• 제목/요약/키워드: Peroxiredoxin II

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Over-expressed Peroxiredoxin I Protects against Oxidative Damage in Mouse Embryonic Fibroblasts Lacking Peroxiredoxin II

  • Kim, Seong-Gon;Kim, Jae-Young;Ryoo, Zae-Young;Lee, Sang-Gyu
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제19권4호
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    • pp.451-459
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    • 2011
  • Peroxiredoxins (Prxs) have a critical role in protecting cells against oxidative damage generated by reactive oxygen species (ROS). PrxI and PrxII are more than 90% homologous in their amino acid sequences, and both proteins reduce $H_2O_2$. In this study, an over-expression plasmid carrying PrxI was transfected into $PrxII^{-/-}$ mouse embryonic fibroblasts (MEFs) to investigate potential compensatory relationships between PrxI and PrxII. ROS levels induced by oxidative stress were increased in $PrxII^{-/-}$ MEFs as compared to wild-type MEFs. Moreover, exposure of $PrxII^{-/-}$ MEFs to $H_2O_2$ caused a reduction in cell viability of about 10%, and the proportion of cell death was increased compared to mock-treated $PrxII^{-/-}$ MEFs. However, transient over-expression of PrxI in $PrxII^{-/-}$ MEFs conferred increased resistance against the oxidative damage, as evidenced by increased cell viability and reduced intracellular ROS levels under $H_2O_2$ stress conditions. The findings suggest that over-expressed PrxI can partly compensate for the loss of PrxII function in PrxII-deficient MEFs.

Survival of APC-mutant colorectal cancer cells requires interaction between tankyrase and a thiol peroxidase, peroxiredoxin II

  • Kang, Dong Hoon;Lee, Joanna H.S.;Kang, Sang Won
    • BMB Reports
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    • 제50권8호
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    • pp.391-392
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    • 2017
  • Overexpression of mammalian 2-Cys peroxiredoxin (Prx) enzymes is observed in most cancer tissues. Nevertheless, their specific roles in colorectal cancer (CRC) progression has yet to be fully elucidated. Here, a novel molecular mechanism by which PrxII/Tankyrase (TNKS) interaction mediates survival of adenomatous polyposis coli (APC)-mutant CRC cells was explored. In mice with an inactivating APC mutation, a model of spontaneous intestinal tumorigenesis, deletion of PrxII reduced intestinal adenomatous polyposis and thereby increased survival. In APC-mutant human CRC cells, PrxII depletion hindered PARP-dependent Axin1 degradation through TNKS inactivation. $H_2O_2-sensitive$ Cys residues in the zinc-binding domain of TNKS1 was found to be crucial for PARsylation activity. Mechanistically, direct binding of PrxII to ARC4/5 domains of TNKS conferred vital redox protection against oxidative inactivation. As a proof-of-concept experiment, a chemical compound targeting PrxII inhibited the growth of tumors xenografted with APC-mutation-positive CRC cells. Collectively, the results provide evidence revealing a novel redox mechanism for regulating TNKS activity such that physical interaction between PrxII and TNKS promoted survival of APC-mutant colorectal cancer cells by PrxII-dependent antioxidant shielding.

Proteomic Analysis of the Increased Proteins in Peroxiredoxin II Deficient RBCs

  • Yang, Hee-Young;Lee, Tae-Hoon
    • Reproductive and Developmental Biology
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    • 제36권1호
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    • pp.55-64
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    • 2012
  • Peroxiredoxin II (Prdx II; a typical 2-Cys Prdx) has been originally isolated from erythrocytes, and its structure and peroxidase activity have been adequately studied. Prdx II has been reported to protect a wide range of cellular environments as antioxidant enzyme, and its dysfunctions may be implicated in a variety of disease states associated with oxidative stress, including cancer and aging-associated pathologies. But, the precise mechanism is still obscure in various aspects of aging containing ovarian aging. Identification and relative quantification of the increased proteins affected by Prdx II deficiency may help identify novel signaling mechanisms that are important for oxidative stress-related diseases. To identify the increased proteins in Prdx $II^{-/-}$ mice, we performed RBC comparative proteome analysis in membrane fraction and cytosolic fractions by nano-UPLC-$MS^E$ shotgun proteomics. We found the increased 86 proteins in membrane (32 proteins) and cytosolic (54 proteins) fractions, and analyzed comparative expression pattern in healthy RBCs of Prdx $II^{+/+}$ mice, healthy RBCs of Prdx $II^{-/-}$ mice, and abnormal RBCs of Prdx $II^{-/-}$ mice. These proteins belonged to cellular functions related with RBC lifespan maintain, such as cellular morphology and assembly, cell-cell interaction, metabolism, and stress-induced signaling. Moreover, protein networks among the increased proteins were analyzed to associate with various diseases. Taken together, RBC proteome may provide clues to understand the clue about redox-imbalanced diseases.

고산소에 노출된 신생 백서와 성숙 백서에 있어서Peroxiredoxin I과 II의 발현 (Expression of Peroxiredoxin I and II in Neonatal and Adult Rat Lung Exposed to Hyperoxia)

  • 이창률;김형중;안철민;김성규
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제53권1호
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    • pp.36-45
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    • 2002
  • 배 경 :포유동물은 고산소 노출되면 이에 적응하기 위해 성숙 폐장의 항산화 효소의 활성도가 증가하는 것으로 알려져 있다. 신생 폐장에서는 이들의 활성도가 뚜렷이 증가하고 이는 고산소 노출에 내성을 보이는 중요한 기전으로 알려져 있다. Peroxiredoxin은 세포내 항산화 효소로 세포내 많은 양이 존재하고 다양한 세포에 분포하고 있다. 그중 Prx I 및 II는 세포질에 존재하는 주된 동종 효소이다.본 연구는 고산소를 투여하여 성숙 백서의 폐장에서 Prx I과 Prx II mRNA 및 단백의 발현을 평가하여 신생 백서의 폐장에서의 발현과 비교하고자 하였다. 방 법 :성숙 백서와 임신 백서로부터 분만하여 얻은 신생 백서를 무작위로 고산소를 시간별로 투여후에 폐조직과 기관지폐포세척액을 얻었다. Prx I 및 Prx II mRNA는 Northernblot 방법으로 구하였으며 Actin mRNA을 내부 기준으로 하여 상대 발현을 평가하였다. Prx I 및 Prx II 단백은 Westernblot 방법으로 구하였으며 Actin 단백을 내부 기준으로 하여 상대 발현을 평가하였다. 결 과 : 성숙 백서에서 고산소 노출 후 24 시간에 Prx I mRNA 발현이 약간의 증가가 유도되었으며 신생 백서에서 고산소 노출 후 24 시간에 Prx I mRNA 발현이 현저한 증가가 유도되었다. 그러나 Prx II mRNA는 고산소 노출 내내 발현이 변화가 없었다. 성숙 및 신생 백서에서 고산소 노출 내내 Prx I 및 Prx II 단백의 발현이 변화가 없었으며 성숙 백서에서 고산소 노출 내내 기관지폐포세척액내 Prx I 및 Prx II 단백의 양의 변화가 없었다. 결 론 : 성숙 및 신생 백서에서 고산소 노출에 의해 Prx I 및 II의 발현이 전사 과정 에서 서로 다르게 조절된다. 성숙 백서보다 신생 백서에서 고산소 노출에 의한 Prx I mRNA의 뚜렷한 발현 증가는 신생 백서가 고산소에 내성을 보이는 하나의 기전으로 생각된다.

패혈증 동물 모델에서 Peroxiredoxin 및 Thioredoxin의 발현 변화 (Altered Expression of Peroxiredoxin and Thioredoxin in Septic Animal Model)

  • 김형중;채호준;안철민;김성규;이원영
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제47권4호
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    • pp.451-459
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    • 1999
  • 배 경 : 패혈증에서 과도한 활성산소종의 생성은 급성 폐손상의 병리 기전에 중요한 역할을 한다. Catalase 및 MnSOD 등의 항산화 단백은 패혈증 환자의 혈청내 증가하며 급성호흡곤란증후군의 발생 예측 인자 및 패혈증의 예후 인자로 알려져 있다. Peroxiredoxin(Prx) 는 최근 독특하고 중요한 세포내 항산화 단백으로 알려져 있다. 본 연구는 대식세포인 mouse monocyte-macrophages(RAW 264.7) 세포에 산화 스트레스 및 내독소 처리후 Prx I 및 Prx II의 발현 평가하고 패혈증 동물 모델에서 복강세척액 및 기관지폐포세척액내 Prx I, Prx II 및 Trx의 양을 측정하였다. 방 법 : Prx I, Prx II 및 Trx에 대한 특이 항체를 이용하여 immunoblot 분석으로 호중구, 대식세포 및 적혈구에 이들의 분포를 평가하였다. Mouse monocyte-macrophages 세포에 $5\;{\mu}M$ menadione 및 1 mg/ml lipopolysaccharide(LPS) 을 처치하여 Prx I 및 Prx II의 발현을 평가하였으며 6 mg/Kg LPS를 복강내 투여하여 유발한 복강내 패혈증 동물의 복강세척액내 Prx I, Prx II 및 Trx의 양을 측정하였으며 복강내 패혈증 동물 및 5 mg/Kg LPS를 정맥내 투여하여 유발한 정맥내 패혈증 동물에서 기관지폐포세척액내 Prx I, Prx II 및 Trx을 측정하였으며 폐장의 염증 정도와 비교하였다. 결 과 : Prx I 및 Prx II의 분포는 호중구, 폐포대식세포 및 적혈구에서 서로 다른 양상을 보였다. Mouse monocyte-macrophages 세포에 $5\;{\mu}M$ menadione 및 $1\;{\mu}g/ml$ lipopolysaccharide을 처치하였을 때 Prx I 발현은 증가하였으나 Prx II 발현은 변화하지 않았다. 복강내 패혈증 동물에서 복강세척액내 Prx I, Prx II 및 Trx의 양은 증가하였으나 복강내 패혈증 및 정맥내 패혈증 동물에서 기관지폐포세척액내 폐장 염증 정도와 관계없이 Prx I, Prx II 및 Trx의 양은 증가하지 않았다. 결 론 : 세포내 항산화 단백으로서 mouse monocyte-macrophages 세포에서 Prx I의 발현은 산화 스트레스 및 내독소 처치후 증가한다. Prx I, Prx II 및 Trx양은 패혈증 동물 모델에서 국소 염증 부위에서 증가하나 손상된 폐장에서는 증가하지 않는다.

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Characterization of Haemophilus influenzae Peroxiredoxins

  • Hwang, Young-Sun;Chae, Ho-Zoon;Kim, Kang-Hwa
    • BMB Reports
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    • 제33권6호
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    • pp.514-518
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    • 2000
  • Two open reading frames of Haemophilus influenzae, HI0572 and HI0751, showing homology to a yeast thioredoxin peroxidase II (TPx II) and an E. coli thiol peroxidase $P_{20}$, respectively, were cloned and expressed in E. coli, and then the proteins were subsequently purified and characterized. HI0751 protein showed the thioredoxin (Trx)-dependent peroxidase activity, whereas HI0572 protein showed glutathione-dependent peroxidase. The HI0572 is the first peroxiredoxin with glutathione peroxidase activity rather than thioredoxin peroxidase. Purified HI0572 and HI0751 proteins protected specifically the inactivation of glutamine synthetase by metal catalyzed oxidation (MCO) systems composed of $Fe^{3+}$, $O_2$ and mercaptans such as dithiothreitol, ${\beta}-mercaptoethanol$ and glutathione (GSH). Unlike the HI0751 protein, the HI0572 protein was more effective in protecting glutamine synthetase from inactivation by the $GSH/Fe^{3+}/O_2$ system. It seems that these unique properties of the HI0572 protein are due to the structure containing a glutaredoxin domain at it's C-terminal in addition to a peroxiredoxin domain.

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Peroxiredoxin I deficiency attenuates phagocytic capacity of macrophage in clearance of the red blood cells damaged by oxidative stress

  • Han, Ying-Hao;Kwon, Tae-Ho;Kim, Sun-Uk;Ha, Hye-Lin;Lee, Tae-Hoon;Kim, Jin-Man;Jo, Eun-Kyeong;Kim, Bo-Yeon;Yoon, Do-Young;Yu, Dae-Yeul
    • BMB Reports
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    • 제45권10호
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    • pp.560-564
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    • 2012
  • The role of peroxiredoxin (Prx) I as an erythrocyte antioxidant defense in red blood cells (RBCs) is controversial. Here we investigated the function of Prx I by using Prx $I^{-/-}$ and Prx I/$II^{-/-}$ mice. Prx $I^{-/-}$ mice exhibited a normal blood profile. However, Prx I/$II^{-/-}$ mice showed more significantly increased Heinz body formation as compared with Prx $II^{-/-}$ mice. The clearance rate of Heinz body-containing RBCs in Prx $I^{-/-}$ mice decreased significantly through the treatment of aniline hydrochloride (AH) compared with wild-type mice. Prx I deficiency decreased the phagocytic capacity of macrophage in clearing Heinz body-containing RBCs. Our data demonstrate that Prx I deficiency did not cause hemolytic anemia, but showed that further increased hemolytic anemia symptoms in Prx $II^{-/-}$ mice by attenuating phagocytic capacity of macrophage in oxidative stress damaged RBCs, suggesting a novel role of Prx I in phagocytosis of macrophage.

Isolation and Characterization of a Type II Peroxiredoxin Gene from Panax ginseng C. A. Meyer

  • Kim, Yu-Jin;Lee, Jung-Hye;Lee, Ok-Ran;Shim, Ju-Sun;Jung, Seok-Kyu;Son, Na-Ri;Kim, Ju-Han;Kim, Se-Young;Yang, Deok-Chun
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제34권4호
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    • pp.296-303
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    • 2010
  • A peroxiredoxin cDNA (PgPrx) was isolated and characterized from the leaves of Panax ginseng. The cDNA is 716 nucleotides long and has an open reading frame of 489 base pairs with a deduced amino acid sequence of 162 residues. The calculated molecular mass of the mature protein is approximately 17.4 kDa with a predicted isoelectric point of 5.37. A GenBank BlastX search revealed that the deduced amino acid sequence of PgPrx shares a high degree homology with type II peroxiredoxin (Prx) proteins in other plants. The PgPrx gene was highly expressed in leaves, and expressed at a low level in the stem. To analyze the gene expression of PgPrx in response to various abiotic stresses, we utilized real-time quantitative RT-PCR. Our results reveal that PgPrx expression is induced by ultraviolet irradiation, low temperature, and salt. The induction of PgPrx in response to abiotic stimuli suggests that ginseng Prx may function to protect the host against environmental stresses.

전리방사선과 Cisplatin이 신경아세포종세포와 섬유모세포에서 Peroxiredoxin I과 II 발현 및 세포생존율에 미치는 영향 (Effects of Ionizing Radiation and Cisplatin on Peroxiredoxin I & II Expression and Survival Rate in Human Neuroblastoma and Rat Fibroblast Cells)

  • 김성환;윤세철
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제24권4호
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    • pp.272-279
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    • 2006
  • 목 적: 항산화 효소인 peroxiredoxin (Prx) I과 II가 유해자극에 의해서 유발되는 세포내 반응성 산소족(reactive oxygen species, ROS)에 대한 방어기전에 관여하는지 알아보고자 이 연구를 시행하였다. 대상 및 방법: SK-N-BE2C (신경아세포종세포)와 Rat2 (섬유모세포)에서 PrxI과 PrxII 발현을 보기 위하여 방사선조사, cisplatin 단독투여 및 cisplatin-방사선조사병합투여 후에 PrxI과 PrxII에 대한 western blot을 시행하였다. 또한 N-acetyl-L-cysteine (NAC)에 의하여 PrxI과 PrxII 발현에 미치는 영향과 세포생존율을 함께 조사하였다. 두 종류 세포에 방사선조사, 다양한 농도의 cisplatin을 단독투여 및 방사선조사와 병합투여 시 생존율을 각각 분석하였고 SK-N-BE2C의 각 군에서 시간별 생존율을 관찰하였다. 결 과: PrxI의 발현은 SK-N-BE2C에서 방사선조사 후 60분까지 증가하였으나 NAC 전처치한 경우 방사선조사 후 60분에서는 대조군에 비하여 약간 증가하였다. Rat2에서는 방사선조사 후 NAC 전처치 여부에 관계없이 증가하지 않았다. PrxII의 발현은 두 가지 세포 모두에서 방사선조사와 NAC 전처치 여부에 관계없이 증가하지 않았다. SK-N-BE2C와 Rat2에서 다양한 농도의 cisplatin 단독투여나 cisplatin-방사선조사병합시에는 PrxI 및 PrxII의 발현은 증가하지 않았다. SK-N-BE2C와 Rat2에서 NAC 전처치 여부에 따른 방사선조사군 및 cisplatin-방사선조사병합군의 생존율을 각각 비교한 결과 PrxI의 발현이 증가되었고, NAC 전처치하였으며 cisplatin의 농도가 낮을수록 유의하게 생존율이 높았다. SK-N-BE2C에서 NAC를 전처치한 방사선조사군의 생존율이 NAC 전처치 안한 방사선조사군에 비하여 높은 경향만 보였으나, Rat2에서는 유의한 차이로 NAC를 전처치한 방사선조사군의 생존율이 높았다. SK-N-BE2C에서 시간별 생존율을 측정한 결과는 방사선조사군과 cisplatin-방사선조사병합군을 비교하면 방사선조사군이 빠른 세포생존율의 감소를 보였으며 12시간 때에 최대의 차이를 보였으나 48시간에서는 cisplatin-방사선조사병합군의 세포생존율이 유의하게 낮았다. 결 론: 방사선조사로 반응성 산소족이 증가되면 PrxI 발현이 증가되었으며 반응성 산소족 청소제인 NAC의 전처치에 의하여 PrxI의 발현이 감소되었다. Cisplatin은 PrxI의 발현을 억제하여 반응성 산소족에 의한 세포손상을 증가시키며 방사선으로 인한 세포치사효과를 증가시켰다고 판단된다. 이상의 결과로 PrxI의 발현여부가 방사선조사나 cisplatin의 세포치사기전에 부분적으로 관여하고 있을 것이라고 생각한다.

폐포상피세포, 대식세포를 비롯한 각종 세포주에서 H2O2에 의한 Peroxiredoxin 동위효소들의 산화에 따른 불활성화와 재생 (Oxidative Inactivation of Peroxiredoxin Isoforms by H2O2 in Pulmonary Epithelial, Macrophage, and other Cell Lines with their Subsequent Regeneration)

  • 오윤정;김영선;최영인;신승수;박주헌;최영화;박광주;박래웅;황성철
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제58권1호
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    • pp.31-42
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    • 2005
  • 배 경 : peroxiredoxins는 거의 모든 생명체에 공통적으로 보존되어 있으며, 최근에 발견된, 특이한 peroxidases로 인체에서 6가지 동위효소가 알려져 있으며, 산화스트레스에 대한 방어역할을 담당하고, $H_2O_2$신호전달 과정에서 중요한 조절 역할을 한다. peroxiredoxin은 $H_2O_2$ 처리 과정 중에서 자신이 산화되어 불활성화 되는데, 산화된 후 다시 재생되는 것으로 보고되나 그 생리적은 의미는 분명하지 않다. 이에 저자들을 폐상 피세포주, 대식세포주, 폐포모세혈관 내피세포주 및 기타 섬유모세포주 들에서 $H_2O_2$ 에 의한 Prx의 산화과정과 재생을 알아보고자 하였다. 방 법 : 수술 환자에서 적출한 정상 폐조직과, 세포주로는 평상시 산화 스트레스에 노출이 많을 것으로 예상되는 세포들로써, 폐포상피세포의 I 형 및 II 형 세포에서 기원한 A549, WI 26, Raw 264.7, Rat2,및 폐포 모세혈관 내피세포주 등을 이용하여 이를 $50{\mu}M$. $100{\mu}M$, $500{\mu}M$$H_2O_2$로 산화시켜 불활성화 한 후, 추적관찰 하였으며, 시간대 별로(0. 10, 30, 60, 120, 240, 480 분) 수확하여, 이를 1차원 non-reducing SDS-PAGE 및 2차원 전기영동로 분리 후, silver stain 과 Western blot으로 분석 하였다. 결 과 : 1. 실험에 사용된 모든 세포주에서, $H_2O_2$ 농도에 비례하여 peroxiredoxin I, II, III 의 불활성화를 관찰할 수 있었고, 10분에 최고로 불활성화되었다. 2. 산화된 이후, 30분경부터 peroxiredoxin 의 재생이 관찰되기 시작 하였으며, 2시간 이후부터 확연하였다. 3. 다시 재생된 peroxiredoxin은 $H_2O_2$투여로서, 다시 불활성화되어, 재생된 Prx 가 활성을 지닌 단백질임을 알 수 있었다. 4. 재생의 속도는 사용된 세포주마다 차이가 있었으며 (A549 >Raw 264.7 >$Rat_2$ >WI26), 단백질 합성억제제인 cycloheximide ($10{\mu}g/ml$) 존재 하에서도 변함 없이 관찰되었다. 결 론 : 세포 내에는 산화되어 불활성화된 peroxiredoxin을 재생하는 체계가 존재 하며, 이는 활성부위 cysteine을 갖는 다른 단백질에도 공통적으로 적용될 수 있는 분자 스위치일 가능성이 높으며, 산화에 의한 신호전달과정이나, 질병 모델에서 Prx 단백의 재생 체계의 이상과 병인에 관한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.