• Nutrition Research and Practice
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• 제15권6호
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• pp.686-702
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• 2021

BACKGROUND/OBJECTIVES: Schisandrae Fructus, the fruit of Schisandra chinensis Baill., has traditionally been used as a medicinal herb for the treatment of various diseases, and has proven its various pharmacological effects, including anti-inflammatory and antioxidant activities. In this study, we investigated the inhibitory effect of Schisandrae Fructus ethanol extract (SF) on inflammatory and oxidative stress in particulate matter 2.5 (PM2.5)-treated RAW 264.7 macrophages. MATERIALS/METHODS: To investigate the anti-inflammatory and antioxidant effects of SF in PM2.5-stimulated RAW 264.7 cells, the levels of pro-inflammatory mediator such as nitric oxide (NO) and prostaglandin E₂ (PGE₂), cytokines including interleukin (IL)-6 and IL-1β, and reactive oxygen species (ROS) were measured. To elucidate the mechanism underlying the effect of SF, the expression of genes involved in the generation of inflammatory factors was also investigated. We further evaluated the anti-inflammatory and antioxidant efficacy of SF against PM2.5 in the zebrafish model. RESULTS: The results indicated that SF treatment significantly inhibited the PM2.5-induced release of NO and PGE₂, which was associated with decreased inducible NO synthase and cyclooxygenase-2 expression. SF also attenuated the PM2.5-induced expression of IL-6 and IL-1β, reducing their extracellular secretion. Moreover, SF suppressed the PM2.5-mediated translocation of nuclear factor-kappa B (NF-κB) from the cytosol into nuclei and the degradation of inhibitor IκB-α, indicating that SF exhibited anti-inflammatory effects by inhibiting the NF-κB signaling pathway. In addition, SF abolished PM2.5-induced generation of ROS, similar to the pretreatment of a ROS scavenger, but not by an inhibitor of NF-κB activity. Furthermore, SF showed strong protective effects against NO and ROS production in PM2.5-treated zebrafish larvae. CONCLUSIONS: Our findings suggest that SF exerts anti-inflammatory and antioxidant effects against PM2.5 through ROS-dependent down-regulating the NF-κB signaling pathway, and that SF can be a potential functional substance to prevent PM2.5-mediated inflammatory and oxidative damage.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.627-633
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• 2019

유해조류 대발생(harmful algal blooms, HABs)을 유발하는 해양 미세조류의 신속하고 정확한 종판별은 HABs을 예측하고 관리하기 위한 매우 중요한 도구이다. 우리는 이전 연구에서 적조 유발 미세조류인 Cochlodinium polykrikoides를 현장에서 검출하기 위한 nuclease protection assay sandwich hybridization (NPA-SH) 방법을 개발한 바 있다. 본 연구에서는 C. polykrikoides 검출을 위한 NPA-SH 방법의 반응 단계를 간소화시켜 현장 적용성을 향상시키는 것을 목적으로, signal probe에 형광 대신 invertase (INV)를 결합시켰으며, hybridization 과정에서 sucrose를 반응물로 사용하여 발색 반응을 유도하였다. INV와 signal probe의 결합 여부는 SDS-PAGE와 형광 현미경을 사용하여 확인하였으며, 반응 최적화를 위한 적정 프로브의 양, sucrose의 양 및 처리시간 등을 정립하였다. 본 연구의 결과 개발된 INV-SH는 NPA-SH와 비교하여 현장에서의 처리시간이 감소되었으며, 흡광도 측정기 뿐만 아니라, 상대적으로 부피가 작고 값 싼 개인 혈당계 사용이 가능하게 되었다. 본 연구에서 개발된 INV-SH는 INV가 적용된 최초의 C. polykrikoides 종판별 기술이며, 증진된 현장기술이 될 수 있다.

• 한국환경생태학회지
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• 제32권6호
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• pp.582-590
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• 2018

기후변화에 따른 양서류 번식계절학 및 양서류 군집다양성 변동에 대한 연구는 다수 수행되었지만, 개별 종의 번식개체군 크기의 변동에 대한 연구결과는 여전히 부족하다. 본 연구에서는 기후변화가 국내 산간계곡에서 번식하는 무미류인 계곡산개구리(Rana huanrenensis)와 유미류인 도롱뇽(Hynobius leechii) 번식개체군 크기에 영향을 미치는지를 평가하기 위하여 2005년부터 2012년 사이 8년간의 야외개체군 변동과 주변 기후변화 요인들과의 관련성을 분석하였다. 야외에서 두 종은 각각 약 3.5년을 주기로 번식개체군의 크기가 증감하고 있었다. 특별히, 도롱뇽 번식개체군의 크기는 8년에 걸쳐 유의하게 감소하였다. 기후요인들 중, 기온은 계곡산개구리, 강수량은 도롱뇽 번식개체군의 크기와 더 밀접한 관련성을 가지고 있었다. 특별히, 해당지역에서는 8년에 걸쳐 년간평균최고기온 및 봄철평균일교차가 일관되게 감소하였으며, 후자는 도롱뇽 번식개체군 크기의 의미 있는 감소와 관련되었다. 이러한 결과는 최근의 기후변화가 산간계곡에서 번식하는 국내 양서류, 특별히 도롱뇽, 번식개체군 크기의 감소로 직접적으로 이어질 수 있음을 보여준다.

• 생명과학회지
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• 제33권9호
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• pp.703-712
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• 2023

기존 혈관에서 새로운 혈관을 형성하는 혈관 신생은 혈관 신생 조절인자에 의해 조절되는 다단계 과정이며 배아 발달, 만성 염증 및 상처 복구를 포함한 다양한 생리학적 과정에 필수적이다. 혈관 신생의 조절장애는 암, 자가 면역 질환, 류마티스 관절염, 심혈관 질환 및 상처 치유 지연과 같은 많은 질병을 유발한다. 그러나 효과적인 혈관신생 억제 약물은 제한되어 있으며, 최근 연구에서는 천연 자원에서 잠재적인 약물후보를 식별하는 데 중점을 두고 있다. 예를 들어, 해양 천연물은 항암, 항산화, 항염증, 항바이러스 및 상처 치유 효과를 입증했다. 따라서 본 연구에서는 톳(갈조류) 추출물의 혈관 신생 억제 효과를 확인했습니다. H. fusiformis 추출물은 인간 제대 정맥 내피 세포(HUVECs)에서 세포 이동, 침윤 및 관 형성을 억제하며, 동시에 Matrigel 겔 플러그 분석을 통해 생체 내 혈관 신생을 억제를 확인했다. 또한, 톳 추출물 처리 후 VEGF, Erk, Akt의 활성이 감소하는 것을 확인했다. 이 결과를 토대로 H. fusiformis 추출물이 in vitro 및 in vivo 혈관 신생을 억제함을 시사한다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권4호
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• pp.400-408
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• 2018

21세기 들어 전 세계는 환경파괴에 따른 지구 온난화로 인하여 생물 다양성이 지속적으로 감소하였다. 생물다양성의 감소는 생태계의 자정 및 복원능력 등을 악화 시켜 환경오염이 더욱 심화 되었고 나아가 생물의 생존을 위협하고 있다. 우리나라는 현재 나고야 의정서로 인해 국내 유전자원을 효율적으로 발굴 보호해야 하는 중요한 시점에 있다. 본 연구에서 사용하는 미세조류는 유용 생물자원으로 활용도가 높으나 동결보존하는 방법이 개발되어 있지 않아 장기보존에 어려움이 있다. 대부분의 원핵생물이나 균류 등의 미생물은 종에 관계없이 glycerol 을 이용하여 저온동결보존이 가능하나 미세조류는 동결보존제의 종류와 농도, 유리화 과정 및 해동방법 등에 따라 세포 재생률에 차이가 있기 때문에 구체적인 연구가 필요하다. 미세조류 중 규조류는 전 세계적으로 발견되며 규산질로 구성된 cell wall 은 이미 산업적으로 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 해양 규조류 Nizschia frustulum과 Nitzschia amabilis를 이용하여 장기 동결보존을 위한 기초연구를 수행하였다. 동결보존제로는 세포막 침투성 보존제인 glycerol, DMSO, methanol을 각각 5, 10, 15% 농도로 제조하여 실험하였고 메탄올의 경우 시약 특성상 5, 10, 12% 농도로 실험하였으며 미세조류는 N. frustulum과 N. amabilis 두 종을 각각 $10^2$, $10^3$, $10^4cells\;ml^{-1}$로 희석하여 사용하였다. 실험에 사용한 미세조류 두 종 모두 메탄올 12%에서 가장 높은 생존율을 보였으며 N. frustulum은 $6.94{\pm}0.31%$, N. amabilis는 $8.85{\pm}0.16%$로 나타났다. 동결 후 해동한 미세조류를 3주간 재배양한 결과에서는 N. frustulum이 재배양 초기 농도보다 약10배 증가하였고 N. amabilis는 약12배 증가한 결과를 나타내었다. 본 연구에서는 유용생물자원인 미세조류 Nizschia sp.에 한하여 적합한 동결보존제를 탐색하였으며 이 자료를 바탕으로 더 많은 동결보존제에 대한 효과와 다양한 미세조류 종에 적합한 동결보존 기법 연구가 필요한 것으로 사료된다.

• 환경생물
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• 제26권1호
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• pp.30-35
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• 2008

곰피추출물의 CCD-986sk cell line monolayer (human fibroblast, KCBL-21947)에 대한 피부세포 생리활성효과를 측정하고, 또한 곰피추출물의 Clone M-3 mouse melano-cyte cell line에 대한 melanin formation 저해효과를 측정하기 위해 in vitro레벨에서 실험을 실시하였다. 곰피는 다년생 갈조류의 일종으로 이 종은 한국 연안해역에서 중요한 1차생산자의 역할을 담당하고 있는 종이며 연안 생태계에 있어서 생태학적으로나 수산업상 매우 중요한 위치를 점유하고 있다. 최근 이러한 대형 갈조류에 관한 연구는 주로 생태학적인 관점에서 이루어져 왔으며(Notoya and Aruga 1990), 유주자의 발아와 핵분열(Yabu and Notoya 1985) 등에 관한 연구가 주로 일본의 연구자들에 의하여 보고된 바 있고, 국내에서는 Park et al. (1994)이 부산만 인근해역 곰피의 생장과 연령 조성에 관한 연구를 수행하였고, 순간접착제를 이용한 곰피의 이식 등에 관한 연구(최 등 2002)가 보고된 바 있다. 그러나 지금까지 곰피의 식품 또는 약품제제로서의 기능성을 밝히는 연구는 아직 미미한 실정으로 이에 대한 체계적인 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 곰피추출물에 풍부하게 함유된 fucoidan, L-Ascorbic 산 및 collagen 등에 주목하여 곰피의 피부노화방지제로서의 가능성을 체계적으로 연구하기 위한 일환으로 우선 곰피추출물이 피부재생, 주름살제거 및 피부미백작용에 효과를 나타내는지 확인하기 위해 CCD-986sk cell line 및 Clone M-3 mouse melanocyte cell line을 이용하여 in vitro 수준에서 피부세포 생리활성 효과와 melanin formation 저해효과를 측정하였다. 그 결과 CCD-986sk cell line에 대한 세포생리활성 효과 실험에서 시험군인 곰피추출물 투여군은 대조군에 비해 강한 세포생리활성 효과를 나타내어 유의성 있는 실험결과를 보여주었고, Clone M-3 mouse melanocyte cell에 대한 melanin pigment 저해활성 효과 실험에서도 곰피추출물은 대조군에 비해 melanin pigment 생합성을 유의성 있게 감소시키는 실험결과를 나타내어 매우 흥미로운 결과를 보여주었다. 여러 가지 보고에 의하면 그동안 미국, 영국, 일본 등 구미 선진국의 과학자들은 intrinsic problems (피부구조 및 생리기능의 노쇠)과 extrinsic problems (자외선노출 및 스트레스)을 skin aging의 근본원인으로 규정짓고 피부 콜라겐과 엘라스틴을 재생시켜 피부 horny layer의 주름을 제거시키는 수 많은 종류의 chemical drugs를 개발하였고 현재도 개발 중에 있다 (Lavker et al. 1987; Choi and Oh 1997; Han et al. 1998). 그러나 이런 chemical에 비해 생체에 대한 부작용이나 세포독성이 상대적으로 적은 천연물을 이용하여 anti-skin aging drug을 개발하는 연구는 그 동안 부족했던 것이 현실이다. 한국은 오랜 역사를 통하여 화학물질이 아닌 다수의 천연물들을 임상에 적용하여온 역사를 가지고 있고 따라서 본 연구팀은 우리 남해안의 청정해역에서 자라는 곰피의 항피부 노화방지제로서의 개발 가능성에 주목하여 본 연구를 진행하였다. 연구 결과, 곰피추출물은 피부노화 및 skindarkness에 대한 대체치료물질 (alternative therapeutic agent)로서의 충분한 가능성을 보여주었다.

• 한국수산과학회지
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• 제34권4호
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• pp.327-339
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• 2001

함평만 조하대 저서동물 공간분포와 군집구조를 파악하기 위하여 1997년 10월 만 입구에서부터 내만에 이르기까지 격자형으로 41개 조사정점을 설정하고 van Veen grab (표면적 $0.1 m^2$)을 사용하여 각 정점당 3회씩 저서동물을 채취하였다. 함평만은 만 입구역에서 중앙부까지는 muddy sandy gravel 퇴적상이, 만 중앙부로부터 내측에는 gravelly sandy mud 퇴적상 이었으며, 퇴적물내 의 유기탄소량은 $0.23\sim0.69\%(0.44\pm0.10\%)$범위였다. 조사 기간 동안 출현한 총 168종의 저서동물 가운데 다모류가 58종으로서 가장 우점하였으며, 갑각류는 54종이 출현하여 이들 두 분류군이 전체 출현종수의 $66.6\%$를 차지하였다. 연체동물은 34종이 출현하였으며 기타 분류군은 22종이었다. 평균 밀도는 1,168 개체$/m^2$였으며, 연체동물이 가장 우점하여 평균 684 개체/$m^2$의 밀도로서 전체 밀도의 $58.6\%$를 차지하였다. 다모류는 381 개체/$m^2$의 밀도로서 전체밀도의 $32.6\%$를 차지하였다. 갑각류는 90 개체/$m^2$가 출현하여 상대적으로 밀도는 낮은 양상이었다. 생체량은 $358.65 g/m^2$이 출현하였는데 이 가운데 연체동물의 생체량이 $302.97 g/m^2$을 차지하여 전체 생체량의 $84.5\%$에 달하였다. 극피퐁물은 $24.20 g/m^2$으로서 전체생체량의 $6.7\%$, 갑각류는 $19.16 g/m^2$으로서 전체 생체량의 $5.4\%$를 차지하였다 주요 우점종으로서는 Ruditapes philippinarum이 정점당 평균 520 개체/$m^2$($44.5\%$)로서 만 중앙부의 정점들에서 주로 출현하였다. 다모류인 Lumbrineris longifolia는 평균 183 개체/$m^2$($15.7\%$)로서 만 안쪽에 위치한 정점들에서 밀도가 높았다. 이매 패류인 Pitar indecoroides는 정점당 평균 56 개체/$m^2$의 밀도로서만 입구 정점에서 밀도가 높았다. 또한 고둥류인 Reticunassa festiva 및 다모류인 Heteromastus sp., Praxillella affinis, Clone sp., Tharyx sp.는 대부분의 정점에서 비교적 고른 분포하였다. 집괴분석 결과 함평만 조하대 정점들은 퇴적상에 따라 크게 5개의 정점군으로 대별되었다. 즉, 함평만 입구역에서부터 만 중앙까지 연결된 정점군 (정점군 B), 만 중앙부에서 내만까지의 정점군 (정점군 C), 그리고 자갈의 함량이 높은 정점들 (정점군 A)로 크게 3개 정점군으로 나누어지고, 내만 가장 안쪽에 위치한 정점 1과 종밋과 바지락의 치패 출현량이 극히 많은 정점 4와 6이 각각 별도의 정점군으로 구분되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제17권4호
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• pp.292-302
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• 2012

본 종설논문은 살오징어의 기존 및 최근에 새롭게 적용되고 있는 계군 분석방법들을 비교 분석하여 각 분석방법의 장단점과 분석방법간의 상호보완에 대하여 고찰하였다. 살오징어는 북서태평양의 넓은 지역을 회유하는 어종으로 생태계 및 상업적으로 중요한 자원이다. 살오징어는 해양환경변화의 생물학적 지표로서의 가능성을 평가 받고 있으며, 장단기적인 어획량 및 분포역의 변화가 환경 변화와 함께 나타난다. 예를 들어, 1987/1988 무렵에 발생한 기후체제전환 이후 한류성 어종으로 분류되는 명태의 어획량은 급감하여 현재까지 그 영향이 지속되고 있는 반면, 살 오징어 어획량은 크게 증가하였다. 현재까지 명태 어획량의 감소에 대하여 남획과 기후변화에 초점이 맞추어진 해석이 있으나, 뚜렷한 원인 분석은 이루어지지 않고 있다. 그 이유 중 한 가지는 계군 분석에 근거한 생태, 환경적 측면에 대한 정확한 원인 분석이 이루어지지 않고 있는 것과 관련이 된다. 계군은 유사한 생물학적 특징을 가진 개체들이 제한된 영역 내에서 유성생식과정을 통하여 동일한 유전자 풀(gene pool)을 공유하는 집단으로, 동일 계군을 형성하는 개체들은 산란에서 자원으로 가입 후 다시 재생산 과정에 이르기까지 시간 및 공간적으로 각기 다른 환경의 영향을 받을 수 있다. 따라서, 종에 대한 정확한 계군 분석은 자원의 효과적인 관리 및 급격한 변화에 대한 중요한 대응 방안의 역할을 할 수 있다. 살오징어 계군 분석에 적용된 주요 방법은 크게 4가지로 형태학적 방법, 생태학적 방법, 표지방류법, 유전학적 방법이 있다. 형태학적인 방법은 분석방법이 가장 간단하고 다수의 개체를 비교적 쉽게 분석할 수 있지만 각 형질들은 성장기간 동안 환경에 의해 영향을 많이 받게 되어 개체간의 차이가 생긴다. 생태학적 방법은 주로 개체의 생리적인 변화와 분포 및 회유상태, 기생충의 기생상태나 종류 및 기생률 등을 분석, 산란장의 차이를 알아보는 연구이며, 현재 활발히 연구되고 있는 방법으로 유사한 환경에서 생활하는 집단을 알 수 있지만 유전적으로 같은 집단인지는 알기 어렵다. 표지방류법은 직접적인 방법으로 계군의 회유 및 분포, 산란장의 위치를 파악할 수 있지만 수거가 어렵고 초기 단계에는 표식을 하기 어렵다. 수산생물의 계군 분석을 위한 유전학적 방법은 자원관리학적 연구에 관한 기본적 정보를 제공해 왔다. 계군 분석을 위한 유전학적 방법은 이에 사용하는 유전자 마커(marker)의 감도에 따라 결정되며, 유전자 마커의 다형성이 높은 것을 선택해야 한다. 계군 분석을 위한 유전자 마커로는 오랜 기간 동안 동위효소 다형이 사용되어졌으며, 최근에는 mitochondria, microsatellite와 같이 DNA 염기배열 중에서도 변이성이 높은 영역을 선택하여 마커로 이용한 연구가 증가되고 있다. 기존의 형태학적 방법, 표지방류법, 생태학적인 방법들은 살오징어의 생활사, 회유경로, 산란장의 변화 등을 밝혀내어 계군을 파악하는데 많은 기여를 하였지만 여전히 각 해역에 분포하는 살오징어의 계군을 파악하기에는 어려움이 있다. 최근에는 기존의 계군 분석이 지닌 장단점을 비교 분석하여 복합적인 방법의 계군 분석이 이루어지며, 이러한 정보들을 바탕으로 유전학적 방법을 보완한다면 살오징어 자원의 변동에 대한 관리 방안을 마련하는데 도움을 줄 것이다.