• 제목/요약/키워드: cell-based assay system

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바실러스균 발효황금약침액이 Lipopolysaccharide로 활성화된 마우스 대식세포의 인터루킨 생성에 미치는 영향 (The Effect of Bacillus-Fermented Scutellariae Radix Acupuncture Solution on Interleukin Production in Mouse Macrophage Stimulated by Lipopolysaccharide)

  • 박완수
    • Korean Journal of Acupuncture
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    • 제27권2호
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    • pp.95-105
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    • 2010
  • Objectives : The purpose of this study is to investigate the effect of Bacillus-fermented Scutellariae Radix acupuncture solution (SB) on interleukin(IL) production in mouse macrophage stimulatedby lipopolysaccaride(LPS). Methods : Productions of interleukins were measured y High-throughput Multiplex Bead based Assay with Bio-plex Suspension Array System based on $xMAP^{(R)}$(multi-analyte profiling beads) technology. To begin with, cell culture supernatant was obtained after treatment with LPS(1 ${\mu}g/mL$) and SB for 24 hour. Then, it was incubated with the antibody-conj${\mu}g$ated beads for 30 minutes. And detection antibody was added and incubated for 30 minutes. After incubating for 30 minutes, Strepavidin-conjugated Phycoerythrin(SAPE) was then added. Incubating for another 30 minutes, the level of SAPE fluorescence was analyzed on Bio-plex Suspension Array System. Results : The results of the experiment are as follows. SB significantly inhibited the LPS-induced production of IL-3($9.15{\pm}0.35$ pg/mL) by $6.92{\pm}0.05,\;7.21{\pm}0.11,\;6.96{\pm}0.33,\;and\;7.45{\pm}0.74$ pg/mL at the concentration of 25, 50, 100, and 200 ${\mu}g/mL$ in mouse macrophage RAW 264.7 cells (p<0.05). SB significantly inhibited the LPS-induced production of IL-5($7.30{\pm}0.48$ pg/mL) by $6.50{\pm}0.29,\;6.30{\pm}0.25,\;6.30{\pm}0.25,\;and\;5.80{\pm}0.25$ pg/mL at the concentration of 25, 50 100, and 200 ${\mg}g/mL$ in RAW 264.7 cells (p<0.05). SB significantly inhibited the LPS-induced productiion of IL-9($17.26{\pm}0.19$ pg/mL) by $15.01{\pm}0.43$ pg/mL at the concentration of 25 ${\mu}g/mL$ in RAW 264.7 cells(p<0.05). SB significantly inhibited the LPS-induced productioh of IL-13($187.80{\pm}2.90$ pg/mL) by $152.80{\pm}4.25,\;172.80{\pm}3.97,\;162.10{\pm}6.67,\;and\;165.30{\pm}11.80$ pg/mL at the concentration fo 25, 50, 100, and 200 ${\mu}g/mL$ in RAW 264.7 cells(p<0.05). SB significantly inhibited the LPS-induced production of IL-17($18.30{\pm}0.95$ pg/mL) by $13.30{\pm}1.25,\;13.80{\pm}1.11,\;13.30{\pm}0.75,\;and\;14.00{\pm}1.08$ pg/mL at the concentration of 25, 50 100, and 200 ${\mu}g/mL$ in RAW 264.7 cells(p<0.05). SB significantly inhibited the LPS-induced production of IL-23($43.90{\pm}0.83$ pg/mL by $39.50{\pm}1.26,\;38.00{\pm}1.78,\;and\;39.60{\pm}2.49$ pg/mL at the concentration of 25, 100, and 200 ${\mu}g/mL$ in RAW 264.7 cells(p<0.05). Conclusions : These results suggest that SB has anti-inflammatory activity related with its inhibition of IL-3, IL-5, IL-13, IL-17, and IL-23 production in macrophages.

프로바이오틱스에 의한 레자주린의 화학적 변화와 생균수 및 환원활성 측정에의 적용 (Chemical changes in resazurin by probiotics and its application for evaluating living bacterial cell counts and their reduction potentials)

  • 이효원;오영지;홍정일
    • 한국식품과학회지
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    • 제53권2호
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    • pp.204-212
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    • 2021
  • 본 연구에서는 살아있는 프로바이오틱스 균주에 의한 레자주린의 흡광 및 형광특성의 변화와 레소루핀과의 반응성을 분석하고, 균주별 레자주린에 대한 환원능을 비교하였다. LGG에 의해 레자주린은 흡광과 형광의 변화를 수반하며 레소루핀으로 환원되고 반응시간과 생균수의 증가에 따라 환원정도가 증가하였으며, 형광의 변화에서 더 정확하고 민감한 반응성을 보였다. 한편 LGG에 의한 레소루핀으로부터 다이하이드로레소루핀으로의 환원반응은 거의 유발되지 않았다. 프로바이오틱스 6개 균주 중 L. kimchicus의 생균에 의한 레자주린 환원력이 월등하게 높은 반면, 균체 파쇄 후의 ABTS 및 DPPH 라디칼 소거능은 다른 양상을 보이며 L. plantarum과 L. casei가 높은 활성을 나타냈다. 한편 생균의 MTT 환원능은 L. kimchicus가 LGG에 비해 현저히 높아 레자주린 환원능과 유사한 양상을 보였다. 본 연구결과는 레자주린이 단일 균주 프로바이오틱스의 생균수 측정에 유용하며, 프로바이오틱스의 선별 및 환원활성 측정에 활용될 수 있음을 시사한다.

손바닥선인장의 생리활성 비교 연구 (Comparison of Biological Activities of Opuntia humifusa and Opuntia ficus-indica)

  • 박철민;곽병희;박시형;김휘;류동영
    • 한국자원식물학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.519-525
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    • 2013
  • 본 연구는 전남 신안군과 제주도에서 재배되고 있는 손바닥 선인장 두 종간의 생리활성을 비교 분석하기 위해 기존에 밝혀진 바 있는 생리활성을 중심으로 in vitro 조건에서 DPPH 라디칼 소거능, ${\alpha}$-glucosidase와 tyrosinase 활성 억제능, 대식세포의 cytokine 생성 증가효과 및 뇌세포 산화적 손상 억제효과를 측정하였다. ${\alpha}$-glucosidase 활성 억제 및 대식세포의 cytokine 생성 증가효과에서는 OFI 추출물의 효과는 거의 없거나 미약하게 보이지만, OH 추출물에서는 매우 효과적으로 높게 나타났다. DPPH 라디칼 소거능과 tyrosinase 활성 억제효과에서는 OFI와 OH 추출물간의 큰 차이가 없으나 OFI 추출물에서 조금 더 좋은 효과를 나타냈다. 손바닥선인장 줄기와 줄기 다당류 추출물의 생리활성 비교 연구에서는 DPPH 라디칼 소거능, ${\alpha}$-glucosidase 활성 억제능 및 대식세포의 cytokine 생성 증가효과가 손바닥선인장 줄기 다당류 추출물보다 줄기 추출물에서 효과적인 것으로 관찰되었다. 그러나 OFI 줄기 다당류 추출물의 tyrosinase 활성 억제효과는 양성대조물인 ascorbic acid 보다 높게 나타났다. 뇌세포 산화적 손상 억제효과에서는 시료를 첨가하지 않은 대조군에 비해 모든 추출물에서 뇌세포 사멸을 약간 감소시키는 경향만을 나타냈다. 결론적으로 우리나라에 재배되고 있는 손바닥선인장 두 종의 생리활성을 비교한 결과, OH-S 추출물은 ${\alpha}$-glucosidase 활성 억제능 및 대식세포의 cytokine 생성 증가효과 그리고 OFI-SP 추출물은 tyrosinase 활성 억제효과가 상대적으로 뛰어난 것으로 나타났다. 그러나 지역농민의 소득창출을 위한 유용생물자원으로서 고부가가치를 확보하기 위해서는 효율적인 추출법, 전임상 동물실험 그리고 유효성분의 개발과정이 수반되어야 한다고 사료된다.

서로 다른 두 단백질의 세포 내 동시 발현 체계의 개발을 통한 ErmSF에서 특이적으로 발견되는 N-Terminal End Region (NTER)을 포함하는 펩타이드의 생체내에서의 ErmSF 활성 억제 효과 검색 (Investigation on Inhibitory Effect of ErmSF N-Terminal End Region Peptide on ErmSF Methyltansferase Activity In Vivo Through Development of Co-Expression System of Two Different Proteins in One Cell)

  • 진형종
    • 미생물학회지
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    • 제47권3호
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    • pp.200-208
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    • 2011
  • 임상에서 가장 문제가 되는 MLS (macrolide-lincosamidestreptogramin B) 항생제 내성은 Erm 단백질에 의하여 23S rRNA의 A2058에 dimethylation시킴으로써 MLS 항생제의 부착능을 저해함으로써 나타내는 내성이다. ErmSF는 다른 Erm 단백질과 달리 매우 긴 N-terminal end region (NTER)을 가지고 있으며 RNA에 잘 부착되는 것으로 알려진 arginine이 25%를 차지하고 있다. 특히 NTER의 점차적인 제거는 이에 따른 점차적인 활성의 감소 그리고 이의 완전한 제거는 98%의 활성소실을 가져다 주는 것으로 밝혀져서 단순 부착에 의한 활성에의 기여를 암시하고 있다. 뿐만 아니라 NTER 다음에 붙어 있는 아미노산은 제거되었을 때 활성이 소실되는 매우 중요한 아미노산임이 밝혀졌다. 이러한 사실에 근거, 서로 다른 복제원점을 가짐으로써 동일한 세포 내에 존재할 수 있으며 발현 체계가 동일하나 copy수가 차이가 있어서 단백질 발현 양에 차이를 가져다 주는 새로운 단백질 동시 발현체계를 개발하고 이를 적용하여 NTER 함유 펩타이드를 copy수가 많은 pET23b 체계의 담체에서, ErmSF는 copy수가 적은 pACYC184 담체 체계에서 발현 시킴으로써 펩타이드가 한 세포 내에서 ErmSF 보다 훨씬 더 많이 발현되도록 하여 이 펩타이드가 ErmSF의 활성을 저해할 수 있는지 확인하였다. 계획된 대로 IPTG에 의한 유도 없이도 펩타이드가 ErmSF보다 세포 내에서 훨씬 많이 발현되었다. 그러나 생체 내에서는 그 활성의 저해를 확인 할 수 없었다. 따라서 ErmSF의 활성은 NTER 펩타이드의 단순한 부착에 의해서 이루어지는 것이 아니라 conformational change 등의 역동적인 상호작용을 통하여 이루어지는 것으로 사료되었다. 따라서 ErmSF와 23S rRNA와의 복합체 구조의 규명 그리고 NTER과 ErmSF protein body의 부착양식에 대한 구체적인 생화학적 규명이 이루어지면 이러한 접근법은 이 단백질의 억제제를 창출하는데 기여를 할 수 있을 것으로 사료된다.

황련 추출물의 LC-MS/MS 분석 및 항염증 효과 (LC-MS/MS analysis and anti-inflammatory effects of crude extract from Coptidis Rhizoma)

  • 김민정;양예진;김광연;김훈환;손재동;양주혜;이동빈;김우현;이후장;박선빈;박광일
    • 대한한의학방제학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.1-10
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    • 2023
  • Objectives : The main aim of this study was to examine the LC-MS/MS used to identify phenolic compounds of CRE(Coptidis Rhizoma 70% EtOH Extract). Also, we investigated antioxidative activities and Anti-inflammatory activities. Methods : LC-MS/MS Analysis HPLC and LC-MS/MS were performed on a 1260 series HPLC system (Agilent Technologies, Inc., California, USA) and 3200 QTrap tandem mass system (Sciex LLC) operated in positive ion mode (spray voltage set at -4.5 kV). The solvent used was DW and Acetonitrile containing 0.1% formic acid, a gradient system was used at a flow rate of 0.5 mL/min for analysis, and a Prontosil C18 column (length, 250 mm; inner diameter, 4.6 mm; particle size, 5 ㎛; Phenomenex Co., Ltd., California, USA, Biochoff Chromatography) was used. The solvent conditions used in the mobile phases were 0-10 min at 10-15% B, 10-20 min at 20% B, 20-30 min at 25%, 30-40 min at 40%, 40-50 min at 70%, 50-60 min at 95%, and 60-70 min at 95%. The analysis was performed at a wavelength of 284 nm and a temperature of 35℃. The cell viability was measured using a 3-(4,5-dimethyethiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay and 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity. We examined the effects of CRE on the lipopolysaccharide (LPS)-induced production of nitric oxide (NO) in a RAW 264.7 cells Results : The chemical analysis CRE by Liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) confirmed that Rosmarinic acid, Ferrulic acid, 3-O-feruloylquinic acid, and 5-O-feruloylquinic acid as phenolic components. DPPH radical scavenging activity was the inhibitory activity of CRE showed at 200 ㎍/mL a statistically significant level. MTT assay demonstrated that the CRE did not have a cytotoxic effect in RAW 264.7 and LPS-induced RAW264.7 cells. Also, CRE reduced NO production in RAW 264.7 cells stimulated with LPS. Conclusions : Based on these findings, The chemical analysis 4 major components CRE such as Rosmarinic acid, Ferrulic acid, 3-O-feruloylquinic acid, and 5-O-feruloylquinic acid. Moreover, we confirmed that CRE has effects antioxidant and anti-inflammatory. The results demonstrate that CRE can be used as an antioxidant and a powerful chemopreventive ingredient against inflammatory diseases.

Effects of Didecyldimethylammonium Chloride (DDAC) on Sprague-Dawley Rats after 13 Weeks of Inhalation Exposure

  • Kim, Yong-Soon;Lee, Sung-Bae;Lim, Cheol-Hong
    • Toxicological Research
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    • 제33권1호
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    • pp.7-14
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    • 2017
  • Didecyldimethylammonium chloride (DDAC) is used in many types of biocidal products including tableware, carpets, humidifiers, and swimming pools, etc. In spite of increased chances of DDAC exposure through inhalation, studies on the inhalation toxicity of DDAC are not common even though the toxicity of DDAC might be significantly higher if it were to be administered through routes other than the respiratory system. DDAC aerosols were exposed to Sprague-Dawley rats in whole body exposure chambers for a duration of 13 weeks. The Mass Median Aerodynamic Diameters of the DDAC aerosol were $0.63{\mu}m$, $0.81{\mu}m$, and $1.65{\mu}m$, and the geometric standard deviations were 1.62, 1.65, and 1.65 in the low ($0.11{\pm}0.06mg/m^3$), the middle ($0.36{\pm}0.20mg/m^3$) and the high ($1.41{\pm}0.71mg/m^3$) exposure groups, respectively. Body weight was confirmed to be clearly influenced by exposure to DDAC and mean body weight was approximately 35% lower in the high ($1.41{\pm}0.71mg/m^3$) male group and 15% lower in the high ($1.41{\pm}0.71mg/m^3$) female group compared to that of the control group. In the bronchoalveolar lavage fluid assay, the levels of albumin and lactate dehydrogenase had no effect on DDAC exposure. The lung weight increased for the middle ($0.36{\pm}0.20mg/m^3$) and the high ($1.41{\pm}0.71mg/m^3$) concentrations of the DDAC exposure group, and inflammatory cell infiltration and interstitial pneumonia were partially observed in the lungs of the middle ($0.36{\pm}0.20mg/m^3$) and the high ($1.41{\pm}0.71mg/m^3$) exposure groups. However, severe histopathological symptoms, including proteinosis and/or fibrosis, were not found. Based on the results of the changes in the body weight and lung weight, it is considered that the NOAEL (no-observed adverse effect) level for the 13-week exposure duration is $0.11mg/m^3$.

황칠 추출물을 첨가한 청국장이 마우스의 면역기능에 미치는 효과 (Effect of Dendropanax morbifera extract Addition on Chungkukjang on Immune Response of Mice)

  • 김진솔;정민주;정경아;송선영;이현화
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권6호
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    • pp.430-438
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    • 2019
  • 본 연구는 황칠추출물과 청국장의 기능성 강화를 위해 황칠추출물이 첨가된 청국장의 면역 활성 효능을 검증하고자 실시하였다. 황칠추출물 250, 500, 750 mg/kg 투여군, 청국장 400 mg/kg 투여군, 청국장 400 mg/kg에 황칠추출물 500 mg/kg을 첨가한 투여군으로 나누어 9주간 마우스에 경구 투여 한 후 체중 및 장기무게, 항체 생산 세포 수, 혈청 면역글로불린의 농도를 측정하고 지라의 조직을 검사하였다. 황칠추출물과 황칠추출물을 첨가한 청국장의 투여가 수컷 마우스의 체중과 장기무게에 미치는 영향을 조사한 결과 모든 투여군에서 체중과 각 장기의 무게는 유의성 있는 차이를 보이지 않았다. 양적혈구에 대한 항체 생산 세포 수 측정에서는 황칠추출물 250 mg/kg과 500 mg/kg 투여군에서 유의성 있게 증가하였으며, 림프구은 황칠추출물 500 mg/kg 투여군이 대조군보다 증가하였다. 황칠추출물 500 mg/kg을 첨가한 청국장 400 mg/kg 투여군은 대조군에 비교하여 IgG 수치가 증가하였으며, 지라 조직 검사결과 백색수질의 증가가 관찰되었다. 이러한 결과는 황칠추출물의 영향으로 황칠 추출물을 첨가한 청국장이 생체 내 면역기능 활성에 효과가 있음을 나타내며 향후 다양한 기능성식품 개발 가능성과 면역증진 식품 소재로 활용될 수 있음을 시사한다.

Detection of Campylobacter jejuni in food and poultry visors using immunomagnetic separation and microtitre hybridization

  • Simard, Ronald-E.
    • 한국어업기술학회:학술대회논문집
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    • 한국어업기술학회 2000년도 춘계수산관련학회 공동학술대회발표요지집
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    • pp.71-73
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    • 2000
  • Campylobacter jejuni is most frequently identified cause of cause of acute diarrhoeal infections in developeed countries, exceeding rates of illness caused by both salmonella and shigilla(Skirrow, 1990 ; Lior 1994). Previous studies on campylobacter jejuni contamination of commercial broiler carcasses in u.s.(Stern, 1992). Most cases of the disease result from indirect transmission of Campylobactor from animals via milk, water and meat. In addition to Campylobactor jejuni. the closely relates species Campylobactor coli and Campylobactor lari have also been implicated as agents of gastroenteritis in humans. Campylobactor coli represented only approximately 3% of the Campylobactor isolates from patients with Campylobactor enteritis(Griffiths and Park, 1990) whereas Campylobactor coli is mainly isolated from pork(Lmmerding et al., 1988). Campylobactor jejuni has also been isolated from cases of bacteremia, appendicitis and, recently, has been associated with Guillai-Barre syndrome(Allos and Blaser, 1994; von Wulffen et al., 1994; Phillips, 1995). Studies in volunteers indicated that the infectious dose for Campylobactor jejuni is low(about 500 organisms)(Robinson, 1981). The methods traditionally used to detect Campylobactor ssp. in food require at least two days of incubation in an enrichment broth followed by plating and two days of incubation on complex culture media containing many antibiotics(Goossens and Butzler, 1992). Finnaly, several biochemical tests must be done to confirm the indentification at the species level. Therfore, sensitive and specific methods for the detection of small numbers of Campylobactor cells in food are needed. Polymerase chain reaction(PCR) assays targeting specific DNA sequences have been developed for the detection of Campylobactor(Giesendorf and Quint, 1995; Hemandex et al., 1995; Winter and Slavidk, 1995). In most cases, a short enrichment step is needed to enhance the sensitivity of the assay prior to detection by PCR as the number of bacteria in the food products is low in comparison with those found in dinical samples, and because the complex composition of food matrices can hinder the PCR and lower its sensitivity. However, these PCR systems are technically demanding to carry out and cumbersome when processing a large number of samples simutaneously. In this paper, an immunomagnetic method to concentrate Campylobactor cells present in food or clinical samples after an enrichment step is described. To detect specifically the thermophilic Campylobactor. a monoclonal antibody was adsorbed on the surface of the magnetic beads which react against a major porin of 45kDa present on the surface of the cells(Huyer et al., 1986). After this partial purification and concentration step, detection of bound cells was achieved using a simple, inexpensive microtitre plate-based hybridization system. We examined two alternative detection systems, one specific for thermophilic Campylobactor based on the detection of 23S rRNA using an immobilized DNA probe. The second system is less specific but more sensitive because of the high copy number of the rRNA present in bacterial cell($10^3-10^4$). By using specific immunomagnetic beads against thermophilic Campylobactor, it was possible to concentrate these cells from a heterogeneous media and obtain highly specific hybridization reactions with good sensitivity. There are several advantages in using microtitre plates instead of filter membranes or other matrices for hybridization techniques. Microtitre plates are much easier to handle than filter membranes during the adsorption, washing, hybridization and detection steps, and their use faciilitates the simultanuous analysis of multiple sample. Here we report on the use of a very simple detection procedure based on a monoclonal anti-RNA-DNA hybrid antibody(Fliss et al., 1999) for detection of the RNA-DNA hybrids formed in the wells.

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겨우살이(Viscum album)와 칡뿌리(Pueraria radix) 추출물의 NF-κB활성 억제 및 항산화 효과 (Downregulatory Effect of Extracts from Mistletoe (Viscum album) and Pueraria Root (Pueraria radix) on Cellular NF-κB Activation and heir Antioxidant Activity)

  • 송희순;박연희;김승균;문원국;김동우;문기영
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제33권10호
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    • pp.1594-1600
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    • 2004
  • 다양한 생리활성을 지닌 천연물 겨우살이와 칡뿌리 추출물의 인체피부조직세포에서 NF-$textsc{k}$B촬성에 대한조절효과와 이들 추출물의 지질 과산화물 생성 억제 및 라디칼 소거활성, reducing power와 관련된 항산화적 활성을 조사하였다. 본 실험 에 사용한 모든 시료들은 세포독성을 보이지 않는 수준에서 NF-$textsc{k}$B 활성 을 억 제 했다. 칡뿌리 추출물은 0.5 mg 농도에서 35%로 vitamin C 10 mM(8.8 mg,53%)과 함께 유의적인 NF-$textsc{k}$B활성 억제효과를 보였다(p<0.05).또한 칡뿌리 추출물은 겨우살이 추출물보다 상대적으로 더 높은 NF-$textsc{k}$B활성 억제 효과를 보였다. 겨우살이 추출물의 NF-$textsc{k}$B활성 억제 효과는 10%로 낮았지 만,지질 과산화물에 대한 항산화 효과는 5 mg 이상의 농도에서 63% 이상으로 칡뿌리 추출물보다 높았다. 겨우살이와 칡뿌리 추출물은 동일 농도 10 mg에서 vitamin C의 항산화 효과, 48%보다 각각 유의적으로 높은 56%와 75%의 항산화 활성을 보였다. 라디칼 소거활성에 대하여 칡뿌리 추출물이 겨우살이 추출물보다 동일농도에서 더 강한 소거활성을 나타냈다. 잘 알려진 항산화제 vitamin C와 비교해 볼 때, DPPH test에서 이 두 추출물은 vitamin C만큼 강한 라디칼 소거활성을 보이지는 않았다. 그러나 NO test에서 칡 뿌리 추출물의 SCn은 88 Ug으로 vitamin C($SC_{50}$/, 77 $\mu$g)만큼 강한 항산화 활성을 보였다(p<0.05). 칡뿌리 추출물의 항산화 활성은 reducing power측정 에서도 겨우살이 추출물보다 높게 나타났으나, vitamin C의 환원력보다는 매우 낮은 활성을 보였다. 본 연구의 전체 결과를 통해서, 강한 라디칼 소거활성을 지닌 칡뿌리 추출물과 상대적으로 높은 지질 과산화 억제 효과를 보인 겨우살이 추출물은 천연 항산화제로 제안될 수 있는 것으로 판단되었다. 또한 vitamin C와 칡뿌리 추출물의 결과처럼 천연 추출물의 인체피부조직세포에서 NF-$textsc{k}$B활성 조절 효과의 일부는 이들 천연 추출물이 지닌 라디칼 소거활성 또는reducing power의 항산화 활성의 역할에 의한 것으로 제안되었다.

Development of High Intensity Focused Ultrasound (HIFU) Mediated AuNP-liposomal Nanomedicine and Evaluation with PET Imaging

  • Ji Yoon Kim;Un Chul Shin;Ji Yong Park;Ran Ji Yoo;Soeku Bae;Tae Hyeon Choi;Kyuwan Kim;Young Chan Ann;Jin Sil Kim;Yu Jin Shin;Hokyu Lee;Yong Jin Lee;Kyo Chul Lee;Suhng Wook Kim;Yun-Sang Lee
    • 대한방사성의약품학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.9-16
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    • 2023
  • Liposomes as drug delivery system have proved useful carrier for various disease, including cancer. In addition, perfluorocarbon cored microbubbles are utilized in conjunction with high-intensity focused-ultrasound (HIFU) to enable simultaneous diagnosis and treatment. However, microbubbles generally exhibit lower drug loading efficiency, so the need for the development of a novel liposome-based drug delivery material that can efficiently load and deliver drugs to targeted areas via HIFU. This study aims to develop a liposome-based drug delivery material by introducing a substance that can burst liposomes using ultrasound energy and confirm the ability to target tumors using PET imaging. Liposomes (Lipo-DOX, Lipo-DOX-Au, Lipo-DOX-Au-RGD) were synthesized with gold nanoparticles using an avidin-biotin bond, and doxorubicin was mounted inside by pH gradient method. The size distribution was measured by DLS, and encapsulation efficiency of doxorubicin was analyzed by UV-vis spectrometer. The target specificity and cytotoxicity of liposomes were assessed in vitro by glioblastoma U87mg cells to HIFU treatment and analyzed using CCK-8 assay, and fluorescence microscopy at 6-hour intervals for up to 24 hours. For the in vivo study, U87mg model mouse were injected intravenously with 1.48 MBq of 64Cu-labeled Lipo-DOX-Au and Lipo-DOX-Au-RGD, and PET images were taken at 0, 2, 4, 8, and 24 hours. As a result, the size of liposomes was 108.3 ± 5.0 nm at Lipo-DOX-Au and 94.1 ± 12.2 nm at Lipo-DOX-Au-RGD, and it was observed that doxorubicin was mounted inside the liposome up to 52%. After 6 hours of HIFU treatment, the viability of U87mg cells treated with Lipo-DOX-Au decreased by around 20% compared to Lipo-DOX, and Lipo-DOX-Au-RGD had a higher uptake rate than Lipo-DOX. In vivo study using PET images, it was confirmed that 64Cu-Lipo-DOX-Au-RGD was taken up into the tumor immediately after injection and maintained for up to 4 hours. In this study, drugs released from liposomes-gold nanoparticles via ultrasound and RGD targeting were confirmed by non-invasive imaging. In cell-level experiments, HIFU treatment of gold nanoparticle-coupled liposomes significantly decreased tumor survival, while RGD-liposomes exhibited high tumor targeting and rapid release in vivo imaging. It is expected that the combination of these models with ultrasound is served as an effective drug delivery material with therapeutic outcomes.