• 한국식품위생안전성학회지
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• 제34권5호
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• pp.495-501
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• 2019

Aloin [1,8-Dihydroxy-10-(${\beta}$-D-glucopyranosyl)-3-(hydroxymethyl)-9(10H)-anthracenone]은 알로에에서 추출한 천연 안트라퀴논이다. 다양한 유형의 인간 암세포에서 항산화, 항암 효과가 있는 것으로 밝혀졌지만 인간 대장암 세포 HT-29에서 aloin의 항암 효과는 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 aloin이 인간 대장암 HT-29 세포에서 세포 사멸 작용을 발휘할 수 있는 메커니즘을 조사하였다. Aloin이 세포 생존율에 영향을 미치는지 알아보기 위해 대장암 세포 HT-29, 흑색종 세포 A375SM, 위암 세포 AGS를 aloin(0, 100, 200, 300 및 $400{\mu}M$)으로 처리하였을 때, HT29에서는 농도 의존적으로 세포 생존율을 감소시켰고, A375SM과 AGS 세포에서는 암세포 생존율의 감소가 보이지 않았다. 이러한 HT-29에서의 세포 생존율 감소가 세포자멸사로 인한 감소인지 확인하기 위해 DAPI stain과 flow cytometry를 실시한 결과 apoptotic body가 유의적으로 증가하고 세포 자멸사가 증가한 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과를 바탕으로 aloin이 대장암 세포 HT-29에서 세포 사멸 관련 단백질 발현 양상에 미치는 영향을 확인하기 위해 western blotting을 실시하였다. Aloin은 Bax, PARP의 분절을 농도 의존적으로 증가시켰고, caspase3, -8을 활성화시켰지만, Bcl-2는 대조군에 비해 변화가 없었다. Aloin에 의해 유도된 세포자멸사 기전을 확인하기 위해 MAPK pathway 중 p-p38과 p-ERK의 발현을 확인한 결과, p-p38을 up-regulation시키고 p-ERK의 down-regulation을 유도했다. 따라서, aloin은 인간 대장암에서 암세포 성장 억제 효과 및 암세포 사멸 유도로 암예방 약제로서의 개발 가능성이 있다고 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제29권3호
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• pp.295-302
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• 2019

Liquiritigenin (LG)은 licorice 뿌리에서 분리된 chiral flavonoid이다. LG는 항산화, 항암 및 항염증 효과를 포함하여 다양한 생물학적 활성을 가지고 있다. 구강편평세포암종에서 LG의 항암 활성은 아직 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 구강편평상피암 세포(HN22)에서 LG의 항암 효능을 시험하였다. HN22 세포에 LG를 처리하여 MTT 분석으로 세포 생존율을 평가하였으며, Annecin V/7-Aminactinomycin D 염색, 세포주기 및 Multi-caspase 활성을 $Muse^{TM}$ cell Analyzer로 분석하여 세포사멸 유도를 확인하였다. 분석결과, 구강편평상피암 HN22 세포에 LG를 처리시 G2/M 세포주기 정지를 일으켰으며, Western blotting 통하여 cyclin B1 및 CDC2 발현 감소와 p27 발현 증가를 확인하였다. LG는 활성산소종의 생성을 유발하고, CCAAT/enhancer-binding protein homologous protein (CHOP) 및 78-kDa glucose regulated protein (GRP78)의 발현을 농도의존적으로 유도하였다. HN22 세포에 LG의 처리는 미토콘드리아 막전위의 손실(${\Delta}{\Psi}m$)을 일으켰다. LG를 처리한 HN22 세포의 단백질 분석결과 apoptotic protease activating factor-1 (Apaf-1), cleaved Poly (ADP-Ribose) Polymerase (C-PARP) 및 Bax의 발현을 증가함을 확인하였다. 따라서 우리의 결과는 LG이 구강편평상피암 세포의 세포사멸을 유도하여 항암제 역할을 할 수 있는 천연 화합물임을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제29권9호
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• pp.1027-1033
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• 2019

현재 우리나라는 고령화 사회에 접어들었으며, 이와 함께 골 대사 질환이 큰 문제로 대두되고 있다. 그 중 가장 흔하게 발생하는 골다공증은 여러 요인에 의해 발생하고 있으며 이의 예방 및 치료를 위한 소재 개발 연구가 활발하게 진행되고 있다. 그러나 곤충을 소재로 한 골다공증 예방 및 치료 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 골 형성 촉진 효능을 가진 새로운 소재 개발을 위해 갈색거저리 유충 오일의 MG-63 조골세포의 분화 촉진 효과를 연구하였다. 조골세포에서 갈색거저리 유충 오일의 독성 및 증식 효과를 평가하기 위하여 MTS assay를 진행한 결과 $80{\mu}g/ml$ 농도까지 세포 독성이 나타나지 않았으며, 48시간 배양했을 때 $40-80{\mu}g/ml$ 농도에서 120% 정도의 세포 증식 효능을 확인 하였다. 갈색거저리 유충 오일이 조골세포 분화에 미치는 영향을 확인하기 위하여 5일간 갈색거저리 유충 오일을 MG-63 조골세포에 처리한 후 ALP 활성을 측정하였다. 그 결과 $80{\mu}g/ml$ 농도에서 무처리 군에 비해 약 180%의 조골세포 분화 촉진 효능을 관찰 하였다. 이 결과는 ALP staining에서도 유사하게 나타났다. mRNA 발현량의 변화를 측정한 결과, Alpl과 Runx2 유전자 발현량이 증가하였고, 단백질 발현량을 측정했을 때에도 유사한 결과를 확인하였다. 이를 통해 ALP와 Runx2 유전자 및 단백질 발현에 의해서 ALP 활성이 증가하고 조골세포 분화가 촉진되었을 것으로 판단되며, 갈색거저리 유충 오일을 이용한 골 형성 촉진에 따른 골다공증 예방 및 치료 기능성 소재 개발에 대한 가능성을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제29권11호
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• pp.1227-1234
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• 2019

매실은 한국, 일본 및 중국 등지에서 섭취하여온 과실로서 유기산이 풍부하며, 다량의 무기질 및 폴리페놀 성분을 함유한 것으로 알려져 있다. 이러한 매실을 이용하여 예로부터 절임이나 청 등으로 가공하여 섭취할 뿐만 아니라 구토, 해독 및 해열에 효능이 있는 한약재로서 사용해왔다. 본 연구에서는 매실을 이용하여 분획물을 제조하고 각각의 인체 대장암세포에 대한 성장 억제효과를 확인하였으며, colony 형성능, 형태학적 관찰, apoptotic body 형성, 단백질 변화 및 환경호르몬에 대한 방어 효과를 평가하였다. 매실 분획물의 인체 대장암세포 HT-29에 대한 증식 억제효과는 매실 메탄올 분획물(maesil methanol fraction, MMF) 및 매실 부탄올 분획물(maesil, butanol fraction, MBF)이 가장 뛰어난 효능을 나타내었다. MMF 및 MBF의 처리에 따라 colony 형성능 또한 농도의존적으로 감소하는 것으로 나타났으며 형태학적 변화 또한 확인할 수 있었다. 핵의 형태학적 변화를 관찰한 결과 $125{\mu}g/ml$의 MMF 및 MBF 처리에 따라 apoptotic body의 형성 및 핵 응축을 관찰하였다. MMF 및 MBF의 처리에 따른 인체 대장암세포의 성장 억제효과가 apoptosis 와 관련이 있는지 단백질의 변화를 확인한 결과, pro-apoptotic 단백질은 Bax, caspase-3, PARP의 발현이 농도의존적으로 증가하는 경향을 나타내었으며, anti-apoptotic 단백질인 Bcl-2의 발현은 감소하는 경향을 나타냈다. 또한, 환경호르몬의 일종은 bisphenol A (BPA)에 의해 성장이 증식된 HT-29세포는 MMF의 처리에 따라 유의적인 성장억제 효과를 갖는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구를 통해 얻은 결과는 매실 분획물을 이용한 기능성 식품 소재화에 대한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제31권2호
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• pp.199-208
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• 2021

Euonymus porphyreus는 노박덩굴과에 속하는 식물로 동아시아 지역에 널리 분포하며, 식물학상의 특징에 대한 보고는 있으나 항산화능과 항암활성 등에 관한 연구는 아직까지 밝혀진 바가 없다. 이에 본 연구에서는 인체 폐암세포인 A549를 사용하여 E. porphyreus 에탄올 추출물(EEEP)의 항산화 및 항암활성과 그 분자적 기전에 관하여 연구하였다. 먼저 EEEP의 총 폴리페놀 화합물과 플라보노이드 함량을 측정한 결과, 각각 115.42 mg/g, 23.07 mg/g이었다. EEEP의 DPPH radical 소거활성을 측정한 결과, IC50가 11.09 ㎍/ml로 뛰어난 항산화능을 보유한 것을 확인하였다. 또한 EEEP는 농도의존적으로 인체폐암세포주인 A549의 세포 성장을 저해하였으며, 세포 주기 변화를 분석한 결과 A549 세포의 SubG1기 세포비율이 증가하는 것을 확인하였다. Annexin V 염색과 DAPI 염색으로 EEEP 처리에 의해 apoptotic 세포와 apoptotic body가 증가하는 것을 확인하였으며, 이러한 결과는 EEEP에 의해 A549 세포의 apoptosis가 유도되는 것을 시사한다. 또한 관련 단백질들의 발현변화를 분석한 결과, EEEP에 의해 Fas, p53, Bax의 발현이 증가하고 Bcl-2의 발현은 감소하였으며, caspase-8, -9와 caspase-3의 활성화를 통해 PARP가 분해되어 apoptosis가 유도되었음을 확인하였다. 이러한 결과들로부터 EEEP는 내인성 및 외인성 경로를 통한 apoptosis 유도에 의하여 A549 세포의 증식을 억제하는 항암활성을 보유하였음을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제31권3호
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• pp.330-337
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• 2021

본 연구에서는 천연물유래 구강건강 개선소재로써 노각나무의 이용 가능성을 알아보기 위해 노각나무 잎과 줄기를 에탄올에 추출한 다음 구강미생물에 대한 추출물의 항균활성을 조사하였다. 노각나무 잎과 줄기 추출물(1 mg/disc)은 구강미생물 중 P. gingivalis KCTC5352에 대해서만 항균활성을 나타내었으며 줄기보다는 잎 추출물의 항균활성이 우수하였다. 시판되고 있는 구강케어제품에 사용되고 있는 항균제와 노각나무 잎 추출물의 항균활성을 비교한 결과, P. gingivalis에 대한 노각나무 잎 추출물과 양성대조구로 사용한 triclosan의 항균활성은 유사하게 나타났으며. P. gingivalis에 대한 노각나무 잎 추출물의 MIC는 0.4 mg/ml이고 정균작용을 하였다. 노각나무 잎추출물이 0.2-2.0 mg/ml 농도로 처리된 배양액에서 P. gingivalis KCTC5352의 생물막 형성과 세균 생육은 추출물의 농도가 증가할수록 농도의존적으로 억제되는 경향을 보였다. 또한 노각나무 잎 추출물(1 mg/ml) 처리가 P. gingivalis의 생물막 형성에 미치는 영향을 주사전자현미경으로 관찰한 결과에 의하면 추출물을 처리하지 않은 대조구는 추출물 처리구에 비해 P. gingivalis가 군집을 이루며 모여 있었고 세포 주변에서 생물막이 관찰되었지만 추출물을 처리한 처리구의 세포 주변에서는 생물막을 관찰할 수 없었다. qRT-PCR을 이용하여 생물막 형성 초기 과정에서 치면 부착에 필수적인 섬모(fimbriae)관련 mRNA 발현 양상을 0조사한 결과, 노각나무 잎 추출물이 0.2-2.0 mg/ml의 농도로 처리된 배양액에서 fimA와 mfa1 유전자 발현은 추출물의 농도가 높아질수록 농도의존적으로 억제되는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 결과를 종합하면 노각나무 잎 추출물은 치주질환 원인균인 P. gingivalis에 대한 항균 활성과 생물막 형성 억제능이 우수하기 때문에 천연물유래 구강건강 개선소재로써 이용 가능성이 높을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제31권2호
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• pp.209-218
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• 2021

본 연구는 꾸지뽕 신초에 부착된 잎을 6단계 즉 정아의 잎(L0), 정아부에서 하부의 순서대로 L1, L2, L3, L4 및 기부의 잎을 L5로 분류하여 채취하였다. 신초의 위치에 따라서 분류한 잎을 70% 에틸알콜로 추출한 다음 3T3-L1 cell line을 이용하여 지방분화 억제 효과를 스크린하고, 가장 효과가 좋았던 꾸지뽕 신초 정단잎(CTL0) 추출물의 작용기작을 규명하였다. 꾸지뽕 신초 정단잎(CTL0) 추출물의 지방분화 억제효과가 가장 좋았으며, 신초의 중간 잎인 CTL2까지는 정단 잎에서부터 중간 잎 추출물일수록 효과가 감소하였으며, 신초의 중간 하부 잎인 CTL3부터 기부 잎인 CTL5 추출물은 100 ㎍/ml의 고농도에서 효과가 없었다. 꾸지뽕 신초 정단잎(CTL0) 추출물을 12.5, 25 및 50 ㎍/ml의 농도로 처리하여 Oil Red O를 분석한 결과, 농도 의존적으로 3T3-L1세포의 지방분화를 억제시켰다. 3T3-L1 세포에 지방분화물질인 insulin, dexamethasone 및 rosiglitazone을 첨가한 분화배지(DM)에서는 배지내에 glucose의 함량이 낮았으나, CTL0 추출물의 처리는 배지에 glucose함량이 많이 남아있었기 때문에 세포내로 glucose의 흡수를 억제시켰으며, 세포내 중성지방의 함량도 감소하였다. CTL0처리는 전구지방세포에서 지방세포로 분화될 때에 주요 전사인자로 알려진 PPARγ와 PPARγ의 target 유전자인 LPL, A-FABP 및 Glut4 단백질의 발현을 농도 의존적으로 억제하였다. 따라서 꾸지뽕 신초 정단잎(CTL0) 추출물은 항비만 효과가 우수한 소재로서 활용가치가 높을 것으로 사료된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제7권4호
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• pp.262-273
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• 2020

본 연구에서 사용한 바이오폴리머 (biopolymer)는 친환경 제방 건설 소재로 연구 되고 있다. 이러한 바이오폴리머를 토양에 혼합할 경우 이온결합 및 수소결합을 통해 토양의 강도 증진 효과가 잘 알려져 있지만 바이오폴리머와 혼합된 토양이 식물에 미치는 영향은 자세히 알려져 있지 않다. 본 연구는 Zn 과잉 스트레스 조건에서 바이오폴리머의 토양 혼합이 Camelina sativa L. (Camelina)에 미치는 영향을 분석 하였다. Camelina의 생장실험을 기반으로, Zn 과잉 스트레스에 대한 최적의 바이오폴리머 혼합 비율은 0.5%로 결정하여 연구를 진행하였다. Zn 과잉 스트레스 하에서, BG 또는 XG 혼합구의 Camelina는 바이오폴리머 비혼합구에 비해 높은 생장을 보였으며, Zn 과잉 스트레스 피해 지표인 Malondialdehyde (MDA) 함량과 전해질유출도의 감소를 나타냈다. 바이오폴리머의 Zn 결합능을 DTZ (1,5-diphenylthiocarbazone)을 이용하여 분석한 결과, BG 또는 XG 모두 명확한 Zn 흡착 반응을 보였다. DTZ 염색 및 ICP-OES 분석에서, Zn 과잉 스트레스에 의한 Camelina의 Zn 흡수량이 BG 또는 XG 혼합에 의해 현저히 감소함을 확인하였다. 그리고, BG 또는 XG의 혼합은 Camelina의 중금속 수송체 Heavy metal ATPase (HMA)의 발현을 유도하지 않았으며, 야생형 (wildtype, WT)보다 CsHMA3가 과발현 된 Camelina에서 BG 또는 XG 혼합구와 유사한 수준의 Zn 과잉 스트레스 저감 효과를 확인하였다. 결론적으로, 바이오폴리머의 토양 혼합은 바이오폴리머와 Zn 사이의 결합에 의해 Camelina에 과도한 Zn 이온이 흡수되는 것을 방지하여 Zn 독성 피해를 감소시키는 것으로 확인되었다. 더 나아가 바이오폴리머의 토양혼합은 제방강화뿐만 아니라 중금속으로 오염된 토양에서 식물 생존에 긍정적으로 작용할 것이라 판단된다.

• 한국어병학회지
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• 제33권2호
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• pp.111-118
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• 2020

우리나라 내수면 양식 어류로부터 Edwardsiella 속 세균 7개 균주를 분리하여 이들의 생화학적 특성 및 유전학적 특성을 조사하였다. 그 결과, 기존의 어류 병원성 세균으로 알려진 E. tarda 와 E. ictaluri 뿐 아니라, 최근 새로운 종으로 보고된 E. anguillarum과 E. piscicida를 성공적으로 분리 및 동정하여 우리나라 내수면 양식 어류에서 Edwardsiella 속의 다양한 종이 분리되는 것을 확인하였다. 뱀장어류에서 분리된 4개 균주는 E. anguillarum, E. piscicida 및 E. tarda로, 메기와 동자개로부터 분리된 2개 균주는 E. ictaluri로, 버들치로부터 분리된 1개 균주는 E. piscicida로 동정되었다. 또한, 이들의 생화학적 특성의 조사 결과, 이들은 대부분 E. anguillarum, E. ictaluri, E. piscicida 및 E. tarda의 각 종에 해당하는 전형적인 생화학적 특성을 나타내었으며, 유전자를 이용한 분자계통발생학적 분석 결과와도 일치하였다. 특히, 16S rRNA 및 gyrB 유전자를 이용하여 Edwardsiella 속 종의 명확한 분류가 가능함을 확인함으로써, Edwardsiella 속 세균의 분류학적 동정을 위한 마커로써의 가능성을 제시하였다. 본 연구의 결과, 우리나라 내수면 양식 어류로부터 다양한 Edwardsiella 속 종들이 분리되는 것을 확인하였으며, 이들 종들에 대한 체계적인 모니터링 및 숙주에 따른 병원성의 차이에 관한 연구가 필요함을 제안한다.

• 한국식품과학회지
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• 제54권3호
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• pp.297-305
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• 2022

본 연구에서는 MU-C와 MU-CA에 대해 3T3-L1 세포를 이용하여 지방분화 억제 효과와 고지방식이를 통해 비만을 유도한 마우스에서 항비만 효과를 조사하였다. 3T3-L1 세포를 adipocyte로 분화 시키면서 무청 추출액을 세포에 처리한 후 Oil red O 염색법을 통하여 지방축적을 비교해 본 결과 Control 대비 MU-C와 MU-CA 처리군에서 세포 지방 축적이 현저히 감소 되었으며, MU-C 처리군이 MU-CA 처리군에 비해 유의적으로 억제되었음을 확인하였다. 6주간의 동물실험을 통한 무청 추출액 투여 후 체중 측정 결과 MU-C군과 MU-CA군 순으로 HFD군에 비해 체중 증가를 감소시키는 효과는 보였으며, 시료 투여 4주차부터 HFD군에 비해 시료 투여군에서 유의적으로 체중이 감소함을 확인하였다. 또한, MU-C군과 MU-CA군 순으로 HFD군에 비해 지방량이 적음을 확인할 수 있었다. 실험 종료 후 간 무게와 지방무게를 측정한 결과 절대 장기 무게와 상대 장기 무게 모두 MUC군과 MU-CA군 순으로 HFD군에 비해 유의적으로 무게가 감소하였다. 혈중 TG, TC 함량 측정 및 동맥경화지수와 심장위험도 지수 계산 결과 MU-C군과 MU-CA군 순으로 HFD군에 비해 유의적으로 감소 하였으며, 혈청 내 간 기능 효소(ALT, AST) 측정 결과 또한 MU-C군과 MU-CA군 순으로 HFD군에 비해 유의적으로 감소하였다. 병리조직학적 분석 결과 HFD군의 경우 지방축적 정도 심하였고, 일부에서 염증과 풍선도를 볼 수 있었다. MU-C군과 MU-CA군에서는 일부 간세포에 염증과 지방이 침착된 것을 확인하였으며, HFD군에 비해 간세포가 균일하게 배열되어 있고 지방 축적 정도는 감소된 모습을 관찰하였다. 지방세포의 경우도 대체적으로 균일한 크기에 지방세포를 가지고 있음이 관찰되었다. HFD군 비해 MU-C군과 MU-CA군 순으로 지방세포의 크기가 유의적으로 감소를 나타내었다. 이러한 실험 결과를 보았을 때 체중 변화, 지방무게, 혈중지질, ALT, AST 수치에서 열수 추출한 MU-C군이 MU-CA군에 비해 유의적으로 감소하여 MU-C군이 항비만 효과에 더 효과적인 물질로 확인된다. 이는 유기산 첨가 시 수용성 식이섬유와 불용성 식이섬유가 분리되어 수용성 식이섬유 보다 불용성 식이섬유의 함유량이 증가에 따른 성분 차이로 판단되며(Kim, 2011), 가수분해를 통한 생리활성 물질의 추출 수율 증가로 인해 MU-C군이 비만 예방 효과에 따른 건강기능식품 소재로 적극 활용될 수 있을 것으로 판단된다.