ability of carbon assimilation in leaves, but also that of carbon translocation from leaves to panicles. Sink strength was determined by the complex carbon metabolism from sucrose degradation to starch synthesis. Hence, to evaluate the grain-filling ability and determine its regulatory steps, the whole picture of carbon flow from photosynthesis at leaves to starch synthesis at grains must be revealed in a metabolite level. In this study, the yield and grain growth rate of three high-yielding varieties, which show high sink capacity commonly, were compared. Momiroman showed lower grain filling rate and slower grain growth rate than the other varieties, Hokuriku 193 and Tequing. To clarify the limiting point in the carbon flow of Momiroman, $CO_2$ labeled by stable isotope ($^{13}C$) was fed to three varieties during ripening period. The ratio of $^{13}C$ left in the stem was higher in Momiroman 24 hours after feeding, suggesting inefficient carbon translocation of Momiroman. More interestingly, $^{13}C$ translocation from soluble fraction to insoluble one in the grain seemed to be slower in Momiroman. To get the further insight in a metabolite level, we are now trying the $^{13}C$ labeling metabolome analysis in the developing grains.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제46권3호
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• pp.180-188
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• 2019

옥신은 식물의 생장과 발달 과정에서 중요한 조절자로서 기능한다. 옥신 신호전달 과정은 3개의 주요 옥신 반응 전사인자인 Auxin/indole-3-acetic acid (Aux/IAA), Gretchen Hagen 3 (GH3), 그리고 small auxin up RNA (SAUR) 유전자에 의해 조절된다. 특히, Aux/IAA는 옥신 신호에 반응하여 빠르게 축적되는 수명이 짧은 핵 단백질이다. 이 실험에서 우리는 현사시 나무(Populus alba ${\times}$ P. glandulosa)로 부터 PagAux/IAA1 유전자를 분리하고 발현 특성을 분석하였다. PagAux/IAA1 cDNA는 4개의 보존된 도메인과 2개의 nuclear localization sequence (NLS)을 포함한 200개의 아미노산을 암호화하고 있다. Southern blot 분석으로 현사시나무 genome에 PagAux/IAA1 유전자가 single copy로 존재하는 것을 확인하였다. PagAux/IAA1 유전자는 잎과 꽃에서 특이적으로 발현되었다. 그리고 PagAux/IAA1 유전자는 현탁배양세포의 생장 과정에서 초기 지수생장기에 발현되었다. PagAux/IAA1 유전자의 발현을 분석한 결과, 건조와 염 스트레스 및 식물호르몬인 ABA 처리에 의해 발현이 감소된 반면 저온 스트레스, 형성층의 세포 분열 과정 그리고 식물호르몬인 GA와 JA 처리에서 발현이 증가하였다. 따라서 PagAux/IAA1 유전자가 현사시나무에서 저온 스트레스 반응뿐 아니라 생장 과정에 관여할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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• 제36권6호
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• pp.481-489
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• 2010

Introduction: TLR-5, a member of the toll-like receptor (TLR) family, is a element of the type I transmembrane receptors, which are characterized by an intracellular signaling domain homolog to the interleukin-1 receptor. These receptors recognize microbial components, particularly bacterial flagellin. All-trans retinoic acid (atRA, tretinoin), a natural metabolite of vitamin A, acts as a growth and differentiation factor in many tissues, and is also needed for immune functions. In this study, THP-1 human macrophage-monocytes were used to examine the mechanisms by which atRA regulated the expression of TLR-5. Because the molecular mechanism underlying this regulation at the transcriptional level is also unclear, this study examined which putative transcription factors are responsible for TLR-5 expression by atRA in immune cells. Materials and Methods: This study examined whether atRA induces the expression of TLR-5 in THP-1 cells using reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR), and which transcription factors are involved in regulating the TLR-5 promoter in RAW264.7 cells using a reporter assay system. Western blot analysis was used to determine which signal pathway is involved in the expression of TLR-5 in atRA-treated THP-1 cells. Results: atRA at a concentration of 10 nM greatly induced the expression of TLR-5 in THP-1 cells. Human TLR-5 promoter contains three Sp-1/GC binding sites around -50 bp and two NF-kB binding sites at -380 bp and -160 bp from the transcriptional start site of the TLR-5 gene. Sp-1/GC is primarily responsible for the constitutive TLR-5 expression, and may also contribute to NF-kB at -160 bp to induce TLR-5 after atRA stimulation in THP-1 cells. The role of NF-kB in TLR-5 expression was further confirmed by inhibitor pyrrolidine dithiocarbamate (PDTC) experiments, which greatly reduced the TLR-5 transcription by 70-80%. Conclusion: atRA induces the expression of the human TLR-5 gene and NF-kB is a critical transcription factor for the atRA-induced expression of TLR-5. Accordingly, it is conceivable that retinoids are required for adequate innate and adaptive immune responses to agents of infectious diseases. atRA and various synthetic retinoids have been used therapeutically in human diseases, such as leukemia and other cancers due to the antiproliferative and apoptosis inducing effects of retinoids. Therefore, understanding the molecular regulatory mechanism of TLR-5 may assist in the design of alternative strategies for the treatment of infectious diseases, leukemia and cancers.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제57권2호
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• pp.103-111
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• 2014

A1E is an extract from traditional Asian medicinal plants that has therapeutic activities against cancers, metabolic disease, and other intractable conditions. However, its mechanism of action on cervical cancer has not been studied. In order to ascertain if A1E would have pronounced anti-cervical cancer effect, cervical cancer cells were incubated with A1E and apoptosis was detected by nuclear morphological changes, annexin V-FITC/PI staining, cell cycle analysis, western blotting, Reverse-transcription polymerase chain reaction, and measurement of mitochondrial membrane potential. Expression of human papiloma virus E6 and E7 oncogenes was down-regulated in A1E-treated cervical cancer cells, while p53 and retinoblastoma protein levels were enhanced. A1E also perturbed cell cycle progression at sub-G1 and altered cell cycle regulatory factors in SiHa cervical cancer cells. A1E activated apoptotic intrinsic pathway markers such as caspase-9, caspase-3 and poly ADP-ribose polymerase, and down-regulated expression of Bcl-2 and Bcl-xl. A1E induced mitochondrial membrane potential collapse and cytochrome c release, and inhibited phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)/Akt, key factors involved in cell survival signaling. Taken all these results, A1E induced apoptosis via activation of the intrinsic pathway and inhibition of the PI3K/Akt survival-signaling pathway in SiHa cervical cancer cells. In conclusion, A1E exerts anti-proliferative action growth inhibition on cervical cancer cells through apoptosis which demonstrates its anti-cervical cancer properties.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제23권3호
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• pp.247-268
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• 1996

여포와 난포의 성숙, 배란과 착상, 임신의 유지와 태아의 성장 발달, 분만 및 유선발육과 비유 등 일련의 생식현상에서 있어서 성선자극호르몬과 스테로이드 호르몬의 작용이 중추적인 역할을 한다는 사실은 오래 전부터 알려져왔다. 그러나 이러한 일련의 현상에 고전적인 호르몬 외에도 다수의 성장인자가 관여되고 있음이 최근의 연구 결과 밝혀지고 있다. 생식기관에서 성장인자들은 대부분 autocrine/paracrine mode로 작용하여, 성선자극호르몬과 스테로이드 호르몬의 작용을 매개하거나 이들 호르몬 등과 교호적인 작용(synergy)을 한다. 생식기관 내 insulin-like growth factor(IGF) system은 최근 가장 활발히 연구된 분야 중의 하나로 생식현상의 전반에 걸쳐 중요한 역할을 하고 있음이 밝혀졌다. 본 지면에서는 IGF system에 관한 개괄적인 정보를 소개하고 현재까지 보고된 intrauterine IGF system에 관한 연구를 요약하고자 한다. IGF family는 IGF-I과 IGF-II ligands, 두종류의 IGF receptors(수용체), 그리고 지금까지 발견된 6종류의 IGF-binding proteins(IGFBPs)로 이루어져 있다. IGF-I과 IGF-II는 proinsulin과 상동한 구조를 가진 peptide로서 포도당과 아미노산 운반을 자극하는 등 insulin과 유사한 작용을 한다. 이 외에도 IGFs는 세포분열촉진제(mitogens)로서 여러 형태의 세포에 걸쳐 세포증식을 자극하고, 세포의 분화(differentiation)과 세포기능의 발현에 관여한다. IGFs는 간과 주로 messenchymal cells에서 발현되어 endocrine mode는 물론 autocrine/paracrine mode로 거의 모든 조직에 작용한다. IGF 수용체는 두종류가 알려져 있는데 type I IGF receptor는 tyrosine kinase로서 IGF-I과 IGF-II에 공히 high-affinity를 나타내고, 상기한 대부분의 IGFs의 작용을 매개한다. Type II IGF receptor 혹은 IGF-II/mannose-6-phosphate receptor는 두개의 서로 다른 binding sites를 가지고 있는데 IGF-II binding site는 IGF-II에만 high-affinity를 나타낸다. Type II IGF receptor의 주요 역할은 IGF-II를 lysosomal targeting하여 ligand를 파괴하는데 있다. 체액 속의 IGFs는 대부분 IGFBP에 결합되어 있다. IGFBPs는 IGF의 저장/운반체 혹은 IGF 작용을 조절하는 역할을 하는 것으로 알려져 있으나 개개 IGFBP의 역할에 대해서는 지극히 제한된 정보만이 알려져 있다. IGFBPs의 IGF ligands에의 affinity는 IGF receptors의 IGFs에의 affinity보다 크기 때문에 대부분의 in vitro 상황 하에서 IGFBPs는 IGF 작용을 억제한다. IGFBP에 결합되어 있는 IGF가 어떤 기작에 의해 IGFBP로부터 분리되어 IGF receptor에 도달하는지는 알려지지 않고 있으나, 혈액과 조직액에 들어있는 불특정 IGFBP protease activity는 IGF의 방출과정에서 일역을 하는 것으로 믿어지고 있다. 최근 연구보고에 의하면 특정 in vitro 상황 하에서 IGFBP-1, -3, -5 등은 IGF와 무관한 작용도 있다는 증빙이 있어 IGF system의 또 다른 차원을 예고하고 있다. IGF family members의 mRNAs & proteins는 영장류, 설치류 및 가축의 자궁조직과 수태물(conceptus)에서 발현되어 자궁과 태아의 성장 발달에 중요한 역할을 한다. 자궁조직의 IGF system의 발현은 성선호르몬, 국소 생리조절인자 등에 의해 발현시기와 장소의 특이성이 결정되며, 발현된 IGFs와 IGFBPs는 autocrine/paracrine mode로 자궁조직에 작용하기도 하고, 자궁강에 분비되어 수태물의 성장 발달에 관여한다. 착상을 전후하여 수태물에서도 IGF system이 발현되는데 개개 IGF family member의 발현 시기는 모체로부터 유래된 mRNA의 유무, 수태물 자체의 genetic programming, 모체와의 상호작용 등에 의해 결정되고, IGFs의 작용 부위 역시 시간(생리적 상태)과 장소의 특이성이 있다. 이와같이 conceptus IGF system의 발현이 시간적, 공간적으로 조절되고있다는 사실은 IGFs가 수태물의 성장 발달에 일역을 한다는 가설을 간접적으로 지지해 준다. 자궁조직과 수태물에서 발현된 IGFs는 세포의 증식과 분화, 포도당과 아미노산의 운반과 단백질합성, placental lactogen과 prolactin 등과 같은 유선자극호르몬의 생성을 자극하고 스테로이드 호르몬의 합성에도 관여한다. 태아의 성장 발달에 있어서 IGFs의 역할은 embryo의 IGF-I, IGF-II, 혹은 IGF receptor gene을 homologous recombination technique에 의해 파괴(gene targeting)하여을 때의 결과로써 입증되었다. 생쥐의 IGF and/or IGF-II gene 혹은 IGF receptor gene을 파괴했을 때 출생 전후 모두 성장 발달이 지연되며 출생시 무게는 정상치의 30-60% 수준에 머물고, 특히 type I IGF receptor gene 혹은 IGF-I과 IGF-II genes를 모두 파괴했을 경우에는 출생 후 곧 치사한다. 자궁 내의 IGFBPs는 IGF ligands를 자궁 내에 제한시키거나 IGFs의 receptor binding을 억제하는 negative regulators 역할을 하는 것으로 믿어지고 있다. 그러나 영장류의 자궁에서 IGFBP-I과 같은 특정 IGFBP는 IGFs보다 월등히 많은 양이 발현 분비되고 있는 것으로 추산되고 있으며, 또한 이 단백질은 모체탈락막세포에서 분비되는 주요 단백질 중의 하나라는 점을 감안할 때 IGFBP-I이 IGF과 무관한 작용이 있을 가능성도 배제할 수 없다. 따라서 IGFBPs의 역할 규명은 IGF system을 이해하는데 중요한 부분을 차지하고 있어 향후 이 분야의 연구에 많은 기대와 촛점이 모여지고 있다.

• 생명과학회지
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• 제18권2호
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• pp.206-212
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• 2008

인간이 서로 간의 의사소통을 위해 언어를 사용하듯이, 세균의 경우도 외부 환경 변화를 신속히 감지하여 서로 효과적으로 대응하기 위해서 주변 세포들과 소통할 수 있는 세균만의 독특한 화학적 언어를 사용하는 것으로 알려져 있다. 특히, 일정 세포 농도에 도달했을 때 자체적으로 생산된 화학적 신호를 통해 개체 수를 인지하고 그에 따라 특정 유전자의 발현을 동시에 조절하는 quorum sensing (QS) 기작은 다양한 세균 종들에서 광범위하게 존재한다. 본 연구는 다양한 천연물 추출물들을 대상으로 QS 저해 활성을 확인하였는데 QS 지시균주인 Agrobacterium tumefaciens NT1과 화학적으로 합성한 QS autoinducers을 사용한 bioassay를 수행하였다. 그 결과 양배추, 파, 양파의 추출물들에서 QS 저해 활성을 확인하였고, recycling preparative HPLC (prep-HPLC)를 통한 정제 과정을 통해, 83분 지점의 peak에 해당하는 성분들이 공통으로 QS 저해 활성을 가지고 있음을 확인하였다. 따라서 그 QS 저해 성분을 QSI-83으로 지정하고 thin layer chromatography (TLC)를 통해 P. syringae pv. tabaci의 autoinducers 합성을 저해하는 활성을 가지고 있음을 확인하였다. 또한 열에 대한 안정성과 세균 생장에서의 영향을 조사하였는데, 그 결과 QSI-83은 열에 안정하며 세균의 생장에는 영향을 끼치지 않는 물질임을 확인하였다. 따라서 우리는 천연물로부터 분리된 새로운 성분이 QS 저해제로서 이용될 수 있음을 제안한다.

• Parasites, Hosts and Diseases
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• 제56권2호
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• pp.135-145
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• 2018

Due to the critical location and physiological activities of the retinal pigment epithelial (RPE) cell, it is constantly subjected to contact with various infectious agents and inflammatory mediators. However, little is known about the signaling events in RPE involved in Toxoplasma gondii infection and development. The aim of the study is to screen the host mRNA transcriptional change of 3 inflammation-related gene categories, PI3K/Akt pathway regulatory components, blood vessel development factors and ROS regulators, to prove that PI3K/Akt or mTOR signaling pathway play an essential role in regulating the selected inflammation-related genes. The selected genes include PH domain and leucine- rich-repeat protein phosphatases (PHLPP), casein kinase2 (CK2), vascular endothelial growth factor (VEGF), pigment epithelium-derived factor (PEDF), glutamate-cysteine ligase (GCL), glutathione S-transferase (GST), and NAD(P)H: quinone oxidoreductase (NQO1). Using reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) and quantitative real-time reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR), we found that T. gondii up-regulates PHLPP2, $CK2{\beta}$, VEGF, GCL, GST and NQO1 gene expression levels, but down-regulates PHLPP1 and PEDF mRNA transcription levels. PI3K inhibition and mTOR inhibition by specific inhibitors showed that most of these host gene expression patterns were due to activation of PI3K/Akt or mTOR pathways with some exceptional cases. Taken together, our results reveal a new molecular mechanism of these gene expression change dependent on PI3K/Akt or mTOR pathways and highlight more systematical insight of how an intracellular T. gondii can manipulate host genes to avoid host defense.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제22권12호
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• pp.30.1-30.11
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• 2019

Marine natural products isolated from the sponge Fascaplysinopsis cf reticulata, in French Polynesia, were investigated as an alternative to antibiotics to control pathogens in aquaculture. The overuse of antibiotics in aquaculture is largely considered to be an environmental pollution, because it supports the transfer of antibiotic resistance genes within the aquatic environment. One environmentally friendly alternative to antibiotics is the use of quorum sensing inhibitors (QSIs). Quorum sensing (QS) is a regulatory mechanism in bacteria which control virulence factors through the secretion of autoinducers (AIs), such as acyl-homoserine lactone (AHL) in gram-negative bacteria. Vibrio harveyi QS is controlled through three parallel pathways: HAI-1, AI-2, and CAI-1. Bioassay-guided purification of F. cf reticulata extract was conducted on two bacterial species, i.e., Tenacibaculum maritimum and V. harveyi for antibiotic and QS inhibition bioactivities. Toxicity bioassay of fractions was also evaluated on the freshwater fish Poecilia reticulata and the marine fish Acanthurus triostegus. Cyclohexanic and dichloromethane fractions of F. cf reticulata exhibited QS inhibition on V. harveyi and antibiotic bioactivities on V. harveyi and T. maritimum, respectively. Palauolide (1) and fascaplysin (2) were purified as major molecules from the cyclohexanic and dichloromethane fractions, respectively. Palauolide inhibited QS of V. harveyi through HAI-1 QS pathway at 50 ㎍ ml^-1 (26 μM), while fascaplysin affected the bacterial growth of V. harveyi (50 ㎍ ml^-1) and T. maritimum (0.25 ㎍). The toxicity of fascaplysin-enriched fraction (FEF) was evaluated and exhibited a toxic effect against fish at 50 ㎍ ml^-1. This study demonstrated for the first time the QSI potential of palauolide (1). Future research may assess the toxicity of both the cyclohexanic fraction of the sponge and palauolide (1) on fish, to confirm their potential as alternative to antibiotics in fish farming.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.6774-6781
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• 2014

인삼(Panax ginseng C. A. Meyer)의 주요 생리활성물질인 진세노사이드(ginsenoside) Rb1과 Rg1의 효능검증 및 작용점을 규명하고자 HaCaT 피부각질세포에서 유전체 분석(gene expression profiles)을 실시하였다. 진세노사이드 Rb1과 Rg1 각각의 처리 농도 및 시간에 따른 HaCaT 세포에 대한 세포독성은 나타나지 않았으며, $10{\mu}g/mL$의 진세노사이드 Rb1과 Rg1 각각을 6 및 24 시간 처리하여 유전체 분석 결과, 진세노사이드 Rb1과 Rg1의 24 시간 처리군에서 항노화 및 피부탄력 관련 유전자인 fibroblast growth factor (FGF2)의 활성이 증가된 것으로 나타났다. 또한 진세노사이드 Rb1의 24 시간 처리군에서는 항산화 작용점에 있는 일련의 유전자군, FANCD2, FGF2, LEPR, FAS 등의 활성을 확인하였다. 향후 확인된 항노화 및 피부탄력 관련 주요인자들의 작용 및 상관관계를 구체적으로 확인하고, 특히 진세노사이드 Rb1의 신호전달을 완성하고자 한다.

• 생명과학회지
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• 제25권3호
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• pp.336-344
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• 2015

비타민 C는 신진대사에 연관되어 있으며 특히 항산화 기능을 가지고 있다. 본 연구에서는 생체에서 비타민 C를 합성할 수 없는 SMP 30 녹아웃 마우스에 간 절제술을 시행하여 간 재생에서 비타민 C의 역할을 관찰하였다. 간 절제술은 마우스 중간엽 및 좌엽을 제거한 부분절제술을 수행하였다. 마우스는 간 절제술 후 비타민 C를 투여한 군(KV)와 비타민 C를 투여하지 않는 군(KO)로 나누어서 비타민 C의 효과를 관찰하였다. 결과 비타민 C를 투여한 KV 마우스의 간 회복이 투여하지 않는 KO 마우스에 비해 촉진되었다. KV 마우스의 혈액에서 관찰된 간소상 지표인 아스파르타산 아미노전달효소 및 간 손상 정도가 KO 마우스에 비해 낮게 관찰되었다. KV 마우스에서는 HGF와 c-Met에 의해서 TGF-베타 수용체 신호전달계가 활성화되고 세포주기 조절인자인 cyclin D1과 PCNA의 발현이 빠르게 증가되었다. 반면 KO 마우스에서는 활성화 되지 않았다. 또한 ERK와 GSK-3β 단백질의 활성화가 관찰되었으며 세포분열 간세포들의 유의적인 증가가 관찰되었다. 그리고 KV 마우스에서는 혈중 알부민의 농도가 높은 것으로 확인되었다. 따라서 본 실험결과는 SMP 30 결핍 마우스에서 비타민 C 투여는 간 재생시스템의 활성화와 이에 따른 빠른 회복을 초래한다.