• 생명과학회지
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• 제19권8호
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• pp.1152-1158
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• 2009

본 연구는 우리나라에 분포하는 광대버섯인 amanita muscaria로 단회투여독성시험과 반복투여독성시험을 하였을 때 SD 랫드의 독성병리학적 변화를 알아보고자 수행하였다. 단회투여독성시험은 강경증, 경사판법, 정압자극법을 이용하여 측정하였다. 강경증은 33 mg/kg의 농도에서 투여 2${\sim}$3 시간 후 강경증 시간이 감소하였다. 경사판법의 경우 33 mg/kg의 농도에서 투여 2시간 후 대조군과 비교하였을 때 낮은 경사 각도에서도 쉽게 미끄러졌으며, 앞다리 보다는 뒷다리 쪽에서의 움직임 감소를 보였다. 정압자극법의 경우 대조군, 저용량군, 중간용량군에서 SD 랫드가 자극을 인지하는 시간이 1${\sim}$2초 정도로 짧고 매우 공격적인 반응을 보였지만, 고용량군에서는 자극인지 시간이 대략 3${\sim}$5초로 증가하였으며, 대부분 공격적인 반응을 보이지 않는 것이 관찰되었다. 강경증, 경사판법, 정압자극법 모두 투여 4시간 후 대조군과 비슷한 수치로 회복되었으며 이것으로 보아 섭취 4시간 전후에는 amanita muscaria의 독성이 현저히 감소하는 것으로 확인되었다. 반복투여독성시험은 혈액, 혈청분석, 조직 병리학적 검사를 실시하였다. 혈청 분석에서 투여군과 대조군을 비교하였을 때 BUN과 creatinine의 변화는 없었지만 ALT와 LDH는 투여군에서 증가하였다. 이러한 결과를 바탕으로 표적장기인 간과 신장의 손상을 의심하였고 조직 병리학적 검사를 통해 간과 신장의 손상을 확인할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제19권8호
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• pp.1145-1151
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• 2009

신의대 (Sasa corean, Nakai, 대나무 일종) 추출물이 혈청지질 개선에 미치는 영향을 조사하기 위하여 1.0%의 콜레스테롤 첨가식이로 유발된 고지혈증 Sprague Dawley계 수컷 흰쥐를 이용하였다. 실험동물들은 4 종류 투여군으로 나누었으며 고콜레스테롤 투여군(HC)을 대조군으로 하였고 3 종류의 대나무추출액을 첨가한 투여군(HCW, HCM 및 HCH) 을 실험군으로 하였다. 대나무추출액은 헥산, 메탄올 및 물을 이용하여 순차적으로 추출하여 농축, 동결건조하여 사용하였다. 고콜레스테롤식이를 급여한 대조군(HC 대조군)에 비하여 대나무추출물을 첨가한 모든 투여군(HCW, HCM 및 HCH 투여군)에서 체중변화 및 식이섭취량에 미치는 영향은 별로 크지 않았다. 혈청 총 콜레스테롤 및 LDL-콜레스테롤 함량을 비교하였을 때 HC 대조군에 비하여 대나무추출물 첨가 투여군에서 18.5-23.7% 및 15.7-18.6% 감소하였으며 특히 메탄올추출물의 효과가 가장 높았다. 항동맥경화 인자로 알려진 HDL-콜레스테롤의 경우 대나무추출물 투여군에서 HC 대조군에 비하여 17.2-21.9% 정도 증가하는 것을 볼 수 있었다. 대나무추출물은 고콜레스테롤 식이를 섭취한 HC 대조군에 비하여 동맥경화지수를 낮추는 효과가 있었다(HC group : 2.96${\pm}$0.08, HCM group : 1.48${\pm}$0.02, HCW group : 1.69${\pm}$0.04, HCH group : 1.84${\pm}$0.01). 또한 혈청중의 중성지질 함량 및 인지질 함량도 메탄올추출물 투여군에서 가장 낮았다. 이러한 실험 결과들로부터 대나무 추출물, 특히 메탄올추출물이 혈청지질의 개선효과가 있으며 결과적으로 고지혈증이나 심장순환기계 질환을 예방하는 효과가 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제19권8호
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• pp.1104-1111
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• 2009

골담초, 작약, 백출, 감초, 맥아, 곡아, 산사의 한약재 추출물로 제조한 식혜의 관능검사와 이들 한약재 추출물이 고지방식이를 섭취한 흰쥐의 간기능과 간 조직내 지질함량에 미치는 영향에 대하여 조사하고자, 생후 7주령 숫쥐를 정상식이군(C군), 고지방식이군(HF군, 5% 대두유, 15% 쇠기름, 1% 콜레스테롤을 첨가한 식이) 및 고지방식이에 저농도와 고농도의 한약재 추출물을 각각 5% 첨가한 식이군(HFE I군, HFE II군)인 4군으로 나누었다. 한약재 추출물로 제조한 식혜의 관능검사와 실험식이로 8주간 사육한 결과는 다음과 같다. 식혜의 관능검사 결과는 저농도에 비해서 고농도의 한약재추출물로 제조한 경우 전체적인 풍미와 기호도 점수가 높은 점수를 보였다. 제조된 식혜의 영양소 함량은 시판되는 산업용 식혜에 비해서 열량, 탄수화물 그리고 단순당의 함량이 높게 나타났다. 동물실험에 있어서는 고지방식이에 의해 높아진 체중증가량에 대하여 한약재 추출물은 아무런 영향을 미치지 못하였다. GOT 활성도는 C군은 27.2${\pm}$3.83 karmen/ml, HF군은 66.7${\pm}$13.0 karmen/ml으로 고지방식이의 섭취 시 GPT 활성도는 p<0.05 수준에서 증가되었다. 그러나 HFE II 군의 GOT 활성도는 44.5${\pm}$16.1 karmen/ml로 HF군 (66.7${\pm}$13.0 karmen/ml)과 HFE I군(62.6${\pm}$5.61 karmen/ml)에 비해서 p<0.05 수준에서 낮은 활성도를 보였다. 또한 GPT 활성도는 C군에서 17.8${\pm}$4.61 karmen/ml로 가장 낮은 활성도를 보인 반면에, HF군에서는 52.8${\pm}$5.64 karmen/ml로 가장 높은 활성도를 보였다. 그러나 한약재 추출물 I과 II의 공급으로 GPT의 활성도를 다소 낮출 수 있었으나 정상 수준은 미치지 못하였다. 간 조직내 중성지질 함량에 있어서 C군은 63.7${\pm}$17.2 mg, HF 군은 136.9${\pm}$24.3 mg 로 고지방식이에 의해 중성지질 증가 현상이 나타났다 (p<0.05). 그러나 한약재 추출물 공급군인 HFE I 군과 HFE II 군의 중성 지질 함량이 각각 58.3${\pm}$13.8 mg과 51.1${\pm}$9.68 mg으로 C군과 비슷한 수준을 보였다. 간 조직내 총콜레스롤 함량에 있어서 C군의 22.8${\pm}$1.42 mg에 비해서 HF군은 40.8${\pm}$2.90 mg으로 고지방식이에 의해 간 조직내 콜레스테롤 함량은 p<0.05 수준에서 유의성 있게 증가되었다. 그러나 고지방 식이에 의한 고콜레스테롤 증가 현상은 한약재 추출물 I과 한약재 추출물 II의 공급으로 각각 30.1%와 44.6% 콜레스테롤 저하효과를 얻을 수 있었다. 인지질 함량은 C군은 17.6${\pm}$9.40 mg/g으로 가장 높았고 그 다음으로 HFE I군(17.4${\pm}$ 9.40 mg/g), HFE II군(14.5${\pm}$2.13 mg/g), HF 군(11.8${\pm}$7.45 mg/g) 순으로 낮아졌으나, 모든 실험군간에 유의적인 차이는 없었다. 이상의 결과를 종합해볼 때 식혜에 첨가된 한약재 추출물이 고지방식이에 의한 간 기능 지표 활성도와 간 지질 대사를 다소 개선시켰으나 정상수준에는 미치지 못한 것으로 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제20권3호
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• pp.444-452
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• 2010

본 연구의 목적은 PS-2 (N141I) 알츠하이머 형질전환 모델 생쥐를 대상으로 트레드밀 운동이 뇌의 세포질과 미토콘드리아의 $A{\beta}$-42, cytochrome c, SOD-1, 2 and Sirt-3 단백질 발현에 미치는 효과를 알아보는데 있다. 우선 알츠하이머 형질전환 생쥐를 Non-Tg-sedentary (n=5), Non-Tg-treadmill exercise (n=5) 집단과 Tg-sedentary (n=5), Tg-treadmill exercise (n=5) 집단으로 구분하고 트레드밀 운동을 통한 신경보호 효과를 검증하기 위해 Tg와 Non-Tg집단에 12주간 트레드밀 운동을 수행한 후 인지능력을 살펴보고 뇌의 세포질과 미토콘드리아의 $A{\beta}$-42, cytochrome c, anti-oxidant enzymes (SOD-1, SOD-2)와 Sirt-3 단백질을 분석하였다. 먼저 트레드밀운동은 Tg 집단에서 인지능력의 개선을 나타냈으며 미토콘드리아의 $A{\beta}$-42와 세포질의 cytochrome c 단백질의 감소와 항산화 효소인 SOD-1, SOD-2를 유의하게 증가시켰다. 게다가 트레드밀 운동은 모든 집단에서 Sirt-3 단백질의 발현을 증가시켰다. 따라서 트레드밀 운동은 인지능력의 향상과 세포 내 스트레스를 유발하는 $A{\beta}$-42를 억제시켜 알츠하이머 질환을 개선시킬 수 있는 효과적인 방법이라고 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제20권3호
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• pp.365-373
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• 2010

2006년 10월부터 2008 년 6월까지 총 인플루엔자 의사 환자 1,822건의 인후도찰물 및 비인후도찰물에서 277건의 인플루엔자바이러스를 분리했다. 절기별로는 2006~2007 절기의 1,154검체 중 52건(4.5%), 2007~2008절기의 668검체 중 210건(31.4%)에서 인플루엔자바이러스를 분리하였다. 인플루엔자바이러스 A/H1N1의 HA 유전자의 경우, 2008~2009 절기의 백신주인 A/Brisbane/59/2007과는 96.7%~97.7%, A/Solomon Islands/3/2006 96.5%~97.3%, A/New Caledonia/20/99와는 95.6%~96.6%의 유사성을 나타냈으며, NA 유전자의 경우, A/Brisbane/59/2007과는 97.8%~98.5%, A/Solomon Islands/3/2006과는 96.7%~97.6%, A/New Caledonia/20/99와는 96.8%~97.7%의 유사성을 보여 2008~2009절기의 백신주인 A/Brisbane/59/07과 가장 유사성이 컸다. 인플루엔자바이러스 A/H3N2의 분리주 중 1주를 제외한 모든 분리주가 HA 유전자에서 2008~2009 절기 백신주인 A/Brisbane/10/2007과는 98.4%~99.7%의 유사성을 보였고, A/Wisconsin/67/2005와는 96.5%~97.5%의 유사성을 보였으며, NA 유전자에서는 A/Brisbane/10/2007과는 98.9%~99.4%, A/Wisconsin/67/2005와는 98.0%~98.6%, A/California/7/2004와는 98.3%~98.9%의 유사성을 보였다. 인플루엔자바이러스 B의 HA 유전자의 경우는 2주를 제외하고는 2008~2009 절기의 백신주인 B/Florida/4/2006과는 96.5%~99.7%의 유사성을 보였으며, B/Malaysia/2506/2004와는 86.7%~87.7%의 유사성을 보여 B/Florida/4/2006과의 유사성이 크게 나타났다. NA 유전자의 경우는 reassortant분리주가 96.7%와 97.3%의 유사성을 나타내는 것을 제외하고는 B/Florida/4/2006에 98.9%~100%의 유사성을 나타냈으며, 분리주 유행시기의 백신주인 B/Malaysia/2506/2004와는 94.5%~96.7%의 유사성을 나타내어 2008~2009 절기의 백신주와 더 큰 유사성을 보였다. HA 유전자에서는 conserverd receptor binding site는 아미노산의 치환 없이 모든 분리주에서 잘 보존되어 있었으며, N-linked glycosylation site도 인플루엔자바이러스 A/H1 1주, A/H3 1주를 제외하고는 모두 같은 수의 N-linked glycosylation sites를 가졌으며, 인플루엔자바이러스 B의 경우는 2008~2009 절기의 백신주보다 1개가 많은 4개의 N-linked glycosylation sites를 가지고 있었다. Antigenic sites의 경우는 인플루엔자바이러스 A/H1의 Sb의 3개의 아미노산에서 백신주들과 다른 아미노산을 가지고 있으며, A/H3에서는 A, B, E 부위에서 는 아미노산의 변화가 나타났고, C, D 부위에서는 변화가 없었다. 인플루엔자바이러스 B의 4개의 분리주에서는 150 loop와 160 loop에서 B/Florida/4/2006과 비교하여 1개의 아미노산에서 치환이 나타났으며, 190 helix에서 모든 분리주가 B/Florida/4/2006과 비교하여 1개의 아미노산에서 치환이 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제19권8호
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• pp.1039-1046
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• 2009

다양한 천연물의 합성대사에 관여하는 식물 cytochrome P450 (P450s)은 그 기능적 다양성에도 불구하고, 이들 효소의 광범위한 기질 특이성을 설명해 줄 수 있는 구조분석에 대해서는 충분한 연구가 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 식물 p-coumarate 3-hydroxylase (C3H)에 의해 매개되는 효소 반응은 lignin 과 다양한 phenylpropanoid 부산물들의 생합성에 매우 중요한 것으로 여겨지지만, 막 단백질인 C3H의 발현 및 정제가 효과적으로 이루어지지 못하여, 활성을 측정하기 위한 분석방법이 체계화 되지 못하고 있다. C3H의 작용기작과 기질특이성에 대해 폭넓은 이해를 위한 구조분석의 선행단계는 활성을 갖는 C3H를 밀리그램 단위로 분리, 정제하는 실험적 방법을 확립하는 것이라 할 수 있다. 이를 위해, 본 연구에서는 다양한 돌연변이 방법을 도입하여 식물 막단백질 C3H를 대장균 시스템에서 효과적으로 발현 및 정제할 수 있는 시스템을 사용하였다. 변형된 cytochrome P450 C3H ($C3H_{mod}$)을 세포막으로부터 고농도의 염완충용액을 이용하여 계면활성제 없이 추출하였으며, 2단계 chromatography를 통해 활성을 유지한 상태로 분리할 수 있었다. 이러한 실험적 기법은 NMR 및 X-ray crystallography와 같은 구조분석을 통한 C3H의 효과적인 분석에 적용될 수 있을 것이며, 또한 다른 식물 cytochrome P450 단백질의 효과적인 분석에도 적용 될 수 있을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제20권3호
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• pp.430-436
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• 2010

오미자의 헥산 추출물로부터 dibenzocyclooctadiene류인 schisandrin 1143.7 mg, schisandrin C 317.3 mg, gomisin A 261.4 mg 및 gomisin N 213.4 mg을 순수분리하여 구조를 동정하였다. 각각의 리그난은 $^1H$-NMR, $^{13}C$-NMR 및 GC-MS 스펙트럼으로부터 구조를 동정하였다. 오미자로부터 분리한 schisandrin, schisandrin C, gomisin A 및 gomisin N을 $10^{-5}\;M$, $10^{-6}\;M$ 및 $10^{-7}\;M$로 조정한 용액에 1시간 침지 후 발아율을 비교하였다. Gomisin A의 처리 시 모든 농도에서 발아율이 억제되었고, 농도가 높을수록 발아 억제효과가 높았다. Gomisin N처리 시에는 대조구에 비하여 모든 농도에서 발아율이 높았다. 리그난 처리 48시간 후 발아율은 대조구와 비교한 결과, schisandrin C와 gomisin A는 발아율을 억제하였다. 따라서 오미자로부터 추출한 리그난은 종자발아를 촉진시키는 효과가 있었고, 이차대사산물로서는 많이 함유되어 있으므로 생장조절제로서 이용가능이 있을 것으로 기대한다.

• 생명과학회지
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• 제20권3호
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• pp.437-443
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• 2010

국내 중고교 엘리트 사이클 선수를 대상으로 점진부하 운동 시 유산소반응과 폐환기 반응을 분석하는데 목적을 두었다. 남자 사이클 선수($17{\pm}1$ 세, $175{\pm}5\;Cm$, $70{\pm}9\;kg$) 12명이 신체계측, 점진부하 운동 검사, 폐기능 검사에 참여하였다. 사이클 에르고미터를 이용한 점진부하 운동 중 이들의 최대산소섭취량($VO_2max$)과 최대파워 (Wmax), 환기량, 산소 및 이산화탄소호흡당량($V_E/VO_2$, $V_E/VCO_2$), 호흡율, 일회호흡량 등이 측정되었다. 호흡반응의 시간변인으로 흡기시간(Ti), 호기시간(Te), 일회호흡시간(Tb), 흡기의무사이클(Ti/Tb), 흡기율($V_T$/Ti)이 분석되었다. 폐기능으로는 폐활량, 일초호기량, 일초율, 최대호기량 등이 측정되었다. 선수들은 최대운동시 $57.5{\pm}3.9\;ml{\cdot}kg^{-1}{\cdot}min^{-1}$의 $VO_2max$, $194.1{\pm}8.6\;beat{\cdot}min^{-1}$의 최대심박수를 보였으며, Wmax 는 평균 452 W에 도달하였다. $VO_2max$은 신체계측 변인들과 상관관계를 보이지 않았다. 대부분의 환기반응은 운동강도가 점차적으로 증가하면서 동반 증가하였다. 운동강도의 증가와 함께 Ti, Te, Tb는 감소하였으며, Ti/Tb는 대략적으로 일정하게 유지되었다. 250 W 이하에서 신장, 체중, 신체질량지수, 체표면적은 $V_T$/Ti 그리고 Ti/Tb 와 높은 상관관계를 나타냈다(p<0.05). 결과적으로, 엘리트 사이클 선수들의 최대유산소능력은 성인에 비해 낮은 것으로 보이며, 이는 성인과 호흡조절 양상이 다른 것으로 추정된다. 신체계측 변인은 $VO_2max$와 상관성이 존재하지 않았다. 호흡반응의 시간 변인은 운동강도 250 W 이하에서만 체격과 연관성을 가지는 것으로 보인다. 흡기율은 어린 선수들의 운동지속시간과 연관 있어 보이지만, 흡기의무사이클은 성인과 유사한 것으로 보인다.

• 생명과학회지
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• 제20권3호
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• pp.424-429
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• 2010

본 연구에서는 하동 지역에서 제조되고 있는 13종의 매실 당절임 제품을 수집하여 외관, 조직감, 신맛, 단맛 및 전체적인 기호도 등 관능평가 결과 우수한 제품 5종을 선별하여 이화학적 및 제조 특성을 조사하였다. 5종의 매실 당절임 제품의 수분함량은 45.2~53.3%였으며 pH는 약 2.8 내외로 모든 실험구가 유사하게 나타났다. 산도는 0.4% 내외로 모든 당절임 제품에서 유사하였고 당도는 13번 제품이 다른 실험구들에 비해 다소 낮게 나타나 당과 산의 함량이 낮은 제품의 관능적 기호도가 높을 것으로 생각된다. 또한 조단백질, 조지방 함량도 모든 실험구들에서 각각 약 0.4, 0.8% 내외로 유사하게 나타났다. 관능평가시 조직감이 가장 우수하다고 선별된 13번 제품의 기계적 경도 값이 다른 구에 비해 높게 나타났으며 색도는 밝은 색에 황색과 청색에 가까운 제품이 소비자의 관능에 우수할 것으로 생각된다. 5종의 우수한 매실 당절임 제품의 주요 유기산은 수산, 사과산, 구연산 및 푸마르산으로 나타났으며 구연산 함량은 전체 유기산 함량의 60% 이상 수준이었다. 또한 주요 유리당은 glucose, fructose, rhamnose 및 sucrose로 나타났으며 glucose 함량은 전체 유리당 함량에 65% 이상 검출되어 당도 결과와 유사한 경향을 나타내었다. 하동지역에서 제조되고 있는 매실 당절임 제품 13종의 관능검사 결과 기호도가 우수한 5종의 제품 중 2, 10 및 11번은 하동지역에서 재배되는 품종을 알 수 없는 재래종이었고 12번 제품은 남고(南高), 13번 제품은 백가하(百加賀) 품종으로 제조된 것이었다. 또한 매실 과육과 자당의 배합비율은 5.5 : 4.5로 제조된 13번 제품을 제외하고 4종의 제품에서 동일한 비율로 제조하였으며 7개월 이상 저온에서 숙성시킨 것으로 조사되었다. 따라서 하동지역에서 주로 생산되고 지역적 상품화가 될 수 있는 매실 당절임을 제조하기 위해서는 백가하 품종으로 과육과 자당을 5.5 : 4.5 비율로 배합하여 $5^{\circ}C$의 저온에서 약 7개월 이상 숙성시켜 제조하는 것이 가장 적합 할 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제19권8호
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• pp.1073-1080
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• 2009

비스테로이드성 항염증약(nonsteroidal anti-inflammatory drugs; NSAIDs)은 항염 및 진통효과를 나타내며, 염증억제 외에 다양한 신호전달 분자를 통해 여러 가지 세포생리활성을 조절하며, 암세포에서는 세포사멸 유도를 통한 항암제 효과를 보이고 있다. 본 연구에서는 NSAIDs가 암세포사멸프로그램을 작동시키는데 있어 phosphatidyl inositol 3-kinase (PI3K)-Akt/protein kinase B (PKB) 그리고 MEK1/2-ERK1/2 신호 전달계과 같은 anti-apoptotic program이 NSAIDs의 효과를 경감시키는 것으로 예상하고, 이들 항세포사멸 프로그램을 억제하였을 경우, NSAIDs의 세포사멸 유도작용이 증가되는지 그 가능성을 조사하였다. 세포사멸은 Hoeschst 33342으로 핵응축과 핵 쪼개짐을 염색하여 확인하였다. Western blotting을 통해 단백질 발현과 역전사중합효소연쇄반응을 통해 mRNA 발현을 확인하였다. NSAIDs 처리와 동시에 PI3K-Akt/PKB와 MEK-ERK1/2 신호전달계의 억제제를 함께 처리했을 때, NSAIDs의 세포사멸유도작용이 증가함을 확인하였다. 또한 PI3K와 MEKl/2 신호전달계의 상위에 존재하는 receptor tyrosine kinases (RTKs)의 억제제인 genistein을 함께 처리하였을 때에도 유사한 효과가 나타남을 확인하였다. 그리고 이들 복합처리에 의해 NAG-1 발현이 증가하며 NAG-1 interference 하였을 경우 복합처리에 의한 세포사멸증진 효과가 사라짐을 확인하였다. 본 연구결과는 암세포에 활성화 되어 있는 세포생존프로그램을 제어하는 물질(genistein 혹은 LY294002+U0126)을 복합처방함으로써 NSAIDs의 항암작용을 증진시킬 수 있음을 보여준다.