본 연구는 국화추출물이 산화적 스트레스에 의한 세포와 DNA의 손상에 미치는 영향을 조사하였다. 국화추출물의 DPPH 유리 라디칼과 수산화 라디칼의 제거 활성은 $200{\mu}g$/ml에서 각각 92.8%, 73.8%로 나타났으며, $Fe^{2+}$-chelating 효과는 59.4%로 나타났다. 국화 추출물의 지질과산화 억제능은 대조군의 90.3%의 활성을 보였으며, p21 단백질의 발현 수준은 대조군의 79.6%로 나타나 라디칼 처리군에 비해 높은 것으로 조사되었다. 또한 국화추출물의 DNA 분절화 억제 활성은 대조군의 89.6%를 보였고, DNA tail의 이동은 농도에 따른 차이는 있으나 대조군과 비교적 유사한 수준으로 감소되는 경향을 나타내었으며 phospho-H2AX 단백질의 발현은 라디칼 처리군의 79.8%에 해당하는 수준을 보여 DNA 인산화를 억제하는 데 높은 활성을 나타내었다. 따라서 본 연구의 국화추출물은 산화적 스트레스에 의한 생체 내 독성으로부터 세포와 DNA를 보호하는 데 효과적으로 작용하는 천연 항산화 물질로서의 응용이 기대된다.
본 연구는 줄날도래(Hydropsyche kozhantschikovi) 에탄올 추출물이 산화적 스트레스에 미치는 영향을 알아보기 위해 활성산소에 의한 세포와 DNA의 손상 억제력을 조사하였다. 줄날도래 에탄올 추출물의 DPPH 유리 라디칼과 수산화 라디칼 제거능은 대조군에 비해 각각 60.4%, 60.0%로 나타났으며, $Fe^{2+}$-chelating 효과는 37.5%로 조사되었다. 줄날도래 추출물이 활성산소에 의해 유도되는 세포손상에 미치는 억제 효과를 조사하기 위해 지질과산화의 상대적 수준과 p21 단백질의 발현율을 해보면 줄날도래 추출물은 라디칼 처리군에 비해 지질과산화를 거의 완벽하게 억제하고 있으며, p21 단백질의 발현은 대조군의 92.2%로 회복되는 것으로 조사되었다. 또한 줄날도래 추출물의 DNA 분절화 억제 활성은 대조군에 비해 74.1%로 나타나 산화적 스트레스에 의해 유발되는 DNA 분절화를 효율적으로 억제하고 있으며, H2AX 단백질의 인산화비는 라디칼 처리군의 16.7%에 해당하는 수준으로 조사되어 줄날도래 추출물은 히스톤 단백질의 인산화를 83.3% 억제하는 것으로 확인되었다. 이러한 결과로 보아 줄날도래 추출물은 활성산소에 대한 항산화 효과 뿐만 아니라 세포와 DNA의 손상을 억제하는데 효과적인 것으로 사료된다.
Purpose: DNA damage and repair responses are induced by metabolic diseases and environmental stress. The balance of DNA repair response and the antioxidant system play a role in modulating the entire body's health. This study uses a high-fat and high-calorie (HFC) drink to examine the new roles of a plant-based multivitamin/mineral supplement with phytonutrients (PMP) for regulating the antioxidant system and cellular DNA repair signaling in the body resulting from metabolic stress. Methods: In a double-blind, randomized, parallel-arm, and placebo-controlled trial, healthy adults received a capsule containing either a PMP supplement (n = 12) or a placebo control (n = 12) for 8 weeks. Fasting blood samples were collected at 0, 1, and 3 hours after consuming a HFC drink (900 kcal). The blood samples were analyzed for the following oxidative stress makers: areas under the curve reactive oxygen species (ROS) levels, plasma malondialdehyde (MDA), erythrocytes MDA, urinary MDA, oxidized low-density lipoprotein, and the glutathione:oxidized glutathione ratio at the time points. We further examined the related protein levels of DNA repair signaling (pCHK1 (Serine 345), p-P53 (Serine 15), and 𝛄H2AX expression) in the plasma of subjects to evaluate the time-dependent effects of a HFC drink. Results: In a previous study, we showed that PMP supplementation for eight weeks reduces the ROS and endogenous DNA damage in human blood plasma. Results of the current study further show that PMP supplementation is significantly correlated with antioxidant defense. Compared to the placebo samples, the blood plasma obtained after PMP supplementation showed enhanced DNA damage response genes such as pCHK1(Serine 345) (a transducer of DNA response) and 𝛄H2AX (a hallmark of DNA damage) during the 8 weeks trial on metabolic challenges. Conclusion: Our results indicate that PMP supplementation for 8 weeks enhances the antioxidant system against oxidative stress and prevents DNA damage signaling in humans.
Objective : Nelumbo nucifera, its rhizome and semen have been used as a traditional medicine which was studied on antioxidant, hepatoprotective effect, anti-obesity and the others. However, Nelumbinis Flos have not studied. We investigated protective effects on oxidative DNA damage and anti-inflammatory effects of Nelumbinis Flos. Methods : The antioxidant activity was conducted by 1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl (DPPH) radical, 2, 2'-Azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6 sulfonic acid) diammonium salt (ABTS) radical scavenging assay and reducing power assay. Total phenolic content was analyzed. Also, phenolic compounds were detected by HPLC/UV. The inhibitory effect on oxidative DNA damage was determined using ${\Phi}X-174$ RF I plasmid DNA cleavage assay. The anti-inflammatory effect of Nelumbinis Flos was measured by the amount of nitric-oxide (NO) produced and protein levels of iNOS, and COX-2 in LPS induced RAW 264.7 cells. Results : The results of DPPH and ABTS radical scavenging activity at $200{\mu}g/m{\ell}$ of extraction were $97.02{\pm}0.88%$ and $96.42{\pm}0.25%$. Reducing power (fold of L-ascorbic acid as control) was $100.14{\pm}0.31$ at $200{\mu}g/m{\ell}$. Total phenol content was $8.70{\pm}0.02mg/g$. Chlorogenic acid, catechin and epicatechin were found by HPLC. Nelumbinis Flos has inhibitory effect in dose-manner against oxidative DNA damage. In addition, it showed the anti-inflammatory effect by suppression of NO production as well as protein levels of iNOS, and COX-2. Conclusion : This study suggested that Nelumbinis Flos showed potential antioxidant and suppression activities of various factors were related in NO produced. Therefore, Nelumbinis Flos as natural plant resources that may help reduce inflammation and alleviate DNA damage.
ROS have been associated with pathogenic processes including carcinogenesis through direct effect on DNA and play an important role in the pathogenesis of inflammation. Because of many types of phenolic acid derivatives and flavonoids, apples have been one of the human diet since ancient times and are one of the most commonly consumed fruits in worldwide. In this study, catechin, chlorogenic acid and phlorizin dihydrate were purified and identified by HPLC and GC/MS. The contents of catechin, chlorogenic acid and phlorizin dihydrate were 1.01 mg, 7.01 mg and 3.67 mg/ kg wet weight, respectively. Catechin and phlorizin dihydrate were found to significantly inhibit oxidative DNA damage, while chlorogenic did not affect. Also, catechin inhibits NO and $PGE_2$ production via suppressing iNOS and COX-2 expression. However, chlorogenic acid and phlorizin dihydrate did not affect. Our results show that catechin may be the most active phenolic compound in anti-oxidative damage and anti-inflammatory effect.
There are two distinct UV-responsive signaling pathways in UV-irradiated mammalian cells, i.e., the DNA damage-dependent and -independent pathways. The former occurs in nucleus and results in growth arrest and apoptosis via post-translational modification of p53. The latter is initiated by oxidative stress and/or by damages in cell membrane or cytoplasm, which activate signaling cascade through intracellular molecules including mitogen activated protein kinases (MAPK). In normal human fibroblastic cells, all of MAPK family members, extracellular signal-related kinases (ERK), c-Jun N-terminal kinases (JNK) and p38, were rapidly phosphorylated following UV-irradiation. ERK phosphorylation was suppressed by an inhibitor of receptor tyrosine kinases (RTK). As ERK usually responds to mitogenic stimuli from RTK ligands, UV-induced ERK phosphorylation may be linked to the proliferation of survived cells. In contrast, phosphorylation of JNK and p38, as well as apoptosis, were modulated by the level of UV-generated oxidative stress Therefore, JNK and p38 may take part in oxidative stress-mediated apoptosis. Phosphorylation of p53 at Ser and Thr residues are essential for stabilization and activation of p53. Among several sites reported, we confirmed phosphorylation at Ser-15 and Ser-392 after UV-irradiation. Both of these were inhibited by a phosphoinositide 3-kinase inhibitor, presumably due to the shutdown of signals from DNA damage to p53. Phosphorylation at Ser-392 was also sensitive to an antioxidant and a p38 inhibitor, suggesting that Ser-392 of p53 is one of the possible points where DNA damage-dependent and -independent apoptic signals merge. Thus, MAPK pathway links UV-induced intracellular signals to the nuclear responses and modifies DNA damage-dependent cellular outcome, resulting in the determination of cell death.
Objectives: Oxidative stress and DNA damage have been proposed as mechanisms linking pesticide exposure to health effects such as cancer and neurological diseases. We investigated whether protective measures could significantly reduce the levels of biomarkers for oxidative stress and DNA damage in agricultural workers. Methods: In the present study, the levels of malondialdehyde (MDA) and 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine (8-OHdG), biomarkers related to oxidative stress and DNA damage, respectively, were analyzed in urine samples collected from agricultural workers in two provinces of Korea (n=60). The influence of wearing personal protective equipment (PPE) and performing protective behaviors on the levels of these two biomarkers was also evaluated. Results: The median urinary levels of MDA and 8-OHdG were 10.45 nmol/mg creatinine and 14.42 ng/mg creatinine in subjects living in region A, while they were 6.25 nmol/mg creatinine and 24.77 ng/mg creatinine in subjects living in region B, respectively. The levels of MDA and 8-OHdG were higher in male farmers. Farmers wearing greater numbers of PPE and performing more protective behaviors had significantly lower levels of MDA. Greater numbers of protective behaviors was significantly associated with lower levels of 8-OHdG. Conclusion: The results of the present study indicate that pesticide exposure could induce oxidative stress and DNA damage in agricultural workers, and that protective measures are important for mitigating pesticide exposure.
The free radical scavenging activities and the protective effects of Rhus javanica extracts against oxidative damage induced by reactive oxygen species (ROS) were investigated. n-Hexane, ethyl acetate and water fractions were prepared from a methanol extract. DPPH radical, superoxide anion and hydroxyl radical scavenging activities were estimated. Intracellular ROS formation was quantified using fluorescent probes, 2', 7'-dichlorofluorescin diacetate (DCFH-DA) for hydroxyl radical and dihydroethidium (DHE) for superoxide anion. The oxidative DNA damage was investigated by the comet assay in HepG$_2$ cells exposed either to $H_2O$$_2$ or to menadione. The highest $IC_{50}$/ values for DPPH radical scavenging activity was found in the ethyl acetate fraction with a value of 5.38 $\mu\textrm{g}$/mL. Cells pretreated with $\geq$ 1 $\mu\textrm{g}$/mL of the ethyl acetate extract had significantly increased cell viability compared to control cells, which were not pretreated with the extract. Intracellular ROS formation and DNA damage in HepG$_2$ cells, which were pretreated with the various concentrations of Rhus javanica ethyl acetate extract and then incubated either with $H_2O$$_2$ or with menadione, reduced in a dose-dependent manner. These findings suggest that Rhus javanica might have biologically active components which have strong protective effects against ROS induced oxidative damages to the biomolecules, such as cell membranes and DNA.
Park, Eunju;Shin, Jang-In;Park, Ok-Jin;Kang, Myung-Hee
한국독성학회:학술대회논문집
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한국독성학회 2001년도 International Symposium on Dietary and Medicinal Antimutgens and Anticarcinogens
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pp.118-119
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2001
The anti-cardiovascular effect of estrogen replacement therapy in postmenopausal women is known to be associated with its role as an antioxidant, its ability to protect cells from DNA damage. Genistein concentrated polysaccharide (GCP) is a functional food produced by fermentation of soybean isoflavone extracts with Basidiomycetes, containing rich content of genistein aglycones. The aim of this study was to investigate the effect of GCP on oxidative DNA damage and plasma total antioxidant potential, comparing to the effect of estrogen.(omitted)
Smoking is well known to be associated with increased indices of tree radical-mediated damage of DNA, indicating that smoking may exacerbate the initiation and propagation of oxidative stresses, which are potential underlying processes in the pathogenesis of many diseases. The purpose of this study was to evaluate whether a daily regimen of green vegetable drink supplementation to smokers can be protective against endogenous lymphocytic DNA damage and whether it could enhance other antioxidant status. Twenty nonsmokers and nineteen smokers aged 23-60 were given 240 ml of green vegetable drink every day for 8 weeks in addition to their normal diet, and blood samples were drawn before and after the intervention. The 8 weeks of green vegetable drink consumption resulted in a significant decrease (p = 0.000, by paired t-test) in lymphocyte DNA damage expressed by TL (before: $63.13{\pm}1.05$ vs after: $37.86{\pm}10.83$, before: $66.73{\pm}1.24$ vs after: $36.51{\pm}1.13$), TM (before: $14.55{\pm}0.61$ vs after: $6.61{\pm}0.25$, before: $15.36{\pm}0.45$ vs after: $6.65{\pm}0.38$) and $\%$ DNA in tail (before: $19.7{\pm}0.41$ vs after: $16.6{\pm}0.37$, before: $20.6{\pm}0.31$ vs after: $17.1{\pm}0.5$) in both nonsmokers and smokers respectively. Vitamin C and TRAP level was not significantly changed after the supplementation. In conclusion, these results support the hypothesis that green vegetable drink exert a cancer-protective effect partially via a decrease in oxidative damage to DNA.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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