• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권4호
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• pp.463-470
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• 2023

This study confirmed the change in functional composition and alcohol-induced acute liver injury in Aloe arborescens after fermentation. An acute liver injury was induced by administration of ethanol (3 g/kg/day) to C57BL/6J mice for 5 days. A fermented A. arborescens Miller leaf (FAAL) extract was orally administered 30 minutes before ethanol treatment. After fermentation, the emodin content was approximately 13 times higher than that of the raw material. FAAL extract significantly attenuated ethanol-induced aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase, and triglyceride increases in serum and liver tissue. Histological analysis revealed that FAAL extract inhibits inflammatory cell infiltration and fat accumulation in liver tissues. The cytochrome P450 2E1, superoxide dismutase, and glutathione (GSH), which involved in alcohol-induced oxidative stress, were effectively regulated by FAAL extract in serum and liver tissues, except for GSH. FAAL also maintained the antioxidant defense system by upregulating heme oxygenase 1 and nuclear factor erythroid 2-related factor 2 protein expression. In addition, FAAL extract inhibited the decrease in alcohol dehydrogenase and aldehyde dehydrogenase activity, which promoted alcohol metabolism and prevented the activation of inflammatory response. Our results suggest that FAAL could be used as a potential therapeutic agent for ethanol-induced acute liver injury.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제56권6호
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• pp.589-601
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• 2023

Purpose: Baicalein, a natural flavone found in herbs, exhibits diverse biological activities. Nonalcoholic steatohepatitis (NASH) is an irreversible condition often associated with a poor prognosis. This study aimed to evaluate the effects of baicalein on the development of NASH in mice. Methods: Male C57BL/6J mice were randomly divided into four groups. Three groups were fed a methionine-choline-deficient (MCD) diet to induce NASH and were simultaneously treated with baicalein (at doses of 50 and 100 mg/kg) or vehicle only (sodium carboxymethylcellulose) through oral gavage for 4 weeks. The control group was fed a methionine-choline-sufficient (MCS) diet without the administration of baicalein. Results: The baicalein treatment significantly reduced serum levels of alanine aminotransferase and aspartate aminotransferase, suggestive of reduced liver damage. Histological analysis revealed a marked decrease in nonalcoholic fatty liver activity scores induced by the MCD diet in the mice. Similarly, baicalein treatment at both doses significantly attenuated the degree of hepatic fibrosis, as examined by Sirius red staining, and hepatocellular death, as examined by the terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling assay. Baicalein treatment attenuated MCD-diet-induced lipid peroxidation, as evidenced by lower levels of hepatic malondialdehyde and 4-hydroxynonenal, demonstrating a reduction in oxidative stress resulting from lipid peroxidation. Moreover, baicalein treatment suppressed hepatic protein levels of 12-lipoxygenase (12-Lox) induced by the MCD diet. In contrast, baicalein enhanced the activities of antioxidant enzymes such as superoxide dismutase, catalase, and glutathione peroxidase. Additionally, baicalein treatment significantly reduced hepatic non-heme iron concentrations and hepatic ferritin protein levels in mice fed an MCD diet. Conclusion: To summarize, baicalein treatment suppresses hepatic lipid peroxidation, 12-Lox expression, and iron accumulation, all of which are associated with the attenuation of NASH progression.

• 대한본초학회지
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• 제39권1호
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• pp.23-29
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• 2024

Objectives : Polyporus umbellatus is a medicinal mushroom that has been used for over thousands years in Chinese medicine as a powerful diuretic to relieve fluid retention and edema. Dermal papilla is located at the bottom of the hair follicle and connected to the blood vessels where it gets the nutrients and oxygen to nurture hair follicle. This study examined the mechanism through which the ethanol extract of Polyporus umbellatus (EPU) promoted the proliferation of human dermal papilla cells (HHDPCs). Methods : To estimate the proliferative effects of EPU on HHDPCs, cell viability was estimated by thiazolyl blue tetrazolium bromide (MTT) assay. Western blotting was used to investgate the activation of ERK, phosphoinositide 3-kinase (PI3K)/Akt, β-catenin, GSK-3β and heme oxygenase-1 (HO-1). Cells were treated with inhibitors of ERK and Akt prior to EPU treatment. Results : EPU promoted the proliferation of HHDPCs and the phosphorylation of ERK and Akt in dose dependent manner. However, the proliferative effect of EPU on HHDPCs was inhibited by pre-treatment of ERK inhibitor (PD98059) and Akt inhibitor (LY294002). Furthermore, EPU respectively stimulated the protein expression of β-catenin and phosphorylated GSK-3β. EPU significantly increased the protein expression levels of proliferation and cytoprotection related genes such as Bcl-2, SIRT-1, and HO-1 in cells. Conclusion : This results suggest that EPU promoted the proliferation of HHDPCs via activating PI3K/Akt and Wnt/β-catenin signaling pathway in HHDPCs.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제32권4호
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• pp.467-473
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• 2024

In this study, we investigated the potential protective effects of (+)-afzelechin (AZC), a natural compound that is derived from Bergenia ligulata, on lipopolysaccharide (LPS)-induced inflammatory responses. AZC is known to have antioxidant, anticancer, antimicrobial, and cardiovascular protective properties. However, knowledge regarding the therapeutic potential of AZC against LPS-induced inflammatory responses is limited. Thus, we investigated the protective attributes of AZC against inflammatory damage caused by LPS exposure. We examined the effects of AZC on heme oxygenase (HO)-1, cyclooxygenase (COX)-2, and inducible nitric oxide synthase (iNOS) in LPS-activated human umbilical vein endothelial cells (HUVECs). In addition, the effects of AZC on the expression of iNOS, tumor necrosis factor (TNF)-α, and interleukin (IL)-1β were analyzed in the lung tissues of LPS-injected mice. Data revealed that AZC promoted the production of HO-1, inhibited the interaction between luciferase and nuclear factor (NF)-κB, and reduced the levels of COX-2/PGE2 and iNOS/NO, thereby leading to a decrease in the signal transducer and activator of transcription (STAT)-1 phosphorylation. Moreover, AZC facilitated the nuclear translocation of Nrf2, increased the binding activity between Nrf2 and the antioxidant response elements (AREs), and lowered the expression of IL-1β in the LPS-treated HUVECs. In the animal model, AZC significantly reduced the expression of iNOS in the lung tissue structure and the TNF-α level in the bronchoalveolar lavage fluid. These findings demonstrate that AZC possesses anti-inflammatory properties that regulate iNOS through the inhibition of both NF-κB expression and p-STAT-1. Consequently, AZC has potential as a future candidate for the development of new clinical substances for the treatment of pathological inflammation.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제32권3호
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• pp.167-173
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• 2005

본 연구는 고추열매의 capsaicinoid 생합성 조절 기작을 연구하고자 general phenylpropanoid pathway의 2번째 단계에 작용하는 것으로 알려진 3종류의 c4h cDNA clone을 확보하여 염기서열을 분석한 결과, pc4h1와 pc4h2의 크기는 각각 1,775 bp와 1,655 bp으로 505개의 아미노산으로 구성된 펩티드를 암호하는 full length의 ORF를 갖추고 있었으나 pc4h3는 5'-말단의 coding 영역 일부가 소실 되었다. 이들은 공히 모든 cytochrome P450 효소에서 진화학적으로 보존되어 있는 3종류의 conserved region 즉 domain 1(proline-rich region), domain 2 (threonine-containing binding pocket for the oxygen molecule), 그리고domain 3(heme binding region)을 포함하고 있었으며 evolutionary tree분석을 통하여 pc4h1와 pc4h2는 모두 Class I에 속하는 것으로 서로 간에는 95.8%의 유사성을 나타내어 거의 동일한 유전자인 것으로 조사되었다. 특히 Class II로 분류된 Citrus sinensis C4H1과 Phaseolus vulgaris C4H와는 단지 64.9에서 64.5%의 homology를 나타내었다. 또한 pc4h2는 상처를 주지 않은 조직에서는 비교적 적은 양의 mRNA 발현수준을 보였으나 상처를 가한 후 6시간의 열매에서는 400%, 뿌리에서는 200%까지 그 발현 양이 증가하였다. 이와 유사하게 pc4h1의 전사량도 상처에 의하여 유도는 되나 basal level이 pc4h2보다 높아서 발현증가 비율은 그다지 높지 않았다. 반면에 pc4h3 유전자는 상처를 주지 않은 모든 조직에서 거의 발현되지 않았으며 상처에 의하여서도 전혀 반응을 하지 않았다.

• 생명과학회지
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• 제23권8호
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• pp.989-997
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• 2013

금은화의 메탄올 추출에 의한 유기 용매별 분획에서 항산화 효과를 근거로 에틸 아세테이트 분획에서 $H_2O_2$로 유도된 RAW 264.7 세포독성에 대한 세포보호 효과와 유전자 발현 양상을 분석하였다. 용매별 분획의 항산화 활성은 시료의 농도가 증가할수록 DPPH에 대한 전자공여능도 증가하였으며, $ED_{50}$은 에틸 아세테이트 분획에서 $39.56{\mu}g/ml$로 가장 높게 나타났다. 또한 $H_2O_2$에 의해 유도된 Raw 264.7 세포사멸(($IC_{50}$)에 대하여 에틸 아세테이트 분획은 농도 의존적으로 유의적인 세포 생존율과, $100{\mu}g/ml$의 농도에서 82.49%의 세포보호 효과를 나타내었다. 한편 $IC_{50}$의 $H_2O_2$ 독성에 대한 에틸 아세테이트 분획의 Raw 264.7 세포보호 효과에 관련된 유전자 발현의 패턴은 BHA와 유사한 것으로 나타났다. 항산화 관련 유전자군의 비교 분석에서는 에틸 아세테이트 분획과 BHA는 매우 유사한 유전자 발현 양상을 보였으나, 세포 내 주요 항산화 효소를 만드는 유전자 중 하나인 heme oxygenase 1 (Hmox1) 유전자의 발현 정도가 에틸 아세테이트 분획에서 4 배 이상 증가하였다. 항염증 관련 유전자군의 비교에서는 T-box transcription factor (Tbx21)가 BHA 처리군에서는 2 배 감소하였으나 에틸 아세테이트 분획의 처리군에서는 오히려 약 2 배 증가한 것으로 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제27권2호
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• pp.217-224
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• 2017

Carbon monoxide (CO)는 세포 보호의 기능을 가지는 항산화 효소인 heme oxygenase-1 (HO-1)의 대사산물로 세포성장, 아폽토시스, 염증에 대한 억제 효과를 보이는 것으로 보고가 이어지고 있고, 이에 관련된 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 CO가 단핵구의 대식세포로의 분화 및 그 활성화 과정에 미치는 영향을 인간 단핵구세포주 THP-1을 이용하여 조사하였다. CO-releasing compound인 CORM-2는 phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)로 자극한 THP-1 세포에서 viability와 증식에는 큰 영향을 주지 않았으나 부착능의 뚜렷한 감소를 보였다. 그리고, CORM-2는 대식세포의 막표면 분화 인자인 CD14, CD11b 및 CD18의 발현과 latex beads를 이용한 포식 기능을 현저히 억제하였다. 다음으로, 배양중인 THP-1 세포를 PMA로 6일 동안 대식세포로 분화시킨 후 inflammatory cytokines의 분비와 포식 기능을 조사하였다. CORM-2의 처리는 lipopolysaccaride (LPS)로 자극한 대식세포로부터 분비되는 IL-6와 $TNF-{\alpha}$의 분비를 감소시켰다. 또한, 분화된 대식세포에 E. coli (K-12 strain) bioparticles를 이용하여 포식 기능을 측정한 결과 CORM-2를 처리한 세포에서는 현저히 감소되는 경향을 보였다. 이를 종합해 볼 때, CO는 항원 인식과 포식 기능에 관여하는 막단백질의 발현을 저해함으로써 단핵구의 분화과정을 억제하였고, 분화된 대식세포의 inflammatory cytokines의 분비 및 포식 기능을 저해함으로써 활성화 과정도 억제하는 것으로 보인다.

• 생명과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1437-1444
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• 2017

본 연구에서는 갈조류인 큰열매모자반 에탄올 추출물(Ethanol extract of Sargassum Macrocarpum, EESM)의 항염증 활성을 조사하였다. Lipopolysaccharide (LPS)로 염증이 유도된 RAW 264.7 대식세포에서 EESM에 의한 항염증 효과를 조사한 결과 EESM은 nitric oxide (NO)와 prostaglandin $E_2$ ($PGE_2$)의 분비를 억제하는 결과를 보였고, 이는 inducible NO synthase (iNOS)와 cyclooxygenase-2 (COX-2)의 발현 역시 억제하였다. 또한 전염증성 사이토카인인 tumor necrosis factor-alpha ($TNF-{\alpha}$)와 interleukin 1 beta ($IL-1{\beta}$)의 발현도 억제하였다. 이러한 염증반응이 어떤 신호경로를 통해 일어나는지 알아보기 위해 nuclear factor kappa B ($NF-{\kappa}B$), phosphoinositide-3-kinase (PI3K)/Akt 그리고 mitogen-activated protein kinases (MAPKs) 신호전달 경로를 조사한 결과 EESM에 의해 $NF-{\kappa}B$가 세포질에서 핵으로 이동과 Akt 단백질의 인산화가 억제되었고 MAPK에 속하는 kinase 중 ERK의 단백질 인산화가 억제되었다. 따라서 EESM이 $NF-{\kappa}B$ 신호계를 포함한 PI3K/Akt 및 MAPK/ERK 신호경로를 동시에 관여하고 있음을 알 수 있었다. 또한 heme oxygenase-1 (HO-1)과 그 전사 인자인 nuclear factor-E2-related factor 2 (Nrf2)의 단백질 발현에 미치는 영향을 분석한 결과 EESM에 의해 HO-1 및 Nrf2의 발현이 증가됨을 보였다. 본 연구 결과 EESM은 높은 항염증 활성을 갖는 것으로 확인되였으며 향후 잠재적인 기능성 소재로서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.303-312
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• 2019

신장에서 발생한 산화적 스트레스는 조직을 손상시키고 이는 만성신장질환으로 이어질 수 있다. 본 연구에서는 LLC-$PK_1$ 신장세포를 이용하여 산화적 스트레스 개선 효과를 살펴보았다. LLC-$PK_1$ 세포에 무막줄기세포추출물을 처리했을 때 체내 항산화 단백질인 heme-oxygenase-1, thioredoxin reductase 1, 및 NADPH quinine oxidoreductase-1의 발현이 증가함을 확인하였다. LLC-$PK_1$에 산화적 스트레스를 유도하기 위하여 3-morpholinosydnonimine (SIN-1)을 처리한 결과 세포생존율이 감소하여 산화적 스트레스로 인해 세포가 손상됨을 확인하였다. 그러나 무막줄기세포추출물을 처리하였을 때 세포생존율이 증가하였으며, $2.5{\mu}g/mL$에서 세포생존율이 58.84%에서 64.43%까지 증가하였다. 또한 무막줄기세포추출물은 LLC-$PK_1$ 세포에서 SIN-1으로 유도된 염증 및 세포사멸을 조절하였다. 염증 관련 단백질인 inducible nitric oxide synthase와 cyclooxygenase-2는 무막줄기세포 추출물을 처리했을 때 단백질 발현이 감소하였고, 세포사멸과 관련된 B-cell lymphoma-2-associated X protein/B-cell lymphoma-2 비율과 cleaved caspase-3, cleaved-poly (ADP-ribose) polymeras의 단백질 발현이 감소함을 확인하였다. 결과적으로 무막줄기세포출물은 SIN-1을 처리한 LLC-$PK_1$ 세포에서 산화적 스트레스에 대한 보호 효과가 있음을 알 수 있었으며, 이들 결과를 바탕으로 무막줄기세포추출물의 항산화 기능성 소재로서의 활용 가능성을 확인하였다.

• 동의생리병리학회지
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• 제23권1호
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• pp.76-83
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• 2009

Rehmannia Radix Preparata (RRP) used to nourish Eum and enrich blood for consumptive fever, aching, and limpness of the loins and knees, and to replenish essence for tinnitus, premature greying of beard and hair. In the present study, we studied about the protective effect of RRP on hydrogen peroxide-induced oxidative stress in human vascular endothelial cells. ECV304 cells were preincubated with RRP (100, 200, 300 and $400{\mu}g/m{\ell}$) for 12hr and then treated with $600{\mu}M$ $H_2O_2$ for 12hr. The protective effects of RRP on $H_2O_2$-induced apoptosis in ECV304 cells was determined by using MTT assay, FDA-PI staining, flow cytometric analysis, caspase-3 activity assay, ROS assay and western blot. The results of this experiment showed that RRP inhibited $H_2O_2$-induced apoptosis and ROS production in ECV304 cells. Moreover, RRP increased ERK activation that decreased in $H_2O_2$-treated ECV304 cells, and inhibited p38 and JNK activation. Furthermore, RRP increased expression of heme oxygenase-1 (HO-1) in $H_2O_2$-treated ECV304 cells. Also, HO-1 protein expression induced by RRP was reduced by the addition of ERK inhibitor (PD98059) in $H_2O_2$-treated ECV304 cells. These results suggest that protective effect of RRP on $H_2O_2$-induced oxidative stress in ECV304 cells may be associated with increase of ERK activation and HO-1 protein, and reduction of p38 and JNK activation.