• Journal of Nutrition and Health
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• 제51권6호
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• pp.507-514
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• 2018

본 연구에서는 모자반목 모자반과 갈조류인 괭생이 모자반의 3가지 서로 다른 추출물의 면역활성 가능성을 비교연구하기 위하여 RWA264.7 대식세포에 서로 다른 괭생이 모자반 추출물을 처리하여 $TNF-{\alpha}$, IL-6 및 NO 분비능과 MAPK 신호전달경로 및 $NF-{\kappa}B$ 활성화 수준을 측정하였다. 괭생이 모자반 열수추출물, 주정추출물, 그리고 초임계추출물 중 괭생이 모자반 열수추출물이 세포독성은 없는 농도 ($50{\mu}g/mL$)에서 $TNF-{\alpha}$, IL-6의 생성뿐 아니라 iNOS 활성화를 통한 NO 분비를 촉진하였다. 이러한 괭생이 모자반 열수추출물의 면역증진 효과는 MAPK 신호전달경로 및 $NF-{\kappa}B$ 활성화를 통해 이루어지고 있음을 확인하였다. 본 연구결과는 괭생이 모자반 열수추출물의 면역활성 증진 가능성을 제시하여 향후 대식세포의 활성 유도를 통한 면역증진 치료에 유용하게 사용될 수 있음을 보여주는 것이다.

• 한국식품과학회지
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• 제51권4호
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• pp.379-392
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• 2019

본 연구에서는 갑주백목 에탄올 추출물(ethanolic extraction from Diospyros kaki (Gabjubaekmok))을 이용하여 in vitro 항산화 활성과 더불어 $A{\beta}$로 유도된 인지기능 저하를 갖는 마우스 모델에서 인지기능 및 뇌 신경세포 보호 효과를 검증하였다. 갑주백목 추출물은 양성대조군과 비교하여 우수한 ABTS 및 DPPH 라디칼 소거활성($IC_{50}=83.30$, $403.88{\mu}g/mL$) 및 MDA 생성 억제 활성($IC_{50}=62.10{\mu}g/mL$)을 보여주었고, in vitro 아세틸콜린 분해효소 억제 활성은 $312.82{\mu}g/mL$의 $IC_{50}$ 값을 나타내었다. 또한, MC-IXC 뇌 신경세포에 과산화수소를 처리하여 산화적 스트레스를 유발시킨 뇌 신경세포 사멸에 대해 보호 효과를 나타냈다. 갑주 백목 추출물의 인지기능 개선 효과를 확인하기 위하여 $A{\beta}$를 사용하여 인지기능 장애 마우스 모델을 수립하였으며, Y-미로, 수동 회피 및 Morris 수중 미로 실험과 같은 행동실험을 통해 인지 및 기억능력에 대한 개선 효과를 나타냈다. 이후 마우스 뇌조직에서의 아세틸콜린 함량의 증가 및 아세틸콜린 분해효소의 활성을 억제함으로써 cholinergic 시스템을 보호하였고, SOD, 환원형 GSH 및 MDA 함량 측정을 통해 항산화 시스템을 개선시켜줌을 확인하였다. 더불어 뇌 조직의 미토콘드리아에서 ROS의 생성 억제, MMP 보호 및 ATP 함량을 회복시켜주었으며, western blot 분석을 통해 $TNF-{\alpha}$와 같은 염증성 사이토카인을 억제시켜 줌으로써 면역반응에 관여하는 JNK의 인산화를 감소시키고 Akt 신호전달을 활성화시켜 세포자동 사멸화를 억제시키는 것으로 확인되었다. 마지막으로 HPLC 분석을 통해서 갑주백목의 주요 생리활성물질이 갈산으로 확인되었다. 이러한 결과를 종합하였을 때, 갑주백목 에탄올 추출물은 뇌 조직에서의 cholinergic 및 항산화 시스템 보호효과를 통해 $A{\beta}$ 처리에 대하여 학습 및 기억 능력을 개선 시킬 수 있는 천연 소재로서의 가능성뿐만 아니라 $A{\beta}$ 및 과산화수소로부터 유발된 산화적 스트레스의 환경에서 뇌신경세포를 보호함으로써 알츠하이머성 질환과 같은 퇴행성 뇌신경질환을 예방할 수 있는 고부가가치 건강기능식품 소재로서의 활용 가능성을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제29권10호
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• pp.1062-1070
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• 2019

마늘(Allium sativum)의 주요 생리활성 성분들은 다양한 종류의 암에 대해 항암효과가 보고되고 있다. 본 연구에서는 활성추적분리방법(activity-guided purification)을 이용하여 마늘의 항암성분을 발굴하고자 하였다. 마늘 에탄올 추출물을 칼럼크로마토그래피로 얻은 각각의 분획물에 대해서 AGS세포의 증식 억제율을 검증하여 가장 효과가 좋은 분획물로부터 물질을 순수분리하여 구조를 동정한 결과 N-benzyl-N-methyldecan-1-amine (NBNMA)로 밝혀졌다. NBNMA의 암생장 억제효능을 검증하기 위해서 CT-26, AGS, HepG2, HCT-116, MCF7, B16F10 및 Sarcoma-180 세포에 대한 in vitro 효과와 CT-26 결장암 세포를 마우스에 이식한 다음 in vivo 효과를 조사하였다. NBNMA는 Bcl-2의 down-regulation과 Bad의 up-regulation을 유도하여 CT-26 세포의 세포사멸 촉진시켰다. 또한, NBNMA는 세포사멸의 외적 및 내적 경로에서 caspases 억제자인 caspase 3과 caspase 9의 활성을 약간 증가시켰다. CT-26세포를 이식한 쥐에 $19.13{\mu}M/kg$의 NBNMA를 21일 동안 경구투여한 결과 암종의 크기가 43% 감소하였다. NBNMA는 in vitro 및 in vivo에서 항암 효과를 나타내었는데, 이러한 결과는 마늘로부터 순수분리한 NBNMA가 대장암치료를 위한 항암제 후보물질로서 활용 가능성이 있을 것으로 기대된다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제51권2호
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• pp.245-251
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• 2019

본 연구는 2-methoxy-1,4-naphthoquinone (MQ)이 Monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1)에 의해 유도된 단구 유주에 미치는 효과를 알아보고자 진행되었다. 단구의 유주(migration) 현상은 신체 방어와 면역반응에 중요한 현상이다. MQ는 아시아권 국가에서 다양한 질병과 통증 치료에 민간요법으로 오랫동안 사용되었던 봉선화(Impatiens balsamina) 잎으로부터 추출한 주요 성분이다. 단구 세포주 THP-1를 이용하여 실험을 진행하였으며, MQ의 세포독성, MCP-1에 의해 유도된 유주 현상에 미치는 영향을 transwell system을 이용하여 확인하였다. MQ 작용기전을 이해하기 위해 cAMP 발현 및 Erk1/2 인산화를 각각 ELISA, Western-blot 기법을 통해 분석하였다. MQ의 단구 세포주 THP-1에 대한 MQ의 세포독성은 $10{\mu}M$ 농도에서 나타나기 시작했으며, $100{\mu}M$ 농도에서 약 50% 가량의 세포독성을 확인했다. 염증성 화학주성 인자 MCP-1에 의해 유도된 단핵구 세포주 THP-1의 유주현상은 MQ 처리 후 농도증가에 비례하여 증가하였으며, $0.1{\mu}M$ 농도의 MQ를 처리했을 때 가장 높은 증가를 보였다. MCP-1 단독 처리 시 감소하는 cAMP 의 배양액 내 발현은 MQ 동시 처리 시 더욱 감소하였고, 유주현상과 마찬가지로 $0.1{\mu}M$ 농도에서 가장 감소하였다. MCP-1의 수용체인 C-C motif chemokine receptor 2 (CCR2) 신호전달 과정에 관여하는 주요 신호전달 단백질인 Erk1/2의 인산화도 $0.1{\mu}M$ MQ 동시 처리 시 증가하였다. 이상의 결과를 통해 MQ가 MCP-1에 의해 유도되는 THP-1 세포주의 유주현상을 증가시키며, 연관된 cAMP 발현을 감소, Erk1/2 인산화는 증가시키는 경향을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제31권8호
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• pp.699-709
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• 2021

생활습관 개선을 통한 근육량향상은 대사 증후군의 위험을 줄이는 것으로 보고되었다. 본 연구에서는 갈조류인 고리매(Scytosiphon lomentaria) 에탄올 추출물이 골격근 성장억제조절 단백질인 마이오스타틴 신호전달을 억제하는지와 고 급식으로 유도된 비만 제브라피시의 대사 항상성에 대한 효과를 확인하였다. 고리매 에탄올 추출물(10 ㎍/ml)은 pGL3- (CAGA) 12-루시퍼라제 분석에서 마이오스타틴(1 nM/ml) 신호를 완전히 차단하였다. 또한 웨스턴 블롯 분석에서 마이오스타틴 신호를 차단하여 Smad2 인산화가 억제되는 것을 확인하였다. 제브라피쉬의 치어에 대한 연구는 고 급식 대조군 그룹의 체내 포도당 농도는 정상 급식 대조군 그룹보다 유의하게 높았지만, 12.5 ug의 고리매 에탄올을 처리한 고 급식 그룹과 18.75 ug의 고리매 에탄올로 처리한 고 급식 그룹의 체내 포도당 수준은 정상 급식 대조군 그룹과 유사하였다. 고 급식 그룹의 GLUT2 유전자의 mRNA 발현 수준은 정상 급식 대조군 그룹에 비해 현저히 낮았다. 하지만, 고리매 에탄올 추출물을 처리한 실험군 그룹의 GLUT2 유전자의 발현은 정상 급식 대조군 그룹의 GLUT2 유전자의 발현과 거의 유사하게 나타났다. 그러므로 고리매 에탄올 추출물은 GLUT2유전자의 발현 조절을 통하여 체내 포도당 조절이 가능함을 보여준다. 본 연구의 결과는 고리매 에탄올 추출물이 대사 증후군 치료에 도움을 주는 소재 및 마이오스타틴 억제제로서의 가능성을 시사합니다.

• 생명과학회지
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• 제31권3호
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• pp.305-313
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• 2021

본 연구는 친환경 소재인 잣나무 목재 추출물과 케나프 줄기 추출물의 항산화 및 미백 효능을 검증하고, 잣나무 목재 추출물과 케나프 줄기 추출물을 동일 비율로 혼합하였을 때 유효성분들의 상호작용을 확인하고자 하였다. 각각의 추출물을 1:1의 비율로 혼합한 추출물의 전자공여능 및 ABTS 소거능을 측정한 결과 1,000 ㎍/ml에서 추출물 성분들의 상승작용을 통해 혼합 추출물이 93.7%, 94%로 가장 높은 효능을 나타내었다. 잣나무 목재, 케나프 줄기 및 혼합 추출물의 tyrosinase 억제활성을 측정한 결과 1,000 ㎍/ml 농도에서 40%, 27.5%, 43%의 효과를 보였다. 따라서 추출물에 함유되어 있는 유효 성분들의 상승효과로 혼합 추출물의 높은 효능을 확인할 수 있었다. 잣나무 목재, 케나프 줄기 및 혼합 추출물의 melanoma cell에 대한 세포 독성 측정 결과 1,000 ㎍/ml 농도에서 각각 87.4%, 80.2%, 98%의 생존율을 나타내었으며, 결과적으로 혼합 추출물은 길항작용을 통해 같은 농도에서도 100%에 가까운 세포 생존율을 보였다. 잣나무 목재와 케나프 줄기 혼합 추출물의 Western blot에 의한 MITF, TRP-1, TRP-2 및 tyrosinase의 단백질 발현 효과를 측정한 결과, 100 ㎍/ml 농도에서 53.9%, 64.8%, 67.3%, 56.1%로 단백질 발현 억제 효과를 보였다. 또한 RT-PCR을 통해 혼합 추출물이 미백관련 인자들의 mRNA 발현에 미치는 억제효과를 측정한 결과 100 ㎍/ml 농도에서 각각 54.4%, 64.9%, 66.6%, 63.1%로 발현이 감소함을 확인할 수 있었다. 그 결과 잣나무 목재와 케나프 줄기를 1:1 비율로 혼합한 추출물의 항산화 및 미백 효능을 검증하였으며, 본 연구결과를 종합하였을 때 잣나무 목재와 케나프 줄기를 혼합한 추출물이 기능성 화장품 소재로서의 활용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국양봉학회지
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• 제34권3호
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• pp.245-254
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• 2019

꿀벌에 의해 생산되는 프로폴리스는 이미 항균, 항산화, 항염증, 항바이러스 그리고 항종양 등의 기능성으로 중요성이 증가하고 있으며, 인공적으로 생성된 화합물이 아닌 자연에서 얻어진 천연물이라는 점에서 특히 가치가 증가하고 있다. 그 중에서도 인류에게 대표적 난치병 질병 중의 하나인 암에 대한 항종양 특징은 화학적 예방 요법이라는 측면에서 중요성과 활용도가 주목받고 있다. 그러나 프로폴리스가 가지는 항종양 같은 현상적인 효과라던가 프로폴리스 구성 성분의 특징에 대해서만 연구가 이루어지고 있고, 암세포에서 나타나는 구체적인 분자 기전에 대해서는 아직까지도 연구가 미비한 상황이다. 본 연구에서는 암세포에 대해서 프로폴리스가 나타내는 구체적인 분자기전을 제시함으로써 어떤 메커니즘으로 의해 프로폴리스가 항암에 대해 효과를 나타내는지 확인하고자 하였다. 암세포에 대해서 확실한 항암 효과를 보이기 위해서는 프로폴리스의 세포 사멸 농도를 확인하고 그 안에서 이루어지는 단백질 분자의 발현 양상 또는 분자 기능의 활성화 등을 기본적으로 확인해야 한다. 수많은 단백질들이 암세포의 성장 및 분화에 관여하고 있지만 현실적으로 세포 내부의 모든 단백질의 기능을 확인하기엔 불가능하기 때문에 세포의 분열과 사멸에 관련된 기본적인 단백질과 더불어 암에 관련된 단백질의 활성화 등은 반드시 확인해야 한다. 따라서 본 연구에서 제시된 결과를 보면 프로폴리스가 암세포에 대해서 항암 효과를 보이기 위해서는 100 ㎍/mL의 농도에서 비로소 세포 사멸 현상을 나타낼 수가 있으며, 그에 따라 암세포 내부의 수많은 단백질의 변화가 나타남을 알 수 있다. 특히 주목할 점은 국내의 지역에 따라 수집된 프로폴리스의 항암 효과가 암세포 내부에서 작용할 때는 큰 차이를 보인다는 것이다. 이것은 매우 중요한 결과로서 각 지역에 식재된 밀원수에 따라 프로폴리스의 구성성분이 달라지는 것이며 그에 따라 프로폴리스의 기능성에 큰 차이를 나타낸다는 의미이다. 이는 프로폴리스가 가지는 기능에서 항암뿐만이 아니라 항염증, 항산화 그리고 항균 작용에서도 지역별로 구성된 식물상에 따라 기능성의 차이가 결정된다는 것이다. 역으로 추적해서 각 지역에서 나타난 프로폴리스의 기능성 차이를 확인하고 해당 지역의 식물상을 분석한다면 질병 또는 특정 기능성을 가진 프로폴리스를 생산할 수 있다는 의미가 될 것이다. 자궁경부암 세포에 대한 프로폴리스의 성장저해 효과는 확인했지만 아직도 확인해야 할 기전은 매우 다양하다. 세포는 내부의 신호 체계가 매우 복잡하고 단일 신호 체계가 아닌 다중 신호 체계를 가지고 있기 때문에, 프로폴리스에서 항암 효과가 나타난다고 하더라도 암세포는 다른 방향으로 anti-apoptitic signal을 생성할 수 있다. 따라서 다양한 신호 체계에 대한 암세포 내 단백질 발현에 대한 변화를 확인해야 하며, 추가로 단백질의 phosphorylation, acetylation, protein folding 그리고 mutation과 같은 기능성을 검증해야 한다. 이런 분석을 통해 프로폴리스의 구체적인 세포 신호 경로를 확인해야만 항암과 관련하여 약물을 제조할 때 손쉽게 표적 특이적인 신약 제조가 이루어질 수 있을 것이다. 특히 암은 조직별로 그 특성을 다르게 가질 수 있기 때문에 조직 특이적인 맞춤형 약제의 생산이 가능할 것이다. 따라서 본 연구에서 제시된 지역별 프로폴리스의 항암 분자 기전 분석에 더하여 해당 지역의 밀원수 분석 및 세포 내 단백질 변화추적을 기반으로 앞으로 더 많은 종류의 암세포 저해 기전을 밝힌다면 대표적 양봉 산물인 프로폴리스를 이용한 특정 암에 대한 효과적인 항암제의 개발이 가능할 것으로 보여진다.

• 생명과학회지
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• 제32권1호
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• pp.11-22
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• 2022

뇌 등 신경 조직에서 흥분성 신경전달물질의 일종인 글루탐산(glutamate)에 의해 유도되는 신경세포 독성에 N-methyl-D-aspartate (NMDA) 수용체가 중요하게 관여함은 잘 알려져 있다. 레스베라트롤(resveratrol)은 자연식품에서 얻어지는 가장 잘 알려진 폴리페놀(polyphenol)의 일종으로 글루탐산에 의해 유도되는 신경세포 독성을 완화하는 효과가 있는 것으로 보고되었으나 그 기전은 명확히 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 NMDA를 처리한 HT-22 신경세포를 신경세포 독성 모델로 이용하여 미토콘드리아 손상에 미치는 레스베라트롤의 보호 효과와 그 기전을 연구하고자 하였다. NMDA를 처리한 HT-22 신경세포에서 MTT 환원능의 감소와 미토콘드리아 막전위의 소실, 세포 내 ATP 농도의 감소, 활성산소종 생성의 증가, 미토콘드리아 막 투과성의 증가(mitochondrial permeability transition) 등 미토콘드리아의 기능적, 형태학적 손상을 시사하는 지표 변화들이 관찰되었다. 또한 미토콘드리아 손상의 결과로 세포사멸(apoptosis)이 증가함도 확인하였다. 레스베라트롤은 NMDA에 의한 미토콘드리아 손상과 세포사멸을 현저히 방지하는 보호 효과를 보였다. 헴 산화효소-1(heme oxygenase-1) 활성 억제제인 아연 프로토포르피린-9(zinc protoporphyrin IX)을 전처리한 세포에서는 레스베라트롤의 보호 효과가 현저히 약화되었으며, 반면에 heme oxygenase-1 활성 촉진제인 코발트 프로토포르피린(cobalt protoporphyrin)과 빌리루빈(bilirubin)은 레스베라트롤과 유사한 보호 효과를 나타내었다. 실시간 정량중합효소연쇄반응(RT-qPCR) 검사와, 웨스턴 블롯(Western blot) 검사로 확인한 결과 레스베라트롤은 헴 산화효소-1의 mRNA와 단백 발현을 증가시킴을 확인할 수 있었다. 짧은 간섭 RNA (small interfering RNA)를 형질주입(transfection)하여 헴 산화효소-1의 발현을 일시적으로 차단(knock down)한 세포에서는 레스베라트롤의 보호 효과가 관찰되지 않았다. 이상의 결과를 종합하면 레스베라트롤은 NMDA를 처리한 HT-22 신경세포에서 미토콘드리아의 기능적, 형태학적 손상을 완화하여 신경세포 독성에 대한 보호 효과를 나타내며 그 기전에는 헴 산화효소-1의 발현 증가가 중요하게 작용함을 시사한다.

• 한국자원식물학회지
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• 제35권5호
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• pp.565-573
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• 2022

치주조직에 존재하는 주요한 세포의 한 형태인 인체 치은섬유아세포는 다양한 구강유해세균으로부터 염증이 유발되어지며, 그중 대표적으로 치주염 원인균인 P. gingivalis의 내독소인 LPS-PG로부터 염증성 자극에 반응하여 다양한 염증매개 물질을 분비한다. 본 연구에서는 치주염을 일으키는 주요한 원인균 중 하나인 P. gingivalis로 부터 분리한 LPS-PG를 이용하여 인체 치은섬유아세포주인 HGF-1 세포에 염증을 유도한 후 LRE에 대한 항염증 및 항산화 효과를 분석하였다. 실험 결과, LRE는 LPS-PG 유도에 따라 iNOS에 의한 NO 생성과 COX-2에 의한 PGE₂와 같은 염증 매개 인자의 발현 및 생성 억제와 함께 염증성 싸이토카인(TNF-α, IL-1β및 IL-6)의 생성 또한 억제하였다. 신호전달계에서 염증성 전사인자의 발현 경로를 확인하기 위하여 TLR4/Myd88/NF-κB의 활성을 확인한 결과, LRE 처리에 따라 농도 의존적으로 억제되는 것을 확인하였다. 또한 산화 환원 효소로 항염증효과를 나타내는 것으로 알려진2상 효소 중 하나인 NQO-1과 이의 전사인자인 Nrf2를 분석 한 결과 LRE 처리에 의해 효소의 활성이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로 LRE는 TLR4/Myd88/NF-κB 신호전달 경로를 억제하고 NQO1/Nrf2 활성을 유도함으로써 HGF-1 세포에서 LPS-PG에 의해 유도된 염증을 억제하는 것으로 사료되며, 향후 LRE는 식·의약품 소재 개발에서 치주질환 개선의 가능성이 있는 후보물질이 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제32권2호
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• pp.135-141
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• 2022

Mouse thymosin β-4 (TB4) 유전자를 Escherichia coli에서 intein-tag 융합 단백질로 발현시키고 정제하였다. 재조합 TB4-intein 융합 단백질의 분자량을 10% glycine SDS-PAGE로 확인한 결과, 세포내 soluble 분획에서 60 kDa의 단백질을 얻을 수 있었고, 유도발현 최적 조건은 0.1 mM IPTG, 25℃에서 3시간 동안 유도 발현할 때가 최적임을 확인하였다. TB4 만을 얻기 위해서 유도발현된 TB4-intein을 DTT를 이용해 self-cleavage를 일으킨 다음, chitin bead를 이용한 친화성 크로마토그라피로 정제 후 분자량을 확인 한 결과, 5 kDa으로 확인되었으며, 순도는 95%이상 이었다. 정제한 recombinant TB4가 생물학적 기능을 보유하고 있는지 확인을 하기 위하여, TB4를 농도 별(1~1,000 ng/ml)로 하여 HT1080 cell을 이용한 cell migration을 측정한 결과, 모든 농도에서 recombinant TB4가 화학합성한 TB4 보다 약 20% 이상 높은 활성을 보였으며, recombinant TB4 1 ng/ml의 농도에서 cell migration 활성이 가장 높게 나타났다. Recombinant TB4를 마우스 상처 부위에 5일 동안 매일 처리한 결과(최종 처리 농도 0.5 mg/ml), 화학합성 TB4 보다 recombinant TB4의 상처치유 활성이 약 35% 더 높음을 알 수 있었다. 이상의 결과는 recombinant TB4가 화학합성 TB4보다 cell migration과 상처치유에 훨씬 높은 활성을 나타냄을 보여주고 있다.