• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제8권4호
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• pp.207-211
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• 2004

The purpose of the present study was to evaluate the expression of cardiac marker protein in rabbit cardiac tissue that was exposed to ischemic preconditioning (IPC), or ischemiareperfusion injury (IR) using two-dimensional gel electrophoresis (2DE) and matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry (MALDI-MS). We compared 2DE gels of control (uninjured) cardiac tissue with those of IPC and IR cardiac tissue. Expression of one protein was detected in IR heart tissue, however the protein was not detected in the samples of control and IPC tissue. To further characterize the detected protein molecule, the protein in the 2D gel was isolated and subjected to trypsin digestion, followed by MALDI-MS. The protein was identified as myoglobin, which was confirmed also by Western blot analysis. These results are consistent with previous studies of cardiac markers in ischemic hearts, indicating myoglobin as a suitable marker of myocardial injury. In addition, the present use of multiple techniques indicates that proteomic analysis is an appropriate means to identify cardiac markers in studies of IPC and IR.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제11권2호
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• pp.57-64
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• 2007

Ischemic preconditioning (IPC) is known to protect the heart against ischemia/reperfusion (IR)-induced injuries, and regional differences in the mitochondrial antioxidant state during IR or IPC may promote the death or survival of viable and infarcted cardiac tissues under oxidative stress. To date, however, the interplay between the mitochondrial antioxidant enzyme system and the level of reactive oxygen species (ROS) in the body has not yet been resolved. In the present study, we examined the effects of IR- and IPC-induced oxidative stresses on mitochondrial function in viable and infarcted cardiac tissues. Our results showed that the mitochondria from viable areas in the IR-induced group were swollen and fused, whereas those in the infarcted area were heavily damaged. IPC protected the mitochondria, thus reducing cardiac injury. We also found that the activity of the mitochondrial antioxidant enzyme system, which includes manganese superoxide dismutase (Mn-SOD), was enhanced in the viable areas compared to the infarcted areas in proportion with decreasing levels of ROS and mitochondrial DNA (mtDNA) damage. These changes were also present between the IPC and IR groups. Regional differences in Mn-SOD expression were shown to be related to a reduction in mtDNA damage as well as to the release of mitochondrial cytochrome c (Cyt c). To the best of our knowledge, this might be the first study to explore the regional mitochondrial changes during IPC. The present findings are expected to help elucidate the molecular mechanism involved in IPC and helpful in the development of new clinical strategies against ischemic heart disease.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제20권3호
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• pp.305-314
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• 2016

Inflammatory and fibrotic responses are accelerated during the reperfusion period, and excessive fibrosis and inflammation contribute to cardiac malfunction. NecroX compounds have been shown to protect the liver and heart from ischemia-reperfusion injury. The aim of this study was to further define the role and mechanism of action of NecroX-5 in regulating inflammation and fibrosis responses in a model of hypoxia/reoxygenation (HR). We utilized HR-treated rat hearts and lipopolysaccharide (LPS)-treated H9C2 culture cells in the presence or absence of NecroX-5 ($10{\mu}mol/L$) treatment as experimental models. Addition of NecroX-5 significantly increased decorin (Dcn) expression levels in HR-treated hearts. In contrast, expression of transforming growth factor beta 1 ($TGF{\beta}1$) and Smad2 phosphorylation (pSmad2) was strongly attenuated in NecroX-5-treated hearts. In addition, significantly increased production of tumor necrosis factor alpha ($TNF{\alpha}$), $TGF{\beta}1$, and pSmad2, and markedly decreased Dcn expression levels, were observed in LPS-stimulated H9C2 cells. Interestingly, NecroX-5 supplementation effectively attenuated the increased expression levels of $TNF{\alpha}$, $TGF{\beta}1$, and pSmad2, as well as the decreased expression of Dcn. Thus, our data demonstrate potential antiinflammatory and anti-fibrotic effects of NecroX-5 against cardiac HR injuries via modulation of the $TNF{\alpha}/Dcn/TGF{\beta}1/Smad2$ pathway.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제21권3호
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• pp.293-300
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• 2017

Prostaglandin $D_2$ ($PGD_2$) may act against myocardial ischemia-reperfusion (I/R) injury and play an anti-inflammatory role in the heart. Although the effect of $PGD_2$ in regulation of ANP secretion of the atrium was reported, the mechanisms involved are not clearly identified. The aim of the present study was to investigate whether $PGD_2$ can regulate ANP secretion in the isolated perfused beating rat atrium, and its underlying mechanisms. $PGD_2$ (0.1 to $10{\mu}M$) significantly increased atrial ANP secretion concomitantly with positive inotropy in a dose-dependent manner. Effects of $PGD_2$ on atrial ANP secretion and mechanical dynamics were abolished by AH-6809 ($1.0{\mu}M$) and AL-8810 ($1.0{\mu}M$), $PGD_2$ and prostaglandin $F2{\alpha}$ ($PGF2{\alpha}$) receptor antagonists, respectively. Moreover, $PGD_2$ clearly upregulated atrial peroxisome proliferator-activated receptor gamma ($PPAR{\gamma}$) and the $PGD_2$ metabolite 15-deoxy-${\Delta}12$, 14-$PGJ_2$ (15d-$PGJ_2$, $0.1{\mu}M$) dramatically increased atrial ANP secretion. Increased ANP secretions induced by $PGD_2$ and 15d-$PGJ_2$ were completely blocked by the $PPAR{\gamma}$ antagonist GW9662 ($0.1{\mu}M$). PD98059 ($10.0{\mu}M$) and LY294002 ($1.0{\mu}M$), antagonists of mitogen-activated protein kinase (MAPK)/extracellular signal-regulated kinase (ERK) and phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K)/protein kinase B (Akt) signaling, respectively, significantly attenuated the increase of atrial ANP secretion by $PGD_2$. These results indicated that $PGD_2$ stimulated atrial ANP secretion and promoted positive inotropy by activating $PPAR{\gamma}$ in beating rat atria. MAPK/ERK and PI3K/Akt signaling pathways were each partially involved in regulating $PGD_2$-induced atrial ANP secretion.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제15권4호
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• pp.189-194
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• 2011

ATP-sensitive $K^+$ channels ($K_{ATP}$) are major component of preventing ischemia-reperfusion injury. However, there is little information regarding to the expressional difference of $K_{ATP}$ and its function between left and right ventricles. In this study, we measured the lactate dehydrogenase release of rabbit heart slices in vitro and determined the difference of the $K_{ATP}$ expression at the both ventricles by measuring the level of $K_{ATP}$-forming Kir6.2 (OcKir6.2) mRNA using in situ hybridization. The hearts were preconditioned with 15 min hypoxia and reoxygenated for 15 min before a hypoxic period of 60 min, followed by reoxygenation for 180 min. With hypoxic preconditioning (100% $N_2$) with 15 min, left ventricles (LV) showed higher release of LDH comparing with right ventricles (RV). Adding $K_{ATP}$ blocker glibenclamide ($10{\mu}M$) prior to a hypoxic period of 60 min, hypoxic preconditioning effect of RV was more abolished than LV. With in situ hybridization, the optical density of OcKir6.2 was higher in RV. Therefore, we suggest that different $K_{ATP}$ expression between LV and RV is responsible for the different response to hypoxia and hypoxic preconditioning of rabbit hearts.

• 대한화장품학회:학술대회논문집
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• 대한화장품학회 2003년도 IFSCC Conference Proceeding Book I
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• pp.13-34
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• 2003

Fructose-1, 6-diphosphate (FOP), a glycolytic metabolite is reported to ameliorate inflammation and inhibit the nitric oxide production in murine macrophages stimulated with endotoxin. It is also reported that FOP has cytoprotective effects against hypoxia or ischemia/reperfusion injury in brain and heart. In this study, we examined whether FDP has protective effects on UV-induced oxidative damage in skin cell culture system and human skin in vivo. FDP had a protective role in UVB-induced LDH release and ROS accumulation in HaCaT although it did not show direct radical scavenging effect in the experiment using 1, 1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH). FDP also preserved cellular GSH content after UV irradiation in HaCaT and normal human fibroblast culture system. Cellular oxidative stress induces multiple downstream signaling pathways that regulate expression of multiple gene including MMP-1 and collagen, we examined the effects of FDP on UV-induced alteration of these protein expression in fibroblast culture and human skin in vivo. The increased MMP-1 expression in fibroblast and human skin by UV irradiation was significantly decreased by FDP. FDP also prevented the UV-induced decrease of collagen expression in fibroblast and human skin. Moreover, the decreasing the intracellular levels of reducing equivalents in human fibroblast by glutathione (GSH) depletion lowered the UVA dose threshold for reduction of procollagen expression, indicating that the differences of glutathione contents define the susceptibility of fibroblasts towards UV-induced reduction of procollagen expression. FDP also preserved cellular GSH content after UV irradiation, indicating that FDP has protective effects on UV-induced reduction of procollagen expression, which are possibly through maintaining intracellular reducing equivalent. Based on these premises, we examined the effect of daily use of a moisturizer containing FDP on facial wrinkle in comparison with vehicle moisturizer lacking FDP. In the clinical study, FDP significantly decreased facial wrinkle compared with vehicle alone after 6 months of use. Our results suggest that FDP has anti-aging effects in skin by increasing cellular antioxidant system and preventing oxidative signal and inflammatory reaction. Therefore FDP may be useful anti-aging agent for cosmetic purpose.

• 대한화장품학회지
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• 제30권2호
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• pp.247-251
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• 2004

자외선은 피부에 염증반응이나 광노화와 같은 다양한 반응을 야기시킨다고 알려져 있다. 특히 자외선에 의해 손상을 받은 피부는 콜라겐의 양이 감소되어 있는데, 이는 자외선에 의해 피부 내에서 콜라겐을 분해하는 효소(MMP, matrix metalloproteinases)의 양이 증가하기 때문이라고 알려져 왔다. 또한 자외선에 의해 피부에서 염증반응이 유발되는데, 이러한 반응은 프로스타글란딘이라는 물질에 의해 매개되며, 이 프로스타글란딘에 의해서도 MMP가 증가한다고 알려져 왔다. 본 연구에서는 6개월의 임상실험을 통해 광노화된 피부에서 주름형성억제효능이 뛰어난 FDP(fructose 1.6-diphosphate)의 작용기전을 인체각질형성 세포를 이용하여 연구하였다. 인체각질형성세포에 자외선을 조사할 경우 프로스타글란딘, COX-2(cyclooxygenase-2), MMPs의 활성이 증가하는 것을 확인하였며, 이는 FDP의 처리에 의해 감소되었다. 이러한 효과는 자외선에 의해 인체각질형성세포에서 발생하는 신호전달과정을 억제함으로써 일어나는 효과임이 증명되었다. 따라서, FDP는 자외선에 의해 일어나는 세포 내 신호전달과정을 억제하며, 이로 인해 야기되는 프로스타글란딘, COX-2, MMPs의 증가를 억제함으로써 피부의 광노화를 억제할 수 있는 원료로 여겨진다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제40권6호
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• pp.399-406
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• 2007

배경: 개심술 시 불충분한 심근 보호로 인한 허혈과 재관류 손상은 술 후 심실 기능과 예후에 영향을 미친다. 본 저자들은 승모판막 수술에서 HTK 용액과 냉혈 혈성 심정지액이 심근 보호와 임상 결과에 미치는 영향을 전향적으로 비교 분석하였다. 대상 뜻 방법: 승모판막폐쇄부전으로 승모판막수술을 받는 70명의 환자 중 8명의 환자를 제외한 31명에서 HTK 용액을(HTK군), 31명에서 냉혈 혈성 심정지액을(CBC군) 사용하였다. 수술 중과 후에 환자의 혈역학, 심혈관계 약물과 심장박동조율기의 사용, 임상경과 및 합병증을 관찰하였다. 모든 환자에서 최소 6개월 이상 사망률과 이환율을 추적 관찰하였다. 결과: 혈역학적 변수는 평균폐동맥압, 중심정맥압과 폐모세혈관쐐기압이 체외순환으로부터 이탈 후 시기에 HTK군에서 유의하게 낮았던 점을 제외하고는 모든 시기에서 군 간 차이가 없었다. 심근수축제와 심장박동조율기의 사용은 모든 시기에서 군 간 차이가 없었다. 수술 후 1일과 2일째 CK-MB 수치는 HTK군에서 $77{\pm}54,\;41{\pm}23$ (ng/mL)로 CBC군의 $70{\pm}69,\;44{\pm}34$ (ng/mL)와 유의한 차이가 없었다. 6개월 이상의 추적관찰 중 임상경과는 비슷하였다. 결론: 이상의 결과에서 HTK 용액은 냉혈 혈성 심정지액과 비슷한 심근 보호효과를 가짐을 확인할 수 있었다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제42권5호
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• pp.576-587
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• 2009

배경: Nitric oxide (NO)-cGMP 신호전달체계의 상향 조절(up-regulation)이 급성심근경색 3일 후 흰쥐의 혈관반응성의 변화에 관여한다고 알려져 있으나 그 기전에 대해서는 명확히 규명되지 않았다. 대상 및 방법: 좌전하행관상동맥을 30분간 폐쇄한 후 급성심근경색을 유도한 군을 AMI군으로, 동일한 모의 수술(sham operation)을 하였으나 관상동맥을 폐쇄하지 않은 군을 SHAM군으로 하였다 AMI 혹은 SHAM수술 3일 후 흰쥐의 대동맥 고리절편(내피를 보존한 대동맥 절편을 E(+), 내피를 제거한 대동맥 절편을 E(-))에서 phenylephrine (PE), KCl, acetylcholine (Ach) 및 sodium nitroprusside (SNP)에 대한 농도-반응 관계를 측정하였다 AMI군의 E(+) 대동맥 절편에서 PE의 농도-반응 관계를 NO synthase (NOS) 억제제인 $N{\omega}$-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME)와 cyclooxygenase 억제제인 indomethacin으로 각각 전처치한 대동맥 절편과 비교하였다. 혈장 nitrite/nitrate 농도는 Griess reaction으로 측정하였고, 방사면역 분석법을 이용한 흉부 대동맥 절편의 cGMP정량과 real time PCR을 이용한 endothelial nitric oxide synthase (eNOS) mRNA 발현양상 측정을 하였다. 결과: AMI군에서의 심근경색의 평균 크기는 $21.3{\pm}0.62%$였다. AMI군에서 심박수와 수축기 및 이완기 혈압은 의미있는 변화가 없었다. E(+)와 E(-) 대동맥 절편에서 PE와 KCl에 대한 수축반응의 민감도는 AMI군 대동맥 절편에서 의미 있게 감소하였다(p<0.05). L-NAME은 이러한 수축반응을 완전하게 역전시켰으나 indomethacin은 효과가 없었다(p<0.05). 또한 AMI군에서 Ach에 대한 이완반응의 민감도가 의미 있게 감소하였다(p<0.05). AMI군에서 SHAM군에 비해 혈장 nitrite/nitrate 농도(p<0.05), 기저 cGMP 농도(p<0.05), 및 eNOS mRNA 발현양상(p=0.056)이 증가하였다. 결론: 이상의 결과들로 보아 eNOS의 발현 증가와 NO-cGMP 신호전달체계의 상향조절이 급성심근경색 3일 후 흰쥐 흉부대동맥에서의 수축 및 이완 반응성 감소의 원인으로 생각된다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제39권12호
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• pp.879-890
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• 2006

배경: 출혈성 쇼크는 허혈 시 발생하는 산소산화물 등에 의해 체내에 여러 가지 염증반응을 일으킴으로써 각 장기의 기능부전을 초래한다. 특히 폐장은 허혈 시 조기에 폐포 세포의 투과성이 증가하여 부종, 염증세포의 침윤 및 출혈 등이 일어나 호흡부전증을 초래한다. 또한 출혈성 쇼크 시 기본적으로 시행하는 수액 요법은 간질의 부종을 일으켜 폐장의 기능을 감소시킬 수 있는 위험 요소이다. 따라서 출혈성 쇼크 후 폐장의 기능 저하를 예방하기 위해서는 폐장의 염증 반응을 줄이고 폐부종을 최소화시키는 노력이 필요하다. 대상 및 방법: $300{\sim}350$ gm 정도의 수컷 흰쥐를 이용하여 경정맥을 통해 약 3 mL/100 g의 혈액을 제거하여 평균 경동맥압 $35{\sim}40$ mmHg의 출혈성 쇼크 상태(I단계, 60분)를 유도하고 유지한 후, 제거한 혈액을 재주입하고 수액요법을 실시하여 평균 경동맥압을 80 mmHg로 유지하는 소생 상태(II 단계, 60분)를 시행한 후 약 3시간 정도 경과를 관찰(III 단계)하였다. 실험동물은 3군으로 나누어 실험하였으며 I군(n=10)은 I 단계 시 직장체온을 $37{\pm}1^{\circ}C$로 유지하고 II 단계에서 린저액을 이용하여 수액요법을 실시하였다. II 군(n=10)은 I 단계 시 직장체온을 $33{\pm}1^{\circ}C$로 유지하고 II단계에서 린저액을 이용한 수액요법을 실시하였다. III군은 I단계 시 $33{\pm}1^{\circ}C$로 체온을 유지하였고 II 단계에서 5% 알부민액을 이용하여 수액요법을 실시하였다. 각 군 모두 실험 전, I, II, III 단계 후반에 혈류역학적 인자(심박수, 평균 경동맥압), 동맥혈 가스 분석, 혈청내 포도당과 LDH, I, II단계의 투여 수액양, 기관지-폐포 세척액의 Interleukin(IL)-8을 측정하였고, 조직검사를 통해 염증반응의 정도를 조직학적 점수로 평가하였다. 결과: I군의 4예를 제외한 26예가 III단계까지 생존하였다. 각 군 간의 평균 경동맥압의 유의한 차이는 없었다. 그러나 실험 1단계에서의 채혈량은 I군은 $3.2{\pm}0.5$ mL/100 g으로 II, III 군의 $3.9{\pm}0.8$ mL/100 g, $4.1{\pm}0.7$ mL/100 g에 비해 각각 유의하게 적었다(p< 0.05). II 단계에서의 투여 수액량은 I 군 $28.6{\pm}6.0$ mL, II 군 $20.6{\pm}4.0$ mL, III 군 $14.7{\pm}2.7$ mL로 각 군 간에 통계적인 유의성이 있었다(p<0.05). 혈청내 칼륨 농도는 I군에서 II군에 비해 소생술 후 의의 있게 높았으며(p<0.05), 포도당 농도는 II단계의 I군에서 타군과 비교하여 현저히 낮았다(p<0.05). IL-8은 I 군 $1,834{\pm}437$ pg/mL, II 군 $1,006{\pm}532$ pg/mL, III군 $764{\pm}302$ pg/mL로 I 군에서 II 및 III군과 비교하여 통계적으로 유의하게 높았으며(p<0.05), 폐조직의 조직검사를 통해 평가한 염증세포 분포 점수에서 III 군이 $1.6{\pm}0.6$으로 I 군 $2.8{\pm}1.2$에 비해 통계적으로 유의하게 낮았다(p<0.05). 결론: 압력 조절형 출혈성 쇼크 모델에서 시행한 저체온법은 정상체온을 유지하고 있는 군에 비해 쇼크 상태에서의 기초대사량을 줄여줌으로써 허혈에 의한 조직의 직접적인 손상을 억제할 수 있으리라 생각된다. 또한 저체온법은 수액의 사용량을 줄여주고 IL-8등의 싸이토카인 분비를 억제시키며 백혈구의 침윤을 줄여줌으로써 쇼크 후 폐장의 기능 회복에 도움을 준다. 그러나 저체온법을 시행한 군에서도 투여하는 수액을 달리함으로써 폐장의 염증변화나 손상이 차이를 나타낼 수 있을 것으로 생각되며 이에 대한 세심한 연구가 있어야 할 것이다.