• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권9호
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• pp.1213-1227
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• 2023

Fetal growth restriction (FGR) is a prevalent obstetric condition. This study aimed to investigate the role of Toll-like receptor 9 (TLR9) in regulating the inflammatory response and gut microbiota structure in FGR. An FGR animal model was established in rats, and ODN1668 and hydroxychloroquine (HCQ) were administered. Changes in gut microbiota structure were assessed using 16S rRNA sequencing, and fecal microbiota transplantation (FMT) was conducted. HTR-8/Svneo cells were treated with ODN1668 and HCQ to evaluate cell growth. Histopathological analysis was performed, and relative factor levels were measured. The results showed that FGR rats exhibited elevated levels of TLR9 and myeloid differentiating primary response gene 88 (MyD88). In vitro experiments demonstrated that TLR9 inhibited trophoblast cell proliferation and invasion. TLR9 upregulated lipopolysaccharide (LPS), LPS-binding protein (LBP), interleukin (IL)-1β and tumor necrosis factor (TNF)-α while downregulating IL-10. TLR9 activated the TARF3-TBK1-IRF3 signaling pathway. In vivo experiments showed HCQ reduced inflammation in FGR rats, and the relative cytokine expression followed a similar trend to that observed in vitro. TLR9 stimulated neutrophil activation. HCQ in FGR rats resulted in changes in the abundance of Eubacterium_coprostanoligenes_group at the family level and the abundance of Eubacterium_coprostanoligenes_group and Bacteroides at the genus level. TLR9 and associated inflammatory factors were correlated with Bacteroides, Prevotella, Streptococcus, and Prevotellaceae_Ga6A1_group. FMT from FGR rats interfered with the therapeutic effects of HCQ. In conclusion, our findings suggest that TLR9 regulates the inflammatory response and gut microbiota structure in FGR, providing new insights into the pathogenesis of FGR and suggesting potential therapeutic interventions.

• 치위생과학회지
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• 제23권4호
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• pp.282-295
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• 2023

Background: Secretory leukocyte protease inhibitor (SLPI) protects tissues from proteases and promotes cell proliferation and healing. SLPI also reduces periodontal inflammation and alveolar bone resorption by inhibiting proinflammatory cytokine expression in rat periodontal tissues and osteoblasts. However, little is known of the role of SLPI in the expression of osteoclast regulatory factors from osteoblasts, which are crucial for the interaction between osteoblasts and osteoclasts. Therefore, we aimed to determine the effects of SLPI on the regulation of osteoclasts and osteoblasts in LPS-treated alveolar bone and osteoblasts. Methods: Periodontitis was induced in rats using LPS. After each LPS injection, SLPI was injected into the same area. Immunohistochemical analysis was performed with antibodies against SLPI, RANKL, OPG, and Runx2 in the periodontal tissue. RT-PCR and western blotting were performed to determine the expression levels of SLPI, RANKL, OPG, and Runx2 in LPS- and SLPI/LPS-treated MC3T3-E1 cells. SLPI/LPS-treated MC3T3-E1 cells were also stained with Alizarin Red S. Results: Immunohistochemical analysis showed that the expression levels of SLPI, OPG, and Runx2 were higher while that of RANKL was lower in the LPS/SLPI group relative to those in the LPS group. The mRNA and protein expression of SLPI, OPG, and Runx2 was higher in SLPI/LPS/MC3T3-E1 cells than in LPS/MC3T3-E1 cells, and RANKL expression was lower. During differentiation, OPG and Runx2 protein levels were higher whereas RANKL levels were lower in SLPI/LPS/MC3T3-E1 than in LPS/MC3T3-E1 cells on days 0, 4, 7, and 10. In addition, mineralization and matrix deposition were higher in SLPI/LPS/MC3T3-E1 than in LPS/MC3T3-E1 on days 7 and 10. SLPI decreased RANKL expression in LPS-treated alveolar bone and osteoblasts but increased the expression of OPG and Runx2. Conclusion: SLPI can be considered as a regulatory molecule that indirectly regulates osteoclast activation via osteoblasts and promotes osteoblast differentiation.

• 대한화장품학회지
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• 제50권1호
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• pp.19-27
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• 2024

본 연구는 배롱나무 꽃(Lagerstroemia indica flower)을 항여드름 화장품 소재로 제안하기 위한 것으로 배롱나무 꽃의 에탄올 추출물(Lagerstroemia indica flower extract, LIFE)을 이용해 피지조절과 항염, 항산화 효능을 확인하였다. 피지조절 효능을 평가한 결과 LIFE가 팔미트산으로 과도하게 유도된 피지생성을 65%까지 억제함을 확인하였다. 이어서 LIFE가 여드름 병변에서 주로 나타나는 Cutibacterium acnes (C. acnes)에 대한 항균작용과 lipase 활성억제능이 있으며, C. acnes로부터 분비되는 독성인자에 의한 염증반응도 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 LIFE가 대식세포에서 LPS로 유도된 염증성 매개인자인 일산화질소(NO)와 prostaglandin E₂ (PGE₂)의 분비를 각각 75%, 54%까지 억제함을 확인하였으며, 아스코르브산과 비슷한 정도의 높은 DPPH 라디칼 소거능 또한 있음을 확인하였다. 이 결과들은 천연 추출물인 LIFE가 피지 생성 조절과 함께, C. acnes에 대한 항균 및 lipase 활성 억제, 항염, 항산화능을 가짐으로써 복합성 질환인 여드름을 완화 및 치료하는 항여드름 소재로 활용될 수 있음을 제시한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권12호
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• pp.1635-1647
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• 2023

Muscle atrophy, which is defined as a decrease in muscle mass and strength, is caused by an imbalance between the anabolism and catabolism of muscle proteins. Thus, modulating the homeostasis between muscle protein synthesis and degradation represents an efficient treatment approach for this condition. In the present study, the protective effects against muscle atrophy of ethanol extracts of Morus alba L. (MA) and Angelica keiskei Koidz. (AK) leaves and their mixtures (MIX) were evaluated in vitro and in vivo. Our results showed that MIX increased 5-aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleotide-induced C2C12 myotube thinning, and enhanced soleus and gastrocnemius muscle thickness compared to each extract alone in dexamethasone-induced muscle atrophy Sprague Dawley rats. In addition, although MA and AK substantially improved grip strength and histological changes for dexamethasone-induced muscle atrophy in vivo, the efficacy was superior in the MIX-treated group. Moreover, MIX further increased the expression levels of myogenic factors (MyoD and myogenin) and decreased the expression levels of E3 ubiquitin ligases (atrogin-1 and muscle-specific RING finger protein-1) in vitro and in vivo compared to the MA- and AK-alone treatment groups. Furthermore, MIX increased the levels of phosphorylated phosphoinositide 3-kinase (PI3K), protein kinase B (Akt), and mammalian target of rapamycin (mTOR) that were reduced by dexamethasone, and downregulated the expression of forkhead box O3 (FoxO3a) induced by dexamethasone. These results suggest that MIX has a protective effect against muscle atrophy by enhancing muscle protein anabolism through the activation of the PI3K/Akt/mTOR signaling pathway and attenuating catabolism through the inhibition of FoxO3a.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제66권
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• pp.369-378
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• 2023

본 연구는 청가시덩굴 에탄올 추출물을 이용하여 3T3-L1 지방전구세포에서 지방세포를 통해 항비만 활성을 확인하고자 하였다. 청가시덩굴 에탄올 추출물에 의한 지방세포 분화 억제 활성 및 지방형성에 미치는 영향을 확인하기 위해 3T3-L1 지방전구세포에 분화를 유도하여 추출물을 농도별로 처리하였다. 그 결과 청가시덩굴 에탄올 추출물 처리 시 지방세포 분화 및 세포 내 중성지방 축적 수준이 농도 의존적으로 감소하였다. 이러한 지방형성 억제 효과가 어떠한 작용기전에 의해 유도되는지 확인하기 위해 청가시덩굴 추출물과 그로부터 분리된 화합물인 acertannin을 이용하여 지방세포 분화 조절인자들의 유전자 및 단백질 발현을 확인하고자 하였다. 청가시덩굴 에탄올 추출물은 지방형성 및 지방산 합성 관련 인자인 PPARγ, C/EBPα, ADD1/SREBP1c, FAS, aP2의 유전자 및 단백질 발현을 유의적으로 억제하였다. 이러한 결과들로 볼 때 청가시덩굴 에탄올 추출물은 지방세포분화 및 지방축적 인자의 조절 효과를 나타냄으로써 산림자원의 항비만 및 고지혈증 개선 기능성 소재로의 활용 가능성을 확인하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권6호
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• pp.671-680
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• 2017

본 연구 결과 검은콩 물 에탄올 추출물과 Lactobacillus rhamnosus GG(LGG)와 Bifidobacterium animals subsp. lactis BB-12(BB-12)를 이용하여 발효시킨 발효검은콩 물 에탄올 추출물의 발효 전과 후의 성분변화를 분석하고, 검은콩과 검은콩 발효 추출물이 모유두 세포 성장에 미치는 효과를 알아보기 위해 primary 인간 모유두 세포(HFDPC)에 검은콩 추출물(BWE, BEE)과 발효검은콩 추출물(BWE-F, BEE-F)을 다양한 농도로 처리하여 세포독성을 확인하였으며, 이를 바탕으로 적정 처치 농도를 결정하여 모발 성장촉진(VEGF와 KGF/FGF7)과 억제($TGF-{\beta}1$과 AR)에 관여하는 유전자 발현을 mRNA 수준에서 확인하였다. 나아가 검은콩 추출물이 HFDPC의 생존 촉진에 미치는 영향을 Akt와 Erk의 인산화 활성을 통해 비교 분석하였다. LGG와 BB-12를 이용하여 발효시킨 검은콩은 발효가 진행됨에 따라 pH, 총폴리페놀, 총당 환원당의 함량이 감소하였으며, 검은콩 4종 추출물(BWE, BEE, BWE-F, BEE-F) 중 BWE, BEE, BWE-F가 VEGF의 mRNA 발현을 증가시키고, 모든 처리군에서 KGF/FGF7의 mRNA 발현을 유의적으로 증가시킴을 확인할 수 있었다. 나아가 BWE, BEE, BWE-F가 Erk의 활성을 증가시켰음을 확인할 수 있었다. 따라서 검은콩 물 추출물과 검은콩 에탄올 추출물, 그리고 발효검은콩 물 추출물이 인간 모유두 세포의 세포성장에 모발 성장 촉진인자의 활성과 Erk의 활성화 등을 통한 기전으로 긍정적인 영향을 미침으로써 모발 성장 및 모발 건강을 위한 기능성원료로서의 가능성을 확인할 수 있었으며, 유산균 2종(LGG, BB-12)을 이용한 발효검은콩이 검은콩과 비교하여 모발 성장 촉진 관련 단백질 발현에서는 유의적인 우월성을 가지지는 않음을 확인하였다. 추후 다른 유산균 균 총을 이용한 발효검은콩의 연구와 더불어 보다 정밀한 발효를 통한 검은콩 추출물의 성분과 조성의 변화를 바탕으로 한 모발 성장 및 모주기 관련 연구가 이루어져야 할 것이라 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제30권2호
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• pp.211-220
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• 2020

CAR의 활성은 리간드 결합 뿐만 아니라, 세포외신호전달 경로를 통한 관련 조절인자들의 인산화, 전사 조절인자들과의 상호작용, 그리고 coactivators 및 corepressors의 동원, 분해 및 발현 등에 의해 조절되며, 이러한 CAR의 활성 조절은 또한 외인성 화학물질과 에너지 대사, 세포의 증식 및 사멸을 포함한 다양한 생리적 항상성 조절에 영향을 미친다. CAR는 ERK1/2의 신호전달경로에 의해 인산화되어 Hsp-90/CCRP와 복합체를 형성하여 세포질 내에 잔류하는 반면, PB는 ERK1/2를 억제하여 downstream 신호전달 조절인자들의 탈인산화를 유발하고, 활성화된 RACK-1/PP2A를 동원하여 CAR를 탈인산화 함으로써 핵 이동 및 전사 활성을 유도한다. CAR의 활성은 FoxO1 및 PGC-1α와의 cross-talk을 통하여 각각 전사 활성 억제와 ubiquitination을 통한 단백질 분해를 유도하여 당합성과정에 관여하는 PEPCK 및 G6Pase 유전자의 발현을 억제한다. CAR에 의한 지방의 합성과 산화 조절은 각각 PPARγ 및 PPARα와의 cross-talk에 의한 PGC-1α의 분해와 CPT-1의 발현 억제 또는 PGC-1α와의 결합을 통해 지방 합성 유전자의 발현 억제와 조직 특이적 산화 억제 또는 촉진으로 이루어진다. CAR는 FoxO1의 억제를 통한 p21의 발현 억제와 cyclin D1의 발현을 유도하여 세포 증식을 촉진하는 반면, GADD45B의 발현을 통한 MKK7과 JNK1의 활성을 억제하여 세포 사멸을 억제한다. 결론적으로, CAR는 세포외신호전달 경로와 세포내 조절인자들과의 다양한 상호작용을 통하여 외인성 화학물질의 대사뿐만 아니라 에너지 대사 및 세포의 성장과 사멸의 조절을 통한 항상성 유지에 관여한다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권5호
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• pp.651-663
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• 2016

옥수수수염, 율무, 표고버섯 그리고 사과껍질 70% 주정 추출물들(CS, JT, LE, AP)은 항산화 활성이 있었고, 그것 중에 CS가 총폴리페놀 함량, 플라보노이드 함량, DPPH 라디칼 소거작용, ABTS 라디칼 소거작용 그리고 환원력과 같은 항산화 효과가 가장 높았다. 지방분화는 CS, JT, LE, AP 그리고 옥수수수염, 율무, 표고버섯 그리고 사과껍질을 함유한 개발 빵 추출물(DB)을 각각 처리한 3T3-L1 지방세포에서 연구하였다. DB1과 DB2는 지방 전구세포 분화 억제 및 항산화 효과가 있었다. 3T3-L1 지방세포에서 중성지방 축적은 실험한 시료들(CS, JT, LE, AP) 중에서 CS가 분화된 3T3-L1 지방세포에서 TG 축적을 가장 억제하였고 3T3-L1에서 지방분화와 관련된 인자들을 조절하였다. CS는 3T3-L1 세포에서 지방구 형성과 지방세포 분화를 농도 의존적으로 억제하였다. 지방분화 동안 다양한 농도(10, 50, $100{\mu}g/mL$)에서 CS와 함께 처리한 3T3-L1 세포에서 $C/EBP{\beta}$, $PPAR{\gamma}$ 그리고 aP2 mRNA와 단백질 수준에 대한 CS의 영향력을 실험하였고, 3T3-L1 지방세포에 CS 처리는 $PPAR{\gamma}$와 aP2 mRNA 발현을 감소시켰다. CS는 역시 지방분화 중에 $C/EBP{\beta}$, $PPAR{\gamma}$와 aP2 단백질의 증가를 현저하게 저해하였다. 개발된 빵들은 CS에 의해 지방 전구세포(3T3-L1 preadipocytes) 분화 억제 효과가 있고, CS는 3T3-L1 지방세포에서 $C/EBP{\beta}$, $PPAR{\gamma}$와 aP2 신호전달경로를 저해함으로써 지방 전구세포 분화 억제 효과를 나타내었다. JT, LE와 AP는 지방 전구세포 분화 억제 효과는 없었지만 강한 항산화 효과가 있었다. 이들 결과는 개발된 빵이 비만예방 및 억제뿐만 아니라 산화적 스트레스에 의해 유발되는 질병에 도움을 줄 수 있는 건강빵이라는 것을 제안하였다.

• 유기물자원화
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• 제8권2호
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• pp.130-139
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• 2000

일련의 회분식실험을 통하여 음식폐기물의 동력학상수 및 메탄가스 발생량을 측정하였으며 음식폐기물의 고온혐기성 소화시 입자의 크기, 나트륨이온의 농도, 휘발성 고형물의 부하량이 따른 운전인자에 대한 영향을 살펴보았다. 기초 동력학 실험에서는 최대 기질 분해 속도 상수 k는 $0.24hr^{-1}$로 나타났으며 반 포화상수 Ks는 $700mg/{\ell}$ 로 나타났다. 나트륨 농도에 따른 혐기성소화 영향에 관한 실험은 나트륨 농도가 $5g/{\ell}$ 까지는 총 메탄가스 발생량에 영향을 미치지 않았으나 점차로 농도가 증가함에 따라 총 메탄가스 발생량이 감소하기 시작하였으며 나트륨 농도가 $20g/{\ell}$ 로 증가시켰을 경우 이론적인 발생량의 50% 만을 발생하였다. 음식폐기물을 크기별로 분쇄하여 혐기성 소화를 시킨 후 Valentini 모델에 적용시킨 결과 모든 경우에 있어서 가수분해 상수 값 A는 0.45를 나타내었으며 입자의 크기가 1.02 mm에서 2.14 mm로 높아짐에 따라 최대 기질 분해 속도 상수 $k_{HA}$는 $0.0033hr^{-1}$에서 $0.0015hr^{-1}$로 감소하였다. 이것으로 음식폐기물의 혐기성 소화에 있어서 입자 크기가 중요한 운전인자 중의 하나임을 증명할 수 있었으며 휘발성 고형분의 부하량에 관한 연구에서는 최대 주입 휘발성 고형물 부하량은 $40g/{\ell}$ 로 나타났으며, 유기물 부하가 낮은 경우에서는 나트륨 이온에 따른 영향이 휘발성 고형물 제거에 나타나지 않았으나 $40g/{\ell}$ 인 경우 약간의 차이가 있는 것으로 판명되었다.

• 한국영양학회:학술대회논문집
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• 한국영양학회 1995년도 추계학술대회 초록
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• pp.11-34
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• 1995

Growth hormone (GH) plays a key role in regulating postnatal growth and can stimulate growth of animals by acting directly on specific receptors on the plasma membrane of tissues or indirectly through stimulating insulin-like growth factor (IGF)-I synthesis and secretion by the liver and other tissues. IGF-I and IGF-Ⅱ are polypeptides with structural similarity with proinsulin that stimulate cell proliferation by endocrine, paracrine and autocrine mechanisms. The initial event in the metabolic action of IGFs on target cells appears to be their binding to specific receptors on the plasma membrane. Current evidence indicates that the mitogenic actions of both IGFs are mediated primarily by binding to the type I IGF receptors, and that IGF action is also mediated by interactions with IGF-binding proteins (IGFBPs). Six distinct IGFBPs have been identified that are characterized by cell-specific interaction, transcriptional and post-translational regulation by many different effectors, and the ability to either potentiate or inhibit IGF actions. Nutritional deficiencies can have their devastating consequence during growth. Although IGF-I is the major mediator of GH's action on somatic growth, nutritional status of an organism is a critical regulator of IGF-I and IGFBPs. Various nutrient deficiencies result in decreased serum IGF-I levels and altered IGFBP levels, but the blood levels of GH are generally unchanged or elevated in malnutrition. Effects of protein, energy, vitamin C and D, and zinc on serum IGF and IGFBP levels and tissue mRNA levels were reviewed in the text. Multiple factors are involved in the regulation of intestinal epithelial cell growth and differentiation. Among these factors the nutritional status of individuals is the most important. The intestinal epithelium is an important site for mitogenic action of the IGFs in vivo, with exogenous IGF-I stimulating mucosal hyperplasia. Therefore, the IGF system appears to provide and important mechanism linking nutrition and the proliferation of intestinal epithelial cells. In order to study the detailed mechanisms by which intestinal mucosa is regulated, we have utilized IEC-6 cells, an intestinal epithelial cell line and Caco-2 cells, a human colon adenocarcinoma cell line. Like intestinal crypt cells analyzed in vivo or freshly isolated intestinal epithelial cells, IEC-6 cells and Caco-2 cells possess abundant quatities of both type Ⅰ and type Ⅱ IGF receptors. Exogenous IGFs stimulate, whereas addition of IGFBP-2 inhibits IEC-6 cell proliferation. To investigate whether endogenously secreted IGFBP-2 inhibit proliferation, IEC-6 cells were transfected with a full-length rat IGFBP-2 cDNA anti-sense expression construct. IEC-6 cells transfected with anti-sense IGFBP-2 protein in medium. These cells grew at a rate faster than the control cells indicating that endogenous IGFBP-2 inhibits proliferation of IEC-6 cells, probably by sequestering IGFs. IEC-6 cells express many characteristics of enterocyte, but do not undergo differentiation. On the other hand, Caco-2 cells undergo a spontaneous enterocyte differentiation. On the other hand, Caco-2 cells undergo a spontaneous enterocyte differentiation after reaching confluency. We have demonstrated that Caco-2 cells produce IGF-Ⅱ, IGFBP-2, IGFBP-3, and an as yet unidentified 31,000 Mr IGFBP, and that both mRNA and peptide secretion of IGFBP-2 and IGFBP-3 increased, but IGFBP-4 mRNA and protein secretion decreased after the cells reached confluency. These changes occurred in parallel to and were coincident with differentiation of the cells, as measured by expression of sucrase-isomaltase. In addition, Caco-2 cell clones forced to overexpress IGFBP-4 by transfection with a rat IGFBP-4 cDNA construct exhibited a significantly slower growth rate under serum-free conditions and had increased expression of sucrase-isomaltase compared with vector control cells. These results indicate that IGFBP-4 inhibits proliferation and stimulates differentiation of Caco-2 cells, probably by inhibiting the mitogenic actions of IGFs.