• Animal Bioscience
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• 제35권2호
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• pp.166-176
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• 2022

Objective: Sperm is particularly susceptible to reactive oxygen species (ROS) stress. Glutathione (GSH) is an endogenous antioxidant that regulates sperm redox homeostasis. However, it is not clear whether boar sperm could utilize cysteine for synthesis GSH to protect sperm quality from ROS damage. Therefore, the present study was undertaken to elucidate the mechanism of how cysteine is involved in protecting boar sperm quality during liquid storage. Methods: Sperm motility, membrane integrity, lipid peroxidation, 4-hydroxyIlonenal (4-HNE) modifications, mitochondrial membrane potential, as well as the levels of ROS, GSH, and, ATP were evaluated. Moreover, the enzymes (GCLC: glutamate cysteine ligase; GSS: glutathione synthetase) that are involved in glutathione synthesis from cysteine precursor were detected by western blotting. Results: Compared to the control, addition of 1.25 mM cysteine to the liquid storage significantly increased boar sperm progressive motility, straight-line velocity, curvilinear velocity, beat-cross frequency, membrane integrity, mitochondrial membrane potential, ATP level, acrosome integrity, activities of superoxide dismutase and catalase, and GSH level, while reducing the ROS level, lipid peroxidation and 4-HNE modifications. It was also observed that the GCLC and GSS were expressed in boar sperm. Interestingly, when we used menadione to induce sperm with ROS stress, the menadione associated damages were observed to be reduced by the cysteine supplementation. Moreover, compared to the cysteine treatment, the γ-glutamylcysteine synthetase (γ-GCS) activity, GSH level, mitochondrial membrane potential, ATP level, membrane integrity and progressive motility in boar sperm were decreased by supplementing with an inhibitor of GSH synthesis, buthionine sulfoximine. Conclusion: These data suggest that boar sperm could biosynthesize the GSH from cysteine in vitro. Therefore, during storage, addition of cysteine improves boar sperm quality via enhancing the GSH synthesis to resist ROS stress.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제4권2호
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• pp.203-213
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• 2000

본 연구에서는 반응성 산소족이 수정능력획득, 칩체반응에 미치는 영향을 알아보고자 반응성 산소족으로 superoxide anion은 xanthine (X) -xanthine oxidase (XO) system을, hydroperoxide는 $H_2O$$_2$를 농도별로 처 리하였으며, nitric oxide (NO)는 NO donor인 sodium nitroprusside (SNP)를 처리하였다 또한 남성불임요인의 하나로 알려진 leukocytospermia에 대한 영향을 알아보기 위해 lymphocyte를 농도별로 처리하였고, 일반적인 배양기내 산소농도인 20% $O_2$농도를 생체내 농도와 유사한 5% $O_2$ 농도로 낮추었을 때 의 결과를 알아보고자 하였다. 수정능력 획득 정도와 첨체반응률을 알아보기 위해 chlortetracycline (CTC) 염색방법을 이용하였다. 지질과산화 정도는 정자내 malondialdehyde (MDA)의 생성량을 흡광기를 이용하여 정량하였다. $H_2O$$_2$, X-XO, SNP와 lymphocyte 처리군은 1시간 배양시에 수정능력획득률이 유의하게 증가하였으나, 저산소처리군에서는 차이가 없었다. 저 농도의 $H_2O$$_2$를 처리한 경우에는 지질과산화 정도가 감소하였으나, 고 농도에서는 대조군에 비해 유의하게 증가하였다. 고 농도의 Iymphocyte를 처리한 경우에는 1시간 처리시에 지질과산화가 유의하게 증가하였으나, 처리된 산소농도에 따른 지질과산화의 차이는 없었다. 첨체반응률의 경우, 처리한 모든 반응성 산소족에서 대조군에 비해 높은 첨체반응률을 확인하였다. X(100 $\mu$M)-XO(100mIU)의 경우가 가장 높은 첨체반응률을 나타내었다. 이러한 결과들은 반응성 산소족이 수정능력획득, 지질과산화 그리고 첨체반응에 영향을 미치는 것을 확인하여 주었다. 또한 반응성 산소족이 생성된 경우에 수정능력획득이 보다 빠르게 진행되어지는 것은 반응성 산소족이 정자의 과운동성과 수정능력획득의 중요한 조절자임을 시사한다고 사료된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제33권4호
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• pp.308-314
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• 2005

상용 복막투석액에 함유된 고농도의 포도당과 포도당 분해산물(glucose degradation products: CDP)이 복막의 비후, 복막 투과성의 증가 및 한외여과 부전과 같은 복막의 구조적, 기능적 변화를 초래하리라 추정되고 있다. 본 연구에서는 CDP성분이 사람 복막중피세포 활성화에 미치는 영향을 검색하였고 또 이때 ROS와 PKC가 관여하는지를 검색하였다. 혈청이 배제된 M199 배양액으로 성장을 동일화시킨 사람 복막중피세포를 GDP인 methylglyoxal(MGO), acetaldehyde, 그리고 3,4-dioxyglucosone-3-ene(3,4-DGE)으로 48시 간 동안 자극하였고, 복막의 투과성에 대한 지표로서 혈관내피성장인자(vascular endothelial growth factor VEGF)를, 섬유화의 지표로서 fibronectin과 heat shock protein 47(hsp47)의 단백을 정량하였다. 활성산소족(reactive oxygen species:ROS)과 protein kinase C(PKC)의 관여여부는 각각 항산화제 N-acetylcystein(NAC)과 PKC 억제제 calphostin C의 억제 효과로 검색하였다. MGO는 대조군과 비교하여 VEGF 분비를 1.9배, fibronectin분비를 1.5배 그리고 hsp47 표현을 1.3배로 유의하게 증가시켰다(p<0.05). MGO에 의한 VEGF 상향 조절은 calphostin C와 NAC에 의하여 유의하게 억제되었다. 사람 복막중피세포에서 VEGF 분비는 acetaldehyde에 의하여 증가하였으나 3,4-DGE에 의하여 억제되었고, fibronectin 분비와 hsp47 표현은 acetaldehyde나 3,4-DGE에 의하여 영향을 받지 않았다. 이상을 종합할 때, ROS생산과 PKC활성화가 상용투석액내 함유된 MGO에 의한 점진적인 복막의 투과성 증가, 세포외기질 축적 그리고 복막 섬유화를 유발하는 주된 신호체계로서 이를 선택적으로 억제함으로써 복막의 기능을 유지할 수 있을 것으로 생각된다.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제29권3호
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• pp.155-162
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• 2005

본 연구는 돼지 정자 동결시 taurine과 $\alpha$-tocopherol의 첨가가 융해후 정자 성상과 정자 기능 활성산소계(reactive oxygen species; ROS)의 발생 정도 및 지질 산화(lipid peroxidation, LPO)에 미치는 영향을 구명하기 위하여 시행하였다. 1차 및 2차 희석액내 taurine과 $\alpha$-tocopherol이 첨가된 돼지 동결정액의 융해 후 정자 운동성 양상, 정자 생존성, 정자 기법을 적용하여 다음과 같은 결과를 얻었다. Taurine(25mM, 50mM), $\alpha$-tocopherol($500{\mu}M,\;1,000{\mu}M$ 단일처리군 그리고 taurine과 $\alpha$-tocopherol의 혼합처리군($25mM\~500{\mu}M\~1,000{\mu}M$)은 동결$\cdot$융해 후 대조군과 비해 정자 운동성과 생존성은 유의적인 차이를 나타내지 않았다. Taurine과 $\alpha$-tocopherol의 혼합처리군 $50mM\~1,000{\mu}M$에서 HOST, 점체 반응이 대조군과 비교하여 유의차는 인정되지 않았으나 다소 증가하였다. 동결$\cdot$융해 정자의 ROS 발생 억제를 위한 taurine과 $\alpha$-tocopherol의 모든 처리군은 대조군과 비교하여$\cdot\{O_2}{^-}$ 발생을 유의적으로 완화시키지 못하였다. 그러나 taurine 단일처리군(25mM), $\alpha$-tocopherol 단일처리군($50mM,\;1,000{\mu}M$)과 혼합처리군($25mM\~500mM,\;50mM\~1,000{\mu}M$은 $H_{2}O_{2}$의 발생을 대조군과 비교하여 유의적으로 완화시켰다(P<0.05). 동결$\cdot$융해 정자의 malondialdehyde의 생산은 taurine과 $\alpha$-tocopherol의 모든 처리군에서 대조군과 비교하여 유의적인 감소를 보였다(P<0.05). 이상의 결과를 종합해 보면 돼지 정액의 동결보존시 taurine와 $\alpha$-tocopherol 같은 항산화제의 처리는 ROS 발생과 LPO을 효과적으로 완화시킴에 따라 돼지 정액의 동결보존 효율을 증진시킬 수 있는 유용한 방법이라 사료된다.

• 대한화장품학회지
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• 제33권2호
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• pp.61-67
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• 2007

본 연구에서는 쇠뜨기 추출물의 항산화능을 조사하였다. 추출물의 free radical (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성($FSC_{50}$)은 50% 에탄올 추출물($182.04{\mu}g/mL$) < ethylacetate 분획(54.50) < 당을 제거시킨 플라보노이드 aglycone 분획(14.13) 순으로 증가하였다. Luminol-의존성 화학발광법을 이용한 $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$ 계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 총항산화능은 당을 제거시킨 플라보노이드 aglycone 분획($OSC_{50}$, $3.54{\mu}g/mL$) < 50 % 에탄올 추출물(0.80) < ethylacetate 분획(0.006) 순으로 ethylacetate 분획에서 가장 큰 활성을 나타내었다. 쇠뜨기 추출물에 대하여 rose-bengal로 증감된 사람 적혈구의 광용혈에 대한 보호효과를 조사하였다. 50% 에탄올 추출물의 경우 농도 의존적($1{\sim}100{\mu}g/mL$)으로 광용혈을 억제하였다. 특히 ethylacetate 분획에서 당을 제거시킨 aglycone 추출물은 $10{\mu}g/mL$ 농도에서 $\tau_{50}$이 161.10min으로 매우 큰 세포보호 활성을 나타내었다. 이상의 결과들은 쇠뜨기 추출물이 $^1O_2$ 혹은 다른 ROS를 소광시키거나 소거함으로써 그리고 ROS에 대항하여 세포막을 보호함으로써 생체계, 특히 태양 자외선에 노출된 피부에서 항산화제로서 작용할 수 있음을 가리킨다.

• 동의생리병리학회지
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• 제23권3호
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• pp.631-638
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• 2009

GLEDITSIAE SPINA (GS) has been used as folk remedies traditionally for treatment of antiphlogistic and antifebrile agents. An ethanol extract and its fraction of GS were assessed to determine the mechanism of its antioxidant activity. Also, inhibitory effect of extract from GS and its fraction measuring the inhibitory effect on $Cu^{2+}$-induced human low-density lipoprotein (LDL) oxidation. GS ethanol extract and its fraction exhibited a concentration-dependent reactive oxygen species (ROS) and reactive nitrogen species (RNS) scavenging activities, including trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC), OPPH radical, superoxide anion, hydroxyl radicals, peroxynitrite and nitric oxide, using different assay systems. Furthermore, the GS ethanol extract and its fraction showed dose-dependent protection of LDL oxidation induced by $CuSO_4$. In addition, the GS ethanol extract and its fraction were characterized as containing a high amount of total phenolics. These results suggest that GS ethanol extract and its fraction might be helpful for preventing oxidative stress and protecting LDL oxidation.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제25권6호
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• pp.865-872
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• 2002

In the course of the investigations of natural antioxidants, we examined the antioxidant activities of the methanol (MeOH) extracts of some selected Prunus species, including P. buergeriana, P. davidiana, P padus, P. pendula for. ascendens, P. sargentii, P. serrulata var. spontanea and P. yedoensis by three methods as represented by the 1, 1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical, total ROS (reactive oxygen species) and the peroxynitrite ($ONOO^-$) scavenging activity tests. We also evaluated the activities of the organic solvent-soluble fractions, including the dichloromethane ($CH_2Cl_2$), ethyl acetate (EtOAc), n-butanol (n-BuOH) fractions and the water ($H_2O$) layer of P. serrulata var. spontanea leaves. By means of bioassay-directed fractionation, we isolated eleven known flavonoids (1-11) from the EtOAc soluble fraction of the MeOH extract of the Prunus serrulata var. spontanea leaves, exhibiting strong antioxidant activity and characterized as prunetin (1), genistein (2), quercetin (3), prunetin $4'-O-{\beta}-glucopyranoside$ (4), kaempferol $3-O-{\alpha}-arabinofuranoside$ (5), prunetin $5-O-{\beta}-glucopyranoside$ (6), kaempferol $3-O-{\beta}-xylopyranoside$ (7), genistin (8), kaempferol $3-O-{\beta}-glucopyranoside$ (9), quercetin $3-O-{\beta}-glucopyranoside$ (10) and kaempferol $3-O-{\beta}-xylopyranosyl-(1{\rightarrow}2)-{\beta}-glucopyranoside$ (11). Compounds 3 and 10 showed good activities in all tested model systems. Compounds 2 and 8 showed scavenging activities in the DPPH and $ONOO^-$ tests, while compounds 5, 7, 9 and 11 were active in the $ONOO^-$ and ROS tests. On the other hand, compounds 1, 4 and 6 did not show any activities in the tested model systems.

• 한국자원식물학회지
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• 제27권6호
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• pp.714-719
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• 2014

This study investigated DNA damage protection and anti-inflammatory activity of different solvent fractions from Aruncus dioicus var. kamtschaticus (A. dioicus) aerial parts water extract. As for DNA damage protection, distilled water ($H_2O$) fraction displayed the most powerful protection for DNA damage at a concentration of 1 mg/ml. As for anti-inflammatory activity, dichloromethane ($CH_2Cl_2$) fraction exhibited the highest NO inhibition activity, ranging from 61% to 19% ($10-40{\mu}g/ml$). Furthermore, the levels of pro-inflammatory cytokines mRNA expressions and intracellular reactive oxygen species (ROS) were employed to verify the anti-inflammatory activity of the $CH_2Cl_2$ fraction on further researches. It could be concluded that A. dioicus had a significantly effect of DNA damage protection and anti-inflammatory activity which also as an essential edible vegetable and medicinal species.

• 한국재료학회지
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• 제27권5호
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• pp.255-262
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• 2017

Reactive oxygen species (ROS) can be produced by interactions between sunlight and light-absorbing substances in natural water environments and can completely destroy various organic pollutants in waste water. In this study, we used graphene oxide modified $Ag_2Se$ nanoparticles to enhance photochemically generated oxygen (PGO) species activity. Surface area and pore volumes of the $Ag_2Se-graphene$ ($Ag_2Se-G$) samples showed catastrophic decrease due to deposition of $Ag_2Se$. The generation of reactive oxygen species was detected through the oxidation reaction of DPCI to DPCO. The photocurrent density and the PGO effect increase in the case of the use of modified graphene. The PGO effect of the graphene modified with $Ag_2Se$ composites increased significantly due to a synergetic effect between graphene and the $Ag_2Se$ nanoparticles. The photocatalytic activity of sample was evaluated by measuring the degradation of organic pollutants such as methylene blue (MB) and industrial dyes such as Texbrite BA-L (TBA) under visible light.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제36권2호
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• pp.179-183
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• 2009

To understand the effect of reactive oxygen species (ROS) on floral senescence in Hibiscus syriacus L., we have investigated change in relative water potential, malondialdehyde (MDA) content, H_2O_2 content and the activity of antioxidative enzymes in the petals during flower opening and senescence. Hibiscus flowers were achieved full bloom at early morning and started to in-rolling and showed petal in-rolling over than 50% at 24 h and 36 h after full bloom, respectively. The flower was a decrease in fresh weight by 30% and showed water loss with floral senescence. MDA content and activity of antioxidative enzymes such as APX, GR and CAT were showed no significant change until 36 h after full bloom. In the flower 48 h after full bloom that showed complete petal in-rolling and wilting, however, activity of antioxidative enzymes and H_2O_2 content was greatly increased as compared with 0 h after full bloom. These results suggest that reactive oxygen species are related to accelerating the later senescence more than inducing the early senescence during Hibiscus flower senescence.