• Journal of Ginseng Research
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• 제44권1호
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• pp.50-57
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• 2020

Background: The cellular senescence of primary cultured cells is an irreversible process characterized by growth arrest. Restoration of senescence by ginsenosides has not been explored so far. Rg3(S) treatment markedly decreased senescence-associated β-galactosidase activity and intracellular reactive oxygen species levels in senescent human dermal fibroblasts (HDFs). However, the underlying mechanism of this effect of Rg3(S) on the senescent HDFs remains unknown. Methods: We performed a label-free quantitative proteomics to identify the altered proteins in Rg3(S)-treated senescent HDFs. Upregulated proteins induced by Rg3(S) were validated by real-time polymerase chain reaction and immunoblot analyses. Results: Finally, 157 human proteins were identified, and variable peroxiredoxin (PRDX) isotypes were highly implicated by network analyses. Among them, the mitochondrial PRDX3 was transcriptionally and translationally increased in response to Rg3(S) treatment in senescent HDFs in a time-dependent manner. Conclusion: Our proteomic approach provides insights into the partial reversing effect of Rg3 on senescent HDFs through induction of antioxidant enzymes, particularly PRDX3.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제10권2호
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• pp.95-99
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• 2006

Employing electrophysiological and cell proliferation assay techniques, we studied the effects of $Ca^{2+}$ -activated $K^+$ channel modulators on the proliferation of human dermal fibroblasts, which is important in wound healing. Macroscopic voltage-dependent outward $K^+$ currents were found at about -40 mV stepped from a holding potential of -70 mV. The amplitude of $K^+$ current was increased by NS1619, a specific large-conductance $Ca^{2+}$-activated $K^+$ (BK) channel activator, but decreased by iberiotoxin (IBTX), a specific BK channel inhibitor. To investigate the presence of an intermediate-conductance $Ca^{2+}$-activated $K^+$ (IK) channels, we pretreated the fibroblasts with low dose of TEA to block BK currents, and added 1-EBIO (an IK activator). 1-EBIO recovered the currents inhibited by TEA. When various $Ca^{2+}$-activated $K^+$ channel modulators were added into culture media for 1∼3 days, NS1619 or 1-EBIO inhibited the cell proliferation. On the other hand, IBTX, clotrimazole or apamin, a small conductance $Ca^{2+}$-activated $K^+$ channel (SK) inhibitor, increased it. These results suggest that BK, IK, and SK channels might be involved in the proliferation of human dermal fibroblasts, which is inversely related to the channel activation.

• Molecules and Cells
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• 제28권5호
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• pp.489-494
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• 2009

We have previously shown that the down-regulation of protein kinase CKII activity is tightly associated with cellular senescence of human fibroblast IMR-90 cells. Here, we examined the roles of p53 and $p21^{Cip1/WAF1}$ in senescence development induced by CKII inhibition using wild-type, isogenic p53-/- and isogenic p21-/- HCT116 human colon cancer cell lines. A senescent marker appeared after staining for senescence-associated ${\beta}$-galactosidase activity in wild-type HCT116 cells treated with CKII inhibitor or $CKII{\alpha}$ siRNA, but this response was almost abolished in p53- or $p21^{Cip1/WAF1}$-null cells. Increased cellular levels of p53 and $p21^{Cip1/WAF1}$ protein occurred with the inhibition of CKII. CKII inhibition upregulated p53 and $p21^{Cip1/WAF1}$ expression at post-transcriptional level and transcription level, respectively. RB phosphorylation significantly decreased in cells treated with CKII inhibitor. Taken together, this study shows that the activation of the $p53-p21^{Cip1/WAF1}$ pathway acts as a major mediator of cellular senescence induced by CKII inhibition.

• 대한한방부인과학회지
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• 제20권3호
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• pp.35-44
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• 2007

Purpose: This study was conducted to investigate the anti-proliferative effects of Ulmi Pumilae Cortex Extracts(UPCE) on MCF-7(human, breast, adenocaecinoma) and NIH3T3 (human, murine, fibroblast). Methods: MCF-7 cells and NIH3T3 cells were cultured and seeded in cell culture plates, respectively. UPC was extracted with hot water and then further fractionated it into five types: hexane, chloroform, ethyl acetate, butanol, and water soluable fractions. These five different fractions from UPCE were tested for their anti-proliferative effects on MCF-7 cells and NIH3T3 cells by MMT assay. Results: Among the five solvent-fractions of UPCE, n-hexane fraction and ethyl acetate fraction showed a strong anti-proliferative effects on MCF-7 cells but they displayed significant cytotoxicity on NIH3T3 cells, too. On the other hand, chloroform fraction showed a marked anti-proliferative effects on MCF-7 cells and low cytotoxicity on NIH3T3 cells. Conclusion: Chloloform fraction from UPCE showed selective anti-cancer activities on human breast cancer cell MCF-7 relatively to the other fractions.

• 치위생과학회지
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• 제23권4호
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• pp.369-377
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• 2023

Background: In this study, we investigated the potential use of keratin for oral tissue regeneration. Keratin is well-known for its effectiveness in skin regeneration by promoting keratinization and enhancing the elasticity and activity of fibroblasts. Because of its structural stability, high storability, biocompatibility, and safety in humans, existing research has predominantly focused on its role in skin wound healing. Herein, we propose using keratin proteins as biocompatible materials for dental applications. Methods: To assess the suitability of alpha-keratin protein as a substrate for cell culture, keratin was extracted from human hair via PEGylation. Viabilities of primary human gingival fibroblasts (HGFs) and human oral keratinocytes (HOKs) were assessed. Fluorescence immunostaining and migration assays were conducted using a fluorescence microscope and confocal laser scanning microscope. Wound healing and migration assays were performed using automated software to analyze the experimental readout and gap closure rate. Results: We confirmed the extraction of alpha-keratin and formation of the PEG-g-keratin complex. Treatment of HGFs with keratin protein at a concentration of 5 mg/ml promoted proliferation and maintained cell viability in the test group compared to the control group. HOKs treated with 5 mg/ml keratin exhibited a slight decrease in cell proliferation and activity after 48 hours compared to the untreated group, followed by an increase after 72 hours. Wound healing and migration assays revealed rapid closure of the area covered by HOKs over time following keratin treatment. Additionally, HOKs exhibited changes in cell morphology and increased the expression of the mesenchymal marker vimentin. Conclusion: Our study demonstrated the potential of hair keratin for soft tissue regeneration, with potential future applications in clinical settings for wound healing.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제32권2호
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• pp.133-147
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• 2005

Objectives: This study was carried out to establish human embryonic stem cells derived from frozen-thawed embryos using mouse embryonic fibroblasts (mEFs), human fetal skin and muscle fibroblasts as feeder cells, and to identify the characteristic of embryonic stem cells. Methods: When primary mEFs, human fetal skin and muscle fibroblasts were prepared, passaging on 4 days from replating could have effective trypsinization and clear feeder layers. Eight of 23 frozenthawed 4~8 cell stage embryos donated from consenting couples developed to blastocysts. Inner cell mass (ICM) was isolated by immunosurgery. ICM was co-cultured on mEFs, human fetal skin or muscle fibroblasts. The ICM colonies grown on mEFs, human fetal skin or muscle fibroblasts were tested the expression of stage specific embryonic antigen-3, -4 (SSEA-3, -4), octamer binding transcription factor-4 mRNA (Oct-4) and alkaline phosphatase surface marker. Results: We obtained 1 ICM colony from 2 ICM co-cultured on mEFs as feeder cells and did not obtain any ICM colony from 6 ICM clumps co-cultured on human fetal skin or muscle fibroblasts. The colony formed on mEFs could be passaged 30 times every 5 days with sustaining undifferentiated colony appearance. When the colonies cultured on mEFs were grown on human fetal skin or muscle fibroblasts, the colonies could be passaged 15 times every 9 days with sustaining undifferentiated colony appearance. The colonies grown on mEFs and human fetal fibroblasts expressed SSEA-4 and alkaline phosphatase surface markers and positive for the expression of Oct-4 by reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR). The produced embryoid body differentiated spontaneously to neural progenitorlike cells, neuron-like cells and beating cardiomyocyte-like cells, and frozen-thawed embryonic stem cells displayed normal 46,XX karyotype. Conclusions: The human embryonic stem cells can be established by using mEFs and human fetal fibroblasts produced in laboratory as feeder cells.

• 생명과학회지
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• 제28권3호
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• pp.275-283
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• 2018

인간 섬유아세포 성장인자는 조직 생성 및 상처 치료 효과로 인해 상업적으로 중요한 치료제 또는 화장품소재로서 가능성이 높다. 피부 조직에 침투성을 부여하여 치료효과를 높이기 위해서 단백질 전달 도메인인 PTD를 FGF에 융합을 시도하고 있으며 피부로의 투과능력과 그로인한 치료 효과에 대한 연구도 진행되고 있다. 그러나, PTD가 FGF 단백질의 N- 또는 C-말단에 결합 되었을 때 PTD의 위치가 대장균 발현시스템에서 재조합단백질 접힘 및 안정성, 그리고 결국 피부로의 도입능력에 상당한 영향을 미치는지에 대해서는 알려져 있지 않다. 여기에서 우리는 대조군으로 PTD가 융합되지 않은 인간 염기성 섬유아세포 성장인자(FGF2)와 PTD가 FGF2의 N-말단 또는 C-말단에 융합된 FGF2 복합체를 중합효소연쇄반응(OE-PCR)을 통해 클로닝 하였다. 그 다음 이들 재조합 FGF2의 단백질 발현 및 특성을 확인하고 마우스 등 피부를 이용하여 조직 내로의 도입 능력을 조사 하였다. 결과적으로, 불용성 PTD-FGF2 (N 말단 융합)와는 달리 대조군 FGF2와 FGF2-PTD 융합 단백질(C- 말단 융합)은 가용성 형태로 발현되어 재조합단백질 획득이 용이하였고, 마우스 피부 도입능력은 FGF2-PTD 융합단백질에서만 나타내 보였다. 우리의 결과는 C-말단에 융합된 FGF2-PTD 융합단백질이 발현, 정제, 피부 투과능력의 측면에서 다른 두 옵션들보다 노동, 비용, 시간면에서 보다 더 효율적일 수 있음을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제21권5호
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• pp.631-646
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• 2011

중간엽 줄기 세포는 다분화능을 가지고 있으며 골수, 지방, 태반, 치아속질, 윤활막, 편도 및 가슴샘 등 인체의 다양한 조직에서 분리된다. 중간엽 줄기세포는 조직의 항상성을 조절하며 다분화능, 분리와 조작의 용이함, 암세포로의 화학주성 및 면역 반응 조절 등의 특징을 가지고 있어서 재생 의학, 암 치료 및 식대주 질환(GVHD) 등에 이용할 수 있는 세포치료제로 주목 받고 있다. 하지만 주위 세포와 조직을 지지하고 조절하는 특징과 관련하여 중간엽 줄기세포가 혈관 생성을 촉진하고 성장인자를 분비하며 암세포를 공격하는 면역 반응을 억제함으로써 암의 진행을 촉진시킨다는 사실 또한 보고 되고 있다. 이러한 사실들로 인해 중간엽 줄기세포의 임상 적용이 제한되고 있다. 본 연구에서는 어떠한 기전을 통해서 중간엽 줄기세포가 암의 진행을 촉진하는 지지 세포로 기능하는지를 밝히기 위해서 인체 지방 조직에서 유래한 중간엽 줄기세포를 두 개의 암세포주(H460, U87MG)와 각각 공동 배양하고 microarray를 이용해서 암세포와 공동 배양되지 않은 중간엽 줄기세포와 유전자의 발현을 비교하였다. 두 암세포주와 공동배양에서 공통적으로 2배 이상 차이 나는 유전자를 DAVID (Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery)와 PANTHER (Protein ANalysis THrough Evolutionary Relationships)를 이용해 분석하였으며 생물학적 과정, 분자적 기능, 세포의 구성 성분, 단백질의 종류, 질병과 인체 조직 그리고 신호전달에 관련된 정보를 획득하였다. 이를 통해서 암세포는 중간엽 줄기세의 분화, 증식, 에너지 대사, 세포의 구조 및 분비기능을 조절하여 유전자의 발현 양상을 암 연관 섬유모세포(cancer associated fibroblast)와 유사한 세포로 변형 시킨다는 사실을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 중간엽 줄기세포를 이용한 임상 치료제의 효과와 안정성을 개선하는데 응용될 수 있을 것이다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제11권3호
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• pp.235-243
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• 2007

인간 제대혈 세포는 조혈모세포, 중간엽 줄기세포와내피전구세포를 풍부하게 포함하고 있다. 인간 제대혈 속의 중간엽 줄기세포는 조혈모세포와는 달리 다능성 줄기세포이며 신경세포로 분화할 수 있는 잠재성을 가지고 있다. 본 연구에서는 세포배양을 통해 제대혈의 중간엽 줄기세포를 신경세포와 콜린성 신경세포로 분화를 유도하였다. 중간엽 줄기세포를 신경세포로 분화시키기 위해 배양액에 dimethyl sulphoxide(DMSO)와 butylated hydroxyanisole(BHA)를 첨가하여 유도하였으며 basic fibroblast growth factor(bFGF), retinoic acid(RA), sonic hedgehog(Shh)를 처리하여 콜린성 신경세포로 분화시켰다. DMSO와 BHA에 처리된 중간엽 줄기세포가 빠르게 신경세포 모양으로 분화하는 것을 관찰하였으며, 이것은 면역조직학적 염색에서 신경세포 특이 표지인 $\beta$-tubulin III, 별아교세포에 대한 특이 표지인 GFAP, 희돌기아교세포에 대한 특이 표지인 Gal-C에 대해 양성반응을 나타내었고, 그 비율은 각각 $32.3{\pm}2.9%$, $11.0{\pm}0.9%,\;9.4{\pm}1.0%$였다. RT-PCR 분석에서 배양 단계에 따라 신경세포에 특이적인 표지 인자가 발현됨을 통해, 중간엽 줄기세포가 신경세포로 분화됨을 확인하였다. 또한, 중간엽 줄기세포에 bFGF, RA, Shh를 처리하여 콜린성 신경세포로 분화시켰을 때, 전체 중간엽 세포 중 $31.3{\pm}3.2%$가 신경세포 특이 표지인 $\beta$-tubulin III에 양성반응을 보였으며 이들 세포 중 $70.0{\pm}7.8%$가 콜린성 신경 특이 표지인 ChAT에 양성반응을 보였고, 이것은 Woodbury 방법에 의한 신경분화의 경우보다 3배 가량 높은 비율로 콜린성 신경의 분화를 유도한 것이다. 이러한 실험 결과들은 인간 제대혈의 중간엽 줄기세포가 콜린성 신경세포로 분화가 가능하고 이러한 잠재성을 가진 제대혈 중간엽 줄기세포는 퇴행성 신경질환에 대한 세포 치료제로서 가능성을 제시한다.

• 대한화장품학회지
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• 제30권3호
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• pp.393-397
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• 2004

L-Carnitine $({\beta}-hydroxy-\gamma-trimethyl-ammoniumbutyric{\;}acid)$은 분자량이 적은 수용성 분자로서 세포 내 지방 대사에서 중요한 역할을 수행한다. 지방산의 운반 분자인 아실-코에이(acyl-CoA)가 미토콘드리아의 세포막을 투과하지 못하기 때문에 지방산은 CoA로부터 카르니틴으로 운반되어 미토콘드리아에서 작용한다. 노화와 연관된 L-carnitine의 기능을 확인하기 위하여 MMP inhibition assay와 자외선 조사에 의해 유도된 MMP 발현에 대한 영향을 확인하였다. MMP inhibition assay는 콜라겐을 이용한 형광분석법을 실시하였고 자외선 조사에 의해 유도된 MMP 발현양은 ELISA로 정량하였으며 그 활성은 젤라틴 기질 zymography로 확인하였고 MMP mRNA 발현양은 RT-PCR ELISA로 확인하였다. 또한, 사람을 이용한 임상 실험을 통하여 주름 개선 효과를 평가하였다. L-carnitine은 농도 의존적으로 MMP 저해 활성을 나타났으며 $IC_{50}$값은 2.45 mM이었으며 자외선 조사에 의해 발현된 MMP 활성을 강하게 저해하였다. 자외선 조사에 의해 발현되는 MMP에 대해 단백질의 양적인 변화는 $40\%$ 정도 감소되었으며 L-carnitine 처리에 의해 농도 의존적으로 MMP mRNA의 발현양은 감소되었다. 이러한 실험결과를 통하여 L-carnitine은 MMP 효소의 저해능 뿐만 아니라 자외선 조사에 의해 유도되는 MMP 단백질 발현과 mRNA 유전자 수준에서의 조절이 가능함을 확인하였다. 사람을 이용한 임상 실험에서는 $1\%$ 카르니틴을 함유하는 화장품을 약 3개월간 사용 후에는 유의적으로 주름 개선 효과를 확인하였다. 결론적으로 L-Carnitine은 광노화에 관여하는 MMP 활성과 발현 조절 메커니즘을 통하여 광손상에 대응하는 항노화 소재로서의 화장품에 매우 효과적이었음을 확인하였다.