• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권6호
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• pp.1163-1170
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• 2017

Clostridium difficile releases two exotoxins, toxin A and toxin B, which disrupt the epithelial cell barrier in the gut to increase mucosal permeability and trigger inflammation with severe diarrhea. Many studies have suggested that enteric nerves are also directly involved in the progression of this toxin-mediated inflammation and diarrhea. C. difficile toxin A is known to enhance neurotransmitter secretion, increase gut motility, and suppress sympathetic neurotransmission in the guinea pig colitis model. Although previous studies have examined the pathophysiological role of enteric nerves in gut inflammation, the direct effect of toxins on neuronal cells and the molecular mechanisms underlying toxin-induced neuronal stress remained to be unveiled. Here, we examined the toxicity of C. difficile toxin A against neuronal cells (SH-SY5Y). We found that toxin A treatment time- and dose-dependently decreased cell viability and triggered apoptosis accompanied by caspase-3 activation in this cell line. These effects were found to depend on the up-regulation of reactive oxygen species (ROS) and the subsequent activation of p38 MAPK and induction of $p21^{Cip1/Waf1}$. Moreover, the N-acetyl-$\text\tiny L$-cysteine (NAC)-induced down-regulation of ROS could recover the viability loss and apoptosis of toxin A-treated neuronal cells. These results collectively suggest that C. difficile toxin A is toxic for neuronal cells, and that this is associated with rapid ROS generation and subsequent p38 MAPK activation and $p21^{Cip1/Waf1}$ up-regulation. Moreover, our data suggest that NAC could inhibit the toxicity of C. difficile toxin A toward enteric neurons.

• BMB Reports
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• 제46권9호
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• pp.460-464
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• 2013

The progression of androgenetic alopecia is closely related to androgen-inducible transforming growth factor (TGF)-${\beta}1$ secretion by hair follicle dermal papilla cells (DPCs) in bald scalp. Physiological levels of androgen exposure were reported to increase reactive oxygen species (ROS) generation. In this study, rat vibrissae dermal papilla cells (DP-6) transfected with androgen receptor showed increased ROS production following androgen treatment. We confirmed that TGF-${\beta}1$ secretion is increased by androgen treatment in DP-6, whereas androgen-inducible TGF-${\beta}1$ was significantly suppressed by the ROSscavenger, N-acetyl cysteine. Therefore, we suggest that induction of TGF-${\beta}1$ by androgen is mediated by ROS in hair follicle DPCs.

• Molecules and Cells
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• 제42권12호
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• pp.884-892
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• 2019

Piperlongumine (PL), a natural alkaloid compound isolated from long pepper (Piper longum), can selectively kill cancer cells, but not normal cells, by accumulation of reactive oxygen species (ROS). The objective of this study was to investigate functional roles of expression of SETDB1 and FosB during PL treatment in MCF7 breast cancer cells. PL downregulates SETDB1 expression, and decreased SETDB1 expression enhanced caspase 9 dependent-PARP cleavage during PL-induced cell death. PL treatment generated ROS. ROS inhibitor NAC (N-acetyl cysteine) recovered SETDB1 expression decreased by PL. Decreased SETDB1 expression induced transcriptional activity of FosB during PL treatment. PARP cleavage and positive annexin V level were increased during PL treatment with FosB overexpression whereas PARP cleavage and positive annexin V level were decreased during PL treatment with siFosB transfection, implying that FosB might be a pro-apoptotic protein for induction of cell death in PL-treated MCF7 breast cancer cells. PL induced cell death in A549 lung cancer cells, but molecular changes involved in the induction of these cell deaths might be different. These results suggest that SETDB1 mediated FosB expression may induce cell death in PL-treated MCF7 breast cancer cells.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제73권2호
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• pp.84-92
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• 2012

Background: Asian dust storms can be transported across eastern Asia. In vitro, Asian dust particle-induced inflammation and enhancement of the allergic reaction have been observed. However, the fibrotic effects of Asian dust particles are not clear. Production of transforming growth factor ${\beta}_1$ (TGF-${\beta}_1$) and fibronectin were investigated in the bronchial epithelial cells after exposure to Asian dust particulate matter (AD-PM10). Methods: During Asian dust storm periods, air samples were collected. The bronchial epithelial cells were exposed to AD-PM10 with and without the antioxidant, N-acetyl-L-cysteine (NAC). Then TGF-${\beta}_1$ and fibronectin were detected by Western blotting. The reactive oxygen species (ROS) was detected by the measurement of dicholorodihydrofluorescin (DCF), using a FACScan, and visualized by a confocal microscopy. Results: The expression of TGF-${\beta}_1$, fibronectin and ROS was high after being exposed to AD-PM10, compared to the control. NAC attenuated both TGF-${\beta}_1$ and fibronectin expression in the AD-PM10-exposed the bronchial epithelial cells. Conclusion: AD-PM10 may have fibrotic potential in the bronchial epithelial cells and the possible mechanism is AD-PM10-induced intracellular ROS.

• Natural Product Sciences
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• 제12권2호
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• pp.94-100
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• 2006

The essential oil (EC-oil) obtained from the buds of Eugenia caryophyllata (Myrtaceae) was examined for its free radical-scavenging activity, cytotoxicity, and in vivo toxicity. To find the xenobiotic properties of EC-oil, serum thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) level and hepatic drug-metabolizing enzyme activities were measured. It was found that EC-oil displayed xenobiotic properties like bromobenzene. The cytotoxicities of eugenol and of the EC-oil were greatly attenuated by the sulfhydryl-containing N-acetyl-L-cysteine (NAC), suggesting that eugenol was susceptible to nucleophilic sulfhydryl. In addition, eugenol also showed potent free radical-scavenging activity in the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) assay. Moreover, methyleugenol considerably exhibited less cytotoxicity and less potent free radical-scavenging activity than eugenol, and the cell viability of the methyleugenol was more increased with NAC treatment than the eugenol. These results indicate that the phenolic OH in eugenol may play a crucial role in both cytotoxicity and free radical-scavenging activity. The fashion on oxidative stress and hepatic drug-metabolizing enzyme activities of eugenol resembled those of bromobenznene.

• Applied Biological Chemistry
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• 제33권4호
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• pp.287-292
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• 1990

황금종 대두로 부터 8종의 Bowman-Birk형 proteinase inhibitor들을 DEAE-Sephadex A-50으로 전기영동상 단일 band로 순수하게 분리하였다. 이중 inhibitor VII cysteine함량이 17%로 높고 trypsin 및 chymotrypsin에 대해 각각 독립적인 결합부위를 가지고 있으며 상기 두 효소에 대한 저해활성도의 비(TIA/CIA)가 1.0으로 전형적인 Bowman-Birk trypsin inhibitor(BBTI)로 확인되었다. 본 inhibitor와 trypsin 및 chymotrypsin complex의 dissociation constant는 각각 $9.17{\times}10^{-9}M$과 $5.14{\times}10^{-8}M$로 매우 안정하였다. 또한 inhibitor Vll은 열에 매우 안정한 단백질로 $100^{\circ}C$, 6시간 처리에도 저해활성도 감소가 50%밖에 안되었다. 순수분리된 7종의 다른 isoinhibitor중 inhibitor III만이 TIA/CIA값이 1.2로 BBTI와 비슷하였으나 그외 inhibitor I, II, IV, V,및 VIII은 그 값이 $3{\sim}29$로 BBTI와는 성질이 다른 isoinhibitnr로 추정되었다.

• Molecules and Cells
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• 제19권1호
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• pp.97-103
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• 2005

The role of residue C323 in catalysis by human glutamate dehydrogenase isozymes (hGDH1 and hGDH2) was examined by substituting Arg, Gly, Leu, Met, or Tyr at C323 by cassette mutagenesis using synthetic human GDH isozyme genes. As a result, the $K_m$ of the enzyme for NADH and ${\alpha}-ketoglutarate$ increased up to 1.6-fold and 1.1-fold, respectively. It seems likely that C323 is not responsible for substrate-binding or coenzyme-binding. The efficiency ($k_{cat}/K_m$) of the mutant enzymes was only 11-14% of that of the wild-type isozymes, mainly due to a decrease in $k_{cat}$ values. There was a linear relationship between incorporation of [$^{14}C$]p-chloromercuribenzoic acid and loss of enzyme activity that extrapolated to a stoichiometry of one mol of [$^{14}C$] incorporated per mol of monomer for wild type hGDHs. No incorporation of [$^{14}C$]p-chloromercuribenzoic acid was observed with the C323 mutants. ADP and GTP had no effect on the binding of p-chloromercuribenzoic acid, suggesting that C323 is not directly involved in allosteric regulation. There were no differences between the two hGDH isozymes in sensitivities to mutagenesis at C323. Our results suggest that C323 plays an important role in catalysis by human GDH isozymes.

• 생명과학회지
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• 제24권5호
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• pp.549-557
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• 2014

본 연구는 probiotics를 이용해 흑마늘 발효물을 제조하고 그 품질특성 및 생리활성을 확인하기 위하여 흑마늘을 20% 첨가한 배지에 9종의 probiotics를 각각 접종하여 생육정도를 분석한 결과 L. rhamnosus, L. paracasei subsp. paracasei, L. casei, L.plantarum 균주가 흑마늘 혼합 배지에서 성장이 우수하였다. 선발된 4종의 균주 각각을 이용하여 흑마늘이 10, 20 및 30% 첨가된 흑마늘 발효물을 제조하여 제조 직후와 발효 12, 24, 48 및 72시간에 시료를 취하여 생균수, pH, 산도, S-allyl cysteine (SAC) 함량을 측정하였으며, 발효전과 발효 72시간 후 발효물을 동결 건조한 시료를 이용하여 RAW 264.7 세포에서 nitric oxide (NO)와 reactive nitrogen species (ROS) 생성억제능을 통해 생리활성을 확인하였다. L. Plantarum으로 발효하였을 때 흑마늘의 첨가량이 증가하여도 높은 생균수를 유지하였다. 발효시간이 경과할수록 pH는 낮아졌고, 산도는 증가하는 경향을 나타내었다. SAC의 함량은 흑마늘의 첨가 비율이 높을수록 더 높았으며, 발효 24~48시간에 증가하였다가 이후에는 감소하는 경향이었는데, 흑마늘을 30% 첨가하여 L. paracasei subsp. paracasei 균주로 72시간 발효하였을 때 238.2 mg/l로 가장 SAC 함량이 높았다. RAW 264.7 세포에 LPS로 염증을 유발하여 NO 생성 억제능을 확인한 결과 L. rhamnosus로 발효하였을 때 다른 균주 발효물에 비해 활성이 높았는데, 흑마늘을 10% 첨가하여 72시간 발효하였을 때 LPS 처리구에 비해 약 53%의 NO 생성 억제능을 보여 가장 활성이 우수하였다. 생체내 항산화활성 평가를 위하여 과산화수소로 유발된 ROS 생성 억제능을 확인한 결과 L. plantarum 균주로 발효한 발효물에서 유의적으로 활성이 높았다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 발효균주에 따라 흑마늘 발효물의 특성이 서로 상이하므로, 원하는 활성에 부합하는 균주를 사용하거나 혼합균주를 사용하여 발효물을 제조하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제26권1호
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• pp.8-16
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• 2016

적절한 농도의 활성산소종(ROS)은 병원체에 대한 세포의 방어, 신호 전달, 세포 성장 및 유전자 발현을 포함한 다양한 정상 세포 기능을 매개한다. 최근의 연구는 ROS와 ROS를 생성하는 NADPH 산화 효소(Nox)가 성인 쥐 뇌의 뇌실 하 영역(SVZ)에 있는 신경 줄기세포의 자가 복제와 신경 세포 분화에 중요하다는 것을 보여 주었다. 본 연구에서 세포 내 ROS가 갓 태어난 쥐의 뇌에서 적출되어 배양된 SVZ 신경 줄기세포에서 검출된 것으로 나타났다. Nox 유사 유전자들 중 Nox4가 배양된 세포에서 주로 발현되었고, Nox1과 Nox2는 거의 발현되지 않았다. 또한, Nox4 유전자는 신경 세포 분화 동안 최대 10배까지 발현이 크게 증가하였다. Immunocytochemistry결과 Nox4 단백질은 신경 세포 특이적인 tubulin인 Tuj1-양성 신경 세포에서 주로 발견되었다. 이와 맥을 같이 하여, 내인성 ROS는 분화 후 축삭돌기를 가지고 있으며 신경 세포로 보이는 세포에서만 검출되었다. 또한, ROS를 제거하는N-acetyl cysteine에 의해 세포 산화 환원 상태가 교란되었을 때, 신경 세포로의 분화가 크게 감소하였다. 마지막으로, shRNA를 이용하 여 Nox4를 knockdown한 세포에서 신경 세포로의 분화가 감소하였다. 이러한 연구 결과는 Nox4가 갓 태어난 쥐의 SVZ 신경 줄기 세포의 주요한 ROS 생성 효소이고, Nox4에 의한 ROS생성이 신경 세포 분화에 중요하다는 것을 암시한다.

• 대한화장품학회지
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• 제49권3호
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• pp.193-201
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• 2023

H₂O₂는 세포에서 산화 스트레스를 유발하여 세포 성장, 증식, 노화 및 사멸에 영향을 미치는 일종의 활성산소종(ROS)이다. 본 연구의 목적은 H₂O₂의 세포 독성을 완화시키는 활성 펩타이드를 찾는 것이다. 잠재적인 활성 펩타이드의 서열을 예측하기 위해서 위치 스캐닝 합성 테트라펩타이드 조합 라이브러리를 탐색하였다. H₂O₂로 유도된 인간 각질형성세포(HaCaT 세포)의 사멸에 대한 펩타이드 풀들의 완화 효과를 비교한 결과, 다양한 활성 펩타이드의 시퀀스가 예측되었다. 특히 시스테인(C) 잔기를 함유한 펩타이드가 활성이 있을 것으로 예측되었다. 후속 실험에서 C-NH₂, CC-NH₂, CCC-NH₂, CCCC-NH₂ 등의 길이가 다른 시스테인 함유 펩타이드들의 세포 독성과 활성을 조사하였다. C-NH₂ 및 CC-NH₂는 1.0 mM 이하에서 유의한 세포 독성이 없었지만 CCC-NH₂ 및 CCCC-NH₂는 상대적으로 강한 세포 독성을 보였다. C-NH₂와 CC-NH₂는 H₂O₂로 유도된 세포독성을 완화시켰다. CC-NH₂는 C-NH₂, C, N-아세틸 시스테인(NAC) 및 글루타티온(GSH)보다 세포 보호 효과가 높았다. 유세포 분석법으로 세포 내 ROS를 측정하였을 때, H₂O₂는 ROS의 생성을 증가시켰다.H₂O₂ 노출조건에서 CC-NH₂는 C-NH₂보다는 더 효과적으로 ROS 생성을 억제하였고, C, NAC, GSH 만큼 효과적이었다. 본 연구의 결과는 다양한 시스테인 함유 펩타이드 중 특히 CC-NH₂가 H₂O₂로 유도된 세포 독성과 ROS 생성을 안전하고 효과적으로 완화시키는 항산화 특성이 있음을 시사한다.