• 생명과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1445-1451
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• 2017

미토콘드리아는 산화적 인산화와 연결된 전자전달을 통하여 에너지 생산에 중추적인 역할을 갖는다. 이 외에도 미토콘드리아는 신진대사, 세포자멸, 신호전달 그리고 활성산소 생성 등의 다양한 기능을 수행한다. 따라서, 미토콘드리아의 기능장애는 여러 인체질환에 영향을 준다는 것이 명백하다. 또한, 미토콘드리아 DNA의 돌연변이는 에너지 신진대사에 결함이 있는 여러 유전성 질환의 원인을 제공한다. 불행하게도 아직 이러한 유전성 미토콘드리아 DNA 질환의 치료법은 전무한 상태이다. 이러한 관점에서, 결함 미토콘드리아를 정상 미토콘드리아로 치환하는 최근의 시도는 큰 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 녹색형광단백질로 표지된 미토콘드리아를 원심분리에 기반하여 생화학적으로 분리하고, 분리된 미토콘드리아를 동물복제에 쓰이는 미세주입 기법으로 소 난자에 전달 하였다. 이러한 미토콘드리아가 미세주입된 난자에서 단위발생을 유도하여 배반포 단계까지의 초기 발생과정에서 미토콘드리아 미세주입의 영향을 분석하였다. 미토콘드리아에 표지된 녹색형광단백질을 형광현미경으로 분석함으로써 미세주입으로 난자에 전달된 미토콘드리아는 빠르게 세포질에서 분산되고, 이 후 발생되는 딸세포에게 전달됨이 확인되었다. 따라서, 본 연구에서 수행된, 미세주입을 이용한 미토콘드리아의 전달은 최근 활발히 연구되는 미토콘드리아 치환 기법, 유전성 미토콘드리아 DNA 질환 치료법 및 동물복제 등에 유용한 모델로의 기여가 기대된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권5호
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• pp.706-713
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• 2012

$Monascus$ $pilosus$에 의한 발효뽕잎차(FMM: fermented mulberry leaves tea)의 monacolin K 함량, citrinin의 유무, 관능적 품질, total polyphenol 및 total flavonoid의 함량, ROS 생성계 효소인 xanthine oxidase 저해활성 및 ROS 소거계 효소류의 활성을 건조뽕잎(UFM: unfermented mulberry leaves)과 비교하였다. FMM은 UFM에 비하여 색상 기호도 및 종합적 기호도가 유의적으로 높았다. FMM에 함유된 total monacolin K 함량은 0.056%(dry basis)로 활성형이 83.93%를 차지하였으며 citrinin은 검출되지 않았다. Total polyphenol과 total flavonoid의 함량 모두 UFM에서 현저히 높았다. XO 저해활성과 SOD 유사활성은 농도에 비례하여 높았으며 UFM이 FMM에 비하여 높았다. 전자공여능과 ferric-reducing antioxidant power(FRAP)의 경우도 UFM과 FMM 모두에서 농도에 비례하여 증가하였으나, UFM에서 FMM에 비하여 현저히 증가하였다. Ferrous iron chelating 활성의 경우에도 추출물의 첨가 농도에 비례하여 증가하였고 그 증가의 정도는 UFM이 FMM에 비해 더욱 강하게 나타났으나, 4.0 mg/mL 이상의 농도에서는 감소하였다. 한편 polyphenol 또는 flavonoid 함량 당의 XO 저해활성과 SOD 유사활성 및 FRAP는 FMM이 UFM에 비하여 현저하게 높았다. 이상의 결과들을 종합해 볼 때, 뽕잎을 $M.$ $pilosus$로 발효시킨 FMM은 홍국의 기능성을 가짐과 더불어 상당히 강한 항산화능과 기호성을 관찰할 수 있어 ROS로 야기될 수 있는 여러 질병의 예방과 치료에 도움을 줄 수 있는 기초자료가 될 것이라 사료된다.

• 센서학회지
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• 제2권1호
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• pp.101-108
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• 1993

컬러센서를 위한 $TiO_{2}$/Se : Te 이종접합을 고주파 반응성 스퍼터링법과 진공증착법을 이용하여 제작하였다. 제조된 $TiO_{2}$ 막형성의 최적조건은 $1000{\AA}$의 $TiO_{2}$ 두께에서 고주파전력 120 W, 기판온도 $100^{\circ}C$, 산소농도 50% 및 분위기압 50 mTorr였다. 이 때 광투과율은 파장 550 nm에서 85%, 저항률은 $2{\times}10^9{\Omega}{\cdot}cm$, 굴절률은 2.3이었다. 제조된 $TiO_{2}$막은 직접천이형 에너지 밴드구조를 가지며 광학적 밴드갭은 3.58 eV였다. 제조된$TiO_{2}$막을 $400^{\circ}C$에서 30분간 열처리함으로써 광투과율이 파장 $300{\sim}580$ nm범위에서 $0{\sim}25%$까지 개선되었다. 또한 화학양론적 조성비를 조사하기 위하여 AES 분석을 한 결과 Ti 및 0의 조성비는 1 : 1.7로 나타났다. 한편 Se : Te 막형성의 최적조건은 $190^{\circ}C$에서 1분간 열처리했을 때였다. 이러한 조건으로 제조된 Se : Te막의 광학적 밴드갭은 1.7 eV였으며 육방정계구조의 (100) 방향 및 (110) 방향으로 Se : Te 막이 결정화됨을 알 수 있었다. 1000 lux의 조도에서 Se : Te막의 광전변환률은 0.75였다. 또한 Se에 Te를 첨가함으로써 장파장영역의 분광감도가 향상되었다. $TiO_{2}$/Se : Te 이종접합의 분광감도는 가시광 전영역에서 비교적 넓은 분광감도를 나타내었으며, 특히 청색영역에서 a-Si박막보다 우수한 분광감도를 나타내었다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제30권1호
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• pp.7-15
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• 2015

The objective of this study was to investigate the efficiency of nicotinic acid on sperm cryosurvival and fertilization ability in frozen-thawed boar semen. Boar semen was collected by glove-hand method and was frozen using freezing solution treated to 0, 5, 10 and 20 mM of nicotinic acid. The frozen sperm for sperm characteristic analysis was thawed such as viability, acrosome reaction, and mitochondrial integrity. The frozen-thawed sperm was estimated by SYBR14/PI double staining for viability, FITC-PNA/PI double staining for acrosome reaction and Rhodamine123/PI double staining for mitochondrial integrity using a flow cytometry. The embryo was estimated in vitro development and DCFDA staining for reactive oxygen species assessment. As results, frozen-thawed sperm viability was significantly higher in 5 and 10 mM ($61.1{\pm}1.5%$,$64.7{\pm}2.0%$) of nicotinic acid than other groups (0 mM, $52.1{\pm}2.3%$; 20 mM, $47.8{\pm}5.1%$, P<0.05). The live sperm with acrosome reaction was significantly higher in 5 and 10 mM of nicotinic acid ($26.1{\pm}1.8%$, $24.9{\pm}1.5%$) than other groups (0 mM, $35.3{\pm}0.8%$; 20 mM, $36.5{\pm}1.9%$, P<0.05). The live sperm with mitochondrial integrity was significantly higher in 5 and 10 mM ($84.2{\pm}3.6%$, $88.4{\pm}2.3%$) of nicotinic acid than other groups (0 mM, $77.3{\pm}4.4%$; 20 mM, $73.3{\pm}3.6%$, P<0.05). Blastocyst rate of in vitro development was significantly higher in 10 mM ($17.0{\pm}1.3%$) of nicotinic acid than other groups (0 mM, $9.4{\pm}0.5%$; 5mM, $12.6{\pm}0.8%$; 20 mM, $5.0{\pm}1.0%$, P<0.05). Moreover, total cell number was higher in 5 and 10 mM ($53.6{\pm}2.9%$, $57.9{\pm}2.8%$) of nicotinic acid than other groups (0 mM, $41.0{\pm}1.4%$; 20 mM, $23.2{\pm}2.8%$, P<0.05). Hydrogen peroxide in embryos was lower in 5 mM nicotinic acid ($0.7{\pm}0.1%$) than other groups (0 mM, $1.0{\pm}0.1%$; 10mM, $0.9{\pm}0.0%$; 20 mM, $1.4{\pm}1.0%$, P<0.05). In conclusion, nicotinic acid-treated semen improves cryosurvival and quality of spermatozoa. Also, the fertilized oocytes with nicotinic acid improve quality of embryo and blastocyst formation.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제42권2호
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• pp.170-176
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• 2014

본 연구에서는 Euptelea pleiosperma 에탄올 추출물(EPEE)의 항산화능과 항염증 생리활성을 in vitro assay system 및 cell culture model system을 이용하여 분석하였다. 먼저 EPEE의 항산화능을 DPPH radical scavenging activity로 분석한 결과 radical 소거능의 정도가 양성 대조군으로 사용한 ascorbic acid 보다 높은 활성을 보여 매우 강한 항산화능을 보유함을 확인하였다. 또한 RAW 264.7 세포주를 이용한 $H_2O_2$ 및 LPS의 유도에 의해 생성된 ROS에 대한 소거능을 분석한 결과에서도 농도의존적인 강한 소거능을 보였다. 뿐만 아니라 대표적인 항산화효소 중 하나로 천연물에 의한 항산화능 활성에 의해 주로 발현이 유도되는 hemeoxygenase 1 (HO-1) 및 그 전사 인자인 nuclear factor-E2-related factor 2 (Nrf2)의 단백질 발현이 EPEE의 처리에 의해 유의적으로 증가됨을 보였으며 이러한 HO-1 및 Nrf2의 발현 변화는 상위신호전달계인 MAPKs 및 PI3K/Akt 에 의해 조절될 가능성을 보였다. 한편 EPEE가 LPS에 의해 유도된 NO 생성에 미치는 영향을 분석한 결과 농도의존적인 NO 생성 저해능을 보였으며 이는 NO 생성 단백질인 iNOS의 발현 저해에서 기인함을 확인하였다. 이와 같은 EPEE의 NO 생성 억제 효과는 염증 상위신호전달계인 NF-${\kappa}B$ 및 AP-1의 조절을 통해 일어날 가능성을 보였다. 이러한 결과를 통해 EPEE의 높은 항산화능과 항염증 활성을 처음으로 확인하였으며 향후 기능성 소재로서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 환경생물
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• 제27권1호
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• pp.66-72
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• 2009

당뇨망막병증은 서구에서 성인들의 실명을 일으키는 원인이다. 당뇨병이 있을 때 고혈당증은 여러 세포 형태에서 세포자연사를 유도하지만 그 기작은 명확하게 밝혀지지 않았다. 본 연구의 목적은 인간망막 내피세포에서 고혈당 포도당이 세포자연사에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 망막 내피세포는 5, 25, 50 mM 포도당이 포함된 IMDM배지에서 37$^{\circ}C$, 5% CO$_2$조정된 항온기에서 24, 36, 48시간 동안 배양하였다. 여러 농도의 포도당을 처리한 인간망막 내피세포 형태의 특징은 위상차현미경으로 관찰하였고, 세포의 생존은 MTT assay를 통해 산정하였다. 고농도 포도당에서 활성산소종인 세포 내의 H$_2$O$_2$는 FOX II assay와 caspase-3 assay에 의한 세포자연사를 통해 측정하였다. 고농도의 포도당을 처리한 세포에서의 DNA분절화는 아가펄스 겔 전기영동을 통해 관찰하였다. 25, 50mM 포도당을 포함한 배양액에 48시간 동안 배양한 세포는 형태가 변하고. 세포자연사에 의해 유도된 DNA 분절화를 관찰 할 수 있었다. 25, 50 mM의 포도당에서 배양한 세포와 5 mM 포도당에서 24, 36, 48 시간 배양한 세포와 비교했을 때 25, 50 mM에서 죽은 세포의 수가 더 많았다. 또한 과산화수소의 양과 caspase-3의 활성은 고농도 포도당을 처리한 세포에서 증가하였다. 결론적으로 고농도 포도당이 배양된 인간망막 내피세포에서 세포자연사를 유도하는 것을 증명하였고, 고혈당증의 유도로 caspase 활성에 의존적인 세포자연사는 증가하였다. 고농도의 포도당이 처리된 세포에서 활성산소종 유발과 caspase-3 활성간의 관계는 아직 조사되지않았다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제50권5호
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• pp.415-425
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• 2017

건 여주로부터 얻은 70%에탄올 추출물의 항산화 효과를 측정하고, $H_2O_2$에 의해 유도된 산화적 스트레스에 대한 신경세포 보호효과를 알아보기 위해 human neuroblastoma cell인 SK-N-MC세포를 이용하여 실험을 수행하였다. 여주 추출물의 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량은 각각 28.51 mg gallic acid/extract g과 3.95 mg catechin/extract g 이었고, 추출물의 DPPH 라디칼 소거능 ($IC_{50}$)은 $506.95{\mu}g/ml$ 이었다. 여주추출물을 신경세포에 전 처리한 후 $H_2O_2$을 처리하여 산화적 스트레스를 유도했을 때, 여주추출물에 의해 세포생존율은 증가되었고 세포내 ROS는 감소되는 것을 확인하였다. 그리고 세포내 항산화 방어시스템인 항산화효소 (SOD-1,2와 GPx-1)의 mRNA 발현이 여주추출물 처리에 의해 control 수준으로 회복되거나 control 보다 증가되는 결과를 보였으며, ROS 의존적 세포사멸과 연관 있는 것으로 알려진 MAPK pathway 중 p38과 JNK의 인산화를 여주추출물이 억제하였다. 또한 cleaved caspase-3와 cleaved PARP의 발현도 여주추출물의 처리에 의해 감소되었다. 본 연구 결과에서 70% 에탄올 여주추출물은 항산화효능이 우수하여 ROS를 직접적으로 제거할 뿐 아니라 세포내 ROS 축적을 억제시키는 효과를 보여주었다. 그리고 신경세포 내 항산화효소들의 발현 증가 기전과 p38, JNK의 인산화 억제 및 cleaved caspase-3, cleaved PARP의 발현 억제를 통한 세포사멸 억제 기전을 통해 산화적 스트레스로부터 신경세포를 보호하는 효과가 있음을 제시하고 있다. 따라서 여주추출물은 산화적 스트레스에 의한 알츠하이머병이나 파킨슨병 등과 같은 신경변성질환 (neurodegenerative disease)에 대한 예방 및 치료제의 소재로써 이용가치가 충분한 것으로 사료된다.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 2007년도 Proceedings of The Convention
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• pp.79-92
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• 2007

Oxidative stress have known to be a risk factor for the degenerative processes and closely related to a lot of diseases. It is well established that antioxidants are good in protection and therapeutic means against oxidative damage. There is increasing interest in natural antioxidants and many natural antioxidants have been found and utilized as the possible protection for various diseases and skin aging. We have screened natural antioxidant agents for cosmeceuticals, nutraceuticals, and drugs as therapeutic and preventive means against oxidative stress, and have developed a number of novel antioxidants from various natural sources. A novel melanin synthesis inhibitor, Melanocin A, isolated from the metabolite of a fungal strain Eupenicillium shearii F80695 inhibited mushroom tyrosinase and melanin biosynthesis of B16 melanoma cells with $IC_{50}$ value of 9.0 nM and MIC value of $0.9\;{\mu}M$, respectively. Melanocin A also exhibited potent antioxidant activity by scavenging of DPPH and superoxide anion radicals. UV was found to increase the level of hydrogen peroxides and other reactive oxygen species (ROS) in skin tissues. This increase in ROS may not only alter the structure and function of many genes and proteins directly but may also modulate their expressions through signal transduction pathways and, ultimately, lead to skin damage. We investigated the effect of Melanocin A on UV-induced premature skin aging. Firstly, the effect of Melanocin A on UV-induced matrix metalloproteinase (MMP)-9 expression in an immortalized human keratinocyte cell line, HaCaT in vitro was investigated. Acute UV irradiation induced MMP-9 expression at both the mRNA and protein levels and Melanocin A suppressed this expression in a dose-dependent manner. We then investigated UV-induced skin changes in hairless mice in vivo by Melanocin A. Chronic exposure of hairless mouse dorsal skin to UV increased skin thickness and induced wrinkle formation and the gelatinase activities of MMP-2 and MMP-9. Moreover, Melanocin A significantly suppressed UV-induced morphologic skin changes and MMP-2 and MMP-9 expression. These results show that Melanocin A can prevent the harmful effects of UV that lead to skin aging. Therefore, we suggest that Melanocin A should be viewed as a potential therapeutic agent for preventing and/or treating premature skin aging. Terrein is a bioactive fungal metabolite isolated from Penicillium species. Terrein has a relatively simple structure and can be easily synthesized. However, the biologic effects of terrein are comparatively unknown. We found for the first time that terrein potently inhibit melanin production in melanocytes and has a strong hypopigmentary effect in a spontaneously immortalized mouse melanocyte cell line, Mel-Ab. Treatment of Mel-Ab cells with terrein (10-100 mM) for 4 days significantly reduced melanin levels in a dose-dependent manner. In addition, terrein at the same concentration also reduced tyrosinase activity. We then investigated whether terrein influences the extracellular signal-regulated protein kinase (ERK) pathway and the expression of microphthalmia-associated transcription factor (MITF), which is required for tyrosinase expression. Terrein was found to induce sustained ERK activation and MITF down-regulation, and luciferase assays showed that terrein inhibits MITF promoter activity in a dose-dependent manner. To elucidate the correlation between ERK pathway activation and a decreased MITF transcriptional level, PD98059, a specific inhibitor of the ERK pathway, was applied before terrain treatment and found to abrogate the terrein-induced MITF attenuation. Terrein also reduced the tyrosinase protein level for at least 72 h. These results suggest that terrain reduces melanin synthesis by reducing tyrosinase production via ERK activation, and that this is followed by MITF down-regulation.

• Journal of Preventive Medicine and Public Health
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• 제39권2호
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• pp.130-134
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• 2006

Objectives : Oxidative DNA damage is a known risk factor of lung cancer. The glutathione peroxidase (GPX) antioxidant enzyme that reduces hydrogen peroxide and lipid peroxides plays a significant role in protecting cells from the oxidative stress induced by reactive oxygen species. The aim of this case-control study was to investigate effects of oxidative stress and genetic polymorphisms of the GPX1 genes and the interaction between them in the carcinogenesis of lung cancer. Methods : Two hundreds patients with lung cancer and 200 age- and sex-matched controls were enrolled in this study. Every subject was asked to complete a questionnaire concerning their smoking habits and their environmental exposure to PAHs. The genotypes of the GPX1 and 8-oxoguanine glycosylase 1 (hOGG1) genes were examined and the concentrations of urinary hydroxypyrene (1-OHP), 2-naphthol and 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OH-dG) were measured. Results : Cigarette smoking was a significant risk factor for lung cancer. The levels of urinary 8-OH-dG were higher in the patients (p<0.001), whereas the urinary 1-OHP and 2-naphthol levels were higher in the controls. The GPX1 codon 198 polymorphism was associated with an increased risk of lung cancer. Individuals carrying the Pro/Leu or Leu/Leu genotype of GPX1 were at a higher risk for lung cancer (adjusted OR=2.29). In addition, these individuals were shown to have high urinary 8-OH-dG concentrations compared to the individuals with the GPX1 Pro/Pro genotype. On the other hand, the polymorphism of the hOGG1 gene did not affect the lung cancer risk and the oxidative DNA damage. Conclusions : These results lead to a conclusion that individuals with the GPX1 Pro/Leu or Leu/Leu genotype would be more susceptible to the lung cancer induced by oxidative stress than those individuals with the Pro/Pro genotype.

• 한국식품과학회지
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• 제42권2호
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• pp.210-216
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• 2010

혈당강하 효과가 있다고 알려진 해당근 추출물을 이용하여 AGEs 생성 저해에 따른 초기 동맥경화증에 대한 효과에 대하여 검토하였다. 먼저 해당근 추출물이 AGEs에 의하여 생성이 촉진된 ROS를 제거하는 효과가 있는지를 확인하기 위하여 항산화 활성을 측정하였다. 총 플라보노이드 함량을 측정한 결과 해당근의 메탄올 추출물은 $128.1{\pm}2.0\;{\mu}g$ quercetin equivalents(QE)/mg DM,총 폴리페놀 함량은 $345.2{\pm}5.7\;{\mu}g$ gallic acid equivalents(GAE)/mg DM으로 나타났다. 환원력 측정을 위한 FRAP assay는 $2.19{\pm}0.1\;mM$ $FeSO_4{\cdot}7H_2O$/mg DM으로 $25.5{\pm}0.3$ $FeSO_4{\cdot}7H_2O$/mg DM 인 ascorbic acid에 비해 약 9% 정도의 환원력을 가지고 있었으며, 전자공여능의 경우 $DPPHSC_{50}$값이 $34.2{\pm}0.1\;{\mu}g$ DM/mL로 대조군인 ascorbic acid의 $6.8{\pm}0.1\;{\mu}g$ DM/mL과 비교하여 약 20% 정도의 높은 항산화력을 갖고 있었다. 또한, HPLC 분석을 통해 해당근 생물 100 g을 기준으로 240 mg의 EGCG와 50 mg의 kaempferol을 함유하는 것으로 나타났다. AGEs에 의해 유도된 HUVEC의 ROS 생성 저해 효과는 해당근 추출물 100, $500\;{\mu}g/mL$ 처리 시 각각 63, 77%로 나타났다. 또한, monocyte adherent assay에서 해당근 추출물은 $100\;{\mu}g/mL$ 처리시 정상을 0%로 하였을 때 AGEs에 의해 유도된 단핵구 부착을 33%, $500\;{\mu}g/mL$ 처리시 약 75% 정도로 농도 의존적으로 부착을 저해하는 것을 관찰할 수 있었으며, 유도되지 않은 HUVEC의 저항은 $113{\Omega}{\cdot}cm^2$ 에서 glycer-AGEs 처리 시 $88{\Omega}{\cdot}cm^2$로 낮아진 것을 해당근 추출물을 $100\;{\mu}g/mL$ 처리 시 약 $102{\Omega}{\cdot}cm^2$, $500\;{\mu}g/mL$ 처리시 약 $106{\Omega}{\cdot}cm^2$로 저항의 감소를 억제하는 것을 관찰할 수 있었다.