• 한국약용작물학회지
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• 제27권3호
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• pp.218-231
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• 2019

Background: We recently reported that Salvia plebeia R. Br. extracts suppress leukotriene production and effectively inhibit the airway inflammatory response by modulating inflammatory chemokine and cytokine expression. Here, we investigated the synergistic airway anti-inflammation effect of Salvia plebeia and Panax ginseng (Korean red ginseng, KRG) that has been used to treat various immune diseases such as asthma. Methods and Results: To evaluate the synergistic airway anti-inflammatory effect of Salvia plebeia and KRG, we measured the inhibitory effect of monotheraphy with either or co-theraphy with both on leukotriene and reactive oxygen species (ROS) production. Using coal a combustion, fly ash, and diesel exhaust particle (CFD)-induced respiratory disease mouse model, we found that co-theraphy synergistically suppressed airway inflammatory signs such as alveolar wall thickness and collagen fibers deposition, and decreased the number of total cell, $CD11b^+Gr-1^+$ cells, and inflammatory cytokines (IL17A, TNF, MIP-2 and CXCL-1) in bronchoalveolar lavage (BAL) fluid. Conclusions: We confirmed respiratory protection as a therapeutic effect of the Salbia plebeia-KRG 3 : 1 complex (KGC-03-PS) via anti-tracheal muscle contraction and expectorant animal studies using a CFD-induced respiratory disease mouse model.

• Molecules and Cells
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• 제44권8호
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• pp.580-590
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• 2021

Patients with severe asthma have unmet clinical needs for effective and safe therapies. One possibility may be mesenchymal stem cell (MSC) therapy, which can improve asthma in murine models. However, it remains unclear how MSCs exert their beneficial effects in asthma. Here, we examined the effect of human umbilical cord blood-derived MSCs (hUC-MSC) on two mouse models of severe asthma, namely, Alternaria alternata-induced and house dust mite (HDM)/diesel exhaust particle (DEP)-induced asthma. hUC-MSC treatment attenuated lung type 2 (Th2 and type 2 innate lymphoid cell) inflammation in both models. However, these effects were only observed with particular treatment routes and timings. In vitro co-culture showed that hUC-MSC directly downregulated the interleukin (IL)-5 and IL-13 production of differentiated mouse Th2 cells and peripheral blood mononuclear cells from asthma patients. Thus, these results showed that hUC-MSC treatment can ameliorate asthma by suppressing the asthmogenic cytokine production of effector cells. However, the successful clinical application of MSCs in the future is likely to require careful optimization of the route, dosage, and timing.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권2호
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• pp.275-281
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• 2018

선박용 연료유가 연소하는 과정에서 배출되는 오염물질은 대기오염을 유발하고 인체에 유해한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 그에 따라, IMO에서는 선박에서 배출되는 오염물질을 규제하고 있다. 하지만 입자상물질(Particulate matter: PM)에 대한 규제는 아직 논의단계에 있으므로 선제적인 대응이 필요하다. 그러기 위해서는 입자상물질에 대한 기초적인 연구가 필수적이다. 이번 연구에서는 해상용 연료유에서 발생하는 입자상물질의 기초 데이터 구축을 위해 선박 디젤 엔진에 사용되는 연료유의 무차원 광소멸계수($K_e$)를 계측하여 분석하였다. 특성 비교를 위해 육상 디젤 엔진에 사용되는 연료유를 같은 방법으로 측정하였다. 두 연료유는 황함유량과 밀도에서 차이가 난다. 무차원 광소멸계수($K_e$)는 633 nm의 레이저를 이용하여 광학적인 방법으로 측정하고 중력식 필터법에 의해 채집된 입자상물질의 체적분율을 이용하여 결정하였다. 선박용 연료유에서 배출되는 입자상물질의 무차원 광소멸계수($K_e$)는 8.28이고, 육상용 연료유는 8.44이다. 두 연료유의 무차원 광소멸계수($K_e$)는 측정 불확도 범위내에서 거의 유사하였다. 하지만 Rayleigh limit 해법에서 구한 값과의 비교를 통해 광산란 비중이 클 수 있는 부분과 광투과율과 채집질량과의 관계를 통해 광소멸 특성이 상이할 수 있음을 확인하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권4호
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• pp.1108-1119
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• 2018

대기오염에 대한 관심은 국내 외에서 점진적으로 상승하고 있으며, 자동차 및 연료 연구자들은 청정(친환경 대체연료) 연료와 연료품질 향상 등을 위해 새로운 엔진 설계, 혁신적인 후 처리 시스템 등의 많은 접근을 통하여 차량 배출가스와 온실가스를 감소시키려고 노력하고 있다. 이러한 연구들은 주로 차량의 배출가스 (규제 및 미규제물질, PM 입자 배출 등)와 온실가스의 두 가지 이슈로 진행되고 있다. 자동차의 배출가스는 환경오염과 인체에 악영향을 주는 많은 문제를 일으키고 있다. 이러한 배출가스를 줄이기 위하여 각국에서는 배출가스 시험모드를 새로 만들어 규제하고 있다. 2007 년부터 UN ECE의 WP.29 포럼에서 배출가스 인증을 위한 전 세계의 조화된 light-duty 차량 시험 절차 (WLTP)가 개발되었다. 이 시험 절차는 유럽과 동시에 국내 light-duty 디젤 차량에도 적용되어졌다. Light-duty 차량의 대기오염 물질 배출량은 거리 당 무게로 규제되어 있어 주행주기가 결과에 영향을 미칠 수 있다. 차량의 배출가스는 주행 및 환경조건, 주행습관 등에 따라 크게 달라진다. 극단적인 외기온도는 배출가스를 증가시키는데, 이것은 더 많은 연료가 실내를 가열하거나 냉각해야하기 때문이다. 또한 높은 주행속도는 증가된 항력을 극복하기 위해 필요한 에너지로 인해 배출가스 량을 증가시킨다. 일반적으로 상승하는 차량속도와 비교할 때, 급격한 차량가속도도 배출가스를 증가시킨다. 부가적인 장치 (에어컨 또는 히터)와 도로경사 또한 배출가스를 증가시킨다. 본 연구에서는 3대의 light-duty 차량을 가지고 light-duty 차량의 배출가스 규제에 사용되는 WLTP, NEDC 및 FTP-75로 시험을 하였으며, 배출가스가 다른 주행 사이클에 의해 얼마나 많은 영향을 받을 수 있는지를 측정하였다. 배출 가스는 통계적으로 의미있는 차이를 보이지 않았다. 최대 배출 가스는 주로 냉각 된 엔진 조건에 의해 야기되는 WLTP의 저속 단계에서 발견된다. 냉각 된 엔진 상태에서 배출가스의 양은 시험 차량과 크게 다르다. 이는 WLTP 구동 사이클에 대처하기 위해 다른 기술적 솔루션이 필요하다는 것을 의미한다.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제12권3호
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• pp.255-273
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• 2018

To develop effective emission abatement strategies for eighteen coal-fired power plants located throughout Korea, power plant emission data and TAPM (The Air Pollution Model) were used to quantify the impact of emission reductions on primary $PM_{10}$ concentrations. TAPM was validated for two separate time periods: a high $PM_{10}$ concentration period from April 7 to 12, 2016, and a low $PM_{10}$ concentration period from June 1 to June 6 2016. The validated model was then used to analyze the impacts of five applicable power plant shut-down scenarios. The results showed that shut-down of four power plants located within the Seoul metropolitan area (SMA) would result in up to 18.9% reduction in maximum $PM_{10}$ concentrations, depending on synoptic conditions. A scenario for the shutdown of a single low stack height with highest-emission power plant located nearest to Seoul showed a small impact on averaged $PM_{10}$ concentrations (~1%) and 4.4% ($0.54{\mu}g/m^3$) decrease in maximum concentration. The scenario for four shutdowns for power plants aged more than 30 years within SMA also showed a highest improvement of 6.4% ($0.26{\mu}g/m^3$ in April) in averaged $PM_{10}$ concentrations, and of 18.9% ($2.33{\mu}g/m^3$ in June) in maximum concentration, showing almost linear relationship in and around SMA. Reducing gaseous air pollutant emissions was also found to be significant in controlling high $PM_{10}$ concentrations, indicating the effectiveness of coreduction of power plant emissions together with diesel vehicle emissions in the SMA. In addition, this study is implying that secondary production process generating $PM_{10}$ pollution may be a significant process throughout most regions in Korea, and therefore concurrent abatement of both gas and particle emissions will result in more pronounced improvements in air quality over the urban cities in South Korea.

• 한국가스학회지
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• 제18권6호
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• pp.7-13
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• 2014

국내 외에서 대기 오염에 대한 관심은 높은 편이며, 자동차 및 연료 연구자들은 깨끗한 (친환경 대체연료) 연료와 연료 품질에 맞춘 새로운 엔진 설계의 구성, 혁신적인 후처리 시스템 등의 접근을 통하여 차량의 배기가스 배출을 줄이려고 노력하고 있다. 이러한 연구는 다음과 같은 다양한 주요 이슈를 가져오게 된다. PM 배출량이 디젤과 가솔린 차량에 대해 규제해야 하는지 여부와 가솔린 및 LPG 차량이 PM 배출가스 규제에서 무시될 수 있는지 여부이다. 마지막으로 온실 가스 (C$CO_2$, $CH_4$, $N_2O$) 규제가 자동차 배출 규제를 포함하여 논의 것 등이다. 자동차의 온실 가스 및 배출가스(PM)는 환경오염, 건강 악영향 등의 원인으로 많은 문제점을 일으키게 된다. 본 논문에서는 자동차 저온 시동성 및 배출가스에 대해 LPG 연료의 영향을 논의하였다. 또한 본 논문은 시험 온도에 대한 배출가스 특성을 평가하였다. 이때의 시험온도는 시험모드 상의 온도와 국내 겨울철 최저온도를 기준으로 나누어서 실시하였다. 본 연구를 통해 시동성 및 배출가스, 온실가스 배출의 상관관계를 분석하고자 하였다.

• 대한한방내과학회지
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• 제38권3호
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• pp.353-366
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• 2017

Objective: This study aimed to use a mouse model to evaluate the effects of Gwaruhaengryeon-hwan (GHH) on chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and particulate matter induced lung injury. Materials and Methods: The study was carried out in two ways (in vitro, in vivo). In vitro RAW 264.7 cells (mouse macrophage) were used and analyzed by flow cytometry, ELISA. In vivo lipopolysaccharide (LPS) and cigarette smoke solution (CSS), or coal, fly ash, diesel exhaust particle (CFD) challenged mice were used and its BALF was analyzed by ELISA, lung tissue by real-time PCR. Results: In vitro, GHH maintained an 80-100% rate of viability. So cytotoxicity was not shown. In the ELISA analysis with RAW 264.7 cells, GHH significantly decreased NO over $30{\mu}g/ml$. In the ELISA analysis, GHH significantly decreased $TNF-{\alpha}$, IL-6 over $300{\mu}g/ml$. In the COPD model, the GHH 200 mg/kg dosage group, the application of GHH significantly decreased the increasing of neutrophils, $TNF-{\alpha}$, IL-17A, MIP2, CXCL-1 in BALF, $TNF-{\alpha}$, $IL-1{\beta}$ mRNA expression in lung tissue and histological lung injury. In the CFD induced lung injury model, the GHH 200 mg/kg dosage group, the application of GHH significantly decreased the increase of neutrophils, $TNF-{\alpha}$, IL-17A, MIP2, CXCL-1 in BALF, MUC5AC, $TGF-{\beta}$ mRNA expression in lung tissue and histological lung injury. Conclusion: This study suggests the usability of GHH for COPD patients by controlling lung tissue injury.

• 청정기술
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• 제25권3호
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• pp.206-222
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• 2019

최근에는 다양한 다상오염물 거동 흐름 모델들이 개발되었고 일부는 상용화되기도 하였으나, 대부분이 압력기저접근방식을 갖고 개발된 프로그램들이므로 다양한 수치적 어려움을 내재하고 있다. 이러한 수치적 어려움을 극복하기 위해서는 분율흐름접근방식을 따르는 기존 다상흐름거동 수치모델로 개발된 MultiPhaSe flow (MPS) 모델에 계면활성제에 의한 용해 현상을 모사할 수 있는 오염물 거동 모듈을 결합해서 MultiPhaSe flow and TranSport (MPSTS) 프로그램을 본 연구에서 개발하였다. 개발된 모델은 Clement의 해석 해를 사용하여 검증하였다. 여기서 MPSTS프로그램은 입자추적법과 결합한 라그랑지안-율러리안 기법을 이용해서 상간물질전달 효과와 다상내 오염물 거동 기능을 결합한 계면활성제 활용 복원과정을 모사할 수 있는 프로그램이다. 본 연구에서는 개발된 모델을 이용해서 소수성 액체(non aqueous phase liquid, NAPL)로 오염된 지역의 계면활성제에 의한 오염 정화 시 층상구조를 가지는 수리지질학적 불 균질성이 복원효율에 미치는 영향을 수치 모의 하였다. 수치모의 결과, 하부 층의 수리전도도가 상부 층의 수리전도도보다 10배, 20배, 50배로 큰 경우에 대해서 하부에서 물속에 용해된 디젤의 농도가 높게 나타난다. 왜냐하면 계면활성제가 하부 층을 따라서 좀 더 빨리 움직여서 하부 층에서 잔류 소수성 액체를 좀 더 많이 용해시켰기 때문이다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제47권1호
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• pp.81-88
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• 2023

Background: Air pollution has led to an increased exposure of all living organisms to fine dust. Therefore, research efforts are being made to devise preventive and therapeutic remedies against fine dust-induced chronic diseases. Methods: Research of the respiratory protective effects of KRG extract in a particulate matter (PM; aerodynamic diameter of <4 ㎛) plus diesel exhaust particle (DEP) (PM4+D)-induced airway inflammation model. Nitric oxide production, expression of pro-inflammatory mediators and cytokines, and IRAK-1, TAK-1, and MAPK pathways were examined in PM4-stimulated MH-S cells. BALB/c mice exposed to PM4+D mixture by intranasal tracheal injection three times a day for 12 days at 3 day intervals and KRGE were administered orally for 12 days. Histological of lung and trachea, and immune cell subtype analyses were performed. Expression of pro-inflammatory mediators and cytokines in bronchoalveolar lavage fluid (BALF) and lung were measured. Immunohistofluorescence staining for IRAK-1 localization in lung were also evaluated. Results: KRGE inhibited the production of nitric oxide, the expression of pro-inflammatory mediators and cytokines, and expression and phosphorylation of all downstream factors of NF-κB, including IRAK-1 and MAPK/AP1 pathway in PM4-stimulated MH-S cells. KRGE suppressed inflammatory cell infiltration and number of immune cells, histopathologic damage, and inflammatory symptoms in the BALF and lungs induced by PM4+D; these included increased alveolar wall thickness, accumulation of collagen fibers, and TNF-α, MIP2, CXCL-1, IL-1α, and IL-17 cytokine release. Moreover, PM4 participates induce alveolar macrophage death and interleukin-1α release by associating with IRAK-1 localization was also potently inhibited by KRGE in the lungs of PM4+D-induced airway inflammation model. KRGE suppresses airway inflammatory responses, including granulocyte infiltration into the airway, by regulating the expression of chemokines and inflammatory cytokines via inhibition of IRAK-1 and MAPK pathway. Conclusion: Our results indicate the potential of KRGE to serve as an effective therapeutic agent against airway inflammation and respiratory diseases.

• 한국대기환경학회지
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• 제34권3호
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• pp.430-446
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• 2018

To improve understanding of the sources and chemical properties of particulate pollutants on the Korean Peninsula, An Aerodyne High Resolution Time of Flight Aerosol Mass Spectrometer (HR-ToF-AMS) measured non-refractory fine particle ($NR-PM_1$) from 2013 to 2015 at Baengnyeong Island and Seoul metropolitan area (SMA), Korea. The chemical composition of $NR-PM_1$ in Baengnyeong island was dominated by organics and sulfate in the range of 36~38% for 3 years, and the organics were the dominant species in the range of 44~55% of $NR-PM_1$ in Seoul metropolitan area. The sulfate was found to be more than 85% of the anthropogenic origin in the both areas of Baengnyeong and SMA. Ratio of gas to particle partition of sulfate and nitrate were observed in both areas as more than 0.6 and 0.8, respectively, representing potential for formation of additional particulate sulfate and nitrate. The high-resolution spectra of organic aerosol (OA) were separated by three factors which were Primary OA(POA), Semi-Volatility Oxygenated Organic Aerosol (SV-OOA), and Low-Volatility OOA(LV-OOA) using positive matrix factorization (PMF) analysis. The fraction of oxygenated OA (SOA, ${\fallingdotseq}OOA$=SV-OOA+LV-OOA) was bigger than the fraction of POA in $NR-PM_1$. The POA fraction of OA in Seoul is higher than it of Baengnyeong Island, because Seoul has a relatively large number of primary pollutants, such as gasoline or diesel vehicle, factories, energy facilities. Potential source contribution function (PSCF) analysis revealed that transport from eastern China, an industrial area with high emissions, was associated with high particulate sulfate and organic concentrations at the Baengnyeong and SMA sites. PSCF also presents that the ship emissions on the Yellow Sea was associated with high particulate sulfate concentrations at the measurement sites.