• 제목/요약/키워드: in vitro cytotoxicity

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모단피의 PC12 cell 산화억제 효과 및 neuronal 유전자 발현 profile 분석에 대한 연구 (Effect of Moutan Cortex Radicis on gene expression profile of differentiated PC12 rat cells oxidative-stressed with hydrogen peroxide)

  • 김현희;노삼웅;나영인;배현수;신민규;김정숙;홍무창
    • 동의생리병리학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.529-541
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    • 2003
  • Yukmijihwang-tang has been widely used as an and-aging herbal medicine for hundred years in Asian countries. Numerous studies show that Yukmijihwangtang has anti-oxidative effect both in vivo and in vitro. It has been reported that Moutan Cortex Radicis extract (MCR) was the most effective herb in Yukmijihwang-tang on undifferentiated PC12 cells upon oxidative-stressed with hydrogen peroxide. The purpose of this study is to; 1) evaluate the recovery of neuronal damage by assessing the anti-oxidant effect of MCR on PC12 cells differentiated with nerve growth factor (NGF), 2) identify candidate genes responsible for anti-oxidative effect on differentiated PC12 cells by oligonucleotide chip microarray. PC12 cells, which were differentiated by treating with NGF, were treated without or with hydrogen peroxide in the presence or absence of various concentration of MCR. Cell survival was determined by using MTS assay. Measurement of intracellular reactive oxygen species (ROS) generation was determined using the H2DCFDA assay The viability of cells treated with MCR was significantly recovered from stressed PC12 cell. In addition, wide rage of concentrations of MCR shows dose-dependent inhibitory effect on ROS production in oxidative-stressed cells. Total RNAs of cells without treatment(Control group), only treated with H₂O₂ (stressed group) and treated with both H₂O₂ and of MCR (MCR group) were isolated, and cDNAs was synthesized using oligoT7(dT) primer. The fragmented cRNAs, synthesized from cDNAs, were applied to Affymetrix GeneChip Rat Neurobiology U34 Array. mRNA of Calcium/calmodulin-dependent protein kinase II delta subunit(CaMKII), neuron glucose transporter (GLUT3) and myelin/oligodendrocyte glycoprotein(MOG) were downregulated in Stressed group comparing to Control group. P2X2-5 receptor (P2X2R-5), P2X2-4 receptor (P2X2R-4), c-fos, 25 kDa synaptosomal attachment protein(SNAP-25a) and GLUT3 were downregulated, whereas A2 adenosine receptor (A2AR), cathechol-O-methyltransferase(COMT), glucose transporter 1 (GLUT1), EST223333, heme oxygenase (HO), VGF, UI-R-CO-ja-a-07-0-Ul.s1 and macrophage migration inhibitory factor (MIF) were upregulated in MCA group comparing to Control group. Expression of Putative potassium channel subunit protein (ACK4), P2X2A-5, P2X2A-4, Interferon-gamma inducing factor isoform alpha precursor (IL-18α), EST199031, P2XR, P2X2 purinoceptor isoform e (P2X2R-e), Precursor interleukin 18 (IL-18) were downregulated, whereas MOO, EST223333, GLUT-1, MIF, Neuronatin alpha, UI-R-C0-ja-a-07-0-Ul.s1, A2. adenosine receptor, COMT, neuron-specific enolase (NSE), HO, VGF, A rat novel protein which is expressed with nerve injury (E12625) were upregulated in MCR group comparing to Stressed group. The results suggest that decreased viability and AOS production of PC12 cell by H₂O₂ may be, at lease, mediated by impaired glucose transporter expression. It is implicated that the MCR treatment protect PC12 cell from oxidative stress via following mechanisms; improving glucose transport into the cell, enhancing expression of anti-oxidative genes and protecting from dopamine cytotoxicity by increment of COMT and MIF expression. The list of differentially expressed genes may implicate further insight on the action and mechanism behind the anti-oxidative effects of herbal extract Moutan Cortex Radicis.

A Study on Bone Formation & Osteoporosis by Taeyoungion-Jahage Extracts

  • ;;;;;박영덕
    • 대한한방부인과학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.45-60
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    • 2002
  • 생쥐의 calvarial osteoblast세포를 분리배양하여 gelatinase생성여부를 골흡수과정에서의 역할을 규명하기 위하여 SDS-PAGE-zymography분석을 한 결과 progelatinase-A를 항속적으로 합성하고 있음을 확인하였다. 생쥐의 osteoblasts를 골재흡수 약물인 PTH, $1,25(OH)_2D_3$, 단핵구배양액 (MCM) 그리고 IL-1으로 자극시키면 gelatinase생산을 촉진하여 콜라겐분해가 증가되었으나, indomethacin과 dexamethasone은 생쥐의 osteoblastic세포의 collagenolysis를 저해하였다. 한편, 골재흡수에 IL-1을 생쥐태아 유래의 장골조직배양 (fetal mouse long bone organ culture)에 처리하자 IL-1 은 골재흡수를 촉진하였다. 더우기, $IL-1{\alpha}$의 농도의존성에 대한 indomethacin과 dexametasone의 영향을 검토한 결과 직선형의 비례커브로 영향을 미쳤다. 이러한 골대사의 지견을 바탕으로 대영전-자하거의 열수추출물의 시험관내 독성검사에서 $1-200\;{\mu}g/ml$의 농도에서는 독성이 없었으며, 또한, $300\;{\mu}g/ml$ 농도에서도 생쥐의 calvarial골에는 독성이 없었다. 대영전-자하거 extract는 PTH (2 units/ml), MCM (5%, v/v), $rhIL-1{\alpha}$ (1 ng/ml) $1,25(OH)_2D_3$ (10 ng/ml)처리에 대해서 그리고 $IL-1{\alpha}$$IL-1{\beta}$-유발 collagenolysis에 대해서도 보호효과가 있었다. 대영전-자하거extract을 1시간동안 전처리와 후처리에서 콜라겐분해에 약간의 보호활성이 있었으며 $IL-1{\alpha}$$IL-1{\beta}$에 의해 유발되는 콜라겐분해에 보호활성이 보였다. 1시간동안 전처리는 콜라겐분해를 감소시키며, 대영전-자하거 extract는 gelatinase효소를 저해하였으며 PTH, $1,25(OH)_2D_3$, $IL-1{\beta}$$IL-1{\alpha}$로 유발된 효소활성화가 저해되었다. 즉, 대영전-자하거 extracts는 $IL-1{\alpha}-$$IL-1{\beta}$에 의해 촉진되는 골재흡수에 효과적이었으며, 비스테로이드성 항염증제제 (indomethacin 과 dexamethasone)에 의한 골재흡수방지 효과와 유사하였다. 이러한 결과는 대영전-자하거extract가 골다공증치료에 효과적임을 나타내는 것이다.

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반하후박탕(半夏厚朴湯)이 항암(抗癌) 및 면역조절작용(免疫調節作用)에 미치는 영향(影響)

  • 강재만;강재춘;하지용
    • 대한한방종양학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.57-73
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    • 1996
  • 1. 연구배경 종양은 발생원인과 기전이 밝혀져 있지 않고, 그 생물학적인 성상이 복잡하다. 최근에는 암에 의한 사망이 증가하고 있으며, 종양치료에 대한 연구가 진행되고 있다. 한의학계에서도 이러한 경향으로 한의학적인 치료법을 이용한 종양치료를 시도하고 있다. 반하후박탕은 난질비장(蘭窒秘藏)에 복부의 적취에 사용된 처방으로, 실험적인 연구는 시도되지 않았다. 따라서 항암 및 면역조절에 관한 영향을 알아보고자 실험에 임하였다. 2. 연구방법 본 연구에서는 반하후박탕이 폐암 및 복강암에 대한 효과를 알아보기 위하여 암을 유발시킨 웅성(雄性) 생쥐에 반하후박탕 엑기스를 투여하여 항암효과 및 면역능을 측정하였다. 측정항목은 시험관내 세포독성을 위하여 MTT 법을 실시하였으며, Sarcoma-180세포를 ICR생쥐에 이식한 후 복강암생쥐의 생존기간 및 고형조양의 저지율, IL-2(Interleukin-2) 생산능, NK(Natural Killer cell)-Activity을 측정하였고, B16세포를 C57BL/6생쥐에 정맥주사한 후 폐에 전이된 악성 흑색종의 집락수를 측정하였다. 3. 연구결과 시험관내 세포독성을 MTT법에 의하여 측정하였던 바 반하후박탕의 용량이 $10{\mu}g/ml$, $100{\mu}g/ml$의 경우에 대조군에 비하여 유의성있는 효과를 보였다(P<0.05). 발암 생쥐의 생존기간 연장효과에 있어서 반하후박탕투여군에서 대조군에 비하여 6.67%의 증가하는 경향이 있었으나 유의성은 없었다. 종양의 중량을 측정하였던 바 반하후박탕투여군에서 대조군에 비하여 32.78%의 감소하는 경향이 있었으나 유의성은 없었다. 폐전이 흑색종의 집락수를 측정한 결과 반하후박탕투여군이 대조군에 비하여 유의성있는 감소를 보였다(P<0.05). IL-2의 생산능은 반하후박탕투여군에서는 대조군에 비하여 7일과 14일째에 유의성있는 증가를 보였고(P<0.05), 21일째는 증가하는 경향을 보였다. NK-Activity에서는 모든 경우에서 감소하는 경향을 보였다. 이상을 종합하면 반하후박탕이 Sarcoma-180세포에 대하여 직접적인 세포독성능을 나타내며, 복강 생쥐의 생존기간을 연장시키고, 고형종양의 성장은 억제하며, 보조 T세포를 자극하여 IL-2의 생산능을 증가시켜 종양의 성장을 억제하는 것으로 생각된다.

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한약재 식물 에탄올추출물을 이용한 인플루엔자 불활화백신 제작 (Preparation of an Inactivated Influenza Vaccine Using the Ethanol Extracts of Medical Herbs)

  • 조세희;이승훈;김선정;정유철;김예원;김주원;김수정;서승인;서동원;임재환;전세진;장요한
    • 생명과학회지
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    • 제32권12호
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    • pp.919-928
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    • 2022
  • 코로나-19 펜데믹에서 볼 수 있듯이, 새로운 바이러스 감염병의 출현은 전 세계적으로 공중보건에 심각한 우려를 발생시킨다. 특히, 항바이러스제 및 백신의 부재는 감염병의 피해를 더욱 증가시킨다. 식물 유래 천연물은 안전하고 효과적인 항바이러스제 개발의 주요 공급원이다. 본 연구는 한약재 식물의 에탄올추출물의 항바이러스 활성을 분석함으로써 안전성과 효능을 갖는 새로운 항바이러스제 후보물질을 발굴하는 것을 목표로 하였다. 10종의 한약재 에탄올추출물의 항산화활성과 세포독성을 분석한 후 로타바이러스, A형간염바이러스, 독감바이러스에 대한 광범위한 바이러스 사멸활성을 분석하였다. 특히, 마가목과 감초의 추출물은 독감바이러스에 대한 강력한 사멸활성을 나타내었다. 또한, 마가목과 감초의 추출물로 사멸된 독감바이러스의 백신효능과 방어효능을 마우스 모델에서 검증하였다. 추출물로 사멸된 바이러스는 높은 수준의 중화항체를 유도하였으며 야생형 바이러스 공격접종을 효과적으로 방어하는 우수한 백신효능을 나타내었다. 본 연구의 결과는 한약재 유래 천연물을 기반으로 하는 항바이러스제와 사백신 제조를 위한 바이러스 불활화제 개발에 활용될 수 있는 가능성을 제시한다.

무화과(Ficus carica L.) 열매 추출물의 tyrosinase 및 MITF 발현 억제를 통한 미백 활성 (Whitening activity of Ficus carica L. fruits extract through inhibition of tyrosinase and MITF expression)

  • 김민지;박시은;이근수;김진화;권순우;황형서
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제66권
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    • pp.204-212
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    • 2023
  • 미백은 멜라닌 세포 내 멜라닌 생성 억제 기능을 의미한다. 기존 미백소재의 피부 부작용 때문에 최근에는 천연 소재를 활용한 미백 연구가 활발히 진행되고 있다. 무화과(Ficus Carica L.)는 뽕나무과에 속하는 열매로 줄기와 잎 성분의 미백 활성은 보고되었으나 무화과 열매의 미백 활성은 알려지지 않아 본 연구를 통해 멜라닌 생성 억제, 항산화 및 항염증 활성을 규명하고자 하였다. 무화과 열매 추출물(Figs fruits extract, FFE)의 라디칼 소거 활성은 DPPH/ABTS 분석에서 최대 농도에서 대조군 대비 34.52±1.98%/60.71±1.26% 수준으로 관찰되었다. CCK-8 assay를 통한 FFE의 세포독성은 약 10% 농도부터 관찰 되어 독성이 없는 최대 농도를 5%로 설정하여 모든 실험에 적용하였다. FFE는 inducible nitric oxide synthase, cyclooxygenase-2, interleukin-6 및 tumor necrosis factor-α 유전자 발현 억제와 함께 NO 생성을 농도 의존적으로 감소시켜 항염증 활성이 있음을 알 수 있었다. 또한 미백 기능 규명을 위해 α-MSH로 자극된 B16F10 세포에서 FFE를 농도별로 처리한 결과 세포 내 멜라닌 생성을 유의하게 하향 조절했을 뿐만 아니라 시험관 내에서 tyrosinase 활성이 억제되었다. 또한 FFE는 RT-PCR에서 α-MSH 처리군에 비해 Microphthalmia-associated transcription factor (MITF) mRNA 발현을 약 94.34% 감소시켰다. 마지막으로, FFE는 α-MSH로 자극된 B16F10 세포에서 MITF, cAMP response element-binding protein 및 tyrosinase 단백질 발현을 유의하게 감소시켰다. 이러한 결과를 통해 우리는 FFE가 tyrosinase 효소 활성을 직접적으로 억제할 수 있을 뿐만 아니라 α-MSH 신호 기전 내 MITF 유전자 발현 조절을 통해 멜라닌 생성을 억제할 수 있음을 확인하였다.

식분탕(息賁湯)이 항암(抗癌) 및 면역조절작용(免疫調節作用)에 미치는 영향(影響)

  • 윤성묵;하지용
    • 대한한방종양학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.25-42
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    • 1996
  • 1. 연구배경 세계적으로 암환자의 증가는 물론이거니와 사망자수도 증가하고 있는 추세이다. 우리나라의 경우도 암이 주된 사망원인으로 보고되어 있다. 종양의 발생기전이나 생물학적인 성상은 매우 복잡하고, 암을 치료하는 기전도 매우 복잡하다. 최근의 한의학적인 접근이 시도되면서 많은 경우에서 그 효능이 실험적으로 연구되고 있다. 한의학에서의 종양(腫瘍)의 치료방법(治療方法)은 서간이기(舒肝理氣), 강역지구(降逆止嘔), 활혈화어(活血化瘀), 이기화결(理氣化結), 건비조습(健脾燥濕), 화울산결(化鬱散結), 양음청열(養陰淸熱), 생진화담(生津化痰)을 이용하는데, 식분탕(息賁湯)은 '치폐지적(治肺之積), 재우협하(在右脇下), 대여복배(大如覆杯), 구부유(久不愈), 세세한열, 기역천해(氣逆喘咳), 발위폐옹(發爲肺癰)'의 효과가 있고, 구성약재들도 한의학적인 치료법에 합당하여 암 치료에 응용할 수 있는 처방으로 생각된다. 따라서 식분탕(息賁湯)을 이용하여 항암력과 면역능의 증진 및 폐전이 흑색종의 증식억제에 대하여 연구하고자 하였다. 2. 실험방법 본 연구에서는 식분탕(息賁湯)의 폐암 및 복강암에 대한 효과를 알아보기 위하여 암을 유발시킨 웅성(雄性) 생쥐에 식분탕(息賁湯) 엑기스를 투여하여 항암효과 및 면역능을 측정하였다. 측정항목은 시험관내 세포독성능을 위하여 MTT 법을 실시하였으며, Sarcoma-180세포를 ICR생쥐에 이식한 후 복강암 생쥐의 생존기간 및 고형종양의 저지율, IL-2 (Interleukin-2)생산능, NK(Natural Killer cell)-Activity을 측정하였고, B16세포를 C57BL/6생쥐에 정맥주사한 후 폐에 전이된 악성 흑색종의 집락수를 측정하였다. 3. 실험결과 시험관내 세포독성을 MTT법에 의하여 측정하였던 바 식분탕(息賁湯)의 용량이 $10{\mu}g/ml$, $100{\mu}g/ml$의 경우에 대조군에 비하여 유의성있는 효과를 보였다(P<0.05). 발암 생쥐의 생존기간 연장효과에 있어서 식분탕(息賁湯)투여군에서 대조군에 비하여 증가하는 경향이 있었으나 유의성은 없었다. 종양의 중량을 측정하였던 바 식분탕(息賁湯)투여군에서 대조군에 비하여 감소하는 경향이 있었으나 유의성은 없었다. 폐전이 흑색종의 군집수 측정에서는 식분탕(息賁湯)투여군이 대조군에 비하여 유의성있는 감소를 보였다(P<0.05). IL-2의 생산능은 식분탕(息賁湯) 엑기스 투여군에서는 대조군에 비하여 7일과 14일째에 유의성있는 증가를 보였고(P<0.05), 21일째는 증가하는 경향만 보였다. NK-Activity에서는 작동세포와 표적세포의 비가 50:1 일 때 대조군에 비하여 유의성있게 증가하였고(P<0.05), 나머지의 경우는 증가하는 경향을 보였다.

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멀꿀 열매 추출물의 항산화 활성 및 H2O2로 유도된 산화적 스트레스와 아세트아미노펜 독성 모델에서의 간 보호효과 (Antioxidant Activities and Hepato-protective Effects of Stauntonia hexaphylla Fruit Extract Against H2O2-induced Oxidative Stress and Acetaminophen-induced Toxicity)

  • 이규옥;김재용;강후원;배동혁;최철웅
    • 생명과학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.708-717
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    • 2018
  • 본 연구에서는 멀꿀 열매 추출물의 세포수준에서 항산화 활성과 아세트아미노펜(APAP)으로 유도된 간 독성 동물모델에서의 간 기능 보호효과를 연구하였다. 멀꿀 열매 추출물의 총 폴리페놀 함량과 플라보노이드 함량은 각각 $16.13{\pm}0.27mg$ gallic acid equivalent/g 및 $4.7{\pm}0.80mg$ catechin equivalent/g이었다. 또한 DPPH 라디컬 소거능과 ORAC도 각각 $63.62{\pm}4.10{\mu}g/ml$$90.63{\pm}5.29{\mu}M$ trolox equivalent/g이었다. 과산화수소로 유도된 산화적 손상에 대한 멀꿀 열매 추출물의 간세포 보호효과를 실험한 결과, $200{\mu}g/ml$에서 세포생존율이 증가하고 증가된 LDH 활성이 감소함을 확인하였다. 간세포에서 과산화수소로 산화적 스트레스를 유도하여 감소된 항산화 효소(SOD, CAT, GR, GPx)의 활성은 멀꿀 열매 추출물 처리로 활성이 증가하여 간세포를 보호하였다. 아테트아미노펜(APAP) 유도 간 손상 생쥐 모델에서 간 보호활성을 평가하였다. 간 손상 혈청 표지지표인 ALT 및 AST수준이 APAP 단독 처리군에 비해 멀꿀 열매 추출물 200 mg/kg군에서 유의적으로 감소되었으며, 간의 과산화지질함량도 감소한 것으로 나타났다. 간 조직의 병리학 검사에서도 간조직이 정상 회복되는 형태를 보였다. 이상의 결과를 토대로 멀꿀 열매 추출물이 항산화 기전을 통해 간기능 보호 효과를 나타냄을 확인할 수 있었다.

골쇄보(骨碎補) 복합제제가 생쥐의 calvarial osteoblast에서 collagen 용해와 골재흡수에 미치는 영향 (Effects of complex extracts having Drynariae Rhizoma on suppression of collagenolysis and bone resorption in mouse calvarial osteoblasts)

  • 홍시내;정지천
    • 동국한의학연구소논문집
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    • 제9권
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    • pp.179-191
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    • 2000
  • 한방에서 건강골(建强骨)시키는 효능이 있는 5가지 약물(골쇄보(骨碎補), 상기생(桑寄生), 김모구척(金毛狗脊), 별갑(別甲), 법파고지(法破古紙))로 구성된 처방(CEDR로 약칭)으로 실험을 하였다. 생쥐의 calvarial osteoblast를 분리하고 배양한 후 실험을 행하였는데, 골 재흡수 인자인 PTH, $1,25(OH)_2D_3$, $TNF-\alpha$, IL-1에 자극받은 osteoblasts는 활동적인 gelatinase를 생산하므로서 collagen 용해를 증가시켰다. 암컷 생쥐의 long bone organ을 culture하여 골 재흡수를 자극하는 IL-1를 실험한 결과, IL-1은 골의 재흡수를 자극하였으며 동시에 존재해있을 때에는 뚜렷한 재흡수를 보였다. 더욱이, indomethacin과 dexamethasone이 $IL-1{\alpha}$의 투여량 증가에 대한 영향을 관찰하였을 때에는 indomethacin과 dexamethasone은 IL-1의 투여량에 대한 곡선 그래프를 오른쪽으로 이동시켰다. 시험관내에서 세포 독성에 대하여 관찰하였을 때, CEDR추출물은 $1-60{\mu}g/ml$의 농도에서 아무런 세포 독성이 나타나지 않았으며, 뿐만 아니라 생쥐의 두개골 세포에서는 $120{\mu}g/ml$ 농도에서 전혀 세포독성이 관찰되지 않았다. CEDR 추출물은 생쥐의 calvarial cells에서 PTH (5 units/ml), $IL-1{\alpha}$ (1 ng/ml), $TNF-\alpha$, $1,25(OH)_2D_3$ (20 ng/ml) 및 $IL-1{\alpha}$, $IL-1{\beta}$에 유도되는 collagen 용해를 보호하는 효과가 있었다. CEDR 추출물을 1시간동안 전처리하였을 때, 그 자체로는 세포 생존에 영향이 없었으며, collagen 용해를 증가시키지도 않았으며 전처치로 collagen 용해를 유의성있게 감소시키지도 않았다. 게다가, 추출물은 $IL-1{\alpha}$$IL-1{\beta}$에 의해 유도되는 collagen 용해를 방지하는 효과가 있었다. 1시간 동안 전처리로 한 결과, collagen 용해를 유의성있게 감소시켰다. 흥미로운 것은 CEDR 추출물이 gelatinase 활성과 PTH, $1,25(OH)_2D_3$, $TNF-\alpha$, $IL-1{\beta}$$IL-1{\alpha}$의 재흡수 인자에 유도되어 진행되는 활성을 억제하였으며, CEDR 전처리시에는 강력한 보호 효과를 나타내었다. CEDR 추출물은 $IL-1{\alpha}$$IL-1{\beta}$에 자극되는 골 재흡수를 억제하는 효과를 나타내였으며, 또한 농도를 다양하게 한 CEDR의 전처리시에는 유의성이 있었다. Indomethacin과 dexamethasone의 비 스테로이드성 항 염증 인자에 의한 IL-1에 자극받은 골 재흡수를 억제하는 정도와 현상은 CEDR 추출물을 생쥐의 두개골 배양 시스템에 적용시켜 얻은 결과와 유사하였다. 이러한 결과들로 보건데, CEDR 추출물은 임상적으로 골다공증의 치료에 매우 안정적으로 적용할 수 있음을 제시하고 있다.

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신경전달물질 방출 저해제 FS11052가 신경세포와 PC12 세포의 돌기신장에 미치는 영향 (Effect of FS11052, an Inhibitor of Exocytosis, on Neurite Extension in Rat Hippocampal Neurons and PC12 Cells)

  • 이윤식;김동섭
    • 생명과학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.315-322
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    • 2006
  • 신경세포 간 정보교환이 이루어지고 있는 신경전달물질의 방출과정은 극히 복잡하여, 이 방면의 독창적인 연구를 수행하기 위해서는 신규작용을 갖는 특이적인 저분자 probe의 탐색은 필수적이다. PC12세포에 tritium-label된 norepinephrine ($[^3H]-NE$)을 incorporation시킨 후에 60 mM의 고농도의 $K^+$의 자극에 의해서 탈분극 후에 방출되는 $[^3H]-NE$의 양을 scintillation countering하여 생리 활성 물질을 탐색하기 위한 in vitro의 실험계를 세웠다. 이 탐색계를 이용하여 곰팡이, 방선균와 박테리아의 대사산물 1만 1000여 샘플을 탐색한 결과, PC12세포에서 고농도의 $K^+$의 자극에 의해서 탈분극 후에 유도되는 $[^3H]-NE$의 방출을 효과적으로 저해하는 FS11052를 방선균 유래의 대사산물로부터 얻었다. FS11052는 또한 PC12세포와 rat cortical neurons에서 동일한 고농도의 $K^+$의 자극에 의한 탈분극 후에 유도되는 신경전달 물질로서 ATP의 방출에도 유의한 저해효과를 나타냈으며, 이 저해 효과는 ionopore로 알려진 ionomycin ($1{\mu}M$)을 포함하는 저농도의 $K^+$의 버퍼를 처리하였을 때에도 보여졌다. 이틀 결과로부터 FS11052의 신경전달 물질의 방출에 대한 저해작용은 세포내 $Ca^{2+}$ 유입 이 후의 반응으로 추정하며 이 작용기구에 대한 해석을 하기위하여, 신경세포의 돌기신장 형태에 대한 영향을 관찰한 결과, 분화를 유도하는 적정 농도인 $5{\mu}g/ml$의 NGF 존재 하에서의 PC12 세포의 돌기 신장에 대하여서는 억제작용을 나타냈다. 또 rat의 대뇌 해마 세포에 대하여 특정적인 형태의 돌기를 내고 있어, FS11052 물질의 첨가에 의해 통상의 긴 축색돌기는 억제되고 얇은 침상의 돌기가 세포체로부터 돌출되어 있었으며, growth cone 를 갖고 있지 않은 뉴우런이 많이 관찰되었다. FS11052 물질의 작용에 관해서는, 탈분극된 synaptic membrane이 $Ca^{2+}$ 이온을 유입 후 활성화되어 신경전달물질을 방출에 중요한 역할을 하고 있는 synaptotagmin, syntaxin, synapsin, SNAP25 등의 synaptosome을 구성하는 단백질에 직접 혹은 이와 밀접한 관련을 갖고 있는 인자와 간접적으로 작용하며, 신경전달물질의 방출을 억제하여 growth cone의 전향과 신경세포의 가소성을 조절하는 물질로 사료되어, 이 물질이 $Ca^{2+}$ 이온을 유입 후 일어나는 exocytosis와 신경계의 기능연구를 위해 사용되어질 수 있을 것으로 기대된다.

양파(Allium cepa L.) 음료의 콜린성 활성 증가 및 뇌신경세포 보호로 인한 Amyloid β Peptide 유도에 대한 인지장애 개선 효과 (Onion Beverages Improve Amyloid β Peptide-Induced Cognitive Defects via Up-Regulation of Cholinergic Activity and Neuroprotection)

  • 박선경;김종민;강진용;하정수;이두상;김아나;최성길;이욱;허호진
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제45권11호
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    • pp.1552-1563
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    • 2016
  • 본 연구는 양파의 불쾌치를 저감화시킨 무취음료와 양파 과피 추출물을 첨가한 생리활성 성분 강화음료의 $H_2O_2$로 유도된 산화적 스트레스에 대한 뇌신경세포 보호 효과와 $A{\beta}$로 유도된 인지기능 장애 동물모델에서의 개선 효과를 검증하고자 수행되었다. 뇌신경세포 보호 효과에서는 상대적으로 강화음료에서 무취음료 대비 우수한 산화적 스트레스 억제효과 및 생존율을 나타내었다. $A{\beta}$로 유도된 인지기능 장애 동물모델에 있어 Y-maze, passive avoidance 및 Morris water maze test에서 강화음료가 상대적으로 우수한 학습 및 기억력 개선 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 마우스의 뇌 조직에서 강화음료 그룹은 AChE 활성을 저해하고, 신경전달물질인 ACh의 함량을 증가시킴으로써 $A{\beta}$로 유도된 cholinergic system 장애에 있어 개선 효과를 나타내었다. 또한, 마우스 뇌에서 SOD 함량의 증가, oxidized GSH/total GSH와 MDA 함량을 감소시킴으로써 $A{\beta}$와 같은 산화적 스트레스 인자에 대한 뛰어난 항산화 효과를 나타내었다. 최종적으로 무취음료와 강화음료의 주요성분들을 Q-TOF UPLC/MS system을 통하여 분석한 결과, 강화음료의 경우 무취음료보다 생리활성을 가진 2개의 steroidal saponin과 6개의 phenolic 화합물 등이 추가 검출되었다. 이러한 결과들을 종합해볼 때 강화음료는 상대적으로 protocatechuic acid와 quercetin 같은 강력한 항산화 효과를 나타내는 phenolic 화합물과 steroidal saponin 계열에 의한 우수한 인지기능 개선 효과를 기반으로 한 고부가가치 식품으로 활용될 수 있는 산업적 가능성이 있다고 판단된다.