• 생명과학회지
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• 제29권10호
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• pp.1096-1103
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• 2019

신경염증은 알츠하이머병 및 파킨슨병 과 같은 신경퇴행성 장애의 발병원인에 관련이 있는 미세아교세포의 활성에 의해 매개되므로 신경염증억제는 다양한 뇌질환을 치료할 수 있는 효과적인 해결책이 될 수 있다. 흰점박이 꽃무지는 딱정벌레목 풍뎅이과에 속하는 곤충으로 한국, 중국, 일본 및 시베리아에 서식한다. 현재 국내에서는 흰점박이꽃무지가 식용곤충 자원으로서 단백질 공급원일 뿐만 아니라 간보호 효과와 혈행개선 등에 유용한 생리활성 물질을 다량 함유하고 있는 것으로 보고되고 있다. 미세아교세포는 중추신경계에서 염증성 cytokine 및 산화질소의 중요공급원이며 신경면역 및 염증기능 및 기타 다양한 신경생물학적 효과를 발휘한다. 본 연구에서는 LPS(100 ng/ml)를 처리하여 과하게 활성화된 미세아교세포에서 흰점박이꽃무지 에탄올 추출물의 신경염증 억제 효과를 조사하였다. 그 결과, 흰점박이꽃무지 에탄올 추출물은 세포독성 없이 NO 생성을 현저히 억제하였고, iNOS와 COX-2 발현량을 감소시켰으며 LPS에 의해 분비되는 염증성 cytokine의 생성량도 흰점박이꽃무지 추출물에 의해 감소되었다. 이러한 결과는 흰점박이꽃무지 에탄올 추출물이 신경염증 및 퇴행성 신경질환을 예방하기 위한 기능성 물질의 좋은 공급원이 될 수 있음을 시사한다.

• 대한화장품학회지
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• 제45권1호
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• pp.37-47
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• 2019

최근 미세먼지, 내분비장애, 환경 호르몬등에 의해 피부 염증 질환 환자들이 증가함에 따라 화장품 소재 개발 연구는 스테로이드, 항히스타민제 등의 피부염 치료 합성화합물 보다 이를 대체할 수 있는 천연물 기반의 보다 안전한 소재 발굴에 관심이 더 증가되고 있다. 따라서 본 연구에서는 여러 가지 천연 약재 스크리닝을 거쳐 피부 효능 효과가 검증된 두충, 익지인, 백강잠의 한방추출물(Mix)을 선정하고, 이들의 새로운 피부효능을 규명하여 천연 화장품 소재를 개발하고자 하였다. 우선 한방추출물(Mix)의 항산화 효능을 검증하기 위해 DPPH assay를 수행한 결과 $400{\mu}g/mL$ 농도 조건에서 약 98.8% DPPH radical 소거 활성을 확인하였다. 한방추출물(Mix)의 미백효능을 확인하기 위해 B16F10 세포주를 활용하여 한방추출물에 의한 멜라닌 합성량을 측정하였다. $400{\mu}g/mL$ 농도 조건에서 ${\alpha}-MSH$ 처리군 대비 27.1% 수준까지 멜라닌 합성량이 감소하여 미백효능 활성에 대해 유의성 있는 결과를 확인하였다. 또한 한방추출물(Mix)의 항염증 효능을 확인하기 위해 LPS 자극으로 활성화된 RAW264.7 대식세포에서 NO(nitric oxide) 합성 및 iNOS, COX-2의 유전자 발현을 관찰한 결과 모두 유의적으로 감소되는 것을 확인하였다. 염증성 사이토카인으로 알려진 $IL-1{\alpha}$, $IL-1{\beta}$, IL-6, $TNF-{\alpha}$의 mRNA 발현을 분석한 결과에서도 한방추출물에 의해 효과적으로 억제되는 것을 확인하였다. 마지막으로 피부장벽 기능 강화를 확인하기 위해 인간 각질형성세포인 HaCaT을 이용해 tight junction 구성 단백질인 claudin 1 유전자의 발현 변화를 관찰한 결과 한방추출물에 의해 mRNA 발현이 농도 의존적으로 증가되는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구를 통해 우리는 두충, 익지인, 백강잠을 함유한 한방추출물(Mix)이 항산화, 항염, 미백, 그리고 피부장벽 강화 등에 유효한 소재임을 확인하였고, 향후 피부 임상시험 등이 이뤄진다면 피부염 환자에 효과적인 천연 화장품 소재로 개발될 수 있을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제29권11호
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• pp.1179-1191
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• 2019

암세포는 epithelial mesenchymal transition (EMT)를 통해 tumor invasion과 metastasis가 일어나며, 또한 정상세포와 다른 oncogenic metabolic phenotypes 획득 즉, glycolytic switch 등이 암 발생과 진행에 깊이 연관되어 있음이 잘 알려져 있다. High-mobility group box 1 (HMGB1)은 chromatin-associated nuclear protein으로 알려져 있으나, dying cells 또는 immune cells로부터 방출되기도 한다. 방출된 HMGB1은 damage-associated molecular pattern (DAMP)로서 작용하여 EMT 및 invasion, metastasis를 유도함으로서 tumor progression에 기여한다고 알려졌다. 본 연구에서 HMGB1에 의해 EMT와 glycolytic switch 유도되며, 이 과정은 Snail 의존적임을 확인하였다. 또한 HMGB1/Snail cascade는 COX subunits인 COXVIIa와 COXVIIc의 발현 억제를 통해 mitochondrial repression과 cytochrome c oxidase (COX) inhibition을 유도하였다. HMGB1은 Snail를 통해 glycolytic switch의 주요 효소인 hexokinase 2 (HK2), phosphofructokinase-2/fructose-2,6-bisphosphatase 2 (PFKFB2), phosphoglycerate mutase 1 (PGAM1)의 발현을 증가시켰다. 이들 효소는 glycolytic switch에 중요하게 관여하는 것으로 알려져 있다. 이들 해당과정의 효소들을 knockdown한 결과 HMGB1에 의한 EMT를 억제함으로써 glycolysis와 HMGB1-induced EMT가 밀접하게 연관되어 있을 제시하였다. 이상의 연구 결과들은 HMGB1/Snail cascade가 EMT 및 glycolytic switch, mitochondrial repression에 중요하게 작용할 것임을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제31권2호
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• pp.199-208
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• 2021

Euonymus porphyreus는 노박덩굴과에 속하는 식물로 동아시아 지역에 널리 분포하며, 식물학상의 특징에 대한 보고는 있으나 항산화능과 항암활성 등에 관한 연구는 아직까지 밝혀진 바가 없다. 이에 본 연구에서는 인체 폐암세포인 A549를 사용하여 E. porphyreus 에탄올 추출물(EEEP)의 항산화 및 항암활성과 그 분자적 기전에 관하여 연구하였다. 먼저 EEEP의 총 폴리페놀 화합물과 플라보노이드 함량을 측정한 결과, 각각 115.42 mg/g, 23.07 mg/g이었다. EEEP의 DPPH radical 소거활성을 측정한 결과, IC50가 11.09 ㎍/ml로 뛰어난 항산화능을 보유한 것을 확인하였다. 또한 EEEP는 농도의존적으로 인체폐암세포주인 A549의 세포 성장을 저해하였으며, 세포 주기 변화를 분석한 결과 A549 세포의 SubG1기 세포비율이 증가하는 것을 확인하였다. Annexin V 염색과 DAPI 염색으로 EEEP 처리에 의해 apoptotic 세포와 apoptotic body가 증가하는 것을 확인하였으며, 이러한 결과는 EEEP에 의해 A549 세포의 apoptosis가 유도되는 것을 시사한다. 또한 관련 단백질들의 발현변화를 분석한 결과, EEEP에 의해 Fas, p53, Bax의 발현이 증가하고 Bcl-2의 발현은 감소하였으며, caspase-8, -9와 caspase-3의 활성화를 통해 PARP가 분해되어 apoptosis가 유도되었음을 확인하였다. 이러한 결과들로부터 EEEP는 내인성 및 외인성 경로를 통한 apoptosis 유도에 의하여 A549 세포의 증식을 억제하는 항암활성을 보유하였음을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제31권3호
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• pp.330-337
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• 2021

본 연구에서는 천연물유래 구강건강 개선소재로써 노각나무의 이용 가능성을 알아보기 위해 노각나무 잎과 줄기를 에탄올에 추출한 다음 구강미생물에 대한 추출물의 항균활성을 조사하였다. 노각나무 잎과 줄기 추출물(1 mg/disc)은 구강미생물 중 P. gingivalis KCTC5352에 대해서만 항균활성을 나타내었으며 줄기보다는 잎 추출물의 항균활성이 우수하였다. 시판되고 있는 구강케어제품에 사용되고 있는 항균제와 노각나무 잎 추출물의 항균활성을 비교한 결과, P. gingivalis에 대한 노각나무 잎 추출물과 양성대조구로 사용한 triclosan의 항균활성은 유사하게 나타났으며. P. gingivalis에 대한 노각나무 잎 추출물의 MIC는 0.4 mg/ml이고 정균작용을 하였다. 노각나무 잎추출물이 0.2-2.0 mg/ml 농도로 처리된 배양액에서 P. gingivalis KCTC5352의 생물막 형성과 세균 생육은 추출물의 농도가 증가할수록 농도의존적으로 억제되는 경향을 보였다. 또한 노각나무 잎 추출물(1 mg/ml) 처리가 P. gingivalis의 생물막 형성에 미치는 영향을 주사전자현미경으로 관찰한 결과에 의하면 추출물을 처리하지 않은 대조구는 추출물 처리구에 비해 P. gingivalis가 군집을 이루며 모여 있었고 세포 주변에서 생물막이 관찰되었지만 추출물을 처리한 처리구의 세포 주변에서는 생물막을 관찰할 수 없었다. qRT-PCR을 이용하여 생물막 형성 초기 과정에서 치면 부착에 필수적인 섬모(fimbriae)관련 mRNA 발현 양상을 0조사한 결과, 노각나무 잎 추출물이 0.2-2.0 mg/ml의 농도로 처리된 배양액에서 fimA와 mfa1 유전자 발현은 추출물의 농도가 높아질수록 농도의존적으로 억제되는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 결과를 종합하면 노각나무 잎 추출물은 치주질환 원인균인 P. gingivalis에 대한 항균 활성과 생물막 형성 억제능이 우수하기 때문에 천연물유래 구강건강 개선소재로써 이용 가능성이 높을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제31권12호
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• pp.1094-1099
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• 2021

동애등에(Hermetia illucens)에 대한 몇 가지 약리적 효능이 보고된 바 있으나, 이 추출물의 항비만 및 작용기전에 대한 보고는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 3T3-L1 지방전구세포를 지방세포로 분화시키는 과정에 동애등에 유충 에탄올 추출물을 첨가하여 분화 억제를 통한 항비만 효과를 확인하고자 하였다. 지방세포 분화에서 나타나는 중성지방의 양을 Oil red O 염색을 통하여 지방 축적 정도를 측정하였고, 지방세포의 분화와 지방 합성에 관련된 인자들의 발현량을 western blot을 통해 확인하였다. 동애등에 추출물에 의해 지방세포의 지방구 형성은 유의한 수준으로 억제되었다. 또한, 지방세포의 분화에 관여하는 전사인자인 peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ)와 CCAAT enhancer-binding protein α (C/EBPα)의 단백질 발현은 400 ㎍/ml 동애등에 추출물에 의해 현저하게 감소되었다. 이에 본 연구결과를 토대로 동애등에 추출물은 지방세포 분화 및 지방 축적 억제를 통한 항비만 소재로 활용하기에 적합할 것으로 판단된다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제36권6호
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• pp.528-536
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• 2021

본 연구는 십자화과 채소인 갓(Brassica juncea) 추출물을 이용하여 지표성분인 sinigrin의 함량을 분석하고, 내분비계 교란물질 환경호르몬인 비스페놀 A (BPA)로 분화를 유도한 3T3-L1 전구지방세포에서 갓 추출물과 sinigrin 처리에 대한 지방세포 분화 및 활성산소종(ROS) 생성 억제, 지방 생성 전사인자(PPARγ, C/EBPα, aP2)의 단백질 발현 감소 효능을 평가하였다. 연구 결과에 따르면 HPLC를 이용하여 측정한 갓 추출물 중 sinigrin의 함량은 21.27±0.2 mg/g 인 것으로 나타났다. BPA로 유도된 3T3-L1 전구지방세포에서 XTT assay 결과 sinigrin 180 µM 및 갓 추출물 300 ㎍/mL 농도에서 세포 독성을 보이지 않았으며, 지방세포 분화과정 중 세포 내 지방 축적량과 ROS 생성량을 비교하였을 때 갓과 sinigrin을 처리한 지방세포의 경우 지방축적량 및 ROS 생성량 모두 유의적으로 감소시키는 것으로 나타났다. 또한, 갓 추출물 및 sinigrin을 처리하였을 때 지방세포 분화를 조절하는 전사인자 PPARγ, C/EBPα 및 aP2의 발현이 억제됨을 확인하였다. 이 결과를 통해 갓은 환경호르몬 비스페놀 A로 유도된 지방세포 내 지방 축적 억제와 더불어 ROS 저감에 효과적으로 작용함을 확인하였다. 향후 sinigrin을 함유한 갓은 BPA로 인한 지질 대사 장애를 예방하는 천연물 유래 기능성 식품 소재로 활용할 가능성이 높은 것으로 기대되며, 추가로 임상 연구 및 작용기전 입증을 위한 in vivo 모델에서의 후속 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제37권3호
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• pp.189-197
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• 2022

천식은 호흡곤란, 기침, 가슴통증과 같은 증상을 가지는 만성질환으로써 세포내 염증으로 인한 조직 리모델링을 특징으로 한다. 이러한 천식은 잘 조절되지 않을 시 치료제의 부작용을 경험할 수 있으며 일상 기능 및 삶의 질 저하로까지 이어질 수 있다. 천식은 여러 면역세포들에 의한 염증반응이 주원인으로 대식세포와 호염구 또한 천식에 악영향을 미칠 수 있다. 대식세포는 여러 염증성 사이토카인을 분비하여 염증을 유발할 뿐만 아니라 산화질소를 통한 DNA 손상과 점액 생성을 유도하여 천식을 악화시킬 수 있다. 호염구는 호산구 침윤을 증가시킬 수 있으며 히스타민 및 IgE에 대한 높은 친화력을 가진 FcεRIα 수용체로 인해 천식을 악화시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 28여 가지의 천연물의 각 분획에서 추출한 추출물을 가지고 이러한 세포들의 반응을 억제할 수 있는지 실험하였다. 마우스 대식세포인 Raw 264.7 세포에서 LPS에 의한 산화질소 생성 억제력 및 레트 호염구세포인 RBL-2H3 세포에서 IgE 감작에 의한 β-hexosaminidase 생성 억제력을 평가하였다. 4가지 천연물 추출물이 산화질소를 유의적으로 감소시켰으며 19가지 천연물 추출물이 β-hexosaminidase 생성을 유의적으로 감소시켰다. 이 중 두 실험 모두 유의적인 결과를 보였던 천연물 추출물은 질경이(Plantago asiatica), 병풀(Centella asiatica), 들깨(Perilla frutescens var. japonica) 이렇게 3가지이었다. 본 연구는 여러 천연물 추출물이 천식에 관여하는 대식세포 및 호염구 활성 억제에 미치는 영향을 분석하였다. 천식뿐 아니라 대식세포 및 호염구가 관여하는 타 질환에도 적용할 수 있는 천연물 추출물에 대한 기초 연구를 제공한다.

• 생명과학회지
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• 제33권3호
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• pp.277-286
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• 2023

스테로이드 유발 근위축은 장기간 코르티코스테로이드 요법의 일반적인 부작용이며 근육량과 기능의 현저한 감소로 이어질 수 있다. 발아된 Rhynchosia Nulubilis (GRH)는 항염증 및 항산화 특성이 있는 것으로 밝혀진 전통적인 약용 식물이다. 그러나 근 감소 억제 효능에 대하여는 보고된 바가 없다. 본 연구에서는 덱사메타손에 의해 유도된 근위축 C2C12 근관세포 모델과 마우스 모델에서 근위축 억제 활성에 대한 GRH의 영향을 평가하였다. 또한 골격근에 대한 GRH 효과의 기본이 되는 분자 경로를 확인하였다. May Grunwald-Giemsa 염색을 통한 근관 세포 염색 결과는 GRH 처리군에서 근관의 길이와 면적이 증가함을 보여주었다. 또한, muscle ring-finger protein-1 (MuRF-1)와 muscle atrophy F-box (MAFbx) 발현이 GRH 처리군에서 유의하게 감소하였다. 더욱이 덱사메타손에 의해 유도된 근위축 C57BL/6 마우스에서 트레드밀을 사용한 지구력 측정과 악력측정기를 이용한 악력 측정을 통한 근육 기능을 평가한 결과 GRH를 경구 투여한 마우스의 근육 기능이 향상되었다. 또한 이러한 결과는 근육 조직에서 GRH에 의한 MAFbx의 발현 억제를 통해 일어남을 확인하였다. 결론적으로 GRH는 MAFbx 발현을 억제하여 유비퀴틴-프로테아좀 경로를 차단함으로써 덱사메타손에 의해 유발된 근위축을 개선할 수 있을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제33권2호
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• pp.169-175
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• 2023

자외선으로 야기되는 피부조직의 손상에 대한 방어기전으로 멜라닌세포는 멜라닌 색소를 생산한다. 이러한 멜라닌 생성에는 tyrosinase 효소가 중추적인 역할을 수행한다. 그러나 과다한 멜라닌 생성은 피부조직에 주근깨와 검버섯 등의 과다 색소침착 병변을 일으킨다. 따라서 tyrosinase 발현이나 활성을 조절함으로써, 과도한 멜라닌 생성을 억제하는 물질을 발굴하는 것은 임상적인 의미가 있다. Catechin은 tyrosinase 발현을 저해함으로써 멜라닌 생성을 억제하는 화합물로 알려져 있다. 본 연구에서는 B16F10 마우스 흑색종 세포주와 버섯에서 추출된 tyrosinase를 사용하여, 참느릅나무의 줄기 껍질에서 추출 및 동정된 catechin 유도체 화합물(C5A, C7A, C7G, 및 C7X)의 멜라닌 생성 억제 효능을 검증하였다. 먼저, B16F10 세포주에서, 세포독성을 나타내지 않는 농도의 catechin 유도체 화합물 처리는, 모두α-MSH로 촉진된 멜라닌 생합성을 억제하는 효능을 보였다. Catechin 유도체 화합물의 이러한 효능은 멜라닌 생합성 저해제로 잘 알려진 kojic acid와 비슷한 수준이였다. 또한, C5A와 C7A는 버섯에서 추출된 tyrosinase의 효소 활성을 통계적으로 유의하게 억제하였다. 또한, 컴퓨터 분석을 통해 C5A와 C7A는 kojic acid와 유사한 수준으로 tyrosinase의 active site에 결합할 것으로 예측되었다. 이에 더하여, 4종류의 catechin 유도체 화합물 모두가 α-MSH 처리된 B16F10 세포주에서 tyrosinase 단백질 발현을 감소시켰다. 본 연구결과를 종합하면, 참느릅나무에서 추출/동정된 catechin 유도체 화합물은 멜라닌세포의 멜라닌 생성을 효과적으로 억제하였다. 따라서, 본 연구결과는 이러한 catechin 유도체 화합물이 피부의 과다 색소침착 질환 제어를 위한 새로운 조절 물질로 응용될 수 있음을 제시한다.