• 제목/요약/키워드: induced effect

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Lovastatin 고생산성 변이주의 신속 선별을 위해 통계적 방법을 적용한 Sporulation 배지 개발 및 Miniature 배양 방법 개발 (Mass Screening of Lovastatin High-yielding Mutants through Statistical Optimization of Sporulation Medium and Application of Miniaturized Fungal Cell Cultures)

  • 안현정;정용섭;김평현;전계택
    • KSBB Journal
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    • 제22권5호
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    • pp.297-304
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    • 2007
  • Lovastatin은 근사형성 균류인 Aspergillus terreus가 생합성하는 이차대사산물로 강력한 고지혈증 치료제로 널리 이용되는 물질이다. 본 연구에서는 lovastatin 고생산변이주를 이용하여 포자배지 최적화를 통한 miniature 배양 방법을 확립하고자 하였다. 우선 miniature 배양에 필수적인 효과적인 포자 형성 방법을 개발하고자 포자 형성 배지의 통계학적 배지 최적화를 수행하였다. Miniature 배양의 inoculum으로 이용되는 대량의 포자를 획득하기 위해 Plackett-Burman 실험법을 이용하여 포자 형성을 향상시키는 성분을 조사한 결과, glucose, sucrose, yeast extract 그리고 $KH_2PO_4$가 주목할 만한 효과를 보였다. 상기 성분의 최적 농도를 확인하기 위해 반응표면분석법 (RSM)을 이용한 결과, PDA 포자 형성 배지와 비교하여 볼 때, 최적 성분 농도에서 포자 형성이 약 190배 증가하였다. 최적화된 포자형성 배지를 이용하여 lovastatin 고생산성 변이주의 대량 선별을 위한 miniature 배양 방법을 확립하기 위해 기존의 실험 과정에 'PaB (adaptation)'라는 한 번의 계대배양을 더 추가한 결과 생산균주의 안정성과 재현성이 큰 폭으로 증가하는 주목할 만한 결과를 얻을 수 있었다. 단기간에 가능한 한 다량의 균주를 스크리닝하기 위해 성장배양과 생산배양 모두 조업부피가 7 ml인 tube를 이용해 miniature 배양을 반복 수행하여, lovastatin 생산성과 배양형태가 훌륭한 변이주를 선별할 수 있었는데, 이 균주는 7 ml tube배양과 250 ml flask배양 (조업부피 50 ml) 모두에서 생산성이 높은 것으로 보아 산소 의존도가 비교적 낮고 생산 안정성이 높은 균주인 것으로 판단되었다. 한편 miniature 배양을 이용해서 lovastatin 고생산성을 보이는 균주를 신속 선별하기 위해서는 균주의 적절한 배양형태 유도가 매우 중요한 것으로 관찰되었다. 즉 생산배양으로의 고활성 균주의 접종을 위해서, 또한 생산배양에서 pellet의 배양형태 유도를 위해서 성장배양 시에는 반드시 고농도의 균사모양을, 생산배양 시에는 직경 1 mm 이하의 pellet모양의 배양 형태를 유지해야만, 생산균주가 lovastatin을 안정적으로 고생산할 수 있는 것으로 관찰되었다. 초기에 선별된 균주를 이용하여 miniature 배양에 의해 고속 균주선별 실험을 반복함으로써 고생산성 균주들을 다량 선별할 수 있었는데, 이들의 lovastatin 생산성을 조사한 결과, 기존의 flask 배양대비 오차범위가 $\pm$20% 이내의 생산성을 보이는 균주가 초기 선별시의 32%에 비해 81%로 크게 증가함을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과는 lovastatin 고생산성, 고안정성 균주의 고속 스크리닝을 위해서 본 연구에서 개발한 tube를 이용한 miniature 배양이 기존의 flask 배양을 대체할 수 있는 훌륭한 배양방법임을 제시해 준다.

몇가지 환경요인이 돼지풀의 종자발아에 미치는 영향 (Effects of Some Environmental Factors on the Germination of Seeds in Ambrosia artemisiifolia var. elatior)

  • 차승희;김원희;김종홍
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제25권3호
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    • pp.163-170
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    • 2002
  • 돼지풀(Ambrosia artemisiifolia var. elatior $D_{ESCOURTILS}$종자의 발아를 유발시키는 몇가지 환경요인의 영향을 조사한 결과는 다음과 같다. 종자의 휴면은 온도와 토양함수량이 적절하면 채종직후에도 일부분 타파되었고, 주야의 변온($30/20^{\circ}C$)이 휴면타파에 효과적이었다. 온도에 따른 발아율은 $12^{\circ}C{\sim}32^{\circ}C$의 온도처리구에서 모두 발아가 이루어졌고, 발아에 필요한 최적온도는 $24^{\circ}C$였다(P<0.01). 토양함수량의 영향은 30% 처리구에서 증가하기 시작하여 60% 처리구에서 최대치를 나타내고(P<0.05) 80% 처리구에서 다시 감소하는 경향을 나타내었으며, 토양함수량 7% 처리구에서는 전혀 발아가 이루어지지 않았다. 온도에 대한 광의 영향은 $24^{\circ}C$의 온도 처리구에서 광처리시와 암처리시 가장 높은 발아율을 나타내었고, 광의 존재유무에 따른 발아율의 차이는 뚜렷하지 않았다(P>0.05). 채종시기간에는 9개월 저장기간의 어떤 시기에도 종자의 발아에 특별한 영향을 나타내지 않았다(P>0.05). 온도상승구(IT)에서 돼지풀종자는 $16^{\circ}C$에서 발아하기 시작하였고 온도가 상승함에 따라 발아율이 점차 증가하여 최종발아율은 99.34%에 이르렀다. 반면에 온도하강구(DT)이서는 $20^{\circ}C$에서 처음발아가 시작되었으며(1.34%), $12^{\circ}C$에서 5.34%의 최종발아율을 나타내었고, 온도가 하강함에 따라 2차휴면이 유도되었다. 저온에 의한 종자의 휴면타파가 고온에 의한 휴면타파보다 더 많이 유도되어, 돼지풀종자는 늦가을에도 발아가 이루어지나 그 다음해 봄에 대부분의 종자발아가 이루어 질 것으로 생각되어진다. 이와같은 돼지풀종자들 내의 발아습성의 변이가 다양한 환경변화에 대해 자신의 생존과 자손의 번식을 위한 생리적 생태적 전략임을 알 수 있었다.

DDC, MEA, WR-2721의 방사선(放射線) 방호효과(防護效果)에 관(關)한 연구(硏究) (An Experimental Study on Radioprotective Effect of DDC, MEA, and WR-2721)

  • 정인용;고주환;정현우;진수일;유성열;고경환
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제11권2호
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    • pp.114-122
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    • 1986
  • 방사선장해(放射線障害) 예방약제(豫防藥劑)의 인체적용(人體適用)은 약제(藥劑)의 부작용(副作用)으로 아직 임상적(臨床的) 이용(利用)이 되지 못한 실정(實情)으로서 생리학적(生理學的) 및 약리학적(藥理學的) 독성(毒性), 물리학적(物理學的) 제성질(諸性質), 약제(藥劑)의 작용기전(作用機轉) 구명(究明) 및 임상적(臨床的) 기술개발(技術開發)이 미흡(未洽)하여 방사선(放射線) 장해자(障害者)에 대(對)한 치료(治療)는 대증료법(對症療法)에 불과(不過)한 실정(實情)이다. 저자(著者)들은 방사선(放射線)에 의(依)한 인체장해예방(人體障害豫防)에 필요(必要)한 기초자료(基礎資料)를 얻기 위하여 현재(現在)까지 비교적(比較的) 독성(毒性)이 적고 화학적(化學的)으로 안정(安定)하며 약효(藥效)가 우수(優秀)하다고 알려진 DDC, MEA, WR-2721을 선정(選定)하여 실험동물(實驗動物) 비근교계(非近交系) Swiss Webster(NIH-GP) 마우스에 이용(利用)한 방사선(放射線) 방호작용(防護作用)에 관(關)한 실험결과(實驗結果)는 다음과 같다. 1) 각종(各種) 방사선(放射線) 방호제(防護劑)(DDC, MEA, WR-2721)의 마우스에 대한 적정(適定) 투여량(投與量)은 각각(各各) DDC; 1,000, MEA; 200, WR-2721; 400 mg/kg 이었다. 2) 실험동물(實驗動物)의 방사선(放射線) 반치사선량(半致死線量) LD50/10에 대(對)한 약제(藥劑)의 방호효과(防護效果) DMF는 DDC; 1.2, MEA; 1.4, WR-2721; 1.9이었고 LD50/30에 대(對)한 DMF는 DDC; 1.7, MEA; 1.8, WR-2721; 2.5이었다. 3) 공장(空腸) 소낭선(小囊腺)(Jejunum crypt)의 방사선평균치사선량(放射線平均致死線量)(Do)에 대(對)한 방호효과(防護效果) DMF는 DDC: 1.07, MEA; 1.21, WR-2721; 1.76이었고, 소낭선세포(小囊腺細胞)의 방사선(放射線) 평균치사선량(平均致死線量)에 대(對)한DMF는 DDC; 1.04, MEA; 1.08, WR-2721; 1.38이었다. 4) 이상(以上)으로 상기(上記) 3종(種)의 방사선(放射線) 방호제중(放護劑中) WR-2721의 방사선(放射線) 방호효과(防護效果)가 가장 우수(優秀)하였고 이 결과(結果)는 향후(向後) 임상적(臨床的) 적용(適用)에 관(關)한 연구(硏究)의 기초자료(基礎資料)가 될 것으로 사료(思料)된다.

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LPS 주사한 BALB/c 마우스에서 Genistein의 산화적 스트레스 억제효과 및 항염증 효과 (Anti-oxidative and Anti-inflammatory Effects of Genistein in BALB/c Mice Injected with LPS)

  • 조혜연;노경희;조미경;장지현;이미옥;김소희;송영선
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제37권9호
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    • pp.1126-1135
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    • 2008
  • 본 연구에서는 내독소인 LPS로 산화적 스트레스를 유발시킨 BALB/c mice에 genistein을 투여하였을 때 TNF-$\alpha$, TBARS, superoxide anion 농도와 GSH, 항산화 효소계 활성, 그리고 NF-${\kappa}B$ transactivation에 미치는 영향을 조사하여 genistein이 내독소에 의한 산화적 스트레스와 염증반응을 억제하는 효과가 있는지 알아보고자 하였다. 평균체중 20 g인 BALB/c mice 암컷 120수를 30수씩 완전임의배치로 4군으로 분류하여 PBS군(대조군)은 PBS를 복강 속으로 투여 후 30분경과 후에 다시 PBS를 투여하였으며, genistein군은 genistein을 체중 kg당 200 mg으로 투여한 30분 후 PBS를 투여하였다. LPS군은 LPS를 처리한 군으로 PBS 투여 30분 후 LPS를 체중 kg당 100 mg 농도로 복강 투여하였고, genistein+LPS군은 체중 kg당 genistein 200 mg을 투여 30분 후 LPS를 체중 kg당 100 mg을 투여하였다. 마지막 투여 1시간, 4시간, 8시간 경과 후 mouse의 안와정맥으로부터 혈액을, 복강으로부터 복강대식세포와 간을 취하였다. LPS 투여 8시간 경과 후 LPS군의 ${O_2}^-$ 생성량은 현저하게 증가하였으며 geinstein+LPS군은 genistein 대조군, PBS군과 비슷한 수준을 유지하였다. 반면 SOD 활성은 geinstein+LPS군이 LPS군에 비해 유의적으로 높은 수준이었다. 혈장에서의 TNF-$\alpha$ 수준은 LPS 투여 8시간 후 genstein+LPS군이 LPS군보다 유의적으로 낮은 수준을 보였다. LPS 투여는 항산화 효소계 활성과 GSH의 수준을 감소하였으나, genistein을 투여한 genistein+LPS군은 LPS군에 비해 GSH 농도와 catalase, GSH-px, GSH-reductase 활성이 모두 유의적으로 증가하는 결과를 보였다. 간에서의 NF-${\kappa}B$ transactivation 정도는 LPS 투여 후 1시간, 4시간 경과 후에 PBS군에 비해 LPS군과 genistein+LPS군에서 유의적으로 높은 수준이었으나 8시간 경과 후 LPS군은 증가하는 반면 genistein+LPS군은 변화하지 않았다. 이상의 결과를 요약해보면 LPS의 투여는 혈장과 간의 산화적 스트레스와 염증반응을 촉진하는 것으로 나타났으며 LPS 투여 전 공급한 genistein은 LPS로 유도된 산화적 스트레스와 염증반응을 항산화 효소계 활성 증가와 NF-${\kappa}B$ transactivation 억제, TNF-$\alpha$ 생성 저하 등의 기작으로 세포내의 과산화수준을 수준을 낮추고 GSH를 증가시켜 산화적 스트레스를 억제하는 것으로 사료된다.

한국산 양하(꽃봉오리와 지하경)의 인지 기능 개선 효과 (Effects of Korean Zingiber mioga R. (Flower Buds and Rhizome) Extract on Memory)

  • 조교희;오명숙;김효근;이선희;정건섭;김애정
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제43권10호
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    • pp.1519-1526
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    • 2014
  • 본 연구에서는 한국에서 자생하는 양하를 부위(꽃봉오리와 지하경)별로 일반성분, 다량 무기질 함량, 항산화 활성, AChE 저해 활성 및 인지 기능 동물실험을 측정을 통하여 우리나라 고유의 천연 식물자원의 우수성을 규명하고자 하였다. 양하의 꽃봉오리와 지하경의 일반성분을 분석하여 비교해본 결과 양하 꽃봉오리의 수분 함량이 가장 높게 나타났다. 조단백질 함량은 꽃봉오리, 지하경 순으로 높게 나타났다. 조지방 함량은 차이가 거의 없었고 탄수화물은 지하경에서 가장 높게 나타났다. 꽃봉오리와 지하경의 무기질 함량에서는 지하경이 Ca($62.30{\pm}0.46mg%$), K($656{\pm}1.58mg%$), Na($19.10{\pm}0.52$ mg%), P($70.10{\pm}1.54mg%$)으로 더 높게 나타났다. 항산화 비타민 A, C, E를 분석해 봤을 때 비타민 A는 분석되지 않았으며, 비타민 E의 함량은 지하경이 $0.50{\pm}0.02mg$으로 분석되었다. 비타민 C의 경우, 꽃봉오리에서는 분석되지 않았으나 지하경에서는 $0.70{\pm}0.08mg$이 분석되었다. 양하의 꽃봉오리 열수 추출물, 꽃봉오리 70% 에탄올 추출물과 지하경 열수 추출물, 지하경 70% 에탄올 추출물의 total polyphenol contents를 측정한 결과, 꽃봉오리 추출물이 지하경보다, 열수 추출물이 에탄올 추출물보다 총 페놀성 화합물 함량이 우수하게 나타났다. 농도를 달리하여(62.5, 125, 250 및 $500{\mu}g/mL$) DPPH radical scavenging 활성을 측정한 결과 모든 추출물에서 농도 의존적으로 DPPH radical scavenging 활성이 증가하였고, 가장 좋은 활성을 나타낸 것은 꽃봉오리 열수 추출물로 나타났다. ABTS radical scavenging 역시 모든 추출물에서 농도에 의존적으로 증가하는 경향을 나타내었고, 꽃봉오리 열수 추출물에서 가장 우수하게 측정되었다. 양하 꽃봉오리의 열수 추출물과 에탄올 추출물로 아세틸콜린에스터라아제 저해 활성을 특정한 결과, 양성대조군인 tacrine과 비교 시 양하의 꽃봉오리 열수 추출물이 꽃봉오리 에탄올 추출물에 비해 아세틸콜린에스터라아제 저해 활성이 높게 나타났다. 인지 기능 개선효과를 평가하기 위해 scopolamine으로 기억 손상을 유발한 mice에서 물체인식 실험(NORT)과 Y-미로실험(Y-maze)을 이용한 행동시험을 수행한 결과, NORT에서 양하 꽃봉오리의 열수 추출물과 에탄올 추출물이 거의 유사하게 정상군과 비슷한 정도의 높은 효능을 나타내었고, Y-maze test에서도 양하 꽃봉오리의 열수 추출물과 에탄올 추출물 모두에서 항치매 약물인 donepezil과 유사한 효능을 보였다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 양하 추출물 특히 꽃봉오리 부위를 열수 추출했을 때 항산화 활성, 아세틸콜린에스터라아제 저해 활성, 인지 기능 및 학습능력 증진에 효과적으로 작용하여 천연 치매 예방물질 소재로서 이용가치가 높아 앞으로 양하에 대한 계속적인 연구가 필요할 것으로 생각되었다.

구강암 세포주를 이종 이식한 누드마우스에서 apigenin의 경구투여에 따른 항암효능에 관한 연구 (Studies on the Anticancer Effect of Apigenin in KB Cell Xenograft Nude Mouse Model)

  • 이진석;서형석;김소정;김형진;김진;이성호;박영석;박병권;김병수;김상기;정지윤
    • 생명과학회지
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    • 제20권10호
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    • pp.1519-1524
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    • 2010
  • Apigenin은 과일과 야채에 들어있는 플라보노이드로 다양한 악성 세포에 항증식효과를 보여준다. 세포성장 저해효과를 확인하기 위하여 KB 구강암세포주를 96 well plate에 $6{\times}10^3$ cells/well로 분주하고 24시간 후에 apigenin을 24시간 동안 처치하여 MTT assay를 수행하였다. Apigenin은 배양 후 용량 의존적으로 세포사를 유도하였다. Apigenin 100 ${\mu}M$을 24시간 동안 처치하고 대조군과 세포성장을 비교하였을 때 유의적인 감소를 확인하였다. KB 구강암세포주에서의 apoptosis를 확인하기 위해 DAPI 염색을 수행하였다. Apigenin을 처치한 세포에서 핵의 응축이 존재함을 형광현미경으로 확인하였다. 우리는 누드마우스에 KB 구강암세포주를 이식하여 세포 성장 억제 효과를 알아보았다. Apigenin을 마우스에 25, 50 mg/kg을 0.2 ml의 PBS에 녹여 경구투여 하였다. 종양 사이즈는 대조군과 25, 50 mg/kg apigenin 투여군을 비교하였을 때 유의적으로 감소하였다. Apoptosis 분석을 위해 TUNEL염색을 수행하였다. 25 mg/kg apigenin 투여군과 대조군을 비교하였을 때 apoptosis의 유의적인 증가를 확인하였다. 육안적 소견을 위한 H&E 염색은 이상이 없었다. 본 연구는 apigenin이 구강암세포주 성장 억제를 apoptosis의 유도를 통하여 확인하였다.

$CO_2$와 수온 증가에 대한 봄철 저수온기 팔당호 식물플랑크톤군집 변화 (Phytoplankton Community Change of Lake Paldang by Increasing $CO_2$ and Temperature during Spring Cold Water Season)

  • 이가람;성은주;박혜진;박채홍;박명환;황순진
    • 생태와환경
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    • 제46권4호
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    • pp.588-595
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    • 2013
  • 본 연구에서는 봄철 저수온기 팔당호 수역의 식물플랑크톤을 이용하여 수온과 $CO_2$ 증가가 식물플랑크톤 군집에 미치는 영향을 분석하였다. 2012년 3월 팔당호 경안천하류 광동교 부근의 현장수를 이용하여 수온증가와 $CO_2$ 농도증가를 네 가지 실험군, (1) Control; 저온(현장수온)과 저농도(공기중) $CO_2$ ($6{\pm}2^{\circ}C$, 400 ppm), (2) T1; 저온과 고농도 $CO_2$ ($6{\pm}2^{\circ}C$, 800 ppm), (3) T2; 고온과 저농도 $CO_2$ ($20{\pm}2^{\circ}C$, 400 ppm), (4) T3; 고온과 고농도 $CO_2$ ($20{\pm}2^{\circ}C$, 800 ppm)으로 하여 각각 실험하였다. 가장 높은 조류성장을 보인 실험군은 T1으로 현장 온도조건에 적응한 조류 군집에 $CO_2$를 첨가한 결과이다. 현장수의 주요 우점종은 Cyclotella meneghiniana로 나타났고, 시간이 진행됨에 따라 고온 실험군(T2, T3)에서는 중심돌말류 Cyclotella meneghiniana에서 깃돌말류 Fragilaria capucina var. gracilis로 우점종의 천이가 나타났다. 모든 실험군에서 규조류가 우점하였고, 고온 실험군 T2, T3에서 배양 후반기에 남조류가 출현하였다. 결론적으로, 저수온기 수온증가는 팔당호 식물플랑크톤 군집구조 변화에 영향을 주었으며, $CO_2$ 농도 증가는 식물플랑크톤의 성장을 촉진시켰다. 본 연구의 결과는 기후변화에 따라 담수생태계의 식물플랑크톤의 성장과 군집변화의 잠재성을 보여주었으며, 앞으로 보다 심도 있는 연구의 필요성을 제기하였다.

Myristicin이 Ovalbumin으로 유도한 천식 생쥐모델에서 Th1/Th2 Balance를 조절하는 GATA-3에 미치는 효과 (GATA-3 is a Key Factor for Th1/Th2 Balance Regulation by Myristicin in a Murine Model of Asthma)

  • 이규;이창민;정인덕;정영일;천성학;박희주;최일환;안순철;신용규;이상율;염석란;김종석;박영민
    • 생명과학회지
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    • 제17권8호통권88호
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    • pp.1090-1099
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    • 2007
  • Myristicin은 육두구에서 발견되는 고농축 정유 중 하나인 물질이다. 하지만 Th1/Th2 면역반응에서 육두구의 항알레르기 효과는 아직 밝혀지지 않았다. 최근에 Th1/Th2 전사인자로서 T-bet, GATA-3가 밝혀졌는데 이번 실험에서 myristicin이 ovalbumin(OVA)으로 유도한 천식(asthma) 생쥐모델에서 Th1,Th2 싸이토카인과 유전자 발현을 조절할 수 있는가에 대하여 알아보았다. 또한 기관지 폐포 세척액을 회수하여 백혈구의 수적 변화, 제2형 협조T세포(Th2 cell)가 생산하는 IL-4, IL-5의 생산에 미치는 영향과 폐조직에서 matrix metalloproteinase (MMP)-9 활성을 측정하였다. 그 결과 기관지 폐포 세척액에서 OVA로 감작하여 천식을 유도한 실험군에서는 호산구의 현저한 증가, Th2 형 싸이토카인(IL-4, IL-5)의 증가가 관찰되었다. 그러나 myristicin을 투여한 그룹에서는 OVA의 감작에 의하여 증가한 각종 염증성 지표들이 감소하거나 정상화 되었다. 또한 OVA에 의하여 증가된 기도저항성이 myristicin 투여에 의하여 감소하였으며 폐조직의 염증성 소견도 뚜렷하게 감소되었다. 이와 같은 연구 결과는 myristicin이 천식의 치료에 유용하게 쓰일 수 있음을 시사해준다.

Effect of 5-aza-2'-deoxycytidine on Cell Proliferation of Non-small Cell Lung Cancer Cell Line A549 Cells and Expression of the TFPI-2 Gene

  • Dong, Yong-Qiang;Liang, Jiang-Shui;Zhu, Shui-Bo;Zhang, Xiao-Ming;Ji, Tao;Xu, Jia-Hang;Yin, Gui-Lin
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제14권7호
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    • pp.4421-4426
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    • 2013
  • Objective: The present study employed 5-aza-2'-deoxycytidine (5-Aza-CdR) to treat non-small cell lung cancer (NSCLC) cell line A549 to investigate the effects on proliferation and expression of the TFPI-2 gene. Methods: Proliferation was assessed by MTT assay after A549 cells were treated with 0, 1, 5, 10 ${\mu}mol/L$ 5-Aza-CdR, a specific demethylating agent, for 24, 48 and 72h. At the last time point cells were also analyzed by flow cytometry (FCM) to identify any change in their cell cycle profiles. Methylation-specific polymerase chain reaction (MSPCR), real time polymerase chain reaction(real-time PCR) and western blotting were carried out to determine TFPI-2 gene methylation status, mRNA expression and protein expression. Results: MTT assay showed that the growth of A549 cells which were treated with 5-Aza-CdR was significantly suppressed as compared with the control group (0 ${\mu}mol/L$ 5-Aza-CdR). After treatment with 0, 1, 5, 10 ${\mu}mol/L$ 5-Aza-CdR for 72h, FCM showed their proportion in G0/G1 was $69.7{\pm}0.99%$, $76.1{\pm}0.83%$, $83.8{\pm}0.35%$, $95.5{\pm}0.55%$ respectively (P<0.05), and the proportion in S was $29.8{\pm}0.43%$, $23.7{\pm}0.96%$, $15.7{\pm}0.75%$, $1.73{\pm}0.45%$, respectively (P<0.05), suggesting 5-Aza-CdR treatment induced G0/G1 phase arrest. MSPCR showed that hypermethylation in the promoter region of TFPI-2 gene was detected in control group (0 ${\mu}mol/L$ 5-Aza-CdR), and demethylation appeared after treatment with 1, 5, 10 ${\mu}mol/L$ 5-Aza-CdR for 72h. Real-time PCR showed that the expression levels of TFPI-2 gene mRNA were $1{\pm}0$, $1.49{\pm}0.14$, $1.86{\pm}0.09$ and $5.80{\pm}0.15$ (P<0.05) respectively. Western blotting analysis showed the relative expression levels of TFPI-2 protein were $0.12{\pm}0.01$, $0.23{\pm}0.02$, $0.31{\pm}0.02$, $0.62{\pm}0.03$ (P<0.05). TFPI-2 protein expression in A549 cells was gradually increased significantly with increase in the 5-Aza-CdR concentration. Conclusions: TFPI-2 gene promoter methylation results in the loss of TFPI-2 mRNA and protein expression in the non-small cell lung cancer cell line A549, and 5-Aza-CdR treatment could induce the demethylation of TFPI-2 gene promoter and restore TFPI-2 gene expression. These findings provide theoretic evidence for clinical treatment of advanced non-small cell lung cancer with the demethylation agent 5-Aza-CdR. TFPI-2 may be one molecular marker for effective treatment of advanced non-small cell lung cancer with 5-Aza-CdR.

Oxidative Stress Induced Damage to Paternal Genome and Impact of Meditation and Yoga - Can it Reduce Incidence of Childhood Cancer?

  • Dada, Rima;Kumar, Shiv Basant;Chawla, Bhavna;Bisht, Shilpa;Khan, Saima
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제17권9호
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    • pp.4517-4525
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    • 2016
  • Background: Sperm DNA damage is underlying aetiology of poor implantation and pregnancy rates but also affects health of offspring and may also result in denovo mutations in germ line and post fertilization. This may result in complex diseases, polygenic disorders and childhood cancers. Childhood cancer like retinoblastoma (RB) is more prevalent in developing countries and the incidence of RB has increased more than three fold in India in the last decade. Recent studies have documented increased incidence of cancers in children born to fathers who consume alcohol in excess and tobacco or who were conceived by assisted conception. The aetiology of childhood cancer and increased disease burden in these children is lin ked to oxidative stress (OS) and oxidative DNA damage( ODD) in sperm of their fathers. Though several antioxidants are in use to combat oxidative stress, the effect of majority of these formulations on DNA is not known. Yoga and meditation cause significant decline in OS and ODD and aid in regulating OS levels such that reactive oxygen speues meditated signal transduction, gene expression and several other physiological functions are not disrupted. Thus, this study aimed to analyze sperm ODD as a possible etiological factor in childhood cancer and role of simple life style interventions like yoga and meditation in significantly decreasing seminal oxidative stress and oxidative DNA damage and thereby decreasing incidence of childhood cancers. Materials and Methods: A total of 131 fathers of children with RB (non-familial sporadic heritable) and 50 controls (fathers of healthy children) were recruited at a tertiary center in India. Sperm parameters as per WHO 2010 guidelines and reactive oxygen species (ROS), DNA fragmentation index (DFI), 8-hydroxy-2'-deoxy guanosine (8-OHdG) and telomere length were estimated at day 0, and after 3 and 6 months of intervention. We also examined the compliance with yoga and meditation practice and smoking status at each follow-up. Results: The seminal mean ROS levels (p<0.05), sperm DFI (p<0.001), 8-OHdG (p<0.01) levels were significantly higher in fathers of children with RB, as compared to controls and the relative mean telomere length in the sperm was shorter. Levels of ROS were significantly reduced in tobacco users (p<0.05) as well as in alcoholics (p<0.05) after intervention. DFI reduced significantly (p<0.05) after 6 months of yoga and meditation practice in all groups. The levels of oxidative DNA damage marker 8-OHdG were reduced significantly after 3 months (p<0.05) and 6 months (p<0.05) of practice. Conclusions: Our results suggest that OS and ODD DNA may contribute to the development of childhood cancer. This may be due to accumulation of oxidized mutagenic base 8OHdG, and elevated MDA levels which results in MDA dimers which are also mutagenic, aberrant methylation pattern, altered gene expression which affect cell proliferation and survival through activation of transcription factors. Increased mt DNA mutations and aberrant repair of mt and nuclear DNA due to highly truncatred DNA repair mechanisms all contribute to sperm genome hypermutability and persistant oxidative DNA damage. Oxidative stress is also associated with genome wide hypomethylation, telomere shortening and mitochondrial dysfunction leading to genome hypermutability and instability. To the best of our knowledge, this is the first study to report decline in OS and ODD and improvement in sperm DNA integrity following adoption of meditation and yoga based life style modification.This may reduce disease burden in next generation and reduce incidence of childhood cancers.