• 생명과학회지
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• 제29권4호
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• pp.402-409
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• 2019

생삼을 쪄서 건조시킨 홍삼은 전통적으로 사용되고 있는 약재로서 면역, 내분비 및 중추신경계 작용을 증진시키며 염증을 억제하는 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 그람 양성균의 세포벽 성분인 lipoteichoic acid (LTA)에 의한 염증반응에 홍삼추출액(RGE)이 항염증 효과를 가지는지 관찰하고 그 작용 기전을 연구하였다. BV-2 소교세포에서 RGE는 세포에 독성을 유도하지 않으면서 LTA로 인한 nitric oxide (NO)의 생성과 inducible nitric oxide synthase (iNOS) 발현을 억제하였으며, NF-kB p65의 핵으로의 이동과 IkB-a의 분해 또한 억제하였다. 한편, RGE는 농도의존적으로 heme oxygenase-1 (HO-1)의 발현을 유도하였으며, HO-1 siRNA를 처리했을 때는 RGE가 iNOS의 발현을 억제하지 못하였다. RGE는 HO-1의 발현에 관여하는 전사인자인 nuclear factor E2-related factor 2 (Nrf2)를 핵으로 이동을 촉진시켰다. 또한 RGE에 의한 HO-1의 발현은 phosphatidylinositol-3-kinase(PI-3K) 및 MAPK 억제제에 의해 감소되었으며, RGE가 Akt와 ERK, p38, JNK의 인산화를 유도하였다. 이상의 결과를 종합해보면, RGE는 PI-3K/Akt 및 ERK, p38, JNK 신호전달과정을 통해 HO-1의 발현을 유도함으로써 NO와 같은 염증매개물질의 생성을 억제한다는 것을 알 수 있다. 그러므로 홍삼추출액은 그람 양성균에 의한 신경염증과 염증관련 신경계 질환의 치료제로서 사용될 수 있을 것이라 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제20권10호
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• pp.1556-1562
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• 2010

충남 공주시와 연기군의 목장 4곳에서 Neospora에 자연 감염된 임신우로부터 유산된 태아를 병리조직학적, 전자현미경적으로 관찰하였다. 유산된 태아는 전신 부종과 함께 부검시 복강과 흉강은 혈액성 장액성 액체로 충만되어 있었다. 광학현미경적으로 심장과 간에서는 충 출혈 및 심근세포와 간세포의 괴사를 동반한 대식 세포, 임파구, 단핵구 세포로 구성된 많은 수의 염증세포 침윤이 관찰되었고, 간에서는 간세포의 세포질과 간질 조직에서 tachyzoite 집락이 관찰되었다. 뇌에서는 신경세포내와 주위에서 크기가 다양한 많은 수의 조직낭포가 관찰되었고, 조직낭포는 구형으로 두꺼운 막으로 싸여 있었으며 내부에는 많은 bradyzoite를 포함하고 있었다. 또한, 뇌조직에서는 충 출혈 및 국소성 괴사와 함께 광범위한 신경교증이 관찰되었고 국소성 괴사 부위 주위와 혈관주위에 소교세포로 구성된 많은 수의 염증세포 침윤이 관찰되었다. 전자현미경적으로 조직낭포의 막 두께는 대략 1 ${\mu}m$로 모양은 불규칙하였고, 내부에는 길이 2-5 ${\mu}m$, 폭 1-2 ${\mu}m$인 100여 개의 bradyzoite가 관찰되었다. Bradyzoite의 핵은 posterior tip으로부터 1-1.5 ${\mu}m$ 전방에 존재하였고, amylopectin 과립, 전자밀도가 높고 작은 구형인 과립과 전자밀도가 상대적으로 낮으나 큰 구형의 과립, 전자밀도가 균질한 rhoptry 및 zoite pellicle에 대해 수직방향으로 달리는 microneme이 핵과 posterior tip 사이의 세포질 내에서 관찰되었다. 이상의 본 연구는 ELISA검사를 통해 Neospora 항체에 양성반응을 나타내는 임신우로부터 유산된 태아에서 발견된 조직낭포를 전자현미경적으로 관찰하여 N. caninum임을 확인하였다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제38권6호
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• pp.430-441
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• 2023

녹용은 수많은 연구에서 면역력 강화를 포함한 영양 및 의학적 가치를 입증하였으며 전통적인 약으로 널리 사용되고 있다. 본 연구는 녹용 추출물 (sample 1: 생녹용 추출물, sample 2: 건녹용 추출물, sample 3: 동결 건조 추추물)의 일반성분과 우론산, 황산화 글리코사미노글리칸, 시알릭산, 콜라겐을 포함한 유효성분을 조사하고, 액체 크로마토그래피quadrupole-time-of-light mass spectrometry (UPLC/QTOFMS)를 사용하여 녹용 추출물의 화학 성분을 분석하는데 목적이 있다. 또한, HT22 해마 세포, BV2 미세아교세포, RAW264.7 대식세포 및 HaCaT 케라틴 세포를 사용하여 MTT 분석을 통해 녹용 추출물의 세포 독성 효과 평가와 암컷과 수컷 ICR 마우스에 녹용 추출물을 각각 (0, 500, 1000, 2000 mg/kg) 경구투여 하여 급성 독성평가를 실시하였다. 투여후에는 OECD 가이드라인에 따라 마우스의 일반독성, 생존율, 체중 변화, 사망률, 임상 징후 및 부검 결과를 관찰하였다. 결과적으로 녹용 추출물은 HaCaT 케라틴 세포에서 세포 독성 효과가 없었으며, 건녹용 추출물에서는 HT22 해마 세포에서 500 ㎍/mL, RAW264.7 대식세포의 경우 1000 ㎍/mL 에서, 동결건조추출물에서는 RAW264.7 세포와 BV2 미세아교세포의 경우 500 ㎍/mL 및 1000 ㎍/mL 농도에서 세포 독성을 가지고 있음을 보였다. 그러나 마우스를 이용한 급성 독성 평가에서는 녹용 추출물 시료를 처리한 모든 마우스에서 사망률, 임상 징후 및 부검 결과 특이사항이 없었으며 이는 LD50이 2000 mg/kg 이상으로 사료된다. 그러나 인간에 대한 안전성에 대한 충분한 증거를 확보하기 위해서는 동물과 사람에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• Molecular & Cellular Toxicology
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• 제4권2호
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• pp.106-112
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• 2008

Parkinson's disease (PD) progresses severely by a gradual loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra (SN). Epidemiological studies showed that the incidences of PD were reduced by smoking of which the major component, nicotine might be neuroprotective. But the function of nicotine, which might suppress the incidences of PD, is still unknown. Fortunately, recently it was reported that a glial reaction and inflammatory processes might participate in a selective loss of dopaminergic neurons in the SN. The levels of tumour necrosis factor (TNF)-${\alpha}$ synthesised by astrocytes and microglia are elevated in striatum and cerebrospinal fluid (CSF) in PD. TNF-${\alpha}$ kills the cultured dopaminergic neurons through the apoptosis mechanism. TNF-${\alpha}$ release from glial cells may mediate progression of nigral degeneration in PD. Nicotine pretreatment considerably decreases microglial activation with significant reduction of TNF-${\alpha}$ mRNA expression and TNF-${\alpha}$ release induced by lipopholysaccharide (LPS) stimulation. Thus, this study was intended to explore the role of nicotine pretreatment to inhibit the expressions of TNF-${\alpha}$ mRNA in human fetal astrocytes (HFA) stimulated with IL-$1{\beta}$. The results are as follows: HFA were pretreated with 0.1, 1, and $10{\mu}g/mL$ of nicotine and then stimulated with IL-$1{\beta}$ (100 pg/mL) for 2h. The inhibitory effect of nicotine on expressions of TNF-${\alpha}$ mRNA in HFA with pretreated $0.1{\mu}g/mL$ of nicotine was first noted at 8hr, and the inhibitory effect was maximal at 12 h. The inhibitory effect at $1{\mu}g/mL$ of nicotine was inhibited maximal at 24 h. Cytotoxic effects of nicotine were noted above $10{\mu}g/mL$ of nicotine. Moreover, Nicotine at 0.1, 1 and $10{\mu}g/mL$concentrations significantly inhibited IL-$1{\beta}$-induced TF-${\kappa}B$ activation. Collectively, these results indicate that in activated HFA, nicotine may inhibit the expression of TNF-${\alpha}$ mRNA through the pathway which suppresses the NF-${\kappa}B$ activation. This study suggests that nicotine might be neuroprotective to dopaminergic neurons in the SN and reduce the incidences of PD.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제15권1호
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• pp.16-26
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• 2007

Tissue plasminogen activator (tPA) is a serine protease catalyzing the proteolytic conversion of plasminogen into plasmin, which is involved in thrombolysis. During last two decades, the role of tPA in brain physiology and pathology has been extensively investigated. tPA is expressed in brain regions such as cortex, hippocampus, amygdala and cerebellum, and major neural cell types such as neuron, astrocyte, microglia and endothelial cells express tPA in basal status. After strong neural stimulation such as seizure, tPA behaves as an immediate early gene increasing the expression level within an hour. Neural activity and/or postsynaptic stimulation increased the release of tPA from axonal terminal and presumably from dendritic compartment. Neuronal tPA regulates plastic changes in neuronal function and structure mediating key neurologic processes such as visual cortex plasticity, seizure spreading, cerebellar motor learning, long term potentiation and addictive or withdrawal behavior after morphine discontinuance. In addition to these physiological roles, tPA mediates excitotoxicity leading to the neurodegeneration in several pathological conditions including ischemic stroke. Increasing amount of evidence also suggest the role of tPA in neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease and multiple sclerosis even though beneficial effects was also reported in case of Alzheimer's disease based on the observation of tPA-induced degradation of $A{\beta}$ aggregates. Target proteins of tPA action include extracellular matrix protein laminin, proteoglycans and NMDA receptor. In addition, several receptors (or binding partners) for tPA has been reported such as low-density lipoprotein receptor-related protein (LRP) and annexin II, even though intracellular signaling mechanism underlying tPA action is not clear yet. Interestingly, the action of tPA comprises both proteolytic and non-proteolytic mechanism. In case of microglial activation, tPA showed non-proteolytic cytokine-like function. The search for exact target proteins and receptor molecules for tPA along with the identification of the mechanism regulating tPA expression and release in the nervous system will enable us to better understand several key neurological processes like teaming and memory as well as to obtain therapeutic tools against neurodegenerative diseases.

• 한국약용작물학회지
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• 제28권1호
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• pp.9-20
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• 2020

Background: Although a number of Panax ginseng cultivars have been developed by Korean researchers in recent years, there has been insufficient analysis of their beneficial properties. In this study, we sought to identify useful ginseng varieties as functional materials. Methods and Results: We evaluated effects of root extracts of 10 ginseng cultivars (Cheongsun; CS, Chunpoong; CP, Gopoong; GP, Gumpoong; GMP, K1, Sunhyang; SH, Sunone; SO, Sunpoong; SP, Sunun; SU and Yunpoong; YP) against the inhibitory effects of nitric oxide (NO) and reactive oxygen species (ROS) production in mouse brain microglial BV2 cells, as well as the binding of N-methyl-D-aspartate receptor (NMDAR), a marker related to memory. Ginsenosides, such as 20 (S)-protopanaxadiols (PPDs), including ginsenoside-Rb1, -Rb2, -Rb3, -Rc, -Rd, and - Rg3 and 20 (S)-protopanaxatriols (PPTs) including -Re, -Rg1, and -Rg2 were analyzed by HPLC. We observed that the cultivar GMP showed the highest inhibitory effect (60.8%) against NO production at 20 ㎍/㎖. Those cultivars showing the significantly highest inhibition effects against ROS at 20 ㎍/㎖ were K1 (57.3%), SP (54.5%), YP (53.1%), CP (51.7%), CS (50.9%) and SH (49.6%). At 50 ㎍/㎖, K1 showed the most potent inhibitory effect (51.2%) on NMDAR binding. The total phenol content of SH (1.89 mg/g) and K1 (1.73 mg/g) were higher than those of the other cultivars, whereas in terms of PD/PT ratios, the values of CP (0.98), K1 (1.05) and SO (1.05) were lower than those of the other cultivars. On the basis of correlation coefficient (0.7064) between NMDAR inhibition and ONOO^- scavenging activity. Conclusions: The findings of this study indicate that the cultivars K1 and SH could be useful ginseng resources as functional materials with favorable cognition-improving and antioxidative properties.

• Molecules and Cells
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• 제41권8호
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• pp.742-752
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• 2018

Parkinson's disease (PD) is a neurodegenerative disease characterized by progressive degeneration of dopaminergic (DAergic) neurons, particularly in the substantia nigra (SN). Although circadian dysfunction has been suggested as one of the pathophysiological risk factors for PD, the exact molecular link between the circadian clock and PD remains largely unclear. We have recently demonstrated that $REV-ERB{\alpha}$, a circadian nuclear receptor, serves as a key molecular link between the circadian and DAergic systems. It competitively cooperates with NURR1, another nuclear receptor required for the optimal development and function of DA neurons, to control DAergic gene transcription. Considering our previous findings, we hypothesize that $REV-ERB{\alpha}$ may have a role in the onset and/or progression of PD. In the present study, we therefore aimed to elucidate whether genetic abrogation of $REV-ERB{\alpha}$ affects PD-related phenotypes in a mouse model of PD produced by a unilateral injection of 6-hydroxydopamine (6-OHDA) into the dorsal striatum. $REV-ERB{\alpha}$ deficiency significantly exacerbated 6-OHDA-induced motor deficits as well as DAergic neuronal loss in the vertebral midbrain including the SN and the ventral tegmental area. The exacerbated DAergic degeneration likely involves neuroinflammation-mediated neurotoxicity. The $REV-erb{\alpha}$ knockout mice showed prolonged microglial activation in the SN along with the over-production of interleukin $1{\beta}$, a pro-inflammatory cytokine, in response to 6-OHDA. In conclusion, the present study demonstrates for the first time that genetic abrogation of $REV-ERB{\alpha}$ can increase vulnerability of DAergic neurons to neurotoxic insults, such as 6-OHDA, thereby implying that its normal function may be beneficial for maintaining DAergic neuron populations during PD progression.

• 생명과학회지
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• 제30권11호
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• pp.999-1006
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• 2020

최근 중추신경계에서 면역기능을 담당하는 미세아교세포(microglia)의 염증반응을 효율적으로 조절하는 것은 알츠하이머 병, 파킨슨 병 및 헌팅턴 병과 같은 퇴행성 뇌질환의 치료를 위한 중요한 타겟으로 인식되고 있다. 왕귀뚜라미(Teleogryllus emma)는 다양한 치료효능으로 인해 세계적으로 널리 이용되고 있으며, 본 연구팀에서는 최근 왕귀뚜라미의 전사체 분석을 통하여 항균활성을 가지는 다양한 종류의 새로운 항균 펩타이드(antimicrobial peptide; AMP) 후보들을 선별한 바 있다. 항균 펩타이드는 미생물에서부터 포유류까지 매우 다양한 종으로부터 발견되었으며, 현재는 항균활성뿐만 아니라 염증반응과 같은 다양한 질병의 치료제 개발을 위한 후보 물질로 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 선행연구를 통하여 선별된 왕귀뚜라미 유래 항균 펩타이드들 중에서 Teleogryllusine(VKWKR-LNNNKVLQKIYFVKI-NH₂)으로 명명된 항균 펩타이드의 신경염증 억제 효능을 관찰하였다. Teleogryllusine의 신경염증 억제 효능을 관찰 하기 위하여 immortalized mouse microglia 세포주인 BV-2 세포에 Teleogryllusine을 1시간 전처리 한 후 LPS를 이용하여 BV-2 세포의 염증 반응을 유도하였다. 그 결과 Teleogryllusin은 최대 처리 농도인 80 ㎍/ml까지 세포독성 없이 nitric oxide (NO) 생성을 현저히 감소시킴을 확인할 수 있었다. 또한 염증반응 매개인자인 iNOS와 COX-2 및 cytokine (Il-6, TNF-α)의 발현을 유전자 수준과 단백질 수준에서 확인한 결과 Teleogryllusine 처리농도에 의존적으로 감소됨을 확인할 수 있었다. 또한 Teleogryllusine의 신경염증 억제작용 기작을 확인한 결과 mitogen activated protein kinases (MAPKs)와 IκB의 인산화 및 proteosome에 의한 IκB의 분해를 억제함으로서 BV-2 세포의 신경염증반응이 조절됨을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 보아 왕귀뚜라미 유래 Teleogryllusine 펩타이드는 신경염증반응에 의해 유도되는 퇴행성 뇌질환 치료 및 예방을 위한 의료용 소재로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국식품과학회지
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• 제53권4호
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• pp.423-433
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• 2021

본 연구에서는 두충 잎의 분획물을 이용하여 미세먼지(PM_2.5)로 유도한 in vitro 뇌 신경세포 독성에 대한 항산화 활성 및 세포보호 효과를 확인하였다. EFEL은 우수한 ABTS 및 DPPH 라디칼 소거능을 나타냈으며, 지질과산화물 억제활성에서 양성대조군인 catechin과 동일한 농도에서 유사한 활성을 나타냈다. 또한, EFEL은 미세먼지로 유도된 해마세포(HT22), 뇌신경세포(MC-IXC) 및 미세아교세포(BV-2) 내의 ROS 수준을 효과적으로 감소시켜주었으며, 세포 생존능을 증가시킴으로써 세포보호 효과를 나타냈다. 미세먼지로 활성화된 BV-2에서 EFEL은 세포 활성화와 관련된 세포막 수용체인 TLR4와 p-JNK의 발현을 감소시켰다. 또한, 세포 사멸에 관여하는 caspase-3 활성화 전 단계인 procaspase-3와 세포 생존 경로에 관여하는 p-Akt 발현의 증가된 수준을 나타냈며, 염증성 사이토카인으로써 증가된 TNF-α의 수준을 감소시켰다. EFEL의 생리활성 물질을 HPLC로 분석한 결과, rutin과 chlorogenic acid가 확인되었다. 결과적으로, 두충 잎의 아세트산에틸 분획물은 우수한 페놀성 화합물 및 플라보노이드 함량을 나타냄으로써 높은 항산화능을 보였으며, 미세먼지로 유도된 산화적 스트레스에서 사멸 및 염증반응을 조절하여 뇌 신경세포를 보호하였다. 이를 고려할 때, EFEL은 미세먼지로 유도된 염증성 뇌신경세포 관련 질환 예방에 도움을 줄 수 있는 건강기능식품 소재로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국식품과학회지
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• 제38권3호
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• pp.452-455
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• 2006

퇴행성뇌질환인 치매의 정확한 원인은 아직 불분명하나 빠른 뇌세포사멸이 주요한 원인으로 알려져 있다. 특히, 알츠하이머형 치매는 다량 생성되는 활성산소에 의한 뇌세포사멸이 주요원인인 것으로 입증되고 있다. 따라서 본 연구에서는 웅담활성성분인 UDCA의 세포보호 및 항산화효과로부터 알츠하이머형 치매와 같은 퇴행성 뇌질환억제 또는 치료물질로서의 가능성을 입증하고자 하였고 뇌의 대식세포인 소교세포(microglia)를 cell model로 하였다. MTT 실험결과 UDCA에 의한 세포보호효과는 $7.5\;{\mu}g/mL$ 주변 농도에서 관찰되었고 NO에 의한 세포손상 유도억제효과를 확인하였다(Fig. 2). 이와 같은 결과는 형광현미경하에서 보다 명확히 관찰되어(Fig. 3) 결국 UDCA에 의한 항세포사효과가 있음을 알 수 있었다. UDCA의 항산효과는 활성산소인 $H_2O_2$의 단백질 분해 저해능을 관찰하는 금속이온촉매 산화효과를 통해 확인하였다(Fig. 4). 즉, UDCA는 농도의존적으로$(1{\sim}100\;{\mu}g/mL)$ 단백질 분해억제능을 보였으며 $100\;{\mu}g/mL$ 이상의 농도에서 양성대조군인 ascorbic acid와 유사한 억제효과를 나타냈다. 이와 같은 UDCA의 항산화효과는 $10\;{\mu}g/mL$ 전후에서 관찰되어 세포보호효과를 나타내는 농도$(7.5\;{\mu}g/mL)$와 큰 차이가 없는 것으로 사료되었고 따라서 UDCA의 농도범주는 일괄적 적용이 가능할 것으로 판단된다. 결론적으로 웅담활성성분인 UDCA는 일반적으로 사용하여온 간질환 및 소화계질환의 보조요법제의 개념을 벗어나 항염 및 항산화효과에 잠재능을 가지며 나아가 뇌신경세포를 보호하고 세포사를 차단하여 알츠하이머와 같은 퇴행성뇌질환 조절 후보물질로 적용이 가능할 것으로 판단되나 보다 심도 있는 in vivo 및 임상적 차원의 연구가 요구된다.