• 생명과학회지
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• 제28권11호
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• pp.1369-1378
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• 2018

본 연구는 예로부터 한약재 및 식용으로 널리 사용되어지는 매실을 이용한 가공식품의 기능성 원료로서 활용하기 위해 pectinase를 사용하여 제조한 매실 농축액의 이화학적 특성 및 생리활성을 평가하였다. 총 산도는 35.81%, pH는 2.73, 당도는 $54.36^{\circ}Brix$ 및 탁도는 2.75를 나타냈다. 매실 농축액의 항산화 활성은 DPPH radical 소거활성, 환원력, $H_2O_2$ 소거활성 및 lipid peroxyl radical 소거활성을 통하여 확인하였고, positive control과 유사하거나 다소 낮게 나타나 우수한 항산화 활성을 보였다. 또한 당 분해효소인 ${\alpha}$-glucosidase 활성 저해 효과 또한 뛰어난 것으로 나타났다. 매실 농축액을 처리함에 따라 B16 마우스 피부암세포, SK-MEL-2 및 SK-MEL-28 인체 피부암세포 모두 성장이 억제되는 것을 확인할 수 있었으며 인체 피부정상세포인 HaCaT 세포에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났고, 형태학적 관찰에서도 농도의존적으로 세포의 형태학적 변화가 유도되는 것으로 확인되었다. 매실 농축액의 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 각각 588.31 mg% 및 860.45 mg%로 나타났다. 결과적으로 매실 추출물은 항산화 및 당 분해 효소 활성 저해 및 암세포의 증식억제에 효능이 있는 기능성 식품 소재로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제29권4호
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• pp.484-491
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• 2019

프로안토시아니딘(proanthocyanidins)은 식물계에 가장 풍부한 폴리페놀성 화합물로 다양한 고등식물의 뿌리, 잎, 열매, 나무껍질 등에 널리 존재할 뿐만 아니라 이러한 원료로 만들어진 차, 와인, 맥주 등과 같은 식품에도 상당량 함유되어 있다. 세포 및 실험동물을 이용한 다수의 연구보고에 의하면 프로안토시아니딘은 항산화활성 및 면역조절활성, DNA 복구 및 항종양 작용과 같은 인체 건강에 유익한 무수한 효과를 가지고 있는 것으로 밝혀졌다. 면역 세포 중 대식세포(macrophage)는 염증반응을 매개하는 중요한 세포로 외부 병원체 제거에 중요한 역할을 수행하고 있다. 그러나 대식세포가 만성 염증을 유발하고 비만, 당뇨병, 대사 증후군 및 암과 같은 다양한 질병에 관여한다는 것 또한 널리 보고되어왔다. 본 연구에서는 마우스의 대식세포주인 RAW264.7세포를 이용하여 프로안토시아니딘의 항염증활성의 일단이 Heme oxygenase-1 (HO-1)의 유도에 의해서 매개됨을 밝혔다. RAW264.7세포에 프로안토시아니딘을 처리한 결과 세포독성을 보이지 않은 농도에서 HO-1의 발현을 증강시켰다. 또한 프로안토시아니딘의 처리는 HO-1의 발현을 조절하는 핵심 전사인자인 Nrf (nuclear factor-erythroid 2-related factor)-2의 핵으로의 이동을 유의적으로 증가시켰다. 프로안토시아닌딘의 처리는 LPS (lipopolysaccharide)에 의해 유도된 NO (nitric oxide)의 생성 및 iNOS (inducible NO synthase)의 발현과 염증성 사이토카인의 생성 및 발현도 유의적으로 억제 하였다. 이러한 결과는 프로안토시아니딘의 항염증제제로서의 개발 가능성을 제시하는 결과이다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제51권6호
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• pp.489-497
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• 2018

본 연구에서는 고지방식이로 유도한 비만군과 저지방식이를 공급한 대조군에서 각 조직의 아연 농도와 아연수송체 발현 수준을 비교하여, 비만 상태가 아연 대사에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. C57BL/6J mice를 두 군으로 나누어 각 군당 15마리씩 고지방식이 (비만군) 또는 저지방식이 (대조군)를 총 15주간 공급하였다. 본 연구 결과, 비만군은 대조군에 비해 체중 증가량, 부위별 지방조직, 혈청과 간의 중성지방과 콜레스테롤 농도, 혈청 ALT 및 AST 활성 등이 모두 유의적으로 높게 나타났다. 또한 혈청 렙틴과 염증성 사이토카인인 IL-6의 농도도 비만군에서 유의적으로 증가하였다. 조직 별 아연 농도를 비교한 결과, 간, 소장, 신장, 췌장 등의 측정한 모든 조직에서 비만군이 대조군에 비해 유의적으로 낮게 나타났으며, 대변으로 배설되는 아연 함량은 비만군이 대조군에 비해 유의적으로 높았다. 혈청 아연 농도의 경우 두 군 간 유의적인 차이가 없었으나, 혈청 내 아연-의존 금속효소인 ALP 활성은 비만군에서 대조군에 비해 유의적으로 낮게 나타나 아연의 기능적인 결핍을 확인하였다. 내인성 아연의 체외 배출에 관여하는 췌장 조직에서의 ZnT1 mRNA 수준은 비만군에서 대조군에 비해 유의적으로 높게 나타났으며, 식이 아연 흡수에 관여하는 소장에서의 Zip4와 ZnT1의 mRNA 수준은 두 군간에 유의적인 차이가 없었다. 간 조직의 경우, ZnT1과 Zip10 mRNA이 모두 비만군에서 유의적으로 증가하였다. 이상의 결과를 요약하면, 비만 상태는 아연의 배설 증가와 조직 내 아연 농도 감소를 유발하는 것으로 나타났으며, 이들 아연 대사의 변화는 췌장과 간 조직의 아연 수송체 발현 수준 변화와 밀접한 관련이 있는 것으로 보인다. 비만인들에서 아연 영양상태가 결핍되지 않도록 관심을 가져야 할 것으로 생각되며, 비만으로 인한 아연 대사의 이상 (dysfunction)을 억제하기 위해서는 아연 수송체 발현을 조절할 수 있는 요인들에 대한 이해가 더욱 필요할 것으로 생각된다.

• 한국식품과학회지
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• 제51권1호
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• pp.81-89
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• 2019

이연구는 고지방식이로 인한 비만 및 대사장애에 대한 3,5-diCQA의 효과를 확인하는 동시에 클로로겐산과의 상대적인 생리 활성을 확인하였다. 클로로겐산은 이전에 보고된 연구결과에서처럼 고지방식이를 섭취하는 쥐의 체중 증가를 효과적으로 억제하였으며, 3,5-diCQA와 비교하였을 때에도 그 효과가 상대적으로 우수하였다. 내장지방의 무게를 측정한 결과 3,5-diCQA와 클로로겐산 모두 내장지방의 축적을 효과적으로 억제하였으며, 이러한 이유는 두 샘플 모두 지방조직에서의 AMPK의 활성화가 증가된 것과 관련이 있는 것으로 보인다. 또한 이 두 샘플은 비만으로 인해 발생하는 산화적 스트레스로부터 간조직을 보호하는 효과가 있었다. 그러나 간조직에서의 지방축적을 확인한 결과에서 클로로겐산은 여전히 간의 지방축적을 억제하는 것으로 확인되었지만 3,5-diCQA는 오히려 간의 지방축적을 증가시킨 것이 확인되었다. 이러한 결과는 3,5-diCQA가 간조직에서 Akt의 활성을 증가시킨 것과 관련이 있는 것으로 보이며 이 증가된 Akt로 인해 3,5-diCQA 그룹의 내당능 개선이 클로로겐산 그룹보다도 우수하였지만 간에서의 지방 축적을 증가시킨 것으로 판단된다.

• 한국식품과학회지
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• 제51권4호
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• pp.379-392
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• 2019

본 연구에서는 갑주백목 에탄올 추출물(ethanolic extraction from Diospyros kaki (Gabjubaekmok))을 이용하여 in vitro 항산화 활성과 더불어 $A{\beta}$로 유도된 인지기능 저하를 갖는 마우스 모델에서 인지기능 및 뇌 신경세포 보호 효과를 검증하였다. 갑주백목 추출물은 양성대조군과 비교하여 우수한 ABTS 및 DPPH 라디칼 소거활성($IC_{50}=83.30$, $403.88{\mu}g/mL$) 및 MDA 생성 억제 활성($IC_{50}=62.10{\mu}g/mL$)을 보여주었고, in vitro 아세틸콜린 분해효소 억제 활성은 $312.82{\mu}g/mL$의 $IC_{50}$ 값을 나타내었다. 또한, MC-IXC 뇌 신경세포에 과산화수소를 처리하여 산화적 스트레스를 유발시킨 뇌 신경세포 사멸에 대해 보호 효과를 나타냈다. 갑주 백목 추출물의 인지기능 개선 효과를 확인하기 위하여 $A{\beta}$를 사용하여 인지기능 장애 마우스 모델을 수립하였으며, Y-미로, 수동 회피 및 Morris 수중 미로 실험과 같은 행동실험을 통해 인지 및 기억능력에 대한 개선 효과를 나타냈다. 이후 마우스 뇌조직에서의 아세틸콜린 함량의 증가 및 아세틸콜린 분해효소의 활성을 억제함으로써 cholinergic 시스템을 보호하였고, SOD, 환원형 GSH 및 MDA 함량 측정을 통해 항산화 시스템을 개선시켜줌을 확인하였다. 더불어 뇌 조직의 미토콘드리아에서 ROS의 생성 억제, MMP 보호 및 ATP 함량을 회복시켜주었으며, western blot 분석을 통해 $TNF-{\alpha}$와 같은 염증성 사이토카인을 억제시켜 줌으로써 면역반응에 관여하는 JNK의 인산화를 감소시키고 Akt 신호전달을 활성화시켜 세포자동 사멸화를 억제시키는 것으로 확인되었다. 마지막으로 HPLC 분석을 통해서 갑주백목의 주요 생리활성물질이 갈산으로 확인되었다. 이러한 결과를 종합하였을 때, 갑주백목 에탄올 추출물은 뇌 조직에서의 cholinergic 및 항산화 시스템 보호효과를 통해 $A{\beta}$ 처리에 대하여 학습 및 기억 능력을 개선 시킬 수 있는 천연 소재로서의 가능성뿐만 아니라 $A{\beta}$ 및 과산화수소로부터 유발된 산화적 스트레스의 환경에서 뇌신경세포를 보호함으로써 알츠하이머성 질환과 같은 퇴행성 뇌신경질환을 예방할 수 있는 고부가가치 건강기능식품 소재로서의 활용 가능성을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제30권12호
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• pp.1092-1100
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• 2020

Six-transmembrane epithelial antigen of prostate 4 (Steap4)는 철과 구리를 환원하여 철과 구리의 세포내 유입에 관여하는 금속 환원효소로, 구리 철의 항상성 뿐만 아니라 염증, 포도당 대사, 지질 대사에도 중요한 역할을 한다. 최근에 Steap4가 지방세포의 분화를 촉진한다는 보고가 발표되었으나, 이에 관련된 분자적 기전에 대해서는 알려지지 않았다. 그래서, 본 연구에서는 Steap4에 의한 지방세포분화 촉진에 관련된 기전을 연구하였다. 이를 위해 3T3-L1 백색지방세포, 불멸화된 갈색지방세포(iBA) 및 생쥐의 배아 섬유아 세포인 C3H10T1/3 세포에서 Steap4을 감소시킨 후 지방세포분화 초기단계에 관련된 신호들을 분석하였다. Steap4을 shRNA로 감소시켰을 때 지방세포분화 초기 단계에서 3종류 지방세포의 세포 증식이 억제되었으며, 세포주기 관련 단백질인 cyclin A, cyclin D 그리고 cdk2의 발현은 감소하는 반면 세포주기 저해 단백질인 p21과 p27의 발현은 증가하였다. 또한 세포주기 관련 신호인 p38, ERK 그리고 Akt의 활성화는 억제되었다. 한편 지방세포분화 초기 단계에 관여하는 지방세포분화 전사인자들을 분석하였을 때, Steap4의 감소는 지방세포분화 활성 전사 인자인 C/EBPβ, KLF4의 발현을 저해하는 반면, 지방세포분화 억제 전사 인자인 KLF2, KLF3 그리고 GATA2의 발현은 증가시켰다. 또한 Steap4의 과발현은 C/EBPβ promoter에 존재하는 전사억제 히스톤 표지자인 H3K9me2과 H3K27me3을 감소시켰다. 따라서, 이상의 결과를 종합하면 Steap4는 지방세포분화 초기단계인 mitotic clonal expansion을 촉진하고 지방세포분화 전사인자들의 발현을 조절함으로써, 지방세포분화를 촉진시킴을 알 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제32권7호
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• pp.532-541
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• 2022

고지방식이(High fat diet, HFD)에 의해 유발되는 비만은 정상적인 마우스에서는 연구되지 않았지만 여러 유전자변형마우스의 전립선암(Prostate cancer)에 대한 강력한 위험인자 및 예후인자로 검증되었다. HFD-유도 비만이 정상적인 마우스에서 전립선암의 발생 및 진행에 영향을 미칠 수 있는지 여부를 조사하기 위해, 16주 동안 60% HFD 식이를 급여한 비만 C57BL/6N 마우스에서 전립선의 무게 및 조직학적 구조 변화와 암관련 단백질 발현을 분석하였다. 첫째, HFD 식이를 급여한 C57BL/6N 마우스는 체중, 장기의 무게, 지방축적, 혈청지질 수치의 증가 등을 포함한 비만증상을 성공적으로 유도되었다. 전립선의 무게는 No그룹에 비해 HFD-유도 비만마우스에서 유의미하게 증가하였다. 전립선의 4가지 엽들 중 외측전립선(Dorsolateral prostate, DLP)과 정낭(Seminal vesicle, SV)의 무게는 유의적인 변화가 없었지만, 복부전립선(Ventral prostate, VP)과 전방전립선(Anterior prostate, AP)의 무게는 No그룹보다 HFD-유도 비만마우스에서 증가하였다. 또한, 전립선의 조직학적 구조에서 과형성(Hyperplasia) 및 비호지킨림프종(Non-hodgkin's lymphoma, NHL)의 발생률은 HFD-유도 비만마우스에서 유의미하게 증가하였으며, 같은 그룹에서 AP의 상피두께도 증가하였다. HFD-유도 비만마우스에서 AKT (Protein kinase B) 신호경로에서 주요 단백질의 인산화수준이 유의미하게 증가했다. 따라서 이러한 결과는 HFD-유도 비만은 C57BL/6N 마우스에서 전립선암의 발생과 진행을 촉진할 수 있음을 시사한다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제37권3호
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• pp.189-197
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• 2022

천식은 호흡곤란, 기침, 가슴통증과 같은 증상을 가지는 만성질환으로써 세포내 염증으로 인한 조직 리모델링을 특징으로 한다. 이러한 천식은 잘 조절되지 않을 시 치료제의 부작용을 경험할 수 있으며 일상 기능 및 삶의 질 저하로까지 이어질 수 있다. 천식은 여러 면역세포들에 의한 염증반응이 주원인으로 대식세포와 호염구 또한 천식에 악영향을 미칠 수 있다. 대식세포는 여러 염증성 사이토카인을 분비하여 염증을 유발할 뿐만 아니라 산화질소를 통한 DNA 손상과 점액 생성을 유도하여 천식을 악화시킬 수 있다. 호염구는 호산구 침윤을 증가시킬 수 있으며 히스타민 및 IgE에 대한 높은 친화력을 가진 FcεRIα 수용체로 인해 천식을 악화시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 28여 가지의 천연물의 각 분획에서 추출한 추출물을 가지고 이러한 세포들의 반응을 억제할 수 있는지 실험하였다. 마우스 대식세포인 Raw 264.7 세포에서 LPS에 의한 산화질소 생성 억제력 및 레트 호염구세포인 RBL-2H3 세포에서 IgE 감작에 의한 β-hexosaminidase 생성 억제력을 평가하였다. 4가지 천연물 추출물이 산화질소를 유의적으로 감소시켰으며 19가지 천연물 추출물이 β-hexosaminidase 생성을 유의적으로 감소시켰다. 이 중 두 실험 모두 유의적인 결과를 보였던 천연물 추출물은 질경이(Plantago asiatica), 병풀(Centella asiatica), 들깨(Perilla frutescens var. japonica) 이렇게 3가지이었다. 본 연구는 여러 천연물 추출물이 천식에 관여하는 대식세포 및 호염구 활성 억제에 미치는 영향을 분석하였다. 천식뿐 아니라 대식세포 및 호염구가 관여하는 타 질환에도 적용할 수 있는 천연물 추출물에 대한 기초 연구를 제공한다.

• 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.

• 생명과학회지
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• 제32권8호
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• pp.601-610
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• 2022

동애등에는 파리목(Diptera) 동애등에과(Stratiomyidae)에 속한다. 최근에 곤충 산업은 식품, 동물사료 및 환경개선 이점으로 주목받고 있다. 가바 및 멜라토닌은 수면 및 우울증 조절에 관여하며, 가바는 억제성 신경전달물질이며, 유산균에 의해 MSG가 가바로 생체전환되어 합성된다. 본 연구에서는 MSG를 동애등에에 급여하여 가바 생성이 증가된 동애등에 추출물을 사용하였다. 스트레스 및 불면증에 대한 작용은 코르티코스테론에 의해 유도된 ER 스트레스 및 만성 구속 스트레스(CRS)에 노출된 마우스 모델과 마우스에 펜토바르비탈(45 mg/kg)-유도 수면개선에 미치는 메커니즘에 대해 조사하여 확인하였다. 본 연구에서 MSG를 급여하지 않은 동애등에 추출물과 MSG를 급여한 동애등에 추출물을 HPLC-ELSD기기분석을 통해 GABA 피크를 확인한 결과, MSG를 급여한 동애등에 추출물에서만 GABA 피크가 나타남을 확인하였다. 또한, MSG를 급여한 동애등에 물 추출물 및 동애등에 70% 에탄올 추출물이 CORT에 의해 유도된 인산화된 ERK1/2 및 CREB의 하향 조절에 대해 보호함으로써 신경세포 보호 효과가 있을 확인하였다. 동애등에 물 추출물(300 mg/kg)은 CRS-노출된 마우스에서 혈청 코르티코스테론 수치를 유의적으로 감소시켰다. 더 나아가, 동애등에 물 추출물(100 및 300 mg/kg)는 혈청 멜라토닌 증가에 관여하여 펜토바르비탈(45 mg/kg)로 유도된 수면 행동에서 입면시간 감소 및 총 수면 시간을 증가시켰다. 결론적으로, 동애등에 물 추출물은 혈청 코르티코스테론 및 멜라토닌 수치를 조절함으로써 항스트레스 및 수면 향상 효과가 있는 것으로 사료된다.