• Biomolecules & Therapeutics
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• 제28권5호
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• pp.443-455
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• 2020

The thioredoxin (Trx) system plays critical roles in regulating intracellular redox levels and defending organisms against oxidative stress. Recent studies indicated that Trx reductase (TrxR) was overexpressed in various types of human cancer cells indicating that the Trx-TrxR system may be a potential target for anti-cancer drug development. This study investigated the synergistic effect of auranofin, a TrxR-specific inhibitor, on sulforaphane-mediated apoptotic cell death using Hep3B cells. The results showed that sulforaphane significantly enhanced auranofin-induced apoptosis by inhibiting TrxR activity and cell proliferation compared to either single treatment. The synergistic effect of sulforaphane and auranofin on apoptosis was evidenced by an increased annexin-V-positive cells and Sub-G1 cells. The induction of apoptosis by the combined treatment caused the loss of mitochondrial membrane potential (ΔΨm) and upregulation of Bax. In addition, the proteolytic activities of caspases (-3, -8, and -9) and the degradation of poly (ADP-ribose) polymerase, a substrate protein of activated caspase-3, were also higher in the combined treatment. Moreover, combined treatment induced excessive generation of reactive oxygen species (ROS). However, treatment with N-acetyl-L-cysteine, a ROS scavenger, reduced combined treatment-induced ROS production and apoptosis. Thereby, these results deduce that ROS played a pivotal role in apoptosis induced by auranofin and sulforaphane. Furthermore, apoptosis induced by auranofin and sulforaphane was significantly increased through inhibition of the phosphoinositide 3-kinase (PI3K)/Akt pathway. Taken together, the present study demonstrated that down-regulation of TrxR activity contributed to the synergistic effect of auranofin and sulforaphane on apoptosis through ROS production and inhibition of PI3K/Akt signaling pathway.

• 생명과학회지
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• 제23권11호
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• pp.1342-1350
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• 2013

본 연구는 화학적 허혈에 의해 손상된 마우스 간세포에서 hydrogen sulfide ($H_2S$)의 효과를 규명하기 위해 수행되었다. 본 연구에서 허혈 모방 화합물로 알려져 있는 cobalt chloride ($CoCl_2$)는 간세포 손상을 시간 및 농도 의존적으로 유의성 있게 증가 시켰다. $CoCl_2$에 의한 간세포 손상은 Sodium sulfide (NaHS, $H_2S$ 공여제)의 전처리에 의해 유의적으로 감소 되었다. $CoCl_2$는 세포 내 활성산소(reactive oxygen species, ROS)의 농도를 증가시켰으며, 이는 NaHS 및 N-acetyl-cysteine (NAC, a ROS 제거제)에 의해 감소하였다. 또한, $CoCl_2$에 의해 증가된 p38 MAPK 인산화가 NaHS 및 NAC에 의해 억제되었다. $CoCl_2$에 의해 증가된 Bax/Bcl-2 비율은 NaHS, NAC 및 SB 203580 (p38 MAPK 저해제)에 의해 차단되었으며, $CoCl_2$에 의해 유발된 간세포의 손상 또한 NaHS, NAC 및 SB 203580의 전처리에 의해 억제되었다. NaHS는 $CoCl_2$에 의해 증가된 COX-2의 발현을 억제하였다. 또한, NaHS의 효과와 유사하게 $CoCl_2$에 의해 증가된 COX-2의 발현이 NAC에 의해 억제되었다. 더욱이, NS-398 (COX-2 선택적 억제제)는 $CoCl_2$에 의한 Bax/Bcl-2 비율의 증가를 억제하였을 뿐 아니라, 간세포의 세포 손상 또한 억제하였다. 결론적으로, $H_2S$는 초대배양 된 마우스 간세포에서 $CoCl_2$에 의해 유발된 간세포의 손상을 ROS에 의해 유발된 p38 MAPK 및 COX-2 경로의 활성화를 억제함으로써 세포보호효과를 수행하는 것을 알 수 있었다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제35권3호
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• pp.296-302
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• 2002

SD계 랫트를 사용하여 솔잎 추출물의 BuOH획분을 하루에 각각 25, 50 및 100mg/kg B.W. 이 섭취될 수 있도록 BuOH 획분을 사료에 각각 0.025%, 0.05% 및 0.1% 첨가하여 조제된 사료로싸 45일 동안 투여하였다. 솔잎 BuOH획분의 투여는 체중변화 및 사료 섭취랑에는 유의적인 영향을 주지 못했다. 그렇지만, BuOH-25, BuOH-50 및 BuOH-100 투여군은 대조군 대비 각각 12.8%, 19.1% 및 21.6%의 현저한 항콜레스테롤효과가 인정되었고, 또한 10.2%, 15.6% 및 23.7%의 유의적인 LDL-콜레스테롤의 증가효과가 인정되었다. BuOH-25, BuOH-50 및 BuOH-100 투여군은 대조군 대비 각각 24.8%, 30.4%, 36.2%의 매우 유의적인 동맥경화지수 (AI)의 감소효과가 인정되었다. BuOH-25, BuOH-50 및 BuOH-100 투여군은 대조군 대비 각각 13.3%, 13.3% 및 16.7%의 매우 유의적인 LPO의 억제효과가 인정되는데, 이러한 사실은 9.8%, 19.7% 및 21.2%의 ·OH 라디칼의 생성 억제효과 때문으로 기대된다. 또한 활성산소의 제거효소로서 BuOH-50 및 BuOH-100 투여군에서 SOD의 활성은 대조군 대비 12.1% 및 23.3%의 유의적인 증가효과가 인정되었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 솔잎의 BuOH획분의 투여는 성인병을 효과적으로 억제할 수 있을뿐만 아니라 노화도 매우 효과적으로 억제할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한약리학회지
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• 제21권1호
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• pp.62-77
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• 1985

Hydroxyl raical$(OH{\cdot})$을 생성하는 것으로 알려진 iron-catalyzed Haber-Weiss rocation에서 superoxide anion $(O^{-}_{2}{\cdot})$은 주로 $Fe^{+++}$을 $Fe^{++}$로 환원시키는 데에 작용하는 것으로 추정하고 있다. 이러한 $OH{\cdot}$ 의 역할은 다른 환원제들에 의하여 대체가 가능할 것으로 추측되며 생물계의 환원제의 하나로써 ascorbate가 관심의 대상이 되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 $Fe^{++}$와 $H_2O_2$ 존재하에서 $OH{\cdot}$ 을 생성하는 ascorbate 의 역할을 hyaluronic acid의 변성과 methional로 부터 ethylene 생성에 대한 효과로써 관찰하였다. Ascorbate는 $Fe^{++}$와 $H_2O_2$에 의한 hyaluronic acid의 변성을 촉진하였으며, 이런 현상은 점성도 변화와 Sepharose 4B를 이용한 코로마토그라피에 의하여 확인할 수 있었다. 이때 관찰되는 변성은 catalase와 $OH{\cdot}$ scavenger에 의하여 거의 완전히 억제 되었다. 또한 ascorbate는 $Fe^{++}$와 $H_2O_2$에 의한 methional로 부터 ethylene생성을 항진시킴으로써 상기의 결과를 뒷받침 하였다. 다른 환원제들(cysteine, glutathione, NADH와 NADH와 NAKPH)도 ascorbate와 같이 hyaluronic acid의 변성과 methional로 부터 ethylene생성을 촉진하였으나, 그들의 산화형인 NAD와 NADP의 효과는 관찰 할 수 없었다. 그러므로 $OH{\cdot}$ 생성에 있어 철이온의 환원이 관여함을 시사하였다. 또한 metal ion가운데 $Fe^{++}$는 $OH{\cdot}$ 생성에 가장 강력한 촉매작용을 나타내었다. 이상의 결과는 ascorbate가 $(OH{\cdot})$ 을 생성하는 metal-catalyzed reaction에서 $Fe^{+++}$을 $Fe^{++}$로 환원하는 $O^{-}_{2}{\cdot}$의 작용을 대신할 수 있음을 증명하며 이와같은 ascorbate 의존적인 $OH{\cdot}$ 의 생성은 ascorbate가 조직손상에 관여할 가능성을 시사하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권4호
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• pp.702-711
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• 2015

천마를 다양한 용매(물, 에탄올 및 70%) 및 다양한 농도 (0.725, 1.25, 2.5 및 5 mg/mL)로 추출하고 추출된 물질을 젖산균과 유용미생물(Effective Microorganisms)로 발효시킨 다음, 이들 물질들이 화장품 소재로 활용 가능한가를 확인하였다. 물, 에탄올 및 70% 에탄올로 추출한 물질들을 각각 0.725, 1.25, 2.5 및 5 mg/mL 농도에서 실험한 결과, flavonoid, polyphenol 및 DPPH free radical scavenger 등과 같은 항산화물질은 에탄올 추출물에 가장 많이 함유되어 있었고, DPPH radical 소거능은 유용미생물로 발효시킨 천마를 에탄올로 추출한 경우 1.25 mg/mL에서 $27.08{\pm}0.5%$이었으나 2.5 mg/mL에서는 $27.08{\pm}0.5%$로 증가하였다. 미백 활성을 측정할 수 있는 tyrosinase 활성 저해 실험에서는 EtOH 추출물을 젖산균으로 발효시켰을 때 가장 저해 효과가 우수하였고(0.725 mg/mL에서 $39.1{\pm}0.4%$, 2.5 mg/mL에서 $62.8{\pm}1.5%$), RAW 264.7 Cells을 이용한 세포 생존율 실험 결과 물, EtOH, 70% EtOH 추출물과 이들의 발효 물질 모두 85%이상의 세포 생존율을 나타내 세포의 염증에 대한 안정성을 확인하였다. ROS 생성으로 인한 항산화 실험에서는 양성 대조군으로 RAW 264.7 cells을 lipopolysaccharide로 자극시켜 활성화된 세포에 비발효와 발효에 따른 추출물을 농도별로 처리하였을 때 유효미생물로 발효시켰을 경우가 가장 항산화성이 높은 것으로 확인하였다. 이상과 같은 연구결과 천마 추출 및 발효 물질은 화장품용 항산화제, tyrosinase 활성 저해제 및 항염증제로 사용될 수 있음을 알았다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제44권10호
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• pp.1458-1469
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• 2015

본 연구에서는 $NaNO_2$ 모델계와 배추에 함유된 아질산염에 대한 9종류 산채들의 아질산염 소거 작용 및 아질산염 소거 작용을 가진 산채들의 혼합물을 함유한 김치(MWV)의 뇌신경세포 사멸 억제 효과에 대해 연구하였다. 아질산염 소거 작용은 모든 시료에서 pH 4.2에서보다 pH 1.2에서 높았고, 다래순 추출물과 참취 추출물(AS)은 pH 1.2에서 90% 이상 아질산염 소거 작용을 나타내었다. AS, 더덕, 잔대, 도라지 및 민들레 추출물들(CL, AT, PG, TO)은 pH 4.2에서 다른 추출물보다 아질산염 소거 작용이 높았다. CL, AT, PG 및 TO는 배추에 함유된 아질산염에 대해 높은 아질산염 소거 작용을 가지고 있었다. 더하여 항산화 및 산화적 스트레스에 의한 뇌신경세포 사멸에 대한 MWV의 영향을 사람의 뇌 신경모세포종 SK-N-SH 세포 내에서 연구하였다. MWV 추출물은 SK-N-SH 세포에서 $H_2O_2$에 의해 유도된 세포 사멸과 ROS 생성을 약화시켰다. MWV 추출물은 일반김치 추출물과 비교하여 현저하게 높은 DPPH 라디칼 소거 작용을 보여주었다. MWV 추출물은 항산화 효과에 의해 산화적 스트레스($H_2O_2$)에 대항하여 뇌신경세포 사멸 억제 효과를 가지고 있었다.

• 환경생물
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• 제18권3호
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• pp.331-336
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• 2000

산성비의 주요 성분인 So$_2$가 peroxidase 활성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 다양한 농도의 $Na_2$SO$_3$를 포함한 배지에서 벼(Oryza sativa) seedling을 배양하였다. $Na_2$SO$_3$는 볍씨의 발아를 억제시켰으며, 볍씨의 발아율을 50%감소시키는데 필요한 $Na_2$SO$_3$의 농도가 pH 7에서는 300$\mu\textrm{g}$/ml, PH5에서는 8$\mu\textrm{g}$/ml 이었으나, pH 3에서는 2$\mu\textrm{g}$/ml에 불과하였다. $Na_2$SO$_3$에 의한 peroxidase의 활성변화를 조사했을 때 2$\mu\textrm{g}$/ml $Na_2$SO$_3$(pH 3)에 의하여 효소활성이 약 4배 증가하였고, 8$\mu\textrm{g}$/ml $Na_2$SO$_3$(pH 5)에 의하여 효소활성이 약 8배 증가하였다. 또한 환경오염원의 주요성분인 Cd과 Pb이 벼 peroxidase활성과 엽록소 함량에 미치는 효과를 조사하였다. 0.03mM Cd처리군의 경우 peroxidase활성이 3.9배 증가하였으나 엽록소 함량은 대조군의 63%로 감소하였다. 0.04mM Pb처리군의 경우 2.5배의 peroxidase 활성증가를 보였으나 엽록소 함량은 대조군의 72%로 감소하였다. 뿐만 아니라 세포내에서 활성산소의 생성을 유도함으로써 산화적 스트레스를 유발하는 물질인 Cu와 Fe이 peroxidase활성에 미치는 효과를 살펴보았다. 0.5mM CuSO$_4$와 0.5mM FeS0$_4$에 의하여 벼 Peroxidase 활성은 각각 57%와 65%씩 감소하였다. 그러나 라디칼 소거제인 ethanol에 의하여 Cu와 Fe에 의한 활성억제는 거의 완전하게 보호되었다. 이에 비해 dimethyl sulfoxide, mannitol, thiourea와 histidine은 Cu와 Fe에 의한 활성억제에 대하여 서로 다른 라디칼 소거효과를 나타냈다.

• 대한소아치과학회지
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• 제33권1호
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• pp.13-24
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• 2006

신경세포자멸사는 저산소 및 허혈환경에서 일어나며 이러한 세포죽음은 reactive oxident species (ROS) 생성을 동반함이 알려져있다. 그러나, 저산소 및 허혈환경에서 일어나는 세포자멸사의 기전 및 그 치료방법은 아직 정립되어 있지 않다. $CoCl_2$는 ROS를 생성하는 등 저산소환경과 유사한 조건을 초래하는 것으로 알려져 있다. Epigallocatechin gallate (EGCG)는 녹차의 polyphenol성분으로서 세포성장과 죽음에 다양한 약리학적 효과를 나타냄이 알려져 있다. 본 연구는 PC12세포에서 $CoCl_2$에 의한 세포자멸사기전을 밝히고 이에 미치는 EGCG의 효과를 조사하는데 목적이 있다. Cell viability는 MTT 측정으로 조사되었고, DNA fragmentation은 DNA laddering으로 조사되었다 Bcl-2와 Bax발현 정도는 RT-PCR로, caspase-3와 -9의 활성은 spectrophotometer, caspase-8의 활성은 flow cytometry에 의해 측정되었다. 미토콘드리아에서 세포질로 분비된 cytochrome c는 western blot으로, -분해된 DNA양과 미토콘드리아 세포막전위 $({\Delta}{\psi}_m)$는 FACScan으로 조사되었다. $CoCl_2$ 투여로 PC12 세포수는 용량 및 시간 의존형태로 감소하였고, genomic DNA fragmentation이 발생하였다. $CoCl_2$ 투여로 야기된 cell viability의 감소와 DNA fragmentation은 EGCG 전처치에 의해 억제되었다. $CoCl_2$는 세포용적팽창과 condensed nuclei 같은 형태적 변화를 일으켰으며, apoptotic peak, ${\Delta}{\psi}_m$ 감소 및 cytochrome c 유리를 야기하였다. EGCG는 $CoCl_2$에 의한 세포형태변화, apoptotic peak, ${\Delta}{\psi}_m$ 소실 및 cytochrome c유리를 억제시켰다. $CoCl_2$는 Bcl-2 발현을 감소시켰지만, Bax 발현에는 영향을 미치지 않았다. EGCG는 $CoCl_2$에 의해 야기된 Bcl-2 발현 감소를 억제시켰다. $CoCl_2$는 caspase-3, -8, 그리고 -9의 활성을 증가시켰으며, EGCG는 그 정도를 감약시켰다. ROS 제거제인 NAC (N-acetyl-cysteine)은 EGCG의 결과와 같은 양상으로 $CoCl_2$에 의 한 세포자멸사를 억제시켰다. 본 실험결과는 PC12 세포에서 $CoCl_2$가 미토콘드리아 의존 및 death receptor 의존 기전으로 세포자멸사를 일으키며, EGCG는 세포자멸사기 전을 억제시킴으로 신경보호기능을 가짐을 시사하였다.

• 환경생물
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• 제39권3호
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• pp.354-361
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• 2021

본 연구는 식물검역 분야에서 주요하게 사용되고 있는 메틸브로마이드 훈증제로 인해 발생하는 약해를 저감하기 위한 물질을 모델식물인 애기장대를 이용하여 스크리닝하였다. 사전연구를 통하여 메틸브로마이드 훈증제의 식물 독성 메커니즘으로 활성산소발생와 식물 성장 호르몬인 옥신의 식물체 내 분배억제효과가 발생하는 것을 바탕으로 하여, 약해 저감물질후보군으로 활성산소를 제거하는 역할을 하는 ROS scavenger 2종(NAC, GSH)과 옥신을 훈증제 처리 전 애기장대에 처리한 후 약해의 저감 정도를 육안평가와 더불어 관련 유전자의 발현을 확인하였다. 연구 결과 메틸브로마이드에 의해 유도된 약해는 옥신보다는 활성산소를 저감시키는 물질후보군들에서 약해 저감효과가 나타났다. 이 중 GSH을 이용하여 농도구배하여 전처리하였을 때, 5 mM GSH 전처리 후 메틸브로마이드 훈증시 약해 저감효과가 두드러졌다. GSH 전처리 시 식물체 내에 MBF1c와 HSP70 유전자 발현이 증가하는 것을 확인하였으며, 이는 메틸브로마이드 훈증으로 유도되는 약해를 방어하는 역할을 담당하였을 것이라고 평가된다. 따라서, 식물검역 훈증제 메틸브로마이드에 의해 발생하는 약해를 저감하는 데 GSH의 사용가능성을 평가하였으며, 이를 기반으로 다양한 식물체에 적용하여 수출입 시 약해로 인한 경제적 손실을 감소시킬 수 있기를 기대한다.