• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제27권2호
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• pp.77-89
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• 2023

Metformin is the most widely used anti-diabetic drug that helps maintain normal blood glucose levels primarily by suppressing hepatic gluconeogenesis in type II diabetic patients. We previously found that metformin induces apoptotic death in H4IIE rat hepatocellular carcinoma cells. Despite its anti-diabetic roles, the effect of metformin on hepatic de novo lipogenesis (DNL) remains unclear. We investigated the effect of metformin on hepatic DNL and apoptotic cell death in H4IIE cells. Metformin treatment stimulated glucose consumption, lactate production, intracellular fat accumulation, and the expressions of lipogenic proteins. It also stimulated apoptosis but reduced autophagic responses. These metformin-induced changes were clearly reversed by compound C, an inhibitor of AMP-activated protein kinase (AMPK). Interestingly, metformin massively increased the production of reactive oxygen species (ROS), which was completely blocked by compound C. Metformin also stimulated the phosphorylation of p38 mitogen-activated protein kinase (p38MAPK). Finally, inhibition of p38MAPK mimicked the effects of compound C, and suppressed the metformin-induced fat accumulation and apoptosis. Taken together, metformin stimulates dysregulated glucose metabolism, intracellular fat accumulation, and apoptosis. Our findings suggest that metformin induces excessive glucose-induced DNL, oxidative stress by ROS generation, activation of AMPK and p38MAPK, suppression of autophagy, and ultimately apoptosis.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제30권5호
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• pp.797-810
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• 2023

Elaeagnus umbellata leaves have been reported to suppress inflammation, allergic responses, lung cancer proliferation and oral bacterial growth. Cadmium (Cd) is a heavy metal that has been found to cause many toxicities, including liver toxicity. The aim of this study was to evaluate the capacity of 70% ethanol extract of E. umbellata leaves (EUL) to protect human hepatocytes from Cd toxicity. After exposure of HepG2 cells to Cd at 10 𝜇M for 24 h, cell viability, expression levels of apoptosis- and antioxidant-related proteins, reactive oxygen species (ROS) accumulation and Cd uptake were assessed. EUL protected HepG2 cells from Cd-induced apoptosis as determined by MTT assay. A decrease in caspase-3 and p-p53 protein levels was observed in cells pretreated with EUL prior to Cd exposure. Furthermore, the Cd-induced increase in intracellular DCF fluorescence was attenuated by EUL, indicating that the Cd-induced apoptosis preventing effect was associated with the suppression of ROS accumulation. Moreover, EUL's effects on the inhibition of p38, JNK, and AKT phosphorylation also appear to be associated with protection against Cd toxicity. Moreover, EUL upregulated Cd-depressed expression of Nrf2, HO-1, catalase, and MT-1,2 proteins, suggesting that Cd uptake-induced apoptosis in HepG2 cells may be inhibited by EUL's antioxidative potential.

• International Journal of Oral Biology
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• 제49권3호
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• pp.53-60
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• 2024

Nicotinamide (NAM), a water-soluble derivative of vitamin B3, has emerged as a potential therapeutic agent for bone-related disorders. In particular, it promotes bone metabolism and alleviates delayed tooth eruptions associated with cleidocranial dysplasia (CCD). NAM serves as a precursor for nicotinamide adenine dinucleotide, a key coenzyme involved in cellular metabolism that plays an essential role in oxidative phosphorylation and mitochondrial function. Recent research has highlighted the capacity of NAM to enhance osteogenic differentiation and regulate the interaction between osteoblasts and osteoclasts, which is critical for maintaining bone homeostasis. Moreover, the effect of NAM in preventing delayed tooth eruptions in CCD models underscores its potential as a noninvasive therapeutic option. Considering its safety profile and therapeutic potential, NAM is a promising candidate for long-term treatment of bone diseases and prevention of age-related bone disorders.

• 대한한의학방제학회지
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• 제26권3호
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• pp.207-221
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• 2018

Objectives : Present study investigated hepatoprotective effect of Haegan-jeon extract (HE) and tried to elucidate molecular mechanism involved. According to molecular mechanism, present study optimized herbal composition of HE (op-HE) and compared in vitro and in vivo hepatoprotective effects of op-HE to HE. Methods : For in vitro experiments, HepG2 cells were exposed to arachidonic acid (AA, $10{\mu}M$) and iron ($5{\mu}M$) for inducing oxidative stress. Cell viability, GSH contents, $H_2O_2$ production, mitochondrial membrane potential, immunoblot and reporter gene assay were performed to investigate cytoprotective effects and responsible molecular mechanisms. For in vivo experiments, hepatoprotective effect of HE and op-HE were assessed on $CCl_4-induced$ liver injury mice model. Results : HE pretreatment prevented AA+iron-mediated hepatocytes apoptosis. In addition, AA+iron-induced mitochondrial dysfunction, $H_2O_2$ production, glutathione depletion were reduced by HE pretreatment. In addition, nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) phosphorylation, antioxidant response element (ARE)-driven reporter gene activity, and antioxidant genes expression were increased by HE. Based on reporter gene and MTT assays, we found that op-HE consisting three medicinal herbs also significantly increased transactivation of Nrf2 and reduced the AA+iron-mediated cytotoxicity. Moreover, in $CCl_4-induced$ liver injury mice model, HE-op had an ability to ameliorate $CCl_4-mediated$ increases in serum alanine transferase and aspartate aminotransferase activity, hepatic degeneration, inflammatory cell infiltration, and collagen deposition. Hepatoprotective effects of op-HE were comparable to those of HE. Conclusions : Present study suggests that op-HE as well as HE exhibit hepatoprotective effect against oxidative stress-mediated liver injury via Nrf2 activation.

• 생명과학회지
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• 제28권1호
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• pp.43-49
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• 2018

Chrysoeriol은 alfalfa에서 주로 발견되는, 식물계에 많이 분포하고 있는 flavone으로 전통의학에서 소화불량, 천식, 비뇨기계 이상의 치료에 사용되어 왔다. 최근의 연구에서는 항염증 효과가 있는 것으로 밝혀졌으나 항산화 효과에 대한 분석은 없었다. 본 연구에서는 chrysoeriol의 항산화 효과와 그 분자적 기전을 RAW 264.7 cell에서 세포생존율, reactive oxygen species (ROS)와 Western blot분석을 통해 알아보고자 하였다. Chrysoeriol은 lipopolysaccharide(LPS)에 의해 발생한 ROS를 세포독성없이 농도의존적으로 제거하였다. 그리고 항산화효과를 보이는 2상 효소 중 하나인 heme oxygenase (HO)-1의 발현을 강하게 유도하였고, 그와 동시에 전사인자인 Nrf2의 핵내 이동도 촉진하는 것으로 밝혀졌다. 특히, 산화스트레스에 대한 세포내 산화환원항상성 유지에 중요한 역할을 하고 있는 것으로 알려진 mitogen activated protein kinase (MAPK)와 phosphoinositide 3-kinase (PI3K)의 분석결과, chrysoeriol은 extracellular signal regulated kinase (ERK), c-Jun NH2-terminal kinase (JNK)와 p38의 인산화를 통해 HO-1의 발현을 유도하는 것으로 나타났다. HO-1에 의한 항산화 효과를 확인하기 위하여 chrysoeriol을 전처리한 후 t-BHP에 의한 산화 스트레스에 세포를 노출시킨 결과, chrysoeriol 처리에 의해 세포사멸이 줄어드는 것을 확인하였고, HO-1의 유도제와 억제제의 처리에 따라 세포생존율 또한 조절되는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, chrysoeriol은 HO-1의 발현을 유도하여 항산화 효과를 높이고 이것은 Nrf2/MAPK 신호전달 체계에 의한다는 것을 알 수 있었다.

• 대한한의학회지
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• 제26권1호
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• pp.174-186
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• 2005

Objectives : The water extract of Samul-tang (SMT) has traditionally been used for treatment of ischemic heart and brain damage in oriental medicine. However, little is known about the mechanism by which the water extract of SMT rescues cells from these damages. Methods: This study was designed to investigate the protective mechanisms of SMT on oxidative stress-induced toxicity in H9c2 cardiomyoblast cells. Treatment with $H_2O_2$ markedly induced death of H9c2 cardiomyoblast cells in a dose-dependent manner. Results: The characteristics of H20z-induced death of H9c2 showed apparent apoptotic features such as DNA fragmentation and morphological change. However, SMT significantly reduced both H202-induced cell death and morphological change. The decrease of Bc-2 expression by High were inhibited by SMT. In addition, the increase of Bax expression was also inhibited by SMT. The cotreatment of SMT and $H_2O_2$ in H9c2 cells also induced the phosphorylation of ERK in a time-dependent manner. Moreover, PD98059, a specific inhibitor of ERK1/2 attenuated the protective effects of SMT on $H_2O_2-induced$ toxicity in H9c2 cardiomyoblast cells. These results suggest that both ERK1/2 signaling pathways play important roles in the protective effects of SMT on $H_2O_2-induced$ apoptotic death of H9c2 cells. Also, the expression profile of proteins in $H_2O_2$ cardiomyoblast cells were screened by using two-dimensional (2-D) gel electrophoresis. Among 300 spots resolved in 2-D gels, the comparison of control versus apoptosis cells revealed that signal intensity of 17 spots increased and 11 spots decreased. Conclusions: Taken together, this study suggests that the protectiw effects of the water extract of SMT against oxidative damages may be mediated by the modulation of Bc1-2 and Bax expression via the regulation of the ERK signaling pathway.

• 한국식품영양과학회지
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• 제14권2호
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• pp.145-150
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• 1985

지의류(lichens) 수용성 추출물에 약리적인 효과를 알기위해 $CCl_4$로 흰쥐의 간손상을 유도시킨 후 단기간, 장기간 사육시켜서 간장조직의 mitochondrial respiration측정을 하였고 간장조직내의 lactate, malate와 fumarate glutamate, 혈청 glucose 및 간장조직의 glucose-6-phosphatase의 활성도를 측정하였다. 그 결과 급성 만성의 간장애를 받은 쥐에서 4가지호흡지수(state 3 respiration P/O ratio, respiratory control, 합성된 ATP)로 측정된 mitochondrial respiration 기능이 지의류(lichens) 추출물을 섭취한 실험군이 대조군 보다 높았고, serum glucose, 간장내의 lactate, glutamate, malate와 fumarate및 glucose-6-phosphatase 활성도 실험군이 높은값을 나타내었다. 이것으로 지의류추출물은 간장조직의 mitochondrial respiration에 대해 보호작용과 해당과정을 촉진하는 작용이 있다는 것으로 추정된다.

• 대한화장품학회지
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• 제48권3호
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• pp.213-223
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• 2022

본 연구에서는 과도한 산화 스트레스에 따른 각종 염증 질환과 피부 노화를 예방하기 위해 수영 지상부(aerial parts of Rumex acetosa L.) 추출물의 항염증, 항산화 효과를 확인하였다. ABTS assay를 시행한 결과 농도 의존적으로 radical 소거능이 증가함을 확인하였다. 활성산소종(reactive oxygen species, ROS) 억제능은 DCF-DA assay를 통하여 확인하였고, 농도 의존적인 ROS 생성억제를 확인하였다. ROS에 따른 세포 핵 손상 억제 효과는 DAPI staining을 통하여 확인하였다. 또한 iNOS, COX-2의 mRNA 발현 수준은 qPCR을 통하여 농도 의존적으로 억제함을 확인하였다. iNOS, COX-2의 단백질 수준을 western blotting을 통해 확인한 결과, iNOS는 모든 농도에서 유의하게 감소하였으며, COX-2는 800 ㎍/mL에서 유의하게 감소하였다. iNOS에 의해 생성된 NO의 생성 억제 효과는 NO assay로 확인하였으며 농도 의존적으로 NO가 감소하였다. 또한, MAPKs 신호전달 경로 중 ERK와 JNK의 인산화를 억제하였다. 따라서 Rumex acetosa L.은 MAPKs 경로를 통한 항염증 효과와 항산화 효과를 보여 항염증 및 항산화 화장품 원료로 사용될 수 있는 가능성이 있다.

• 생명과학회지
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• 제31권2호
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• pp.126-136
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• 2021

산화적 스트레스에 의한 망막 색소상피 세포의 손상 및 퇴화는 시력 소실을 포함한 다양한 망막질환의 원인으로 알려져 있다. 본 연구에서는 천연물 유래 14종 단일 성분과 합성 화합물 2종을 대상으로 망막질환 개선 가능성을 평가하기 위해, 사람 유래 망막 색소상피 세포를 대상으로 산화적 스트레스에 의한 세포 손상에 대한 보호 효능을 평가하였다. 그 결과, 16종의 후보물질 중 H2O2에 의해 유발된 세포독성을 개선시키는 효능을 보인 5종(auranofin, FK-509, hemistepsin A, honokiol 및 spermidine)을 선별하였다. 이를 기반으로 H2O2에 의한 미토콘드리아 기능 손상 및 활성 저하 억제능을 평가하였으며, auranofin을 제외한 4종에서 유의한 세포 보호 효능이 관찰되었다. 더불어 H2O2에 의해 유도된 DNA 손상에 미치는 영향을 조사한 결과, FK-506, honokiol과 spermidine이 DNA 손상을 개선시켰음을 확인하였다. 그러나 5종의 후보물질이 활성 산소종의 생성에는 뚜렷한 억제 효능을 나타내지 않았으며, 이는 5종의 후보 물질이 ROS-비의존적 기전을 통해 세포 보호효과를 나타낼 것으로 사료된다. 이상의 결과를 바탕으로, 조사 대상 후보물질 중에서 spermidine이 산화적 스트레스로부터 망막 색소상피 세포의 보호 효능이 가장 우수한 천연물 유래 단일 물질임을 규명하였으며, 동시에 합성물질로는 FK-506이 망막 세포 보호 효능이 우수한 것으로 나타났다. 비록 작용 기전에 대한 추가 연구가 필요하겠지만, 본 연구 결과는 spermidine과 FK-506이 산화적 스트레스에 의한 망막질환의 위험을 억제할 가능성이 있음을 시사한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제42권1호
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• pp.73-81
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• 2014

본 연구에서는 명아주과 수송나물속 솔장다리(Salsola collina Pall.) 추출물의 항산화 및 항암 활성을 분석하였다. 먼저 솔장다리의 에탄올 추출물의 DPPH radical scavenging activity를 분석한 결과, $IC_{50}$가 $4.82{\mu}g/ml$로 나타나 강한 항산화능을 보유하였음을 확인하였다. 또한 대장암 세포주(HT29), 폐암 세포주(A549), 간암 세포주(HepG2)를 사용하여 솔장다리 추출물의 암세포 사멸효과를 분석한 결과, $IC_{50}$가 각각 43.8, 64.1, $92.5{\mu}g/ml$로 강력한 세포사멸효과를 나타냈으며 특히 HT29에 대한 강한 사멸효과를 보였다. 솔장다리 추출물의 항암 활성 기전 분석을 위해 세포주기를 분석한 결과, 대장암세포인 HT29의 G2/M arrest를 유도하였으며 최고 농도인 $60{\mu}g/ml$까지 S기 세포수가 증가하였다. 세포주기관련 단백질의 발현 분석 결과, 솔장다리 추출물을 처리한 경우, G2기에서 M기로의 전이에 필수적인 단백질인 Cdc25C와 cyclin A의 발현이 감소되었고, 반면 Cdc25C와 Cdc2의 불활성화 형태인 p-Cdc25C, p-Cdc2는 증가하였다. 또한 p21과 Wee1의 발현도 증가되었다. 하지만 p53의 발현량은 변화가 없었다. 이러한 결과는 솔장다리 추출물을 처리한 경우, p53 비의존적으로 p21의 발현이 증가되어 cyclin A/Cdc2 complex의 활성이 조절되고, 이어서 G2/M phase의 check point에 작용하는 Wee1의 발현증가 및 Cdc25C, Cdc2의 인산화에 의한 불활성화를 통하여 G2/M arrest가 유도되는 것을 시사한다. 또한 솔장다리 추출물 처리에 의해 S기 진행을 조절하는 Cdk2의 발현량도 감소하여, cyclin A/Cdk2 complex가 감소되어 S기의 세포수가 증가한 것으로 보인다. 따라서 본 연구 결과를 통해 솔장다리 추출물이 높은 항산화 활성을 지니며 암세포의 세포주기를 조절하여 높은 항암 활성을 보유함을 확인하였다.