Metastasis is one of hallmarks of cancer and a major cause of cancer death. Combatting metastasis is highly challenging. To overcome these difficulties, researchers have focused on physical properties of metastatic cancer cells. Metastatic cancer cells from patients are softer than benign cancer or normal cells. Changes of viscoelasticity of cancer cells are related to the keratin network. Unexpectedly, keratin network is dynamic and regulation of keratin network is important to the metastasis of cancer. Keratin is composed of heteropolymer of type I and II. Keratin connects from the plasma membrane to nucleus. Several proteins including kinases, and protein phosphatases bind to keratin intermediate filaments. Several endogenous compounds or toxic compounds induce phosphorylation and reorganization of keratin network in cancer cells, leading to increased migration. Continuous phosphorylation of keratin results in loss of keratin, which is one of the features of epithelial mesenchymal transition (EMT). Therefore, several proteins involved in phosphorylation and reorganization of keratin also have a role in EMT. It is likely that compounds controlling phosphorylation and reorganization of keratin are potential candidates for combating EMT and metastasis.
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.
Keratins, the constituents of epithelial intermediate filaments, are precisely regulated in a tissue and development specific manner. There are two types of keratin in bovine. The type I is acidic keratin and the type II is neutral/basic keratin. 1.5 kb of 5' flanking sequence of Korean cattle Keratin IV gene, type II keratin (59 kDa), was cloned and sequenced. A symmetrical motif AApuCCAAA are located in a defined region upstream of the TATA box. Proximal SP1, AP1, E-box and CACC elements as the major determinants of transcription are identified. When it was compared to the bovine sequence from -600 bp to ATG upstream, the homology was 97% in nucleotide sequence. Several A and T sequences, located in the promoter region, are deleted in the Korean cattle. An expression vector consisted of Korean cattle Keratin IV gene promoter/SV40 large T antigen was transfected to HaCaT cell (Epithelial keratinocyte). The transformed HaCaT cells showed active proliferation when treated with PDGF (Platelet-derived growth factor) in 0.3% soft agar compared to control cells. These results indicate that Korean cattle Keratin IVgene promoter can be used as a promoter for transfection into epithelial cell.
소나무에서 추출해낸 천연유기유황(Natural Sulfur)의 의학적 가치는 1972년 Jacob 박사와 Herschler 박사가 오래곤 과학대학에서 천연식이유황(Natural Sulfur/MSM)을 가지고 표피조직에 미치는 영향을 구명하면서 keratin 단백질에 대한 연구가 활성화 되기 시작하였다. 세포내 골격물질은 크게 형태와 조성에 따라서 actin microfilament, microtubule, 그리고 intermediate filament(IF)로 구분된다. keratin의 특성은 keratin intermediate family중에서 K17 IF가 새로운 기능을 나타내는데 피부세포의 성장에 핵심적인 조절 역할을 한다는 사실이 밝혀 지면서 Dr. Pierre A. Coulombe(The Johns Hopkins University School of Medicine)연구실은 브로컬리와 같은 십자화과 식물 등에 과량 존재하는 항산화 및 항암물질인 sulforaphane이 K17의 발현을 특이적으로 증가시킨다는 것을 알아내어 피부박리와 같은 피부손상을 기능적으로 복구시킬수 있음을 확인하였다. 현재는 수포성 표피박리증 환자군의 많은 부분을 차지하는 K14 돌연변이와 동일한 유전적 변형을 일으킨 생쥐모델을 이용한 약물 효과 검증과 전 임상단계의 인체실험을 함께 진행중에 있다. Mark E. Van Dyke 박사(Wake Forest Institute for Regenerative Medicine Medical Center)는 인간의 머리털에서 유래된 keratin으로 외상에 의한 신경 절단이나 압좌(압박손상)는 현재 다른 부위의 신경을 잘라 이식하거나 절단된 신경 양끝을 인공도관(conduit)으로 연결해 신경재생을 유도하는 미세수술을 시행하게 되는데, 신경재생을 유도하는 도관에 keratin을 주입하면 신경이식과 맞먹는 신경재생 성공률을 기대할 수 있다고 하였다. 앞으로는 동물성 keratin뿐만 아니라 식물성 keratin도 함께 연구할 필요가 있다. 동물성 keratin의 농업적 이용은 가금류 깃털의 keratin을 축출하여 친환경 육묘용 용기를 만드는데 있다. 이 용기는 자연조건에서 생분해될 수 있는 특성을 갖고 있다.
Keratin is an important protein used in wound healing and tissue recovery. In this study, keratin was modified chemically with iodoacetic acid (IAA) to enhance its solubility in organic solvent. Poly(hydroxybutylate-co-hydroxyvalerate) (PHBV) and modified keratin were dissolved in hexafluoroisopropanol (HFIP) and electrospun to produce nanofibrous mats. The resulting mats were surface-characterized by ATR-FTIR, field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and electron spectroscopy for chemical analysis (ESCA). The pure m-keratin mat was cross-linked with glutaraldehyde vapor to make it insoluble in water. The biodegradation test in vitro showed that the mats could be biodegraded by PHB depolymerase and trypsin aqueous solution. The results of the cell adhesion experiment showed that the NIH 3T3 cells adhered more to the PHBV/m-keratin nanofibrous mats than the PHBV film. The BrdU assay showed that the keratin and PHBV/m-keratin nanofibrous mats could accelerate the proliferation of fibroblast cells compared to the PHBV nanofibrous mats.
본 연구에서는 녹용에 함유한 단백질인 케라틴을 Fervidobacterium islandicum AW-1로 고온 혐기 발효를 통하여 케라틴 펩타이드를 생산하고, 인체 모발 관련한 인자를 확인하여, 화장품 원료로서 케라틴 펩타이드의 가능성을 확인하였다. 모유두 세포주에서 녹용 발효 케라틴 펩타이드를 농도에 따라 세포 독성 및 증식을 확인한 결과, 세포 독성은 나타나지 않았고, 세포 증식 효과를 보였다. 인체 모유두 세포에 대하여 녹용 발효 케라틴 펩타이드에 따른 성장인자의 증가를 확인하여 모발에 영향을 준다고 판단하였다. 이러한 녹용 발효 케라틴 펩타이드를 함유한 화장품을 제조하여 피부 안전성 및 탈모 증상 완화 인체 효력 시험을 수행한 결과, 사용 12 주 후에 제품 사용 전 대비 전체 모발 수의 증가 및 대조군과 비교시 전체 모발 개수의 차이가 통계적으로 유의하게 나타났다. 이를 통해 녹용 발효 케라틴 펩타이드는 기능성 화장품 원료뿐만 아니라 건강 기능 식품 소재로의 가능성을 확인하였다.
케라틴은 울, 머리카락, 손톱 등을 형성하는 섬유단백질의 주요성분으로 유용한 생체재료이다. 골수간염 줄기세포를 이용한 조직공학 적용을 위해 Poly(4-lactide-co-glycolide) (PLGA)에 함량별로 케라틴을 함유한 지지체를 용매 캐스팅/염 추출법을 이용하여 제조하였다. 제조된 지지체의 표면과 단면의 형태를 전자현미경(SEM)으로 관찰하고 특성분석을 위해 다공도, 표면 적심성, 물 흡수성, 그리고 열적성질을 분석하였다. 이 후 쥐에서 분리한 골수간엽줄기세포를 지지체에 파종하여 세포의 증식율을 (4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2.5-diphenyl-tetrazolium bromide(MTT) 분석방법을 이용하여 측정하였다. 천연/합성 하이브리드 담체인 케라틴/PLGA 지지체는 PLGA 단독으로 제조된 지지체와 비교 시 골수간엽줄기세포의 생장에 유익한 환경을 제공함을 확인하였다.
파푸아뉴기니 열대 우림에 서식하는 극락조의 가슴깃은 독특한 나노 구조를 가지고 있다. 이 독특한 구조에 의해 구조색이 발현된다. 또한 이 구조색은 입사하는 빛의 각도에 따라 색이 변화 하며 아름다운 색을 낸다. 극락조의 가슴깃의 구조는 keratin과 melanin으로 구성 되어 있는데 keratin과 melanin이 한 층씩 교대로 위치하여 multi layer 구조를 가진다. 가슴깃의 단면의 형태는 부메랑 모양의 구조로 되어 있는데 물질은 주로 keratin 으로 이루어져 있고 keratin 내부에 melanin rodlet이 층층이 박혀서 multi layer를 형성한다. 부메랑 모양의 단면에서 keratin 피질의 각도는 약 $30^{\circ}$ 정도로 이루어져 있고 내부의 melanin 기둥이 이루는 층은 약 $11.3^{\circ}$ 정도로 이루어져 있다. 본 연구에서는 극락조 가슴깃의 구조를 도식화 하여 입사하는 빛의 각도에 따라 나타나는 구조색을 FDTD simulation을 통해 계산하였고 실제 구조에 의해 측정된 reflectance spectra와 비교하여 특성이 유사하게 나타남을 확인 하였다. 실제 극락조 가슴깃의 반사 특성은 부메랑 모양 구조의 가운데 부분에서는 파장이 610 nm 정도인 주황빛이 주로 반사가 되고, 부메랑 모양 구조의 양옆 부분에서는 파장이 420 nm 정도인 파란빛이 주로 반사되어 나타난다. 그리고 각도에 따른 구조색의 변화는 보통의 multi layer의 특징과 다르게 나타난다. 입사하는 빛의 각도가 커질수록 reflectance peak가 나타나는 파장이 점점 짧아지는 특징은 일반적인 multi layer와 일치하지만 일반적인 multi layer가 입사 각도가 커질수록 reflectance가 커지는데 반해 극락조 가슴깃의 반사특성은 입사 각도가 커질수록 reflectance는 오히려 작아진다. 우리가 도식화한 구조를 FDTD simulation한 결과는 이러한 특징이 실제 구조의 측정 결과와 일치하게 잘 나타났다. 또한 keratin과 melanin층의 각도 및 두께변화에 따른 reflectance를 FDTD simulation을 통해 계산 해보았고 구조변화에 따른 특징들을 확인해 보았다.
Wool yarns were treated in dimethylformamide solutions containing various concntrations of three dibasic acid anhydrides: succinic, itaconic, and phthalic arthydrides in various conditions. The structurl aspects of these dibasic acid anhydries are different: succinic, itaconic, and phthalic acid arthydrides have saturated aliphatic ethylene, unsaturated aliphatic vinyl and aromatic phenyl one groups, respectively. The properties of acylated wool keratin are as follows: Decreasing amino group and increasing carboxyl group by acylation lowered the hydrophilic property, and then moisture regain, and decreased acid dye uptake and enhanced cationic dye uptake of wool keratin. In the case of phthalic acid anhydries, in spite of lowest acyl content, the minimum of moisture regain was resulted from the bulk benzen ring, occuping much more voids on wool keratin molecules than other reagents. Acid solubility was increased by the decrease of amino group and hydrogen bonding by acylation. Alkali solubility was also increased formation of new amide group on the side chain of keratin, which can be degraded easily by alkali. In the case of phthalic acid anhydride, the relative high solubility was resulted from the much higher molecular weight of dissolved fractions. The surface of wool keratin was not damaged by treatment with any acylating agent.
Bacillus subtilis 8 is highly efficient at degrading feather keratin. We observed integrated feather degradation over the course of 48 h in basic culture medium while studying the entire process with scanning electron microscopy. Large amounts of ammonia, sulfite, and $\text\tiny{L}$-cysteic acid were detected in the fermented liquid. In addition, four enzymes (gamma-glutamyltranspeptidase, peptidase T, serine protease, and cystathionine gamma-synthase) were identified that play an important role in this degradation pathway, all of which were verified with molecular cloning and prokaryotic expression. To the best of our knowledge, this report is the first to demonstrate that cystathionine gamma-synthase secreted by B. subtilis 8 is involved in the decomposition of feather keratin. This study provides new data characterizing the molecular mechanism of feather degradation by bacteria, as well as potential guidance for future industrial utilization of waste keratin.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.