• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권5호
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• pp.591-599
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• 2023

Fisetin is a bioactive flavonol molecule and has been shown to have antioxidant potential, but its efficacy has not been fully validated. The aim of the present study was to investigate the protective efficacy of fisetin on C2C12 murine myoblastjdusts under hydrogen peroxide (H₂O₂)-induced oxidative damage. The results revealed that fisetin significantly weakened H₂O₂-induced cell viability inhibition and DNA damage while blocking reactive oxygen species (ROS) generation. Fisetin also significantly alleviated cell cycle arrest by H₂O₂ treatment through by reversing the upregulation of p21WAF1/CIP1 expression and the downregulation of cyclin A and B levels. In addition, fisetin significantly blocked apoptosis induced by H₂O₂ through increasing the Bcl-2/Bax ratio and attenuating mitochondrial damage, which was accompanied by inactivation of caspase-3 and suppression of poly(ADP-ribose) polymerase cleavage. Furthermore, fisetin-induced nuclear translocation and phosphorylation of Nrf2 were related to the increased expression and activation of heme oxygenase-1 (HO-1) in H₂O₂-stimulated C2C12 myoblasts. However, the protective efficacy of fisetin on H₂O₂-mediated cytotoxicity, including cell cycle arrest, apoptosis and mitochondrial dysfunction, were greatly offset when HO-1 activity was artificially inhibited. Therefore, our results indicate that fisetin as an Nrf2 activator effectively abrogated oxidative stress-mediated damage in C2C12 myoblasts.

• Animal Bioscience
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• 제36권10호
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• pp.1488-1498
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• 2023

Objective: α_S1-Casein is more closely associated with milk allergic reaction than other milk protein components. microRNA (miRNA) is a class of small non-coding RNAs that modulate multiple biological progresses by the target gene. However, the post-transcriptional regulation of α_S1-casein expression by miRNA in ruminants remains unclear. This study aims to explore the regulatory roles of miR-380-3p on α_S1-casein synthesis in goat mammary epithelial cells (GMEC). Methods: α_S1-Casein gene and miR-380-3p expression was measured in dairy goat mammary gland by quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR). miR-380-3p overexpression and knockdown were performed by miR-380-3p mimic or inhibitor in GMEC. The effect of miR-380-3p on α_S1-casein synthesis was detected by qRT-PCR, western blot, luciferase and chromatin immunoprecipitation assays in GMEC. Results: Compared with middle-lactation period, α_S1-casein gene expression is increased, while miR-380-3p expression is decreased during peak-lactation of dairy goats. miR-380-3p reduces α_S1-casein abundance by targeting the 3'-untranslated region (3'UTR) of α_S1-casein mRNA in GMEC. miR-380-3p enhances β-casein expression and signal transducer and activator of transcription 5a (STAT5a) activity. Moreover, miR-380-3p promotes β-casein abundance through target gene α_S1-casein, and activates β-casein transcription by enhancing the binding of STAT5 to β-casein gene promoter region. Conclusion: miR-380-3p decreases α_S1-casein expression and increases β-casein expression by targeting α_S1-casein in GMEC, which supplies a novel strategy for reducing milk allergic potential and building up milk quality in ruminants.

• 생명과학회지
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• 제33권7호
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• pp.538-548
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• 2023

식물 천연추출물에서 항균력을 갖는 활성 물질을 분리하고 이를 구강 건강 관리 제품에 사용하려는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 유기용매를 사용하여 독활과 우방자로부터 추출한 복합 화합물에 대한 구강 감염균인 Streptococcus mutans의 특정 유전자 발현 변화를 분석하여 항균 기작을 분석하고자 하였다. 전사체 분석 결과, 두 가지 천연추출물에 의해 다양한 대사 및 생리 작용과 연관된 유전자의 발현이 공통적으로 증가하거나 감소하는 것으로 나타났다. 세 가지 유전자(SMU_1584c, SMU_2133c, SMU_921)는 공통적으로 높은 수준으로 발현되었으며, 특히 이 중 SMU_921 (rcrR)은 두 가지 sugar phosphotransferase system (PTS)의 전사 활성자로써 당원의 수송과 생물막 형성에 기여하는 것으로 알려져 있다. 또한, 우방자 추출물에 비해 다수의 유전자 발현 변화에 영향을 미치는 것으로 나타난 독활 추출물의 성분 분석을 진행하였고, 활성 분획의 가스 크로마토그래피-질량분석법(GC-MS)을 통해 두 가지 활성 단일 물질을 동정하였다. 물질 분리 과정에서 여러 유기용매 분획 중 hexane층(ACEH)의 항균 활성이 가장 높게 관찰되었다. 다양종 미생물 군집을 사용한 실험결과, S. mutans에 대한 ACEH의 항균 특이성이 관찰되었으나, 상대적으로 S. sanguinis와 S. gordonii의 생균수도 크게 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 독활 천연추출물의 광범위한 항균 활성을 시사하며, 동정한 단일 물질의 항균 기작을 분석하여 맞춤형 항균 소재 개발에 중요한 기초 자료를 제공할 수 있다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권5호
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• pp.523-528
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• 2023

금속염 수용액과 고분자 매개체를 출발물질로 사용한 액상합성법으로 적색 파장을 방출하는 형광체를 합성하여, 태양전지 성능향상을 위한 소재로서의 적용 가능성을 검토하였다. Ca, Zn, Al, Eu 등 금속의 질산염을 사용하여 수용액을 제조하고 이것을 식물성 고분자인 전분에 함침시킨 전구체를 소결하여 CaZnAlO:Eu 형광체 분말을 합성하였다. 합성한 CaZnAlO:Eu 형광체 분말의 표면구조 및 성분분석을 주사전자현미경(SEM)과 에너지분산형 X-선분광법(EDS)으로 분석하였다. PL측정 결과 650-780nm의 근적외선영역의 발광파장을 가지는 적색형광체가 성공적으로 합성되었다. XRD 분석결과 단일상을 가진 순수한 CZA:Eu³⁺ 형광체가 합성된 것을 확인하였다. SEM, EDS 분석 결과 합성한 Ca₁₄Zn₆Al_9.93O₃₅:Eu³⁺_0.07 형광체 분말의 입도가 균일하며, 부활제로 사용한 Eu 이온이 존재하고 있는 것을 알 수 있다. 합성된 CZA:Eu³⁺ 형광체는 자외선이나 가시광선을 근적외선영역의 파장으로 하향변환하여 태양전지의 광 흡수효율을 높일 수 있는 소재로 활용될 수 있다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.25-25
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• 2022

피부 노화는 피부와 피부 지지층 등의 광범위한 퇴행 과정을 말한다. 피부 노화의 원인은 흡연, 공해, 스트레스 등이 있지만, 그 중에서도 자외선(ultra violet, UV) 조사가 가장 큰 요인으로 꼽힌다. 반복적인 자외선 조사에 의해 진행되는 피부노화를 광노화라고 하며 그 가장 큰 특징으로는 콜라겐 섬유와 엘라스틴의 감소로 야기되는 주름을 들 수 있다. 본 연구에서는 제주에서 채집한 바위수국의 추출물 및 분획물의 항산화 및 자외선으로 인한 피부노화 예방(anti-photoaging) 효능을 확인하고, 활성물질을 분리하여 광노화 예방 효능과 그 메커니즘을 확인하였다. 실험에 사용된 바위수국은 범의귀과의 덩굴성 식물로 바위면이나 나무줄기 등에 붙어서 자라며, 한국(제주, 울릉도)과 일본에 분포한다. 바위수국 추출물과 분획물에서 총 페놀 함량. 총 플라보이드 함량, DPPH 및 ABTS 라디칼소거 활성의 항산화 실험 결과, 부탄올과 에틸아세테이트 분획층에서 강력한 항산화 활성이 관찰되었다. 또한 UVA를 조사한 인간 진피 섬유아세포 (human dermal fibroblast, HDF)데 대한 콜라겐 분해효소인 matrix metalloproteinase-1(MMP-1) 생성 억제 활성을 확인한 결과, 부탄올 분획층이 세포 생장 저해 없이 가장 우수한 효능이 확인되었다. 따라서 부탄올 분획층에서 주요 성분 분리 실험을 수행하여 총 4개의 화합물을 분리하였다; Chlorogenic acid (1), Quercetin-3-O-glucosyl-(1-2)-rhamnoside (2), Quercetin-3-O-xylosyl-(1-2)-rhamnoside (3), Quercitrin (4). 분리한 4개의 물질의 MMP-1 생성 억제 활성을 비교한 결과 화합물 2가 세포독성 없이 MMP-1 생성 억제 효능이 우수하였고, 이후 화합물 2의 광노화 예방 효능과 그 메커니즘을 확인하였다. 화합물 2는 MMP-1의 생성을 억제할 뿐만 아니라 procollagen type I의 생성을 증가시켰으며, MMP-1 생성에 관여하는 mitogen-activated protein kinase (MAPK)/activator protein-1 (AP-1) 신호전달경로를 하향 조절하며, 콜라겐 생성과 관련된 Transforming growth factor-β (TGF-β)/Smad 신호전달경로를 상향 조절하여 UVA에 의한 광노화 예방에 효능을 나타내었다. 이러한 결과들을 바탕으로, 바위수국은 항노화(anti-aging) 기능성 화장품 및 이너뷰티 기능성 식품 소재로 개발이 가능할 것으로 기대된다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제32권3호
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• pp.329-340
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• 2024

Mangiferin is a kind of natural xanthone glycosides and is known to have various pharmacological activities. However, since the beneficial efficacy of this compound has not been reported in retinal pigment epithelial (RPE) cells, this study aimed to evaluate whether mangiferin could protect human RPE ARPE-19 cells from oxidative injury mimicked by hydrogen peroxide (H₂O₂). The results showed that mangiferin attenuated H₂O₂-induced cell viability reduction and DNA damage, while inhibiting reactive oxygen species (ROS) production and preserving diminished glutathione (GSH). Mangiferin also antagonized H₂O₂-induced inhibition of the expression and activity of antioxidant enzymes such as manganese superoxide dismutase and GSH peroxidase, which was associated with inhibition of mitochondrial ROS production. In addition, mangiferin protected ARPE-19 cells from H₂O₂-induced apoptosis by increasing the Bcl-2/Bax ratio, decreasing caspase-3 activation, and blocking poly(ADP-ribose) polymerase cleavage. Moreover, mangiferin suppressed the release of cytochrome c into the cytosol, which was achieved by interfering with mitochondrial membrane disruption. Furthermore, mangiferin increased the expression and activity of heme oxygenase-1 (HO-1) and nuclear factor-erythroid-2 related factor 2 (Nrf2). However, the inhibition of ROS production, cytoprotective and anti-apoptotic effects of mangiferin were significantly attenuated by the HO-1 inhibitor, indicating that mangiferin promoted Nrf2-mediated HO-1 activity to prevent ARPE-19 cells from oxidative injury. The results of this study suggest that mangiferin, as an Nrf2 activator, has potent ROS scavenging activity and may have the potential to protect oxidative stress-mediated ocular diseases.

• Animal Bioscience
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• 제37권3호
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• pp.522-535
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• 2024

Objective: Transition period is considered from 3 weeks prepartum to 3 weeks postpartum, characterized with dramatic events (endocrine, metabolic, and physiological) leading to occurrence of production diseases (negative energy balance/ketosis, milk fever etc). The objectives of our study were to analyze the periodic concentration of serum beta-hydroxy butyric acid (BHBA), glucose and oxidative markers along with identification, and validation of the putative markers of negative energy balance in buffaloes using in-silico and quantitative real time-polymerase chain reaction (qRT-PCR) assay. Methods: Out of 20 potential markers of ketosis identified by in-silico analysis, two were selected and analyzed by qRT-PCR technique (upregulated; acetyl serotonin o-methyl transferase like and down regulated; guanylate cyclase activator 1B). Additional two sets of genes (carnitine palmotyl transferase A; upregulated and Insulin growth factor; downregulated) that have a role of hepatic fatty acid oxidation to maintain energy demands via gluconeogenesis were also validated. Extracted cDNA (complementary deoxyribonucleic acid) from the blood of the buffaloes were used for validation of selected genes via qRTPCR. Concentrations of BHBA, glucose and oxidative stress markers were identified with their respective optimized protocols. Results: The analysis of qRT-PCR gave similar trends as shown by in-silico analysis throughout the transition period. Significant changes (p<0.05) in the levels of BHBA, glucose and oxidative stress markers throughout this period were observed. This study provides validation from in-silico and qRT-PCR assays for potential markers to be used for earliest diagnosis of negative energy balance in buffaloes. Conclusion: Apart from conventional diagnostic methods, this study improves the understanding of putative biomarkers at the molecular level which helps to unfold their role in normal immune function, fat synthesis/metabolism and oxidative stress pathways. Therefore, provides an opportunity to discover more accurate and sensitive diagnostic aids.

• Clinical Nutrition Research
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• 제12권3호
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• pp.199-217
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• 2023

People with higher genetic predisposition to obesity are more susceptible to cardiovascular diseases (CVDs) and healthy plant-based foods may be associated with reduced risks of obesity and other metabolic markers. We investigated whether healthy plant-foods-rich dietary patterns might have inverse associations with cardiometabolic risk factors in participants at genetically elevated risk of obesity. For this cross-sectional study, 377 obese and overweight women were chosen from health centers in Tehran, Iran. We calculated a healthy plant-based diet index (h-PDI) in which healthy plant foods received positive scores, and unhealthy plant and animal foods received reversed scores. A genetic risk score (GRS) was developed based on 3 polymorphisms. The interaction between GRS and h-PDI on cardiometabolic traits was analyzed using a generalized linear model (GLM). We found significant interactions between GRS and h-PDI on body mass index (BMI) (p = 0.02), body fat mass (p = 0.04), and waist circumference (p = 0.056). There were significant gene-diet interactions for healthful plant-derived diets and BMI-GRS on high-sensitivity C-reactive protein (p = 0.03), aspartate aminotransferase (p = 0.04), alanine transaminase (p = 0.05), insulin (p = 0.04), and plasminogen activator inhibitor 1 (p = 0.002). Adherence to h-PDI was more strongly related to decreased levels of the aforementioned markers among participants in the second or top tertile of GRS than those with low GRS. These results highlight that following a plant-based dietary pattern considering genetics appears to be a protective factor against the risks of cardiometabolic abnormalities.

• 생명과학회지
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• 제19권4호
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• pp.423-428
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• 2009

셀레늄은 필수미네랄로 항산화작용 등의 체내 주요 작용을 수행한다고 알려져 있다. 만성질환 등의 예방과 치료 등의 바람직한 효능을 기대하여 섭취가 늘고 있어서 주목을 받고 있다. 셀레늄은 암의 억제나 혈중포도당조절 및 지방억제 등의 목적으로도 이용되고 있다. 이러한 다양한 연구에도 불구하고 지방세포를 이용한 지방세포분화나 지방세포사멸 촉진에 미치는 영향은 아직 연구되어 있지 않다. 셀레늄의 지방세포조절을 통한 분자기전에 대한 연구는 늘어가고 있는 비만이나 비만관련대사질환의 조절에 학문적 근거를 제공할 수 있다. 본 연구에서는 셀레늄이 AMP-activated protein kinase (AMPK)를 중심으로 지방 미분화세포인 3T3-L1 지방세포의 분화억제 및 분화된 세포의 사멸작용의 기전을 밝히고자 하였다. AMPK는 세포 내 에너지상태의 센서로 작용하는데 실제적으로 운동의 지방대사 촉진기능이 이 단백질에 기인한다는 사실이 밝혀지면서 각광을 받고 있다. 또한 시상하부에서 AMPK는 호르몬이나 영양소 등의 생리적인 인자들을 통합하고 식욕이나 신체에너지 대사를 총괄하는 물질로 대두되고 있다. 셀레늄을 지방세포의 분화과정에 처리하였을 때에 현저한 지방세포로의 분화가 억제되었고 이미 다 분화된 성숙된 지방세포에 처리하였을 때는 세포사멸(apoptosis)을 유도하는 것을 발견하였으며 이와 동시에 AMPK의 활성화 촉진 및 AMPK의 지질인 acetyl-CoA carboxylase의 $serine^{79}$를 인산화하는 것으로 나타났다. 또한 이러한 셀레늄의 지방세포분화 억제 능력은 AMPK의 활성화 합성물질인 AICAR나 포도의 폴리페놀인 레스베라트롤의 능력과 같은 정도의 억제능을 보여주었다. 또한 AMPK의 항 지방축적작용에서의 필수성을 알아보기 위하여 지방세포에 AMPK 활성화 물질인 AICAR와 억제물질인 Compound C를 사용하여 AMPK활성화를 측정하여 본 결과 지방세포분화와 지방축적의 억제과정에 있어서 AMPK가 필수적임을 밝혀내었다.

• 생명과학회지
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• 제22권4호
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• pp.516-523
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• 2012

본 연구는 비만과 노화가 동시에 유발된 흰쥐에서 12주간의 트레드밀 운동과 L-arginine의 투여가 복부지방량, GH, IGF-I, somatostatin, fibrinogen, PAI-1에 미치는 영향을 관찰하고 이를 개선하는데 더욱 효과적인 방법을 제시하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 단독 처치 군과 복합 처치 군으로 나누어 실험하여 그 효과를 비교, 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 복부지방량은 통제집단에 비해 모든 집단에서 유의하게 감소하였다($p$<0.01). 2. AG+EX, AG+LA+EX집단에서 통제집단에 비해 GH의 혈중 농도가 유의하게 높게 나타났다($p$<0.1). 3. AG+EX, AG+LA+EX집단에서 통제집단에 비해 IGF-I의 혈중 농도가 유의하게 증가하였다($p$<0.01).