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SARS-CoV-2 Infection Induces HMGB1 Secretion Through Post-Translational Modification and PANoptosis

  • Man Sup Kwak;Seoyeon Choi;Jiseon Kim;Hoojung Lee;In Ho Park;Jooyeon Oh;Duong Ngoc Mai;Nam-Hyuk Cho;Ki Taek Nam;Jeon-Soo Shin
    • IMMUNE NETWORK
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    • 제23권3호
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    • pp.25.1-25.17
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    • 2023
  • Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infection induces excessive pro-inflammatory cytokine release and cell death, leading to organ damage and mortality. High-mobility group box 1 (HMGB1) is one of the damage-associated molecular patterns that can be secreted by pro-inflammatory stimuli, including viral infections, and its excessive secretion levels are related to a variety of inflammatory diseases. Here, the aim of the study was to show that SARS-CoV-2 infection induced HMGB1 secretion via active and passive release. Active HMGB1 secretion was mediated by post-translational modifications, such as acetylation, phosphorylation, and oxidation in HEK293E/ACE2-C-GFP and Calu-3 cells during SARS-CoV-2 infection. Passive release of HMGB1 has been linked to various types of cell death; however, we demonstrated for the first time that PANoptosis, which integrates other cell death pathways, including pyroptosis, apoptosis, and necroptosis, is related to passive HMGB1 release during SARS-CoV-2 infection. In addition, cytoplasmic translocation and extracellular secretion or release of HMGB1 were confirmed via immunohistochemistry and immunofluorescence in the lung tissues of humans and angiotensin-converting enzyme 2-overexpressing mice infected with SARS-CoV-2.

육계에서 가시오갈피 급여에 따른 생산성, 혈액 생화학적 성상 및 면역 사이토카인 발현에 미치는 영향 (Effect of Supplementation of Acanthopanax senticosus on Growth Performance, Blood Biochemical Profiles and Expression of Pro-Inflammatory Cytokines in Broiler Chicks)

  • 장인석;문양수;손시환
    • 한국가금학회지
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    • 제42권3호
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    • pp.197-204
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    • 2015
  • 본 연구는 천연항산화 생리활성 소재로서 가시오갈피를 육계에게 0(CON), 0.5(AS1) 및 1.0%(AS2) 수준으로 급여하여 생산성, 면역장기 무게, 혈액 생화학적 성상 및 친염증 사이토카인 mRNA 발현에 미치는 영향을 조사하였다. 전 사육기간에서 가시오갈피 급여에 따른 체중, 증체 및 사료섭취량은 유의적 차이를 보이지 않았으나, AS2구에서 사료요구율이 유의적으로(p<0.05) 저하되었다. 면역장기 무게를 관찰한 결과, 간, 비장, F-낭 및 흉선 무게는 가시오갈피 급여에 따른 영향이 없었다. 혈액 생화학적 성분에서 albumin, total protein, cholesterol, AST, ALT 등과 같은 대부분의 성분은 대조구와 처리구간 차이는 없었다. 그러나 triglycerides는 대조구에 비해 AS2구에서 현저히(p<0.05) 높았고, glucose 수준은 대조구에 비해 가시오갈피 급여구에서 현저히(p<0.05) 증가되었다. 친염증 사이토카인 mRNA 발현을 조사한 결과, 가시오갈피 급여에 따라 백혈구의 IFN-${\gamma}$ mRNA 발현이 현저히(p<0.05) 감소되었으며, IL1-${\beta}$, IL-6, TNF-${\alpha}$, iNOS 등은 유의적 차이는 없었지만, 감소되는 경향이 있었다. 비장에서 친염증 사이토카인 발현은 유의적 차이가 없었다. 간 조직에서는 0.5% 가시오갈피 급여에 따라 iNOS mRNA 발현이 유의적으로(p<0.05) 감소하였지만, 다른 친염증 사이토카인 발현은 유의적 차이는 없었다. 따라서 육계 생산성 및 친염증 사이토카인 발현에 미치는 영향 등을 고려할 경우, 0.5% 수준의 가시오갈피 급여가 가장 바람직한 것으로 판단된다.

주조직적합항원이 불일치하는 마우스 동종 조혈모세포이식에서 IL-2로 유도된 CD4+CD25+ T세포를 이용한 이식편대숙주병의 억제 (Inhibition of Graft Versus Host Disease Using CD4+CD25+ T Cells Induced with Interleukin-2 in Mismatched Allogeneic Murine Hematopoietic Stem Cell Transplantation)

  • 현재호;정대철;정낙균;박수정;민우성;김태규;최병옥;김원일;한치화;김학기
    • IMMUNE NETWORK
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    • 제3권4호
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    • pp.287-294
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    • 2003
  • Background: In kidney transplantation, donor specific transfusion may induce tolerance as a result of some immune regulatory cells against the graft. In organ transplantation, the immune state arises from a relationship between the immunocompromised graft and the immunocompetent host. However, a reverse immunological situation exists between the graft and the host in hematopoietic stem cell transplantation (HSCT). In addition, early IL-2 injections after an allogeneic murine HSCT have been shown to prevent lethal graft versus host disease (GVHD) due to CD4+ cells. We investigated the induction of the regulatory CD4+CD25+ cells after a transfusion of irradiated recipient cells with IL-2 into a donor. Methods: The splenocytes (SP) were obtained from 6 week-old BALB/c mice ($H-2^d$) and irradiated as a single cell suspension. The donor mice (C3H/He, $H-2^k$) received $5{\times}10^6$ irradiated SP, and 5,000 IU IL-2 injected intraperitoneally on the day prior to HSCT. The CD4+CD25+ cell populations in SP treated C3H/He were analyzed. In order to determine the in vivo effect of CD4+CD25+ cells, the lethally irradiated BALB/c were transplanted with $1{\times}10^7$ donor BM and $5{\times}10^6$ CD4+CD25+ cells. The other recipient mice received either $1{\times}10^7$ donor BM with $5{\times}10^6$ CD4+ CD25- cells or the untreated SP. The survival and GVHD was assessed daily by a clinical scoring system. Results: In the MLR assay, BALB/c SP was used as a stimulator with C3H/He SP, as a responder, with or without treatment. The inhibition of proliferation was $30.0{\pm}13%$ compared to the control. In addition, the MLR with either the CD4+CD25+ or CD4+CD25- cells, which were isolated by MidiMacs, from the C3H/He SP treated with the recipient SP and IL-2 was evaluated. The donor SP treated with the recipient cells and IL-2 contained more CD4+CD25+ cells ($5.4{\pm}1.5%$) than the untreated mice SP ($1.4{\pm}0.3%$)(P<0.01). There was a profound inhibition in the CD4+CD25+ cells ($61.1{\pm}6.1%$), but a marked proliferation in the CD4+CD25- cells ($129.8{\pm}65.2%$). Mice in the CD4+CD25+ group showed low GVHD scores and a slow progression from the post-HSCT day 4 to day 9, but those in the control and CD4+CD25- groups had a high score and rapid progression (P<0.001). The probability of survival was 83.3% in the CD4+CD25+ group until post-HSC day 35 and all mice in the control and CD4+CD25- groups died on post-HSCT day 8 or 9 (P=0.0105). Conclusion: Donor graft engineering with irradiated recipient SP and IL-2 (recipient specific transfusion) can induce abundant regulatory CD4+CD25+ cells to prevent GVHD.

복합생균제가 육계의 생산성, 혈액생화학성분과 면역지표, 소화효소 활성도, 분중 미생물 및 유해가스 발생에 미치는 영향 (Effects of Probiotic Complex on Performance, Blood Biochemical and Immune Parameters, Digestive Enzyme Activity, Fecal Microbial Population and Noxious Gas Emission in Broiler Chicks)

  • 김민정;전동경;안호성;윤일규;문은서;이재현;임용;장인석
    • 한국가금학회지
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    • 제47권3호
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    • pp.169-180
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    • 2020
  • 본 연구는 복합생균제(L. plantarum, B. subtilis, Saccharomyces cerevisiae)를 0%(CON, 대조군), 0.25%(PC1) 및 0.5%(PC2) 수준으로 급여하여 육계의 생산성, 장기 무게, 혈액 생화학적 성상 및 면역지표, 소화효소 활성도, 분의 미생물 군락 및 유해가스 발생에 미치는 영향을 조사하기 위해 실시되었다. 복합생균제 급여는 체중 등과 같은 생산성에는 유의적 영향을 미치지 않았다. 간과 흉선 무게는 복합생균제 급여에 따른 영향이 없었으나, 소장 점막세포 무게는 PC1군에서 유의하게(P<0.05) 증가하였다. Glucose, cholesterol, AST, ALT 등과 같은 혈액 생화학성분은 복합생균제 급여에 따른 변화가 없었다. 분비형 면역글로불린 A(sIgA) 수준은 PC2군에서 대조군과 비교해 소장 점막세포에서 유의하게(P<0.05) 증가하였으며, 혈액에서도 PC2군에서 대조군보다 약 20% 증가하는 경향을 보였다. 혈액과 소장 점막세포의 IL-1β 수준은 복합생균제 급여에 따른 차이가 없었다. 또한, 복합생균제 급여가 소장 점막세포의 maltase, sucrase 및 leucine aminopeptidase 활성도에는 영향을 미치지 않았다. 한편 Lactobacillus 및 Saccharomyces cerevisiae cfu 수준은 복합생균제 0.5% 급여군에서 대조군보다 유의하게(P<0.05) 증가하였고, E. coli cfu 값은 감소하였다(P<0.05). 복합생균제 0.5% 급여 시 분에서 황화수소(H2S) 발생량은 유의하게(P<0.05) 감소하였으며, 메틸메르캅탄(CH3SH) 발생량 역시 50% 수준으로 낮았다. 결론적으로 복합생균제 급여(0.25% 및 0.5%)는 육계의 생산성에는 영향을 미치지 않았지만 0.5% 수준으로 급여할 경우 소장 점막세포의 sIgA 증가와 유익 미생물 균총의 증식을 유도하여 분의 유해가스 발생을 감소시키는 것으로 나타났다.

의료기관 지하시설의 라돈가스 측정과 내부피폭 조사 (Evaluation of Indoor Radon Levels in a Hospital Underground Space and Internal Exposure)

  • 송재호;진계환
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제5권5호
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    • pp.231-235
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    • 2011
  • 라돈($^{222}Rn$)은 지각의 암석이나 토양 또는 건축자재 중에 들어 있는 우라늄($^{238}U$)과 토륨($^{232}Th$)이 몇 단계의 방사성붕괴과정을 거친 후 생성되는 무색무취의 불활성기체로 광산이나 지하같이 밀폐된 공간에 잘 축적된다. 호흡기를 통하여 폐로 유입되고 라돈의 딸핵종이 폐나 기관지에 침적되어 폐암을 일으키는 원인이 된다. 사람의 생명을 다루는 의료기관에서의 라돈피폭은 평상시 방사선피폭량이 많은 방사선관계종사자와 면역력이 약한 환자에게 큰 위험이 될 수 있다는 판단에 이 실험을 실시하였다. 실험에 쓰인 계측기는 실시간 라돈측정기인 Professional Continuous Radon monitor이며 계측장소는 두 개의 병원 지하1층에서 지상2층까지 층별로 오전 10시부터 오후 3시까지 측정 하였다. Professional Continuous Radon monitor계측결과는 최소 14.8 Bq/$m^3$에서 최대 70.3 Bq/$m^3$로 국내기준치인 148 Bq/$m^3$이하로 나타났으며 유효선량은 최소 0.296 mSv에서 최대 1.406 mSv로 일년간 자연방사선으로부터 피폭되는 방사선량인 2.4 mSv의 10~58.3% 수준으로 나타났다.

노화의 기전과 예방 (Mechanism of aging and prevention)

  • 김재식
    • IMMUNE NETWORK
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    • 제1권2호
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    • pp.104-108
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    • 2001
  • Aging is a senescence and defined as a normal physiologic and structural alterations in almost all organ systems with age. As Leonard Hayflick, one of the first gerontologists to propose a theory of biologic aging, indicated that a theory of aging or longevity satisfies the changes of above conditions to be universal, progressive, intrinsic and deleterious. Although a number of theories have been proposed, it is now clear that cell aging (cell senescence) is multifactorial. No single mechanism can account for the many varied manifestations of biological aging. Many theories have been proposed in attempt to understand and explain the process of aging. Aging is effected in individual by genetic factors, diet, social conditions, and the occurrence of age-related diseases as diabetes, hypertension, and arthritis. It involves an endogenous molecular program of cellular senescence as well as continuous exposure throughout life to adverse exogenous influences, leading to progressive infringement on the cell's survivability so called wear and tear. So we could say the basic mechanism of aging depends on the irreversible and universal processes at cellular and molecular level. The immediate cause of these changes is probably an interference in the function of cell's macromolecules-DNA, RNA, and cell proteins-and in the flow of information between these macromolecules. The crucial questions, unanswered at present, concerns what causes these changes in truth. Common theories of aging are able to classify as followings for the easy comprehension. 1. Biological, 1) molecular theories - a. error theory, b. programmed aging theory, c. somatic mutation theory, d. transcription theory, e. run-out-of program theory, 2) cellular theories - a. wear and tear theory, b. cross-link theory, c. clinker theory, d. free radical theory, e. waste product theory, 3) system level theory-a. immunologic/autoimmune theory, 4) others - a. telomere theory, b. rate of living theory, c. stress theory, etc. Prevention of aging is theoretically depending on the cause or theory of aging. However no single theory is available and no definite method of delaying the aging process is possible by this moment. The most popular action is anti-oxidant therapy using vitamin E and C, melatonin and DHEA, etc. Another proposal for the reverse of life-span is TCP-17 and IL-16 administration from the mouse bone marrow B cell line study for the immunoglobulin VDJ rearrangement with RAG-1 and RAG-2. Recently conclusional suggestion for the extending of maximum life-span thought to be the calory restriction.

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랫드에서 혈액지질 감소에 관한 오메가 6와 3 지방산 비율의 생화학적 메카니즘 (Biochemical mechanism of the ratio of omega 6 to 3 fatty acid on blood lipid reduction in rats)

  • 이승형;김진수;최두형;김창래;엄경환;박병성
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.315-326
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    • 2017
  • 본 연구는 차세대 랫드에서 혈액 지질 감소에 관한 식이 내 오메가 6와 3 지방산 비율의 생화학적 메카니즘을 조사하였다. 실험처리군은 오메가 6:오메가 3비율 0 (대조구), 1:1, 8:1, 19:1로 구분하였다. 혈액 중성지방, 총콜레스테롤, 저밀도지질단백질(LDL-C), aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), glucose의 수준은 오메가 6:오메가 3 비율 1:1 그룹에서 가장 낮았다. 혈액 고밀도지질단백질(HDL-C), 인지질의 수준은 오메가 6:오메가 3 비율 1:1 그룹이 가장 높았다. HMG-CoA reductase activity는 전체 저리구 가운데 오메가 6:오메가 3 비율 1:1, 8:1 그룹에서 가장 강하게 억제되었으나 분을 통한 스테롤의 배설량은 촉진되었다. 혈액 오메가 6:오메가 3 비율은 섭취한 식이 내 오메가 6:오메가 3 비율 증가에 따른 농도 의존적으로 감소하였다. 본 연구결과는 부모 세대로부터 차세대 랫드에 이르기까지 오메가 6:오메가 3 비율이 8:1 이하로 낮아진 식이를 섭취하면 영양소 대사작용 활성화 메카니즘에 의한 혈액 중 유해지질 감소, 간 기능 유지 및 성장을 자극한다는 새로운 사실을 나타낸다.

Anticancer Effects of Typhae Pollen on HepG2 Human Hepatocellular Carcinoma

  • Joo, Jeong-Hyun;Kim, Kyung-Soon;Choi, Hong-Sik;Kim, Seung-Mo
    • 동의생리병리학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.261-270
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    • 2018
  • The aim of this study was to evaluate the antitumor activities of Typhae pollen (TP) by confirming in vitro cytotoxicity and in vivo anti-tumor and immune-modulatory effect with anti-cachexia effect. The MTT assay is used in HepG2 cell to detect potential cytotoxic activities of aqueous extract of Typhae pollen (TPe). After HepG2 tumor cell implantation, eight mice per groups were assigned to six groups. Three different dosages of TPe (500, 250 and 125 mg/kg) were orally administered in the amount of $10m{\ell}/kg$ and sorafenib also administered 20mg/kg, every day for 35 days from 28 days after the tumor cell implantation. We observed the changes on body weights, tumor volume and weights, lymphatic organ, serum interferon $(IFN)-{\gamma}$ levels, splenocytes and peritoneal NK cell activity, splenic tumor necrosis factor $(TNF)-{\alpha}$, interleukin $(IL)-1{\beta}$, IL-10 contents. Periovarian fat weights, serum IL-6 levels, thicknesses of deposited periovarian adipose tissue and mean diameters were also detected to monitor the tumor-related anticachexic effects. In tumor masses, the immunoreactivities of cleaved caspase-3 and cleaved poly (ADP-ribose) polymerase (cleaved PARP) - apoptotic marks, cyclooxygenase-2 (COX-2), inducible nitric oxide synthases (iNOS) and tumor necrosis factor $(TNF)-{\alpha}$ were additionally observed by immunohistochemistry. The results were compared with sorafenib. Decreases of COX-2 were demonstrated in sorafenib and TPe treated mice and also increases of iNOS in tumor masses were observed in TPe, not in sorafenib. TPe increased periovarian fat pad weights compared with tumor-bearing controls and sorafenib treated mice. TPe showed increases of splenic $TNF-{\alpha}$, IL-10 and $IL-1{\beta}$, serum $IFN-{\gamma}$ and NK cell activities corresponding to increases of spleen weights, lymph node weights and non-atrophic changes of lymph nodes. Our results show oral treatment of TPe 500, 250 and 125 mg/kg has potent in vitro and in vivo antitumor activities through modest cytotoxic effects, immunomodulatory effects and apoptotic activities in HepG2 tumor cells. In addition, TPe can prevent cancer related cachexia.

지방세포배양액이 유방암세포주에서 GITRL의 발현을 유도 (Adipocyte Culture Medium Stimulates GITRL Expression in MDA-MB-231 Cells)

  • 백아미;박미영;박정수;한정혜;양영
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제52권3호
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    • pp.103-108
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    • 2009
  • 비만은 유방암을 일으키는 잠재적 위험 요소 중 하나이며 현재 이들의 상관관계를 밝히려는 많은 연구들이 진행 중에 있다. 지방세포는 유방조직을 이루는 기질세포 중 가장 높은 비중을 차지하며, 이들이 분비하는 물질인 아디포카인이 유방암의 성장과 전이에 영향을 줄 것으로 예상되어지고 있다. 지방조직이 생산하는 아디포카인들 중 렙틴은 유방암 세포의 증식능력을 증가시키고 아디포넥틴의 경우 반대로 증식억제 기능을 보인다는 연구 결과가 있다. 또한 정상의 경우와 비교해서 비만 환자에게서 렙틴의 양은 증가되어져 있으며 그와 반대로 아디포넥틴은 비만환자에게서 감소 경향을 보인다. 이는 비만에 의하여 변화되는 아디포카인들이 서로 작용하여 비만한 유방암환자의 유방암세포증식을 촉진할 수 있음을 뜻한다. 본 연구에서는 지방세포의 분비 물질인 아디포카인들에 의해 조절되는 유방암세포의 유전자들을 조사하기 위해 유방암세포주인 MDA-MB-231 세포주에 지방세포 배양액을 처리하였으며, 이 증가되는 유전자 중 glucocorticoid-induced TNF receptor-related protein ligand(GITRL)를 선택 연구하였다. GITRL은 지방세포 배양액을 처리한 MDA-MB-231 세포주에서 높게 발현되었으며, proteinase-K를 처리한 지방세포 배양액에 의해서는 발현 정도에 변화가 없었다. 이는 지방세포가 분비하는 단백질인자 중 하나가 유방암 세포의 GITRL 발현을 증가시킴을 말한다. 또한 유방암 세포주 MDA-MB-231 세포에서 증가된 GITRL은 그 자체의 전이 능력에는 영향을 주지 못하였으나, glucocorticoid-induced TNF receptor-related protein(GITR)을 발현하는 자연살해 세포주인 NK92세포와의 상호작용 때에는 전이 능력을 감소시켰다.

흰쥐의 전립선에 대한 셀레늄(Se)의 방사선 방호효과 (Radiation Protection Effect of Selenium on the Rat's Prostate)

  • 최형석;최준혁;정도영;김장오;신지혜;김주희;민병인
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제40권2호
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    • pp.317-322
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    • 2017
  • 첨단 의료 장비의 보급으로 의료 분야의 방사선 활용도가 증가하면서 천연물을 활용한 방사선 방호제 연구는 사회적으로 중요한 과제가 되고 있다. 천연물인 셀레늄(Se)이 전립선에서 높게 발현되며 전립선 세포에 필수적인 역할을 한다는 것으로 알려져 있다. 전립선 조직을 대상으로 셀레늄에 의한 방사선 방호 효과를 연구하기 위하여 10 Gy의 방사선을 조사 시킨 후 1, 7, 21일 기간에 따른 혈구성분 및 항산화효소(Superoxide Dismutase; SOD) 활성 변화와 조직학적 변화를 관찰하였다. 방사선조사군(Rad)에 비해 셀레늄 투여 후 방사선조사군(Se+Rad)에서 조혈면역계의 손상을 경감시키는 유의한 방호 효과가 있었다(p<0.05). 셀레늄이 항산화효소인 Superoxide Dismutase(SOD)의 활성을 증가시키는 유효한 성분이며, 방사선 조사에 의한 전립선비대증의 발현을 억제하는 효과가 있음을 확인하였다. 셀레늄이 부득이하게 수반되는 방사선 피폭으로 인한 전립선 관련 질병의 예방과 방사선 방호제로서 유용성이 있을 것이라 사료된다.