• 제목/요약/키워드: inflammatory cytokine

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향나무추출물의 광손상으로부터 피부세포 보호와 자극완화 효과에 대한 연구 (Protection of UV-derived Skin Cell Damage and Anti-irritation Effect of Juniperus chinensis Xylem Extract)

  • 김진화;박성민;심관섭;이범천;표형배
    • 대한화장품학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.63-71
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    • 2004
  • 태양광선과 산소는 피부세포에 자유라디칼(free radical)과 활성산소종(Reactive oxygen species, ROS)을 생성시켜 DNA의 손상과 세포막 지질의 과산화를 유발한다. 또한 콜라겐과 같은 세포 외 기질을 파괴하는데 관여하는 효소(matrix metallo-proteinhse, MMPs)의 발현에 영향을 주어, 결합조직을 손상시키며, 피부 염증을 유발시켜 조직을 파괴하고 노화를 가속화시킨다. 본 연구는 자외선과 SLS에 의한 피부손상에 대한 향나무추물물의 피부 보호 효과에 대한 것이다. 실험 결과 프리라디칼 및 슈퍼옥사이드 라디칼 소거 효과가 우수하게 나타났으며, 피부 콜라겐과 같은 메트릭스를 분해하는 효소인 MMP-1의 활성 및 발현 저해 효과는 섬유아세포에서 UVA 조사에 의한 실험에서 우수하게 나타났으며, 피부세포 배양액에 대해 zymography를 실시하여 활성이 감소됨을 확인하였다. 피부 각질형성세포에서 자외선에 의해 유도된 염증관련 사이토카인인 인터루킨 6의 발현량 실험에서도 무처리군에 비해 향나무추출물이 인터루킨 6를 30% 정도 저해효과가 나타났으며, 염증반응 중 cyclooxygenase (COX)에 의한 경로에서 생성되는 프로스타글란딘 E$_2$의 생성량도 감소시켰다. 사람 피부에서 SLS (0.5%)첩포로 유발된 자극성 피부염의 항염증 효과 평가 시 SLS에 의해 유발되는 자극정도가 피검자의 피부상태에 따라 다양하게 나타났으며, 향나무추출물 함유 에멀젼 제품 도포 실험에서는 피부 홍반 완화 효과와 피부장벽 회복 효과가 우수하게 나타났다. 따라서 향나무추출물은 자외선 조사 및 SLS에 의한 피부손상에 대한 보호 효과를 가진 화장품에서 우수한 소재로 적용될 수 있다. 녹두추출물을 화장품에 사용하였을 경우 우수한 항자극 효과를 보임을 확인하였다.완화시키는데 기여하였다. 이러한 결과를 종합하여 한국에서 삼림쇠퇴를 유발할 수 있는 스트레스요인들의 잠재적 상호작용을 모식화하였다. 나아가 그것을 완화할 수 있는 복원방안을 토양개량과 식생복원의 측면에서 제시하였다. mg/l)치 농도가 높을지라도 이것이 낮은 cinnamic acid와 protocatechuic acid에서 현저한 억제현상을 보였다. 서양등골나물 임상의 토양보다 서양등골나물이 분포하지 않는 토양의 중금속 함량이 전반적으로 높았다. 특히 Al, Fe 및 Mn의 함량이 높았으며 이들 중금속은 total phenolic compound 함량이 높은 잎에 대부분이 축적되었다." separating himself from the real world. Thirdly, The nature of "Gang-Ho" is 'absence of worldly desire' and 'cordiality' that one could be deserved his diligency becoming a part of the harmonious idealistic living place. Fourthly, on the character of story teller. Originally he is a incomer of "Gang-Ho" from real world. so that reason, he is showing dualism not to deny the loyalty oath to his king, while he intends to satisfy with the life in "Gang- Ho" separating himself from real world. As

일반담배(Cigarette)와 금연 보조 담배(금연초, 허브담배, 쑥 담배)의 기관지 상피세포에서 IL-6유리 효과비교 (The Comparison of the Effect of Cigarette and Stop Smoking-aiding Cigarette on Release of IL-6 from Bronchial Epithelial Cell)

  • 김명찬;정재일;정종훈;김학렬;양세훈;정은택;김휘정
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제59권5호
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    • pp.530-535
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    • 2005
  • 연구 배경 : 우리나라에서는 다른 나라에 비해 약초 등을 이용해 만든 흡연대용품으로 금연을 시도하려는 흡연자들도 많고 이에 따라 여러 가지 다양한 제품 등이 판매되고 있는데 이들의 기관지, 폐에 대한 안정성에 관한 연구는 아직 부족한 상황이다. 특히 흡연자중 일부는 이런 금연 보조제를 사용하는 과정에서 이들을 상용하게 되어 시판되는 금연 보조담배의 장기적 사용시 인체의 안정성 여부에 대한 연구는 중요하리라 사료된다. 방 법 : 일반담배 및 금연 보조담배 3종의 담배연기추출물(cigarette smoke extract, CSE)을 기관지 상피세포에 24시간 노출 후 배양액에서 IL-6를 측정하였고 일반담배 및 허브담배, 쑥담배 노출 후 세포에서 IL-6 m RNA를 측정하여 비교하였다. 항산화 효과를 가진 N-acetyl-L-cysteine(NAC)를 일반 담배 및 금연보조담배 추출물에 함께 투여해 IL-6의 증가 억제여부를 보았다. 결 과 : 대조군에 비해 일반담배 및 금연보조담배3종에서 기관지 상피세포에 노출 시에 모두 의미 있는 IL-6증가를 관찰할 수 있었고, IL-6 m RNA도 같은 경향으로 증가 하였다. NAC를 함께 투여 시 일반 담배 및 허브담배 금연초에서는 IL-6의 증가를 의미 있게 억제하였지만 쑥담배에서는 억제하지 못하였다. 결 론 : 현재 우리나라에서 시판되고 있는 금연 보조담배 3종(허브담배, 쑥담배, 금연초)은 일반담배처럼 기관지 상피세포에 염증을 유발할 수 있어 장기적 사용시 인체의 안정성 여부에 대한 연구는 중요하리라 사료된다.

고농도의 당에 노출된 RAW 264.7 세포에서 conjugated linoleic acid의 TNF-${\alpha}$ 생산과 NF-${\kappa}B$의 활성 효과 (Effect of Conjugated Linoleic Acid on Nuclear Factor-${\kappa}B$ Activation and Tumor Necrosis Factor-${\alpha}$ Production in RAW 264.7 Cells Exposed to High Concentration of Glucose)

  • 이민지;강병택;강지훈;양만표
    • 한국임상수의학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.361-367
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    • 2012
  • 고혈당으로 야기된 염증은 당뇨병에서 합병증을 일으키는 주된 요인이다. 최근 연구에 따르면 면역세포에서 TNF-${\alpha}$ 같은 염증성 cytokine의 과도한 생성은 인슐린 저항성을 야기시킨다고 한다. Conjugated linoleic acid (CLA)는 TNF-${\alpha}$ 생산에 관여하여 면역반응을 조절하는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 고농도의 당으로 처리한 RAW 264.7 세포에서 TNF-${\alpha}$ 생산, NF-${\kappa}B$의 활성과 $I{\kappa}B-{\alpha}$ 분해에 대한 CLA 효과를 검토하였다. 고농도의 당에 노출된 RAW세포는 저농도의 당에 노출된 RAW 세포보다 NF-${\kappa}B$의 활성과 $I{\kappa}B-{\alpha}$ 분해가 증가되었으며 RAW 세포의 배양 상층액 중에 TNF-${\alpha}$ 생산을 증가시켰다. CLA와 고농도 또는 저농도의 당을 같이 처리한 군은 당만 단일 처리한 군보다 TNF-${\alpha}$ 생산, NF-${\kappa}B$의 활성 및 $I{\kappa}B-{\alpha}$ 분해가 증가되었다. 그리고 고농도의 당과 CLA를 처리한 군에서 저농도의 당과 CLA 처리군에 비해 NF-${\kappa}B$의 활성과 $I{\kappa}B-{\alpha}$ 분해가 증가되었으며 이와 더불어 TNF-${\alpha}$의 양이 증가되었다. 이상의 결과로부터, CLA는 고농도의 당에 노출된 RAW 세포에서 NF-${\kappa}B$의 활성을 높이고 TNF-${\alpha}$ 생산을 증가시키며 이는 고혈당으로 유발되는 염증반응을 촉진하는 인자로 작용할 수 있음을 시사하였다.

천식 환자의 기관지 조직에서 Eotaxin mRNA 발현에 관한 연구 (Eotaxin mRNA Expression in Bronchial Mucosa of Patients with Asthma)

  • 인광호;조재연;강세용;이상엽;심재정;강경호;유세화;나영순;김한겸
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제45권4호
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    • pp.697-704
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    • 1998
  • 연구배경: 천식은 기관지에 호산구의 침착을 동반한 염증을 특징으로 한다. 말초 혈액에 존재하던 호산구가 천식 반응시 기관지 조직 내로 침착되는 과정에는 여러 종류의 호산구 화학 주성인자들이 관여한다. Chemokines은 염증 부위에 백혈구를 동원시키는 중요한 화학 주성 물질 중의 하나이다. 호산구 화학 주성에 관여하는 chemokines으로는 RANTES, MCP-3 등이 있지만 호산구뿐 아니라 다른 종류의 세포에도 작용한다. 최근에 호산구에만 특이적으로 작용하여 조직에 호산구의 침착을 유도하는 새로운 chemokine인 eotaxin이 cloning되었으며 호산구가 혈중에 증가되거나 조직에 침착하는 여러 알러지 질환의 중요한 매개불질로 연구되고 있다. 최근 연구에 의하면 사람에서의 eotaxin은 호산구의 강력한 화학 주성 물질로 조직내의 호산구 침착의 주요 원인이며 천식에서 중요한 매개물질일 것으로 추측된다. 따라서 본 연구에서는 천식 환자의 기관지 조직에서 eotaxin mRNA의 발현을 조사하고 기관지 조직 내 호산구의 침착과의 관계를 조사하였다. 연구방법: 최근 수개월간 특별한 치료없이 폐기능의 저하와 천식 증상을 갖고 있었던 천식 환자 4예(A 군), 흡입용 혹은 경구용 스테로이드 사용을 유지하면서 정상 범위의 폐기능을 유지하고 증상이 없었던 천식 환자 3예(B 군), 정상 대조군 2예(C 군), 최근 3개월 이상 어떤 천식 치료제를 사용하지 않고도 정상 범위의 폐기능을 유지하고 증상이 없었던 천식 환자 2예(D군), 천식의 악화로 입원하여 기관지 확장제와 경구용 혹은 정맥용 스테로이드를 10일 이내 사용하여 증상은 호전되었으나 폐기능의 저하를 보였던 2예(E 군)를 대상으로 하였다. 모든 대상 환자는 기관지 내시경을 이용하여 기관지 조직 검사를 시행했다. 조직에서 분리된 RNA로 부터 semi-quantitative RT-PCR를 시행하였다. 양성 대조군인 GAPDH mRNA에 대한 eotaxin mRNA의 비(ratio)를 densitometer를 이용하여 정량화하여 eotaxin mRNA의 발현을 간접적으로 측정하였다. Eotaxin mRNA의 발현과 기관지 조직내의 호산구 침착 정도의 상호 관계를 관찰하였다. 결 과: Eotaxin mRNA의 발현은 최근 수개월간 특별한 치료 없이 폐기능의 저하와 천식 증상을 갖고 있었던 현증 천식 환자 4예(A 군), 최근 수개월간 천식 치료를 받지 않았지만 천식 증상이 없었던 2예 중 1예(D군), 천식이 악화되어 경구 혹은 정맥 스테로이드를 10일간 사용하였던 2예(E 군)에서 나타났다. Densitometer로 eotaxin mRNA의 발현을 측정한 결과 A군은 4예 모두에서 높았으며 D, E 군은 상대적으로 낮았다. Submucosa 내의 호산구 침착과 eotaxin mRNA의 발현은 상관 관계가 있었다 결 론: 천식환자 기도에서 eotaxin의 발현은 증가되며 호산구의 기도내 침착을 유도하는 화학 주성 물질로 생각된다. 따라서 기도내 eotaxin mRNA의 발현은 천식의 발병의 중요한 요인으로 사료된다.

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약용식물추출물의 광보호 효과와 항염증 효과 연구 (Photoprotection and Anti-inflammatory Effects of Chinese Medical Plants)

  • Jin-Hwa, Kim;Sung-Min, Park;Gwan-Sub, Sim;Bum-Chun , Lee;Hyeong-Bae, Pyo
    • 대한화장품학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.227-233
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    • 2004
  • 자외선이 피부에 지속적으로 조사되면 썬번, 염증, 광노화와 같은 다양한 부작용이 생기게 된다. 따라서 광손상에 대한 보호작용은 점점 중요성이 인식되고 있으며, 천연 식물추출물에서 자외선에 대한 광보호효과가 있는 안전하고 효과적인 물질개발에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 자외선에 의해 유도된 피부손상에 대한 보호효과가 우수한 천연식물추출물에 대한 것이다. 향나무, 능소화, 비자추출물에서 자외선에 의해 생성되는 라디칼에 대한 항산화효과, MMP 발현 및 활성 저해, 염증관련 사이토카인인 인터루킨 1알파, 6, 프로스타글란딘 E$_2$ 생성저해효과 등으로 피부세포보호 효과를 연구하였다. 실험결과 천연추출물 중 향나무추출물과 능소화추출물이 프리라디칼 및 슈퍼옥사이드 라디칼 소거효과가 우수하게 나타났으며 피부 콜라겐과 같은 메트릭스를 분해하는 효소인 MMP-1의 활성 및 발현 저해효과는 섬유아세포에서 UVA 조사에 의한 실험에서 우수하게 나타났으며, 피부세포 배양액에 대해 zymography를 실시하여 활성이 감소됨을 확인하였다. 피부 각질형성세포에서 자외선에 의해 유도된 염증관련 사이토카인인 인터루킨 6의 발현량 실험에서도 무처리군에 비해 향나무추출물이 인터루킨 6을 30% 정도 저해효과가 나타났으며, 염증반응 중 cyclooxygenase(COX)에 의한 경로에서 생성되는 프로스타글란딘 E$_2$의 생성량도 감소시켰다. 사람피부에서 SLS (0.5%) 첩포로 유발된 자극성 피부염의 항염증 효과 평가 시 SLS에 의해 유발되는 자극정도가 피검자의 피부상태에 따라 다양하게 나타났으며, 향나무 추출물 함유 에멀젼 제품 도포 실험에서는 피부 홍반 완화 효과와 피부장벽 회복효과가 우수하게 나타났다. 이상의 결과로 향나무추출물은 자외선 조사 및 SLS에 의한 피부손상에 대한 피부세포보호작용이 우수하여 광노화에 대응하는 자극완화 소재로서의 화장품 응용 가능성을 확인하였다.

말초 혈액 단핵구에서 IL-8 발현에 관한 연구 (Study on IL -8 Expression in Peripheral Blood Monocytes)

  • 김재열;이재철;강민종;박재석;유철규;김영환;한성구;심영수;이재호
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제42권5호
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    • pp.703-712
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    • 1995
  • 연구배경: 말초혈액 단핵구는 정상적인 면역반응에 중요한 세포로서 탐식 기능과 항원 제공 기능외에 다양한 종류의 Cytokine을 생성하며, 이중 IL-8은 호중구에 대한 강력한 주화 작용과 직접적인 활성화 작용 등을 통해서 염증 작용을 증폭시키는 역할을 하는 것으로 알려져 었다. 따라서 IL-8 작용의 억제를 통하여 항염 효과를 기대할 수 있으며, 이러한 작용을 나타낼 것으로 기대되는 Dexamethasone, $PGE_2$, Indomethacin 및 IFN-$\gamma$를 이용하여 이러한 약제들이 말초혈액 단핵구에서 내독소 자극에 의한 IL-8의 생성 자극 효과에 어떤 영향을 미치는 지에 대해서 알아보았다. 방법: 말초혈액 단핵구는 자원자에게서 채취한 혈액을 Ficoll Hypaque density gradient method에 의해서 백혈구 층을 분리한 뒤에 플라스틱 접시에 부착함으로써 분리하였다. Dexamethasone, $PGE_2$, Indomethacin은 내독소로 자극하기 한 시간 전, 후에 처치하였고, IFN-$\gamma$는 내독소로 자극하기 한 시간 전에만 전처치 하였다. 내독소로 자극한 뒤 4시간 뒤에 RNA를 extraction한 뒤 Northern blot analysis를 시행하여 IL-8 mRNA를 분석하였고, 24시간 뒤에 ELISA를 통하여 IL-8 단백을 정량하였다. 이 과정을 3회 반복하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 결과: 1) Dexamethasone의 전, 후 처치는 내독소 자극에 의한 IL-8 mRNA와 단백의 생성을 감소시켰다. 2) IFN-$\gamma$의 단독 투여는 내독소 자극을 받지 않은 군에서 IL-8 mRNA와 단백의 생성을 감소시켰다. 3) 내독소 투여 전에 IFN-$\gamma$를 전 처치 하였을 때, 내독소 단독 투여군에 비해 IL-8 mRNA 발현은 감소하였으나 IL-8 단백의 분비에는 차이가 없었다. 4) $PGE_2$와 Indomethacin은 각각 사용한 농도($10^{-6}M$, $10{\mu}M$)에서는 내독소 자극에 의한 IL-8 mRNA 및 단백의 생성에 별다른 영향을 미치지 못하였다. 결론: Dexamethasone은 말초혈액 단핵구에서 내독소의 자극에 의한 IL-8 mRNA 발현 및 단백의 생성을 억제함으로써 염증 반응을 억제할 것으로 기대된다.

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B형 트리코테센 곰팡이 독소 데옥시니발레놀에 의한 인체 장관 상피세포 염증성 인터루킨 8유도에서의 PKR과 EGR-1의 상호 역할 규명 (Role of PKR and EGR-1 in Induction of Interleukin-S by Type B Trichothecene Mycotoxin Deoxynivalenol in the Human Intestinal Epithelial Cells)

  • 박성환;양현;최혜진;박영민;안순철;김관회;이수형;안정훈;정덕화;문유석
    • 생명과학회지
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    • 제19권7호
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    • pp.949-955
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    • 2009
  • 점막 상피는 외부 인자를 감지하는 최전선의 인식부위로서 외부스트레스 자극을 하부의 반응 신호로 전달하는 주요 세포이다. 리보솜독성 반응을 유발하는 데옥시니발레놀 (DON) 및 그 관련 곰팡이 독소는 푸자륨 곰팡이 오염에 의한 식중독성 소화기 염증성 질환과의 연관성이 알려 져 있다. 본 연구의 목적은 DON이 상피세포 감지 신호 전달 분자로서 PKR과 EGR-1이 관련 되고 이들이 상피세포에서의 염증성 사이토가인 인터루킨 8의 생성에 관련 된다는 가정 하에서 연구를 수행 하였다. PKR 발현의 세포내 작용 억제는 DON에 의해 유도되는 인터루킨 8의 생성을 감소시켰다. 또한 DON에 의한 IL-8 전사 활성화는 PKR 억제에 의하여 장관 상피세포에서 감소하였다. PKR 저해제의 처리는 EGR-1 promoter 활성, mRNA, 단백질 유도 등을 감소를 유발하였으며 MAP kinase (ERK1/2, p38, JNK)는 변화가 적거나 오히려 PKR 저해제의 전처리에 의하여 항진 되었다. 결론적으로 DON에 의해 자극된 감지신호인 EGR-1은 자체적으로 또는 PKR 신호를 경유하여 인터루킨8의 생산을 항진하는데 주요한 기능을 하였다. 이를 통하여 향후 리보솜 독성 반응과 관련된 소화기 염증유발의 주요한 기전을 제공하고 있다.

녹차섭취와 운동에 의한 비만 청소년의 혈중 biochemical marker 함량 감소 (Green Tea Intake and Exercise Reduce Some Biochemical Markers of Obese Adolescents)

  • 양재경;정지영;강설중;정강원;김종철;고성경;정소봉
    • 생명과학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.322-327
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    • 2011
  • 녹차섭취와 유산소운동이 비만 남자중학생의 체중과 혈중 biochemical marker에 미치는 영향에 관하여 연구하였다. 체지방율이 25% 이상인 비만 남자중학생 36명을 대상으로 대조군(n=9), 녹차처리군(n=9), 운동군(n=9)과 녹차와 운동 병행군(n=9)으로 분류하여, 운동은 주 5회 60분씩 12주간 실시하였고, 녹차는 녹차열수출물을 음용(녹차건중 1.5-1.7 g/일) 하였다. 대조군은 녹차처리군이 섭취한 양의 물을 섭취하였다. 실험 시작전과 12주 후의 혈중 TNF-$\alpha$, IL-6, leptin, TG 및 HDL-C 함량을 측정하였다. 대조군을 포함한 모든 처리군에서 체중 변화는 없었으나 병행군은 복부지방률이 감소하였다. 대조처리는 TNF-$\alpha$, IL-6 및 leptin 함량에 아무런 영향을 미치지 않았다. 녹차처리는 leptin (p<0.05)을 감소시켰고, TG (p<0.01)는 증가시켰다. 운동은 TNF-$\alpha$ (p<0.05), IL-6 (p<0.01) 및 leptin (p<0.05) 함량을 감소시켰다. 또한 녹차처리와 운동 병행은 IL-6 (p<0.05), leptin (p<0.05) 및 HDL-C (p<0.01) 함량을 감소시켰다. 이 결과는 녹차섭취나 운동은 젊은 비만 중학생의 혈중 염증 cytokine인 TNF-$\alpha$α, IL-6 및 leptin 함량 감소에 효과가 있었으나, 녹차섭취와 운동의 병행에 의한 synergy 효과는 없었다.

Newly Synthesized Phosphodiesterase 4 (PDE4) Inhibitor, DWP205505, Inhibits TNF-$\alpha$ Secretion and mRNA Expression

  • Lee, Suk-Kyeong;Lee, Sun-A;Byun, Hye-Sin;Cho, Mi-La;Kim, Wan-Uk;Park, Sung-Hwan;Cho, Chul-Soo;Joo, Young-Shil;Lee, Shin-Seok;Yoo, Eun-Sook;Son, Ho-Jung;Kim, Ho-Youn
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제9권1호
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    • pp.106-112
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    • 1999
  • The therapeutic potential of phosphodiesterase 4(PDE4) inhibitors in inflammatory diseases including some autoimmune diseases has been explored recently with some hopeful results. These PDE4 inhibitors are thought to show their anti-inflammatory effect by down-regulating tumor necrosis factor-a (TNF-$\alpha$) production in lymphocytes and macrophages. A high concentration of TNF-$\alpha$has been found in rheumatoid arthritis (RA) synovium and reducing TNF-$\alpha$using biological agents was proven to be an effective RA treatment. To test the possibility of using PDE4 inhibitors for RA treatment, the effects of a newly synthesized PDE4 inhibitor, DWP205505, on TNF-$\alpha$ and IL-10 production was tested in cells isolated from normal peripheral blood and rheumatoid arthritis synovial fluid. Cytokine production was assayed at the protein level by sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and at the mRNA expression level by semi-quantitative RT-PCR. Another PDE4 inhibitor, RP73401, was used for comparison. DWP205505 and RP73401 had no harmful effect on cell viability up to 10 $\mu$M concentration during the 24 h culture period. DWP205505 as well as RP73401 significantly reduced TNF-$\alpha$ secretion from lipopolysaccharide (LPS)-stimulated peripheral blood mononuclear cells (pBMC) and synovial fluid mononuclear cells (SFMC). The effect of DWP205505 or RP73401 treatment on the mRNA expression of TNF-$\alpha$ was also studied in LPS-stimulated PBMC and SFMC. TNF-$\alpha$ mRNA expression was increased by LPS stimulation and both of the PDE4 inhibitors suppressed TNF-$\alpha$ mRNA expression. For interleukin-l0 (IL-l0), a little different results were obtained from PBMC and SFMC; IL-l0 secretion was unaffected by LPS stimulation and only minimally affected by both of the PDE4 inhibitors in PBMC. In unstimulated SFMC, DWP205505 and RP73401 slightly enhanced IL-10 secretion, while they reduced IL-l0 secretion from LPS-stimulated SFMC where IL-l0 secretion was a lot higher than unstimulated SFMC. These results suggest that the newly synthesized PDE4 inhibitor DWP205505 may have anti-rheumatoid arthritis activity.

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보스웰리아 추출물의 골관절염 억제 효과 연구 (Effect of Boswellia serrata Extracts on Degenerative Osteoarthritis in vitro and in vivo Models)

  • 남다은;김옥경;심태진;김지훈;이정민
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제43권5호
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    • pp.631-640
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    • 2014
  • 본 실험에서는 primary culture된 연골세포 in vitro 실험모델과 MIA로 유발한 골관절염 in vivo 실험모델을 이용하여 보스웰리아 추출물의 골관절염 예방 효과를 확인하였다. 먼저 MTT 시험법을 통해 세포 사용 적정농도를 $20{\mu}g/mL$ 이하로 결정하여 연골세포 사멸 억제를 확인하고, 이를 근간으로 골관절염 동물실험 모델에서 골관절염 예방 효과를 확인하였다. $H_2O_2$ 처리에 따른 산화적 독성으로 연골세포 사멸을 유도한 실험에서 보스웰리아 추출물은 유의적으로 세포사멸을 억제하였으며 이러한 효과는 $5{\sim}20{\mu}g/mL$ 사이농도에서 비교적 높게 나타났다. 세포실험에서는 골관절염 발병에 따라 관절연골에 영향을 미치는 염증인자에 대한 기전연구를 진행하였으며, 연골세포에 LPS를 처리하여 염증을 유도한 후 보스웰리아 추출물의 효과를 확인한 실험 결과 면역과 염증반응을 조절하는 nuclear transcription factor ${\kappa}B(NF{\kappa}B)$, 염증관련 cytokine IL-6, TNF-${\alpha}$의 발현이 모두 보스웰리아 추출물 처리 시 유의적으로 감소하는 것으로 나타났으며 특히 $20{\mu}g/mL$ 농도에서 가장 효과가 뚜렷하고 일관되게 확인되었다. 또한 이들 cytokine에 의해 생성되는 COX-2 발현과 COX-2에 자극 받아 생성이 촉진되는 PGE2 생성을 확인한 결과 역시 $20{\mu}g/mL$ 농도에서 가장 효과적으로 생성이 억제되어 염증을 조절하는 것으로 나타났다. 특히 보스웰리아의 기능성분으로 알려진 보스웰릭산(boswellic acids)에 의해 억제되는 5-LO의 경우, 염증반응 유발의 핵심인자를 생성하는 효소로 알려져 있으며 이를 직접적으로 저해하는 것으로 알려진 보스웰리아의 효능을 확인 하고자 실험을 진행하였다. 실험 결과 염증을 유도한 연골세포에서 보스웰리아 추출물의 처리에 따라 5-LO 활성이 감소하였으며, 이는 곧 보스웰리아 추출물이 염증을 유발 핵심효소인 5-LO 활성을 효과적으로 억제함으로써 연골세포 보호 효과를 나타낸 것이다. 세포실험에서의 기전 결과를 바탕으로 골관절염을 유발한 동물모델에서의 보스웰리아 추출물의 섭취에 따른 효과가 나타날 것으로 기대되어 관절염 유발 동물모델에서 보스웰리아 추출물의 효능검증 실험을 진행하였으며, 세포실험 결과 및 기존의 연구내용을 참고하여 동물에서 보스웰리아의 섭취 농도를 50 mg/kg, 100 mg/kg 및 200 mg/kg으로 결정하고 AIN-93G diet에 보스웰리아 추출물 분말을 섞어 보스웰리아 diet를 제작하여 실험기간 동안 제공하였다. 골관절염 유발 동물모델을 만들기 위해 SD rat의 관절강에 MIA를 injection 하였으며, 보스웰리아 추출물 섭취에 따른 관절염 예방 효과를 관찰하기 위해 관절염 유발 2주일 전부터 제작된 식이를 제공하고 유발 후 3주간 지속적으로 식이 제공 및 관찰하였다. 연골의 주요 구성 성분인 collagen 및 aggrecan은 골관절염 발병 시 여러 인자에 의해 분해되는 것으로 알려져 있으며, 골관절염 유발동물모델에서 collagen type I, collagen type II 및 aggrecan 유전자 발현을 실시간 정량 PCR로 측정하여 변화를 살펴보았다. 그 결과 골관절염 유발 sham군에 비해 보스웰리아 추출물 섭취군에서 유의적으로 collagen type I, collagen type II 및 aggrecan 발현이 증가하였으며, 특히 BW200군에서 CLX 약물대조군과 비슷한 수준으로 발현이 증가하여 관절연골의 보호 효과가 가장 좋은 것으로 확인되었다. 교원질 합성을 억제하고 분해를 촉진시키는 MMPs(MMP-3, MMP-9, MMP-13)의 발현을 실시간 정량 PCR로 측정하여 발현 변화를 살펴보았다. 그 결과 앞선 다른 실험 결과와 마찬가지로 보스웰리아 섭취군에서 MMPs 유전자 발현이 유의적으로 낮아졌음을 살펴볼 수 있었다. 특히 BW200군에서 MMPs 발현이 유의적으로 감소하였으며, 관절염에 효과적으로 사용되는 약물인 CLX 투여 양성대조군과 비슷한 수치를 나타내었다. 이상의 결과를 통하여 보스웰리아 추출물은 골관절염에서 관절연골의 보호 효과가 있으며, 이는 골관절염 발생 시 나타나는 염증발현의 기전적인 측면뿐만 아니라 골관절염 유발 동물에서 섭취 효능까지 모두 일관되게 나타나 골관절염에서의 기능성 소재로써 개발가능성이 충분할 것으로 생각된다. 또한 추후 실험을 통해 골관절염이 유발된 동물에서 보스웰리아 추출물 섭취 시 관절연골의 형태학적인 변화 및 골상태의 분석과 더불어 관절염 유발 동물의 관절연골 및 혈액학적 분석을 진행하여 동물에서 기전적 측면을 보완하고 보스웰리아 추출물 효능에 대한 추가적인 검증을 하고자 한다.