• Journal of Ginseng Research
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• 제41권2호
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• pp.151-158
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• 2017

Background: Chong-Myung-Tang (CMT) extract is widely used in Korea as a traditional herbal tonic for increasing memory capacity in high-school students and also for numerous body ailments since centuries. The use of CMT to improve the learning capacity has been attributed to various plant constituents, especially black ginseng, in it. Therefore, in this study, we have first investigated whether black ginseng-enriched CMT extracts affected spatial learning using the Morris water maze (MWM) test. Their molecular mechanism of action underlying improvement of learning and memory was examined in vitro. Methods: We used two types of black ginseng-enriched CMT extracts, designated as CM-1 and CM-2, and evaluated their efficacy in the MWM test for spatial learning behavior and their anti-inflammatory effects in BV2 microglial cells. Results: Our results show that both black ginseng-enriched CMT extracts improved the learning behavior in scopolamine-induced impairment in the water maze test. Moreover, these extracts also inhibited nitric oxide production in BV2 cells, with significant suppression of expression of proinflammatory cytokines, especially inducible nitric oxide synthase, cyclooxygenase-2, and $interleukin-1{\beta}$. The protein expression of mitogen-activated protein kinase and nuclear $factor-{\kappa}B$ pathway factors was also diminished by black ginseng-enriched CMT extracts, indicating that it not only improves the memory impairment, but also acts a potent anti-inflammatory agent for neuroinflammatory diseases. Conclusion: Our research for the first time provides the scientific evidence that consumption of black ginseng-enriched CMT extract as a brain tonic improves memory impairment. Thus, our study results can be taken as a reference for future neurobehavioral studies.

• 생명과학회지
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• 제25권2호
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• pp.223-230
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• 2015

RCAN1은 calcineurin을 억제하는 내인성 단백질로 calcineurin-NFATc1 신호전달 경로와 관련된 질환의 병인에 중요한 역할을 담당한다. 특히 RCAN1-4 아형 유전자의 경우 NFATc1 전사인자에 의해 조절된다. RANKL 자극은 calcineurin-NFATc1 경로로 파골세포 분화를 유도하는데, RCAN1과 파골세포의 분화에 관련된 연구는 보고 된 바 없다. 따라서 본 연구는 RANKL 처리에 의해 파골세포 분화가 유도될 때 RCAN1이 calcineurin-NFATc1 경로에 미치는 영향을 in vitro에서 조사했다. 마우스로부터 분리한 골수단핵세포에 RANKL을 처리하여 파골세포 분화를 유도했다. RANKL 처리 후 조사 대상 유전자의 mRNA 발현과 단백질 발현을 각각 RT-PCR과 Western blot로써 측정했다. 마우스 RCAN1-4 vector를 파골전구세포인 RAW 264.7 단핵세포주와 골수단핵세포에 형질도입(transfection)시켜 RCAN1-4 유전자의 과발현을 유도했다. 형질도입 후 파골세포 분화의 형태적 변화는 TRAP 염색을 통해 관찰했다. RANKL 처리 후 NFATc1, calcineurin, RCAN1-4 mRNA 발현은 크게 증가했다. 단백질 발현의 경우 NFATc1과 RCAN1은 증가했으나 calcineurin은 대조군과 차이가 없었다. RCAN1-4 유전자의 과발현 유도 시 RCAN1-4 mRNA는 크게 증가되었으나 RCAN1 단백질 발현은 증가되지 않았다. 특히 RANKL 존재 시 RCAN1 유전자를 knock-down시켜도 RCAN1 발현은 정상적으로 유지되었다. 한편, NFATc1 발현은 과발현 유도시 감소했고 knock-down 유도 시 증가하는 경향을 보였다. RCAN1-4 유전자 과발현을 유도한 골수단핵세포에서 배양 5일 후 파골세포 분화는 대조군과 차이가 없었다. 이러한 결과는 RANKL에 의한 파골세포 분화 시 RCAN1이 calcineurin-NFATc1 경로를 통해 파골세포 분화에 미치는 영향은 제한적일 것으로 사료된다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제19권4호
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• pp.365-372
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• 2015

Aripiprazole (ARI) is a commonly prescribed medication used to treat schizophrenia and bipolar disorder. To date, there have been no studies regarding the molecular pathological and immunotoxicological profiling of aripiprazole. Thus, in the present study, we prepared two different formulas of aripiprazole [Free base crystal of aripiprazole (ARPGCB) and cocrystal of aripiprazole (GCB3004)], and explored their effects on the patterns of survival and apoptosis-regulatory proteins under acute toxicity and cytotoxicity test conditions. Furthermore, we also evaluated the modulatory activity of the different formulations on the immunological responses in macrophages primed by various stimulators such as lipopolysaccharide (LPS), pam3CSK, and poly(I:C) via toll-like receptor 4 (TLR4), TLR2, and TLR3 pathways, respectively. In liver, both ARPGCB and GCB3004 produced similar toxicity profiles. In particular, these two formulas exhibited similar phospho-protein profiling of p65/nuclear factor $(NF)-{\kappa}B$, c-Jun/activator protein (AP)-1, ERK, JNK, p38, caspase 3, and bcl-2 in brain. In contrast, the patterns of these phospho-proteins were variable in other tissues. Moreover, these two formulas did not exhibit any cytotoxicity in C6 glioma cells. Finally, the two formulations at available in vivo concentrations did not block nitric oxide (NO) production from activated macrophage-like RAW264.7 cells stimulated with LPS, pam3CSK, or poly(I:C), nor did they alter the morphological changes of the activated macrophages. Taken together, our present work, as a comparative study of two different formulas of aripiprazole, suggests that these two formulas can be used to achieve similar functional activation of brain proteins related to cell survival and apoptosis and immunotoxicological activities of macrophages.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제23권5호
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• pp.367-379
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• 2019

Although atopic dermatitis (AD) is known to be a representative skin disorder, it also affects the systemic immune response. In a recent study, myoblasts were shown to be involved in the immune regulation, but the roles of muscle cells in AD are poorly understood. We aimed to identify the relationship between mitochondria and atopy by genome-wide analysis of skeletal muscles in mice. We induced AD-like symptoms using house dust mite (HDM) extract in NC/Nga mice. The transcriptional profiles of the untreated group and HDM-induced AD-like group were analyzed and compared using microarray, differentially expressed gene and functional pathway analyses, and protein interaction network construction. Our microarray analysis demonstrated that immune response-, calcium handling-, and mitochondrial metabolism-related genes were differentially expressed. In the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) and Gene Ontology pathway analyses, immune response pathways involved in cytokine interaction, nuclear factor-kappa B, and T-cell receptor signaling, calcium handling pathways, and mitochondria metabolism pathways involved in the citrate cycle were significantly upregulated. In protein interaction network analysis, chemokine family-, muscle contraction process-, and immune response-related genes were identified as hub genes with many interactions. In addition, mitochondrial pathways involved in calcium signaling, cardiac muscle contraction, tricarboxylic acid cycle, oxidation-reduction process, and calcium-mediated signaling were significantly stimulated in KEGG and Gene Ontology analyses. Our results provide a comprehensive understanding of the genome-wide transcriptional changes of HDM-induced AD-like symptoms and the indicated genes that could be used as AD clinical biomarkers.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제43권2호
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• pp.112-119
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• 2015

본 연구에서는 큰잎모자반의 항염증 효과를 알아보기 위해 LPS에 의해 염증반응이 유도된 RAW 264.7 세포에 대한 큰잎모자반 에탄올 추출물의 항염증 효과를 살펴보았다. 세포내 염증매개성 cytokine (IL-6, TNF-α 및 IL-1β) 분비량의 측정결과, 농도 의존적으로 유의적 감소를 보였으며, 특히, 100 μg/ml로 처리하였을 경우 LPS 단독 처리와 비교 시 약 48% 이상의 높은 분비량 감소효과를 보였다. 추출물이 iNOS, COX-2 및 NF-kB 발현 억제에 미치는 효과를 알아본 결과, LPS 단독처리구에 의해 각 단백질의 발현량이 현저히 증가하였으나, 추출물을 처리하였을 때 그 발현량이 농도 의존적으로 감소하는 것을 확인할 수가 있었다. 특히 50 및 100 μg/ml 농도에서 PBS 처리구와 유사한 발현량을 보여 우수한 항염증 효과를 가짐을 확인하였다. 귀 부종 억제 효과 및 조직 관찰을 수행한 결과, 추출물 250 mg/kg 농도에서 prednisolone 10 mg/kg 처리와 유사하게 감소함을 보였다. 또한, croton oil로 부종을 유발한 마우스 귀 조직에서 croton oil만을 처리한 경우에 비해 추출물을 100 mg/ml 농도로 처리한 경우 prednisolone 처리구와 유사한 정도로 경피 및 진피 두께가 얇아진 것을 확인하였으며, 조직 내 mast cell 침윤을 현저히 억제함을 보였다. 이 결과를 종합해 볼 때, 큰잎모자반 에탄올 추출물이 염증 치료제로써의 소재로 이용될 가치가 충분할 것으로 사료된다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제48권7호
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• pp.779-788
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• 2005

목 적 : Echinacea는 면역증강제로 이미 사용되고 있는 재래 식물로서 최근에 Echinacea의 추출물로 단구를 중심으로 면역세포들에 의한 면역증강효과에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구는 단구와 수지상세포에서 Echinacea에 의해 유전자의 발현이 증가되는 면역관련 유전자들을 cDNA microarray chip을 사용하여 선별하고 이들을 토대로 Echinacea의 면역증강 효과에 대한 연구를 할 때 기초 자료가 되고자 하였다. 방 법 : 실험 1과 2는 3명의 공여자의 말초혈 단구로 실험하였는데 실험 1은 단구에 최종 농도가 $50{\mu}g/mL$ 되게 Echinacea를 첨가하여 1일간 배양하였고, 실험 2는 실험 1의 대조군으로서 Echinacea를 첨가하지 않고 배양하였다. 실험 3과 4는 2명의 공여자의 단구로 실험하였는데 실험 3은 GM-CSF와 IL-4를 첨가하여 5일간 배양시켜 수지상세포로 분화시킨 뒤 Echinacea를 첨가하여 1일간 더 배양시켰고, 실험 4는 실험 3의 대조군으로서 수지상세포로 분화시킨 뒤 Echinacea를 첨가하지 않고 1 일간 더 배양하였다. Echinacea에 의한 단구와 수지상세포의 유전자발현 효과를 알아보기 위해서 cDNA microarray chip을 이용하여 대조군에 대한 실험군의 각 유전자의 발현비를 구하였다. Echinacea를 첨가하지 않은 단구(실험 2의 단구)에 대한 Echinacea를 첨가한 단구(실험 1의 단구)의 각 유전자들의 발현 비를 구하였고, Echinacea를 첨가하지 않은 수지상세포(실험 4의 수지상세포)에 대한 Echinacea를 첨가한 수지상세포(실험 3의 수지상세포)의 각 유전자들의 발현비를 구하였다. 여기서 실험 1과 2에서는 세 공여자의 단구에서 나온 유전자 발현비의 결과를, 실험 3과 4에서는 두 공여자의 수지상세포에서 나온 유전자 발현비의 결과를 평균하여 그 발현비가 2.5 이상 되는 것을 의미있게 발현된 유전자로 보았다. 결 과 : Echinacea를 첨가하지 않은 단구를 대조군으로 하여 Echinacea를 첨가한 단구의 유전자 발현비가 2.5 이상으로 증가한 것들 중 면역과 관계된 유전자들은 17개였다. Echinacea를 첨가하지 않은 수지상세포를 대조군으로 하여 Echinacea를 첨가한 수지상세포의 유전자 발현비가 2.5 이상으로 증가한 것들 중 면역과 관계된 유전자들은 24개였고, 실험에 사용한 수지상세포들은 모두 미성숙 수지상세포의 특징적인 표면항원들을 가지고 있음을 유세포 분석으로 확인하였다. Echinacea가 단구와 수지상세포 둘 다에서 의미있게 유전자발현비가 증가된 것들이 7개 있었는데, 이들은 CD44, IFI 30, MRC 1, CCR 7, CLK 2, syntenin, cytochrome C oxidase subunit VIII 등의 유전자들이었다. 특히 발현비가 3.5 이상으로 높은 유전자들을 그 발현비 순으로 나열하면 단구에서는 IFI 30, CLK 2, syntenin, superoxide dismutase 2 등 4개의 유전자들이 있었고, 수지상세포에서는 somatomedin A, methyl-CpG binding domain protein 3, IFI 30, small inducible cytokine subfamily A(Cys-Cys), member 22, ubiquitin-conjugating enzyme E2L 6, hexosaminidase B, nuclear factor of kappa light polypeptide gene enhancer in B-cells inhibitor epsilon, CCR 7 등 8개의 유전자들이 있었다. 결 론 : 본 연구는 Echinacea가 $CD14^+$ 단구 및 수지상세포에서 발현을 증가시키는 면역관련 유전자들을 cDNA microarray chip을 이용하여 검색하였고, 향후 이 유전자들을 기초로 정량적이고 기능적으로 분석할 수 있는 토대를 마련하였다.

• 생명과학회지
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• 제30권9호
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• pp.804-812
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• 2020

본 연구에서는 아메리카왕거저리에 대한 기능성 연구의 일환으로 아메리카왕거저리 유충의 유전체 분석을 통해 선별된 조포바신 1의 항균 및 항염증 활성을 확인하였다. 선행연구에서 RNA 시퀀싱을 통해 아메리카왕거저리의 전사체를 분석하였으며, 결과를 바탕으로 인실리코(in silico) 분석을 수행하여 전사체 유래 항균 펩타이드를 스크리닝하고 선발하였다. 수행된 항균활성 및 용혈활성 테스트에서 조포바신 1은 세균 및 칸디다 진균에 대해 광범위한 항균활성을 나타낸 반면 마우스 적혈구에 대한 용혈활성은 전혀 없었다. 다음으로 마우스 대식세포주 Raw264.7 세포를 이용하여 조포바신 1의 항염증활성을 확인하였다. 그 결과 조포바신 1은 LPS로부터 유도된 Raw264.7 세포들의 산화질소 생성을 감소시키는 결과를 보여주었다. 뿐만 아니라 실시간 역전사 중합효소 연쇄반응(qRT-PCR) 방법과 효소결합면역흡착측정법(ELISA)을 통해 조포바신 1이 Raw264.7 세포에서 전염증성 사이토카인(IL-6, IL-1β)의 발현을 감소시킨다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 염증반응의 신호전달인자들(MAPKs, NF-κB)의 인산화를 억제하는 것을 확인하였다. 게다가 조포바신 1은 LPS와의 상호작용을 통해 결합한다는 것을 확인하였다. 이러한 연구결과들은 아메리카왕거저리 유전체 분석을 통해 확인된 조포바신 1이 항균 및 항염증 치료를 위한 물질로서 개발하는데 가능성이 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제30권10호
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• pp.886-895
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• 2020

본 연구에서는 호랑나비 유충의 유전체 분석을 통해 선별된 파필리오신 3의 항균 및 항염증 활성을 확인하였다. 선행연구에서 RNA 시퀀싱 분석을 통해 호랑나비의 전사체를 분석하였으며, 결과를 바탕으로 인실리코(in silico) 분석을 진행하여 전사체 유래 항균 펩타이드를 스크리닝하고 선발하였다. 수행된 항균 활성 및 용혈 활성 테스트에서 파필리오신 3은 그람음성균인 E. coli와 그람양성균인 S. aureus에 대해 강력한 항균활성을 나타낸 반면 마우스 적혈구에 대한 용혈 활성은 전혀 없었다. 다음으로 마우스 대식세포주 Raw264.7 세포를 이용하여 파필리오신 3의 항염증 활성을 확인하였다. 그 결과 파필리오신 3은 LPS로부터 유도된 Raw264.7 세포들의 산화질소 생성을 감소시키는 결과를 보여주었다. 뿐만 아니라 실시간 역전사 중합효소 연쇄반응(qRT-PCR) 방법과 효소결합면역흡착측정법(ELISA)을 통해 파필리오신 3이 Raw264.7 세포에서 전염증성 사이토카인(IL-6, IL-1β)의 발현을 감소시킨다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 염증반응의 신호전달인자들(MAPKs, NF-κB)의 인산화를 억제하는 것을 확인하였는데, 이는 파필리오신 3이 LPS와의 상호작용을 통해 결합하여 효과를 나타낸다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 호랑나비 유전체 분석을 통해 확인된 파필리오신 3이 새로운 항균 및 항염증 치료제로서 개발하는데 가능성 있는 물질로 사료된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제43권1호
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• pp.45-55
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• 2015

본 연구에서는 참치유의 항염증 효과를 알아보기 위하여 in vitro 및 in vivo type의 실험을 진행하였다. 먼저 참치유(TO)가 세포독성을 가지는지에 대해 알아보기 위해 MTT assay를 진행한 결과, 모든 첨가 농도에서 세포독성을 가지지 않는 것을 확인하였다. 세포독성을 가지지 않은 농도에서의 항염증 효과를 알아보기 위하여 염증성 매개 인자인 NO, IL-6, TNF-α 및 IL-1β에 대한 항염증 효과를 살펴본 결과, TO의 첨가에 따라 각각 45%, 93%, 97%, 83%의 억제효과를 보임을 확인하였다. 또한 그 up-stream의 전사인자인 NF-κB 및 MAPKs와 전염증성 효소인 iNOS, COX-2의 발현을 효과적으로 억제하는 것을 확인하였다. In vivo type 실험의 일환으로 croton oil 유도 마우스 귀 부종에 대한 억제 효과를 살펴본 결과, TO의 처리에 의해 경피 및 진피 두께의 발달과, 염증 부위로의 mast cell 침윤이 억제됨을 확인하였다. TO의 효과적인 이용을 위해 그 안전성에 대한 평가로 급성 경구독성 평가를 진행한 결과, 경구독성을 유발하지 않음을 확인하였다. 본 연구 결과로 TO의 적용이 in vitro 및 in vivo type의 염증 모델에서 우수한 효과를 보임을 확인하여, TO 가 효과적인 염증 예방 및 치료제로의 활용 가능성이 충분함을 입증하였다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제53권5호
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• pp.452-463
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• 2020

본 연구는 AT의 뿌리를 제외한 전체 AT의 에탄올 및 물 추출물의 면역 조절 효과를 비교하고 THP-1의 cytokine 분비를 조절하는 분자 메커니즘을 조사하였다. AT의 물 추출물 및 에탄올 추출물은 THP-1 세포에 독성이 없으며 세포 증식을 증가키는 것을 확인하였다. 에탄올 추출물은 영향이 없는데 반해, 물 추출물은 THP-1의 IL-1β의 분비를 증가시켰으며 COX-2 및 iNOS 단백질의 발현을 증가시켰다. 또한, MAPK 및 Akt의 인산화와 IkBα의 분해를 유도하는 것을 확인하였다. AT에 의한 IL-1β 분비는 ERK 및 JNK 억제제에 의해 감소되었으며, TNF-α의 분비는 ERK, p38 MAPK 및 JNK 억제제에 의해 감소되었다. 흥미롭게도, p38 MAPK 억제제는 AT에 의한 IL-1β의 생성을 추가로 증가시켰다. 이 결과는 AT 지상부의 물 추출물에 MAPK 신호 전달 경로를 통해 면역 세포를 자극하여 cytokine의 생산을 유도하는 생리활성물질이 존재한다는 것을 의미한다. 따라서, AT 지상부는 면역력 강화제의 천연 소재로써 이용될 수 있을 것으로 사료된다.