• BMB Reports
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• 제56권2호
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• pp.96-101
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• 2023

Particulate matter is an air pollutant composed of various components, and has adverse effects on the human body. Particulate matter is known to induce cell death by generating an imbalance in the antioxidant system; however, the underlying mechanism has not been elucidated. In the present study, we demonstrated the cytotoxic effects of the size and composition of particulate matter on small intestine cells. We found that particulate matter 2.5 (PM_2.5) with extraction ion (EI) components (PM_2.5 EI), is more cytotoxic than PM containing only polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Additionally, PM-induced cell death is characteristic of ferroptosis, and includes iron accumulation, lipid peroxidation, and reactive oxygen species (ROS) generation. Furthermore, ferroptosis inhibitor as liproxstatin-1 and iron-chelator as deferiprone attenuated cell mortality, lipid peroxidation, iron accumulation, and ROS production after PM_2.5 EI treatment in human small intestinal cells. These results suggest that PM_2.5 EI may increase ferroptotic-cell death by iron accumulation and ROS generation, and offer a potential therapeutic clue for inflammatory bowel diseases in human small intestinal cells.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권2호
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• pp.26-32
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• 2009

본 연구에서는(Fe$^{3+}$+chelating agent)/H$_2$O$_2$ 공정 [Fe(III) 1mM, ocalate 6mM, H$_2$O$_2$ 3%, pH 6]과 UV/(Fe$^{3+}$+chelating agent)/H$_2$O$_2$ 공정 [UV dose 17.4kWh/L, Fe(III) 1mM, oxalate 6mM, H$_2$O$_2$ 1%, pH6]에서 BTEX(benzene, toluene, ethylbenzene, xylene)를 분해하기위해 다양한 착제를 토입, 그 분해효율을 비교하였다. 착제의 종류는 catechol, NTA, gallic, acetyl acetone, succinic, acetate, EDTA, citrate, malonate, 그리고 oxalate,총 10가지 종류의 착제를 사용하였으며, 그 중,acetate를 착제로 사용한 경우, 가장 높은 분해효율을 나타내었다. 또한, UV를 조사한 경우, 모든 착제에 대한 BTEX의 분해효율이 UV를 조사하지 않은 (Fe$^{3+}$+chelating agent)/H$_2$O$_2$ 공정의 분해효율보다 높은 것으로 나타났다. 또한BTEX와 무연 휘발유의 첨가제로 사용되고 있는 MTBE(methl tert-butylether)의 혼합복합물(각각의 농도는 200mg/L)에 대해서도 acetate를 착제로 사용한 UV/(Fe$^{3+}$+chelating agent)/H$_2$O$_2$공정에서 높은 분해효율을 보였다. 이 경우, BTEX는 반응시간 180분 만에 완전 분해되었으며, MTBE의 경우, 85%의 분해효율을 보였다. 이러한 실험 결과는 acetate를 착제로 사용한 UV/(Fe$^{3+}$+chelating agent)/H$_2$O$_2$공정은 BTEX 분해효율뿐만 아니라, BTEX와 MTBE복합오염물의 분해효율도 증가시킬수 있음을 입증하고 있다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권2호
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• pp.27-36
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• 2007

기존의 연구를 통해 Fenton's reagent(FR)를 이용하여 MTBE의 제거가 가능하며, 그러나 중성 pH영역에서는 철이온이 수산화물로 침전되어 반응성이 낮아지므로 FR만을 이용한 처리는 높은 수소이온 농도조건(pH $3{\sim}4$)이라는 제약으로 인해 직접적인 토양 및 지하수의 MTBE 오염처리에 있어 여러 가지 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 효과적인 처리를 위하여 NTA, oxalate, acetate 등의 chelating agent가 철이온과 반응하여 생성된 착화합물을 이용하는 modified Fenton reaction을 도입하여 중성 pH영역에서도 철이온이 안정화되어 높은 분해효율을 나타낼 수 있도록 하였다. MTBE의 분해경향은 chelating agent의 종류와 농도, 철이온 농도 그리고 pH 변화에 따라 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 가장 적합한 착화합물을 선택하기 위하여 총 6개의 chelating agent(citrate, oxalate, succinate, acetate, NTA, EDTA)를 실험한 결과, 처리효율과 chelating agent의 생분해도, 독성 등을 고려하여 최종 3가지 종(oxalate, acetate, NTA)이 선정되어 이후의 실험에서는 위의 3종만을 chelating agent로 이용하였다. 동일한 실험조건($H_2O_2$ : 5%, chelating agent : 6 mM, $Fe^{3+}$ : 2 mM, pH 7)하에서의 적용성 평가한 결과, Fe-NTA가 반응시작 30분만에 99.9%의 가장 높은 제거효율을 나타내었다. Oxalate의 경우, NTA보다는 그 분해효율이 낮으나 다른 chelating agent보다 상대적으로 높은 효율(24시간 후 최대효율 : 91.3%)을 보여주며, acetate를 이용한 경우도 본 실험에서 좋은 결과(24시간 후 최대효율 : 75.8%)를 나타내었다. 또한, 적정 철이온의 농도는 oxalate가 chelating agent로 이용되면 철이온 농도가 3 mM일때 가장 큰 분해효율을 보이며, acetate의 경우는 5 mM까지 농도가 증가함에 따라 그 효율도 조금씩 증가하는 것으로 나타났다. 이와같이 MTBE의 in-situ remediation을 위한 modified Fenton 공정은 철이온을 중성 pH영역에서 안정화시켜 실제 토양에 적용하였을 때, 높은 분해효율을 얻을 수 있으며, 경제적인 자체 생분해도가 높은 저분자 유기산을 이용하였으므로 생물학적 처리와 연계를 가능하게 해주는 장점을 나타낸다. 또한 토양 내 존재하는 철광석을 촉매로 이용할 경우, 주입되는 철이온 없이도 $H_2O_2$에서의 hydroxyl radical 생성을 증가 시킬 수 있으므로 보다 경제적이고 친환경적인 처리기법을 도출해 낼 수 있다.

• 대한약리학회지
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• 제27권2호
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• pp.155-166
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• 1991

Paraquat 독성작용에 있어서 mitochondria의 잠재적인 역할을 평가하기 위하여, 이 약물의 산소 radical 생성과 지질과산화 반응에 미치는 영향을 mouse간의 submitochondrial particle 과 microsome에서 비교하여 보았다. Submitochondrial particle 사용시 NADH를, microsome 사용시 NADPH를 전자공여체로 이용한 경우 paraquat는 두 분획에서 superoxide anion과 hydrogen peroxide의 생성을 증가시켰다. 동일한 조건하에서 paraquat는 hydroxyl radical의 생성을 시사하는 methional로 부터 ethylene의 생성을 증가시켰다. 그러나, paraquat에 의한 이들 각각의 효과는 microsome에서 보다 submitochondrial particle에서 약간 낮았다. 한편, 두 분획 모두에서 paraquat는 지질과산화 반응을 촉진시켰다. Submitochondrial particle과 microsome에서의 Paraquat에 의한 지질과산화반응은 i) 두 분회에서 지질과산화는 SOD에 의해서 부분적으로 억제됨을 보였고, DETAPAC(iron chelator)에 의해서는 완전히 억제되었고, catalase와 hydroxyl radical scavenger에 의해서는 억제되지 아니하였으며, ii) 반응내 $ADP-Fe^{3+}$ 첨가로 paraquat에 의한 지질과산화는 더욱 증가되었지만 methional로 부터 ethylene 생성은 감소하여 hydroxyl radical 생성과 지질과산화 사이에는 상관성이 없음으로 보아 같은 기전을 통해 촉진됨을 알 수 있었고 이러한 촉진작용은 perferryl ion을 통하여 일어나리라 추측되었다. Submitochondrial particle에서 paraquat에 의해 촉진된 산소라디칼 생성과 지질과산화 반응은 p-hydroxymercuribenzoate(NADH dehydrogenase 억제제)에 의하여 억제되었으나 다른 respiratory chain 차단제들에 의해서는 거의 영향을 받지 않음으로 보아 mitochondria에서의 paraquat의 redox-cycling은 CoQ 보다는 NADH dehyrogenase와 관련이 있음을 시사하였다. 이상의 결과로 보아 산소 radical의 생성과 지질과산화를 유도하는 paraquat의 redox-cycling은 microsome에서와 마찬가지로 mitochondria에서도 일어나며, 이결과 생체내에서의 paraquat의 독작용에 관여함을 짐작할 수 있다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제42권2호
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• pp.184-205
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• 1995

연구배경: Bleomycin(BLM) 투여로 유발되는 폐손상 및 폐섬유화는 특발성 폐섬유증의 실험적 모델로써 BLM의 폐독성 기전은 산소유리기에 의한 직접 독성과 염증세포, 섬유모세포 및 세포외 기질에 의한 간접 독성으로 나누어 설명하고 있다. 이에 저자는 폐손상의 주요 원인이 되는 산소유리기의 생성과 이미 형성된 산소유리기를 보집할 수 있는 산화방지제들을 투여함으로써, BLM에 의한 폐손상 및 폐섬유화의 발생과 그 억제기전을 이해하고자 본 실험을 시행하였다. 방법: 웅성 백서에 폐손상 및 폐섬유화의 대표적인 실험적 방법인 bleomycin (BLM)을 투여함과 동시에 산화방지제로 구리의 킬레이트제인 penicillamine, 철의 킬레이트제인 deferoxamine과 산소유리기의 보집제인 vitamine E를 투여한 후 그 형태학적 변화를 보기 위해 기관지폐포 세척액 검사, 광학현미경 소견과 세포외 기질인 교원섬유 제 I, III, IV형과 비교원성 기질인 fibronectin과 laminin 그리고 근섬유모세포에 대한 NBD phallicidin에 대한 면역형광염색 및 면역조직화학염색소견을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 결과: 1) 기관지폐포세척액의 검사소견상 총 세포수는 BLM 단독투여군의 경우 제4일에 최고값에 도달한 후 감소하기 시작하여 제28일에 대조군과 비슷해졌지만, penicillamine과 deferoxamine 처치군은 제1일부터 제28일까지 계속 높았으며, vitamin E 처치군은 제3일부터 현저한 차이로 감소하여 제7일부터 대조군과 비슷해졌다. 기관지폐포 세척액의 각 염증세포구성비는 BLM 단독투여군은 초기 즉 제1, 3, 4일에 중성구가 현저히 증가하다가 제7일부터 감소하여 제28일에 대조군과 비슷해졌지만, vitamin E 처치군은 중성구가 제3일부터 BLM 단독투여군의 1/3이하로 현저히 감소하였다. 2) 광학현미경소견은 BLM 단독투여군의 경우 다른 실험군에 비해 섬유화가 가장 심하였고, penicillamine 처치군은 중성구의 침윤이 지속적으로 많았으며, deferoxamine 처치군은 폐포 중격의 림프구 침윤이 뚜렷하였고, vitamin E 처치군은 페포 중격 및 폐포강내 대식세포 증가가 많았다. 이러한 소견은 기관지폐포세척액 소견과 잘 일치하였다. 산화방지제 처치군의 섬유화 소견은 deferoxamine 처치군이 가장 뚜렷하였고, penicillamine 처치군은 적었지만 관찰되었으며, vitamin E 처치군은 거의 없었다. 3) 세포외 기질의 변화로 폐포 간질의 기저막에 양성반응을 나타내는 제 IV형 교원섬유와 laminin 및 Jones' methenamine silver 염색결과는 비슷한 양상이었는데, BLM 단독투여군, penicillamine 처치군과 deferoxamine 처치군은 모두 제28일군에서 음성반응을 나타냈으나, vitamin E 처치군은 제28일까지 대조군과 비슷하게 기저막이 유지되었다. 섬유화 부위에 증가된 세포외 기질은 제 I 형 교원섬유와 fibronectin 이었으며, 제 III 형 교원섬유는 각 국에서 초기에 일시적으로 양성반응을 나타내었다. NBD phallicidin은 BLM 단독투여군에서 특히 제 28일군 육아조직의 방추형세포에 양성반응을 보였다. 결론: Bleomycin 투여에 의한 폐손상 및 폐섬유화 기전은 bleomycin이 구리 또는 철 이온의 존재하에 생성한 산소유리기에 의해 유발될 수도 있으나, 주로 중성구의 활성화로 인한 산소유리기에 의해 유발되고, 폐의 섬유화 제 I 형 교원섬유와 fibronectin의 증가로 초래되었다. 폐손상의 억제는 킬레이트제 보다는 산소유리기의 보집제인 vitamin E 투여시 가장 효과가 있었는데 이것은 초기의 중성구 증가 및 중성구의 활성화 정도에 따라 간질내 폐포의 기저막 유지 및 재생이 가능하고 이것이 폐의 탄력성을 유지시켜 폐손상을 억제할 수 있기 때문으로 사료된다.

• Applied Microscopy
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• 제39권4호
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• pp.355-363
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• 2009

본 연구는 급성 납 독성에 대한 여주 추출물의 효과를 알아보기 위하여 시도되었다. 250 g 내외의 흰쥐를 대상으로 대조군, 납(1,000 ppm) 투여군, 납 투여 후 필리핀산과 일본산 여주 추출물을 5%와 10%로 희석하여 식수로 공급한 후 6주 후에 간과 콩팥 손상 억제 효과를 알아보기 위하여 생화학적 및 조직학적 실험을 실시하였다. 혈액중 AST, ALT와 BUN의 수치는 여주 추출물 투여군이 납 단독투여군보다 감소되었다. 간 조직의 광학현미경적 관찰에서 납 단독투여군은 간세포의 괴사와 염증세포의 침윤이 관찰되었으나 여주 추출물 투여군에서는 중심정맥 주위에 약간의 단핵세포의 조직 침윤만이 관찰되었다. 콩팥 조직의 광학현미경적 관찰에서 납 단독투여군은 콩팥토리 모세혈관의 위축과 괴사 현상이 관찰되었고 콩팥세관 주위 간질에 염증세포의 침윤이 관찰되었으나 여주 추출물 투여군에서는 일부 콩팥세관 주위에서 염증 세포의 침윤만이 관찰되었다. 이상의 연구 결과로 보아 여주가 납으로 유발된 간과 콩팥 손상을 보호하는 효과가 있는 것으로 사료되며 여주에 대한 다양한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 대한방사성의약품학회지
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• 제3권2호
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• pp.59-64
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• 2017

It has been reported that $^{64}Cu$ was radiolabeled with bombesin (BBN) peptide binding to the gastrin releasing peptide receptor expressed in human prostate cancer cells (PC3), confirming tumor target efficacy in mouse model. In this study, we developed the kit for the diagnosis and treatment of prostate cancer that can be used clinically using bombesin peptide available of $^{64}Cu$ and $^{177}Lu$ radioisotope labeling. The NODAGA-galacto-BBN peptide containing the NODAGA chelator and galactose was dispensed into a sterilized glass vial and lyophilized to prepare a kit. The stability of the kit after long-term storage in the $4^{\circ}C$ cold chamber and the radiolabeling efficiency after $^{64}Cu$ or $^{177}Lu$ labeling were confirmed by thin layer chromatography. When labeling with $^{64}Cu$ at the initial stage of storage, labeling efficiency of NODAGA-galacto-BBN peptide kit was over 96%, labeling efficiency was over 90% when $^{177}Lu$ was labeled. At 11 months after storage, the radiolabeling efficiency of kit against $^{64}Cu$ and $^{177}Lu$ was each over 95% and 90%. The cell viability was significantly reduced in the $^{177}Lu$-NODAGA-galacto-BBN treated group compared with the control and $^{177}Lu$ alone treated group in clonogenic assay. In conclusion, the NODAGA-galacto-BBN kit prepared by the lyophilization showed high stability over time and high yield of radioisotope labeling. Also $^{177}Lu$-NODAGA-galacto-BBN confirmed high cytotoxicity to prostate cancer cells. Therefore, the NODAGA-galacto-bombesin kit is expected to be useful for the diagnosis and treatment of prostate cancer patients.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제22권1호
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• pp.9-14
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• 1997

카이토산은 무독성 천연착화제의 일종으로 방사성스트론튬의 마우스체내축적을 감소시킨다고 알려져 왔다. 스트론튬은 칼슘이온과 비슷한 화학적 특성을 가지고 있으며, hydroxyapatite에 쉽게 결합하여 제거하기가 어렵다. 본 실험에서는 카이토산과 칼슘이온을 처리하였을 경우 방사성스트론튬의 체외배출 효과를 비교해 보았다. 1% 카이토산 혹은 칼슘을 일반식이와 혼합하여 섭취시킨 후 방사성스트론튬을 관을 통해 구강으로 주입하였고, 방사성스트론튬 오염후 1% 카이토산 혹은 칼슘용액, 그리고 1% 카이토산과 칼슘을 혼합한 용액을 각각 구강주사하였다. 대조군은 카이토산 또는 칼슘을 처리하지 않았으며, 각각의 실험군은 10마리씩 7일간 관찰하였다. 모든 실험군에서 대조군에 비해 변과 오줌 등을 통한 스트론튬의 체외배출이 높게 나타났으며 (p<0.01), 골조직 등의 침착율도 낮게 나타났다 (p<0.01). 칼슘 투여군과 카이토산 투여군 간에는 유의한 차이가 없었다. 카이토산 단독투여 군과 칼슘과 카이토산 동시 투여군 사이에는 방사성스트론튬 배설율에 차이가 없었다. 결론적으로, 칼슘은 카이토산과 동일하게 입으로 오염된 방사성스트론튬 제거에 효과가 있을 것으로 사료된다.

• Toxicological Research
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• 제23권1호
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• pp.33-38
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• 2007

Zinc is an endogenous transition metal that can be synaptically released during neuronal activity. However, zinc may contribute to the neuropathology associated with a variety of conditions. Carnosine expressed in glial cells can modulate the effects of zinc on neuronal excitability as a zinc chelator. We hypothesize that carnosine may protect against neurotoxicity of zinc in cortical neuronal cells. The cortical neuronal cells from newborn rats were prepared and exposed to zinc chloride and/or carnosine at various concentrations. Zinc at the doses of 0 to $500{\mu}M$ decreased neuronal cell viability in a dose-dependent manner. Additionally, at the concentrations of 100 and $200{\mu}M$, it significantly decreased cell viability in an exposed time-dependent manner (p < 0.05). Treatment with carnosine at the concentrations of 20 and $200{\mu}M$ significantly increased neuronal cell proliferation by approximately 14% and 20%, respectively, compared to the control (p < 0.05). At the concentrations of 100 and $200{\mu}M$ zinc, $20{\mu}M$ carnosine significantly increased the viability of neuronal cells by 18.3% and 12.1 %, and $200{\mu}M$ carnosine also increased it by 33.5% and 28.6%, respectively, compared to the normal control group (p < 0.01). These results suggest that carnosine at a physiologically relevant level may protect against zinc-mediated toxicity in neuronal cells as an endogenous neuroprotective agent.

• 대한약리학회지
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• 제24권1호
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• pp.111-123
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• 1988

사람의 혈액으로부터 Elastase를 분리하는 새로운 방법을 개발하여 순도 높은 효소를 얻고 이 효소에 의하여 발생되어지는 질병의 예방과 치료에 응용하기 위하여 이 효소의 근본적인 성질규명을 시도하였다. 정제 방법으로는 Sephodex G-75를 이용한 1회의 액체 크로마토그라피와 HPLC을 이용한 2회의 코마토그라피를 거치는 2단계 방법을 사용하였다. 이때 얻어진 효소는 분자량이 $26,000{\sim}29,700$ 사이에 있는 3개의 다른 분자량을 가진 물질로 확인되었으며, 항체 반응에서 사람의 결구내 Elastase의 특성을 나타내었다. 함유하고 있는 미량의 금속이온을 분석한 결과 정제하는 단계에 따라 Zn 이온의 효소분자에 대한비는 증가하였으며 가장 순수한 분자내의 효소분자와 Zn 이온과의 비는 1 : 2였다. 이 효소는 chelating agent에 의하여 활성도를 잃게 되었으며, 반대로 chelating agents에 의하여 활성도를 잃고 있는 반응 medium에 그 chelaing agents의 농도를 초과하는 2가 이온 즉 Zn 이온, Ca 이온, 그리고 Mn 이온을 넣으면 그 활성도는 원상복귀되나 Mg이온에 의하여는 그 활성도가 원상회복 되지 않았다. 이 모든 성질을 종합하면 사람의 Neutrophil granule에 있는 Elastase는 지금까지 알려진 바와 같이 Serine pretense임과 동시에 metalloenzyme으로 제고되어야 한다고 제안한다. 나아가서chelating agents에 의하여 이 효소의 활성도를 조정할 수 있다는 것은 이 효소에 의하여 일어나는 질병의 치료에 응용할 수 있는 가능성도 보여준다.