• Journal of Animal Science and Technology
• /
• 제55권4호
• /
• pp.237-247
• /
• 2013

This study was to examine single or combined in vitro effects of environmental endocrine disruptors on boar sperm characteristics, oxidative stress damage in sperm and development of porcine IVF embryos. Addition of various concentration of NP (10, 20, $30{\mu}M$), DBP (10, 50, $100{\mu}M$) and BPA (1, 5 or $10{\mu}g/ml$) on boar sperm characteristics such as percentages of sperm motility, viability, membrane integrity and mitochondrial activity were dose-dependently decreased within 3, 6 or 9 hr incubation period (p<0.05). The overall detrimental effects increased with incubation time increasement. NP, DBP and BPA showed the detrimental effects on sperm membrane and mitochondria of energy production organelles affecting cell viability with the dependancy of dose and incubation time. In combination effects, NP ($10{\mu}M$) + DBP ($10{\mu}M$) significantly decreased boar general sperm characteristics for 3 or 6 hr incubation period compared with control (p<0.05). When both of NP and DBP concentrations (NP; $30{\mu}M$, DBP; $100{\mu}M$) increase, the detrimental effects on sperm characteristics were larger than those of low concentration combination (p<0.05). The inhibitory effects of NP ($30{\mu}M$) + BPA ($10{\mu}g/ml$) on sperm characteristics were larger than those of NP ($10{\mu}M$) + BPA ($1{\mu}g/ml$) (p<0.05). DBP ($100{\mu}M$) + BPA ($10{\mu}g/ml$) decreased sperm characteristics compared with the low concentration combination (DBP $10{\mu}M$ + BPA $1{\mu}g/ml$, p<0.05). This result indicates the detrimental effects of both chemicals on sperm characteristics were dose dependent. Addition of NP ($30{\mu}M$) + DBP ($100{\mu}M$), NP ($30{\mu}M$) + BPA ($10{\mu}g/ml$), DBP ($10{\mu}M$) + BPA ($1{\mu}g/ml$) or DBP ($100{\mu}M$) + BPA ($10{\mu}g/ml$) significantly increased lipid peroxidation for 3 or 6 hr incubation period (p<0.05) compared with no addition control. NP (${\geq}20{\mu}M$) decreased the percentages of IVF embryo development from morulae and blastocyst stages (p<0.05) and its detrimental effects were dose-dependant. BPA 0, 1, 5 or $10{\mu}g/ml$ decreased significantly and dose-dependently the percentage of morulae plus and blastocysts (p<0.05). Combinations of DBP ($100{\mu}M$) plus NP ($30{\mu}M$) and DBP ($100{\mu}M$) plus BPA ($10{\mu}g/ml$) did not affect on morulae and blastocyst development, but NP ($30{\mu}M$) plus BPA ($10{\mu}g/ml$) has significant detrimental effect on embryo development at these stages (p<0.05). These overall results indicate that the partial detrimental effects on boar sperm characteristics and embryo development by NP, DBP, BPA or the combination of these chemicals might be due to the increasement of lipid peroxidation and free radical formation in the cell and there were no specific interaction effects on boar sperm and embryo degeneration among the combined treatments.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
• /
• 제18권2호
• /
• pp.89-94
• /
• 2003

본 연구는 환경 호르몬으로. 분류된 67종 중의 하나인, 선저 도료나 어망, 어구 및 방오페인트 재료로 사용되어지고 유기주석화합물(tributyltin)을 사용하여 설치류의 웅성생식세포에서 세포자연사를 일으키는 작용기작을 조사하였다 먼저 흰쥐의 레이딕 세포주인 R2C에 유기주석화합물을 농도별(1∼500 nM)로 처리한 후 DNA fragment현상을 전기영동법을 통하여 조사하였다. 그 결과 유기주석화합물을 처리한 군들에서 대조군에 비하여 세포자연사현상이 농도 의존적으로 증가하였다. 유기주석화합물이 세포 내 칼슘이온(Ca$^2$$^{+}$)및 유해 산소종(reactive oxygen species)에 미치는 영향을 조사해본 결과 유기주석화합물 처리시 세포 내 칼슘이온 및 유해 산소종이 시간에 의존적으로 크게 증가하였다. 또한 칼슘 킬레이터인 BAPTA를 전 처리한 경우 유기주석화합물에 의해 유도된 칼슘이온 및 유해 산소종이 대조군에 비해 유의성 있게 감소하였다. 이러한 세포자연사 과정이 미토콘드리아의 cytochromec방출에 의한 과정인지를 화인하기 위해 세포질 내 cytochrome c양을 western blot법을 사용하여 확인해 본 결과 유기주석화합물처리 시간 및 농도에 따라 증가하며, 이 또한 BAPTA를 전처리 한 경우 대조군에 비하여 유의성 있게 감소하였다. 또한 유기주석화합물이 세포자연사 유발 시 caspase-3 효소 활성과의 관계를 확인하기 위해 ELISA법을 사용하여 확인해 본 결과 유기주석화합물 처리 농도에 의존적으로 증가하였으며, caspase-3효소 억제자로 잘 알려진 Z-DEVD FMK을 전 처리한 경우 유기주석화합물을 처리한 군에 비해 세포자연사율이 크게 감소하였다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때 유기주석화합물은 세포 내 칼슘이온의 증가를 일으키고, 그로 인하여 세포질 내 유해산소종 및 cytochrome c의 양이 증가함으로써 세포자연사 다음 단계인 caspase효소 활성의 증가를 통하여 흰쥐의 레이딕 세포주인 R2C의 세포자연사를 일으킬 것이라 추론할 수 있다.

• 생명과학회지
• /
• 제15권5호
• /
• pp.809-818
• /
• 2005

차가버섯 (Inonotus obliquus) 분말을 Bacillus sp.로 발효시켜 streptozotocin (STZ)-유발 당뇨쥐에 $ 5\%(w/w)$ 수준으로 첨가한 반합성 식이를 3주간 투여하여 혈당치 및 과산화지질 농도에 미치는 영향을 검토하였다. 차가버섯 및 발효 차가버섯의 다당체는 각각 $42.9\%$ 및 $39.1\%$였으며, 폴리페놀 화합물 함량은 각각 $0.80\%$및$0.91\%$였다. 식이 및 음료 섭취량, 혈청 중의 glucose, insulin, triglyceride, blood urea nitrogen농도는 당뇨 대조군과 차가버섯 투여군 보다는 발효 차가버섯 투여군에서 현저히 감소하였다. 혈청 중의 간 기능 임상치료 효소인 AST 및 ALT 활성도 발효 차가버섯 투여군에서 역시 감소하였다. 그러나 혈청 total cholesterol 및 creatinine 농도는 각 실험군간에 유의적인 차이는 없었다. 한편, 간 조직의 homogenate, microsomal 및 mitochondria 분획의 과산지질 농도는 당뇨쥐에 발효 차가버섯 투여로 현저히 감소하였다. 간 조직에서 내인성 항산화물질로 알려져 있는 glutathione 농도가 발효 차가버섯 투여군에서 현저히 증가함으로써 과산화지질 농도 억제에 의한 항산화 활성과 밀접한 관련성을 가진 것으로 나타났다 차가버섯 투여군에서는 발효 차가버섯 보다는 미약한 항산화 활성을 보였다. 이상의 결과에서 발효 차가버섯은 streptozotocin-유발 당뇨쥐에서 우수한 항당뇨 및 항산화 효과를 발휘하였다.

• 생명과학회지
• /
• 제24권5호
• /
• pp.505-514
• /
• 2014

항 비만 활성소재를 탐색하기 위하여 국내산 8종의 잡곡으로부터 80% 에탄올 추출물을 확보하여 마우스 3T3-L1 전지방세포에 대한 세포독성을 조사한 결과, 기장이 가장 강한 세포독성을 보였다. 따라서 본 연구에서는 기장 에탄올 추출물을 다시 메칠렌 크로라이드, 에칠아세테이트 및 부탄올로 단계 추출하여 각 유기용매 추출물을 확보하고 각 추출물의 항 비만 활성소재를 3T3-L1전지방세포의 지방세포로의 분화 억제능으로 조사하였다. 그 결과 기장의 부탄올 추출물은 지방세포 분화 유도기간(6일) 동안 처리하였을 때, 대조구보다 중성지방 축적을 약 50.3% 억제하는 것으로 나타나 가장 강한 항비만 활성 분획임을 확인하였다. 이와 같은 기장 부탄올 추출물의 항비만 활성은 지방세포 분화유도인자($(C/EBP{\alpha}$, $PPAR{\gamma}$)의 초기 발현을 억제하여 전지방세포의 지방세포로의 분화를 억제하고, 나아가 지방대사 관련 유전자(aP2 와LPL)의 발현까지도 저해함을 알았다. 그리고 기장의 부탄올 추출물은 25 ${\mu}g/ml$ 농도에서는 3T3-L1 전지방세포의 지방세포로의 분화를 저해하지만 50 ${\mu}g/ml$농도에서는 3T3-L1 전지방세포의 미토콘드리아 세포막 전위(${\Delta}{\psi}m$)를 변화시키고, caspase-3 활성화와 PARP 분해를 유도하여 세포사멸을 유도하였다. 이와 같은 결과는 기장이 항비만 소재를 가진 우수한 잡곡으로서 비만 관련 질환 예방에 우수한 식소재로 활용할 수 있음을 시사한다.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제36권4호
• /
• pp.431-438
• /
• 2007

해조류는 다양한 생리 활성을 나타내는 성분들을 함유하고 있어 항산화효과 등 다양한 생리활성 효과를 나타내는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 식용 가능한 28종의 해조류 메탄올추출물 중 보라우무 메탄올추출물이 인간의 대장에서 유래한 암세포인 HT-29세포의 세포증식을 억제함을 밝혔고, 가장 강한 HT-29 세포 증식 억제 효과를 나타낸 보라우무 메탄올추출물의 대장암세포 증식억제 기전을 밝히고자 하였다. 보라우무 메탄올추출물을 HT-29 세포 배양액에 여러 농도$(0{\sim}20{\mu}g/mL)$로 첨가하여 세포를 배양한 경우 보라우무 메탄올추출물 처리 농도가 증가할수록 세포증식이 현저히 감소하였고, apoptotic cell수는 현저히 증가하였다. Apoptosis의 주요한 조절인자인 Bcl-2 family 단백질 중 Bcl-2는 보라우무 메탄올추출물에 의해 변화가 없었고 Bax는 고농도에서만 소폭 감소하였다. 반면, t-Bid 단백질 수준은 보라우무 메탄올추출물의 처리에 의해 현저하게 증가하였다 Bcl-2 family Protein과 더불어 apoptosis의 조절에 주요한 역할을 하는 caspase 단백질의 경우 보라우무메탄올추출물 처리에 의해 cleaved caspase-8, -9, -7, -3 단백질 수준이 현저히 증가하였고, cleaved PARP 단백질수준도 현저히 증가하였다. 또한, caspase-8의 활성화를 유도하는 Fas 단백질 수준도 보라우무 메탄올추출물에 의해 현저하게 증가하였다. 이 결과로부터 보라우무 메탄올추출물은 caspase-8의 활성 증가에 의한 미토콘드리아 막 투과성 변화와 caspase-7/-3 활성의 증가를 통해 apoptosis를 유도함으로써 암세포의 증식을 억제한다는 결론을 내릴 수 있다. 본 연구는 보라우무를 항암효과를 지니는 기능성식품이나 항암제로 개발할 수 있는 가능성을 제시하고 있으며 향후 보라우무를 이용한 제품의 개발을 위해서는 유효성분의 동정 및 그 성분의 작용 기전에 대한 면밀한 추가 연구가 필요할 것으로 보인다.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.124-130
• /
• 2003

생리활성 물질을 함유하고 있는 홍삼분말의 섭취수준에 따른 고지방식 급여 흰쥐의 지질 농도 및 과산화지질 농도에 미치는 영향을 검토하기 위하여 200 mg/rat및 400 mg/rat 수준으로 홍삼분말을 첨가하여 3주간 자유 섭취시켰다. 혈청 총 콜레스테롤 농도는 대조군에 비해 KRG I군과 KRG II군에서 유의적으로 감소(p<0.05)경향을 나타내었다. 혈청 HDL-cholesterol 농도는 대조군에 비해 KRG I군 및 KRG II군에서 각각 69.75% 및 39.l5% 증가하였고, 동시에 동맥경화 지수는 각각 74.76% 및 37.3n% 감소하였다 혈청 중성지질 농도는 대조군에 비해 KRG II군에서만 유의적으로 감소(p<0.05)하였다. 혈청 지질의 과산화물 생성지표인 TBARS는 대조군에 비해 KRG I군과 KGB II군에서 유의적으로 감소(p<0.05)하였다. 과산화지질 촉매물질로 작용하는 혈중 비헴철 함량을 측정한 결과, 대조군에 비해 홍삼분말 첨가군에서 유의성 있게 감소하여 혈청 과산화지질 농도와 상관관계를 나타내었다. 간장에서의 MDA 함량은 대조군에 비해 KRG I군 및 KRG II군에서 유의적으로 감소(p<0.05)하였다. 간장으로부터 분획한 microsome의 세포막 과산화지질 농도는 대조구에 비해KRG I군 및 KRG II군에서 유의적으로 감소(p<0.05)하고, nitochondria 분획에서는 효과가 없었다. 홍삼분말을 0, 2, 4, 및 6 mg/mL농도로 간장 세포 분획의 반응액에 첨가하여 MDA 함량을 측정하였을 때, homogenate 및 microsome 분획에서는 6 mg/mL 농도에서만 유의적으로 감소(p<0.05)하고, mitochondria 획분에서는 2, 4 및 6 mg/mL 첨가구에서 모두 유의적으로 감소(p<0.05)하였다. 이상의 실험에서 고지방 식이를 급여한 흰쥐에서 홍삼분말 첨가는 혈중의 콜레스테롤 농도와 과산화지질 농도를 낮추는 효과를 나타내었다.

• 한국식품위생안전성학회지
• /
• 제34권4호
• /
• pp.388-395
• /
• 2019

본 연구에서는 고지방 및 고콜레스테롤 식이 흰쥐에 셀레늄 강화 시금치를 공급하여 간 조직의 항산화방어계와 지질과산화에 미치는 영향을 관찰하였다. 실험동물은 체중 $150{\pm}10g$ 내외의 Sprague-Dawley종 수컷 흰쥐를 사용하였으며, 정상식이 대조군(N), 고지방 및 고콜레스테롤 공급군(HF), 고지방 및 고콜레스테롤 공급군에 무처리 시금치 5% 공급군(SPA) 및 10% 공급군(SPB), 고지방 및 고콜레스테롤 공급군에 셀레늄 강화 처리 시금치 5% 공급군(SSA) 및 10% 공급군(SSB)으로 총 6군으로 나누었다. 식이 및 식수는 자유섭취하게 하였으며 4주간 사육한 후희생시켰다. 간 조직 중의 항산화 효소계인 SOD 활성은 HF군에 비해 셀레늄 시금치 공급군 SSA 및 SSB군에서 각각 31.4% 및 36.9% 증가하였으나 유의적인 차이는 아니였다. GSH-px 활성은 또한 SSA 및 SSB군에서 각각 5.8% 및 12.2% 증가하였으나 유의적인 차이를 나타내지 않았고, catalase 함량은 전체 군에서 유의적인 차이를 볼 수 없었다. 유리기를 소거하는 지표인 간 조직의 superoxide radical 함량은 microsome에서 정상군에 비해 HF군에서 86.7%의 유의적인 증가를 나타내었으나 10%의 셀레늄 강화 시금치를 공급한 SSB군에서는 HF군에 비해 54.8%로 유의적으로 감소하였다. 간 조직의 microsome에서의 산화단백질 함량은 정상군에 비해 HF 군에서 60.5%로 유의적으로 증가 되었으나 시금치의 공급으로 유의적으로 감소하였다. Mitochondria에서는 정상군에 비해 유의적으로 증가된 HF군의 carbonyl value 함량이 셀레늄 강화 시금치를 10% 공급한 SSB군에서 23.1%로 유의적으로 감소하였다. 과산화지질의 함량을 적혈구에서 관찰한 결과 정상군에 비해 HF 군에서 59.0%로 유의적으로 증가하였고 10% 무처리 시금치 공급군 및 10% 셀레늄 강화 공급군에서는 각각 유의적으로 감소하였다. 과산화지질의 함량을 간 조직에서 관찰 한 결과, 정상군에 비해 HF군에서 42.6%로 유의적으로 증가하였고, 또한 고지방 및 고콜레스테롤 식이로 인해 증가된 과산화지질은 시금치를 공급한 모든 군에서 유의적인 감소를 나타내었다. 특히 무처리 시금치 군에 비해 셀레늄 강화 시금치에서 유의적으로 더 높은 과산화지질이 감소하였다. 이러한 결과는 시금치에 함유된 여러 항산화 성분이 효과적으로 활성산소종의 소거에 관여함으로써 산화적 손상을 완화시킨 결과로 보이며, 특히 시금치에 셀레늄의 처리는 항산화능의 상승효과에 기여했으리라 사료된다.

• Journal of Nutrition and Health
• /
• 제55권3호
• /
• pp.321-329
• /
• 2022

리보플라빈 (비타민 B₂)은 한국인에게 섭취 부족의 우려가 있는 비타민으로서 에너지 대사를 포함한 산화/환원 반응의 조효소로서 작용한다. 적절한 섭취수준을 평가하는 방법으로는 적혈구에서의 리보플라빈 농도나 EGRAC, 혹은 소변의 리보플라빈 농도를 측정하는 것이다. 적혈구 리보플라빈 수준은 400 nmol/L (15 ㎍/100 mL) 이상을 적정수준, 270 nmol/L (10 ㎍/100 mL) 이하를 결핍으로 하거나 EGRAC 값이 1.2 이하인 경우 적정수준, 1.4이상이면 결핍으로 판정한다. 2020 한국인 영양소 섭취기준 개정 시 19-64세 성인의 2020 리보플라빈 평균필요량은 남자 1.3 mg/d, 여자 1.0 mg/d로 설정되었으며, 64-74세 남자 1.2 mg/d, 여자 0.9 mg/d, 75세 이상 남자 1.1 mg/d, 여자 0.8 mg/d로 성인 보다 낮게 설정되었다. 2020 국민건강영양조사 결과 19세 이상 우리나라 성인의 리보플라빈 평균 섭취량은 1.69 mg/d이며, 권장섭취량 대비 124.9% 였고, 보충제 섭취자들의 보충제로부터의 리보플라빈 섭취량은 평균 10.26 mg/d로 식품으로부터 섭취하는 1.50 mg에 비해 약 6.8배 높은 수준이었다 [18]. 2020 한국인 영양소 섭취기준에서 연령별, 성별 리보플라빈 권장섭취량은 각 생애주기 구간별 평균필요량에 변이계수 10%를 적용하여 평균필요량의 120% 수준으로 설정되었다 리보플라빈의 대표적 식품 급원으로는 유제품, 난류, 육류, 가금류와 생선류의 동물성 식품과 두류, 녹색채소류, 곡류 등이 있으며 2020 국민건강영양조사에 따르면 한국인의 리보플라빈 급원 식품으로 기여도가 높은 식품은 달걀, 라면, 돼지고기, 우유, 간장, 쇠고기, 배추김치, 닭고기, 고추가루, 시리얼 순이다. 최근 리보플라빈의 경우 비타민 보충제 외에도 다양한 건강기능성 식품섭취로 인해 보충제를 섭취하는 사람들의 경우 보충제로부터의 섭취수준이 식품으로부터의 섭취량을 훨씬 초과하고 있어 리보플라빈 영양상태 평가 시 보충제로부터 섭취하는 수준에 대한 평가가 향후 반드시 필요하다. 또한 2020 한국인 영양소 섭취기준 개정에서는 만성 질환 예방에 대한 부분은 아직 과학적 증거의 불충분으로 고려되지 않았으나 향후 만성질환과 관련된 역학연구 및 중재연구가 더 필요하다고 판단된다.

• 생명과학회지
• /
• 제23권10호
• /
• pp.1230-1238
• /
• 2013

$17{\alpha}$-estradiol ($17{\alpha}-E_2$)의 에폽토시스 유도활성에 미치는 종양억제단백질 p53의 조절효과를 조사하고자, $17{\alpha}-E_2$에 의해 유도되는 에폽토시스 현상들을 인체 대장암 세포주 유래 클론인 HCT116 ($p53^{+/+}$) 및 HCT116 ($p53^{-/-}$) 세포에서 비교하였다. HCT116 ($p53^{+/+}$) 및 HCT116 ($p53^{-/-}$) 세포를 $17{\alpha}-E_2$ ($2.5{\sim}10{\mu}M$)로 처리하거나 혹은 HCT116 ($p53^{+/+}$) 및 HCT116 ($p53^{-/-}$) 세포를 $10{\mu}M$ $17{\alpha}-E_2$로 시간 별로 처리한 결과, HCT116 ($p53^{+/+}$)에 있어서는 세포독성과 에폽토시스-관련 sub-G1 peak의 비율은 처리농도와 시간에 의존적으로 나타났다. 그러나 HCT116 ($p53^{-/-}$) 세포의 경우는 이러한 현상이 미약하게 나타났다. $17{\alpha}-E_2$에 의해 유도되는 비정상적 유사분열방추사 형성, 중기판 염색체 배열의 미완성, 이에 따른 유사분열정지($G_2/M$ arrest) 등의 현상은 HCT116 ($p53^{+/+}$) 및 HCT116 ($p53^{-/-}$) 세포에서 유사한 수준으로 나타났다. 이에 반해, $17{\alpha}-E_2$에 의해 유도되는 Bak과 Bax의 활성화, 미토콘드리아의 막전위 상실(${\Delta}{\Psi}m$ loss), 그리고 PARP 분해 등의 현상은 HCT116 ($p53^{-/-}$) 세포에 비해 HCT116 ($p53^{+/+}$) 세포에서 훨씬 높은 수준으로 확인되었다. 아울러 $17{\alpha}-E_2$로 처리된 HCT116 ($p53^{+/+}$) 세포에서 확인되는 p53 (Ser-15)의 인산화 및 p53 수준의 증가와 일치하여, 세포 내의 p21및 Bax 수준도 현저히 증가하였다. 이때 $17{\alpha}-E_2$로 처리된 HCT116 ($p53^{-/-}$) 세포에서는 p21 및 Bax의 발현수준이 매우 낮았다. 한편, 에폽토시스 억제단백질인 Bcl-2 단백질 수준은 HCT116 ($p53^{-/-}$) 세포에 비해 HCT116 ($p53^{+/+}$) 세포에서 다소 낮았으나, 이러한 Bcl-2 단백질 수준은 $17{\alpha}-E_2$ 처리 후에도 크게 변화하지 않는 것으로 나타났다. 이러한 결과들은 $17{\alpha}-E_2$ 처리에 의해 유도되는 에폽토시스 유도 경로의 구성원들의 변화, 즉 비정상적 유사분열방추사 형성 및 이에 따른 유사분열정지($G_2/M$ arrest), 뒤이은 Bak 및 Bax의 활성화, 미토콘드리아의 막전위 상실, 그리고 이에 수반되는 caspase cascade 활성화 및 PARP 분해로 진행되는 에폽토시스 현상들 중에서, Bak 및 Bax의 활성화 단계가 종양억제단백질 p53의 에폽토시스 증진 활성에 의해 양성적으로 조절되는 작용 타켓임을 보여준다.