• International Journal of Oral Biology
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• 제41권3호
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• pp.141-147
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• 2016

Reactive oxygen species (ROS) and nitrogen species (RNS) are both important signaling molecules involved in pain transmission in the dorsal horn of the spinal cord. Xanthine oxidase (XO) is a well-known enzyme for the generation of superoxide anions ($O_2^{\bullet-}$), while S-nitroso-N-acetyl-DL-penicillamine (SNAP) is a representative nitric oxide (NO) donor. In this study, we used patch clamp recording in spinal slices of rats to investigate the effects of $O_2^{\bullet-}$ and NO on the excitability of substantia gelatinosa (SG) neurons. We also used confocal scanning laser microscopy to measure XO- and SNAP-induced ROS and RNS production in live slices. We observed that the ROS level increased during the perfusion of xanthine and xanthine oxidase (X/XO) compound and SNAP after the loading of 2',7'-dichlorofluorescin diacetate ($H_2DCF-DA$), which is an indicator of intracellular ROS and RNS. Application of ROS donors such as X/XO, ${\beta}-nicotinamide$ adenine dinucleotide phosphate (NADPH), and 3-morpholinosydnomimine (SIN-1) induced a membrane depolarization and inward currents. SNAP, an RNS donor, also induced membrane depolarization and inward currents. X/XO-induced inward currents were significantly decreased by pretreatment with phenyl N-tert-butylnitrone (PBN; nonspecific ROS and RNS scavenger) and manganese(III) tetrakis(4-benzoic acid) porphyrin (MnTBAP; superoxide dismutase mimetics). Nitro-L-arginine methyl ester (NAME; NO scavenger) also slightly decreased X/XO-induced inward currents, suggesting that X/XO-induced responses can be involved in the generation of peroxynitrite ($ONOO^-$). Our data suggest that elevated ROS, especially $O_2^{\bullet-}$, NO and $ONOO^-$, in the spinal cord can increase the excitability of the SG neurons related to pain transmission.

• 대한임상독성학회지
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• 제2권1호
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• pp.20-22
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• 2004

Acute mercury inhalation poisoning is a rare cause of acute peripheral neuropathy. A 44-year-old female inhaled the fume from heating mercury to treat her palmar dermatitis. For 4 days, this procedure was done for 2-3 minutes after each meal. She subsequently complained flu like symptoms, such as headache, toothache, myalgia and arthralgia. She was admitted for 9 days and then symptoms disappeared. About 3 weeks after exposure, both knee pain developed and then she could not walk. To treat mercury intoxication, she was referred to our hospital. At that time, initial laboratory data were within normal limits, but blood and urinary mercury level were 5.6 11$\mu$g/dl, 132.8 $\mu$g/L. After treatment with D-penicillamine for 7 days, blood and urinary mercury level were 3.9 1$\mu$g/dl, 177.3 $\mu$g/L. During the following 1 month, both leg symptoms remained. Nerve conduction studies were performed, both leg sensory nerve amplitude decreased. These findings were suggestive of peripheral polyneuropathy.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제27권7호
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• pp.757-762
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• 2004

The protective adaptive response to electrophiles and reactive oxygen species is mediated by the induction of phase II detoxifying genes including glutathione S-transferases (GSTs). NF-E2-related factor-2 (Nrf2) phosphorylation by protein kinase C (PKC) is a critical event for its nuclear translocation in response to oxidative stress. Previously, we have shown that peroxynitrite plays a role in activation of Nrf2 and Nrf2 binding to the antioxidant response element (ARE) via the pathway of phosphatidylinositol 3-kinase (PI3-kinase) and that nitric oxide synthase in hepatocytes is required for GSTA2 induction. In view of the importance of PKC and Pl3-kinase in Nrf2-mediated GST induction, we investigated the role of these kinases in peroxynitrite formation for GSTA2 induction by oxidative stress and determined the relationship between PKC and PI3-kinase. Although PKC activation by phorbol 12-myristate-13-acetate (PMA) did not increase the extents of constitutive and inducible GSTA2 expression, either PKC depletion by PMA or PKC inhibition by staurosporine significantly inhibited GSTA2 induction by tert-butylhydroquinone (t-SHa) a prooxidant chemical. Therefore, the basal PKC activity is req- uisite for GSTA2 induction. 3-Morpholinosydnonimine (SIN-1), which decomposes and yields peroxynitrite, induced GSTA2, which was not inhibited by PKC depletion, but slightly enhanced by PKC activation, suggesting that PKC promotes peroxynitrite formation for Nrf2-mediated GSTA2 induction. Treatment of cells with S-nitroso-N-acetyl-penicillamine (SNAP), an exogenous NO donor, in combination with t-BHQ may produce peroxynitrite. GSTA2 induction by SNAP ＋ t-BHQ was not decreased by PKC depletion, but rather enhanced by PKC activation, showing that the activity of PKC might be required for peroxynitrite formation. LY294002 a P13-kinase inhibitor blocked GSTA2 induction by t-BHQ, which was reversed by PMA-induced PKC activation. These results provide evidence that PKC may playa role in formation of peroxynitrite that activates Nrf2 for GSTA2 induction and that PKC may serve an activator for GSTA2 induction downstream of PI3-kinase.

• International Journal of Oral Biology
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• 제43권4호
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• pp.209-216
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• 2018

Reactive oxygen species (ROS) and nitrogen species (RNS) are involved in cellular signaling processes as a cause of oxidative stress. According to recent studies, ROS and RNS are important signaling molecules involved in pain transmission through spinal mechanisms. In this study, a patch clamp recording was used in spinal slices of rats to investigate the action mechanisms of $O_2{^{{\bullet}_-}}$ and NO on the excitability of substantia gelatinosa (SG) neuron. The application of xanthine and xanthine oxidase (X/XO) compound, a ROS donor, induced inward currents and increased the frequency of spontaneous excitatory postsynaptic currents (sEPSC) in slice preparation. The application of S-nitroso-N-acetyl-DL-penicillamine (SNAP), a RNS donor, also induced inward currents and increased the frequency of sEPSC. In a single cell preparation, X/XO and SNAP had no effect on the inward currents, revealing the involvement of presynaptic action. X/XO and SNAP induced a membrane depolarization in current clamp conditions which was significantly decreased by the addition of thapsigargin to an external calcium free solution for blocking synaptic transmission. Furthermore, X/XO and SNAP increased the frequency of action potentials evoked by depolarizing current pulses, suggesting the involvement of postsynaptic action. According to these results, it was estblished that elevated ROS and RNS in the spinal cord can sensitize the dorsal horn neurons via pre- and postsynaptic mechanisms. Therefore, ROS and RNS play similar roles in the regulation of the membrane excitability of SG neurons.

• Pediatric Gastroenterology, Hepatology & Nutrition
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• 제6권2호
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• pp.161-166
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• 2003

목 적: 상염색체 열성 유전 질환인 윌슨병에서 이형 접합 보인자인 부모를 공여자로 생체 부분 간이식을 시행 받은 윌슨병 환아의 치료 경험을 통해 이의 치료 효과를 알아보고자 본 연구를 실시하였다. 방 법: 1994년 12월부터 2002년 3월까지 서울아산병원에서 간이식을 시행받은 75명의 소아 중 윌슨병으로 간이식을 시행 받은 7명을 대상으로 수술 전후의 간 기능과 Kayser-Fleischer ring 소실 여부 및 구리 대사에 관련된 검사 소견 등을 중점으로 의무 기록을 통해 후향적으로 분석하였다. 결 과: 전체 7명의 환자 가운데 5명은 전격성 간염, 2명은 치료에 반응하지 않는 간경변으로 간이식을 받았으며, 공여자는 모두 혈연간 즉 이형 접합 보인자인 부모들이었다. 이식 후 추적 관찰 동안 환자의 생존율은 100%이었으며, 이는 같은 기간 동안 소아 간이식 전체 환자와 대사성 간 질환으로 간이식을 받은 환아의 각각의 5년 생존율 87%, 84%보다 유의하게 높았다(p<0.05). 간이식을 받은 모든 환자는 penicillamine과 구리 제한 식이를 시행하지 않고 이들의 AST치, 총 빌리루빈치 및 프로트롬빈 시간이 정상으로 회복되었고, 추적 관찰 기간 동안 윌슨병 재발의 소견은 없었다. 그리고 혈중 ceruloplasmin치와 혈중 구리 농도는 정상으로 회복되었으며, 24시간 소변 구리 배설양도수술 후 모든 환아에서 현저한 감소를 보였다. Kayser-Fleischer ring은 추적 관찰된 5명 중 4명에서 사라졌고, 추적 관찰이 3개월로 짧았던 한 명에서는 감소되었으나 남아 있었다. 결 론: 윌슨병이 내과적인 약물 치료에 반응하지 않는 간경변으로 진행하거나 전격성 간염으로 발현하여 간이식이 필요한 경우 윌슨병의 이형 접합 보인자인 부모를 이용한 혈연간 생체 부분 간이식은 효과적인 치료법임을 확인할 수 있었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제56권2호
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• pp.187-197
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• 2004

연구배경 : Nitric Oxide(NO)는 매우 다양한 생물학적 조절기능을 수행하는 분자로서 심혈관계, 신경계, 면역기능 등에 관여함은 물론 최근 세포 사에도 직 간접적으로 영향을 미치고 있음이 알려져 있다. NO의 이렇게 복잡한 생물학적 기능 수행은 reactive oxygen species(ROS), metal ions 및 단백질 등과 복잡한 상호작용에 의한 것이며 NO가 나타내는 생물학적 효과는 용량-의존적이며, 세포-특이적이라고 밝혀져 있다. NO는 간세포 및 현관내피세포에서는 아포프토시스를 억제하지만 종양세포 및 신경세포 등에서는 아포프토시스를 유도하는 것으로 보고되고 있다. NO는 여러 호흡기질환의 병태생리에도 관여하는 것으로 알려져 있는바 천식과 같은 염증성 기도 질환에서 호기 NO가 증가되어있는 반면 흡연자나 일차성 폐 고혈압 환자에서는 감소되어 있다고 보고되고 있다. 이러한 배경에서 NO가 폐 상피 세포의 세포 사에 미치는 영향과 신호전달 경로를 밝히기 위하여 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 폐 상피 세포로는 A549 세포 주를, NO donor로서는 SNAP (S-nitroso-N-acetyl-penicillamine)과 SNP(sodium nitroprusside)를 사용하였다. 세포 독성 검사는 crystal violet assay를 이용하였고 아포프토시스 assay는 Hoechst 33342와 propium iodide(PI) 이중 염색 후 형광현미경을 이용하여 핵의 형태학적변화를 관찰함으로써 괴사(necrosis)와 감별하였다. 철에 의한 NO 유도성 세포 사 억제 효과를 관찰하기 위하여 RBC와 FeSO4를 이용하였다. NO 유도성세포사의 신호전달 경로에 bcl-2와 p53이 미치는 영향을 평가하기 위하여 bcl-2 과 발현 세포 주 (A549-bcl-2)와 p53 knock out 세포 주 (A549-E6)를 대상으로 세포독성을 비교하였고 p53 활성화는 Western blot을 이용하여 확인하였다. 결 과 : A549 세포 주에서 SNAP과 SNP 모두 농도-의존적 세포독성을 관찰할 수 있었다. 아포프토시스 assay에서 SNAP은 저 농도에서는 아포프토시스를, 고농도에서는 괴사를 유도함을 관찰하였고 SNP는 농도에 상관없이 세포사가 괴사의 형태를 나타냄을 확인하였다. 이는 SNP가 순순한 NO donor가 아니라 cyanide에 의한 세포독성의 결과라고 생각되며 고농도의 SNAP에 의한 괴사 유도는 peroxynitrite 생성에 의한 결과임을 시사한다. SNAP에 의한 세포 사는 RBC와 FeSO4등 철에 의해 억제됨을 확인하였고 bcl-2에 의해서 억제되었으며 p53을 활성화시키고 p53 knock out에 의해 차단되었다. 결 론 : 폐상피세포에서 NO는 저 농도에서는 아포프토시스를 고농도에서는 괴사에 의한 세포 사를 유도하며 철이 중요한 억제제이며 bcl-2 및 p53이 신호전달 경로에 있어서 중요한 역할을 담당하는 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제19권5호
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• pp.607-614
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• 2009

본 연구는 말똥성게에 대한 항 발암 효과와 항산화 효과에 대하여 조사하였다. 먼저 말똥성게 분획물의 항 발암 효과를 알아보기 위하여 핵산, 메탄올, 부탄올 및 물로 순차적으로 분획하여 각 분획별로 암세포에 대한 증식 억제효과와 암 예방 지표인 QR 유도 활성 효과를 측정하였다. 그 결과 4종의 모든 암세포주 HepG2, MCF-7, HT29 및 B16-F10에서 농도 의존적인 암세포 증식 억제 효과를 나타내었으며, 모두 HPMH층에서 가장 높은 암세포 성장 억제 효과를 나타내었다. 그러나 HepG2에서 측정한 QR 유도 활성 효과는 HPMB층에서 가장 높은 효과를 보였다. 또한 항산화 효과 중 ROS 제거활성 측정결과에서는 HPMH층이 가장 높게 나타났으며 13.00 ${\mu}g/ml$에서 50%의 ROS 제거활성 효과를 나타내어 positive control로 사용한 trolox와 비교하였을 때 거의 유사한 제거활성을 보였다. 그리고 $ONOO^-$ 제거활성 역시 HPMH층이 가장 높게 나타났으며, positive control과 비교하였을 때 penicillamine의 $IC_{50}$값인 5.51 ${\mu}g/ml$ 보다는 낮았으나 15.14 ${\mu}g/ml$의 $IC_{50}$값을 나타내어 다른 분획층에 비해서는 높은 항산화 효과를 확인할 수 있었다. 아질산염 제거활성 측정 결과에서도 HPMH층이 가장 높은 제거활성 효과를 나타내었으며 특히 pH가 낮을수록, 시료농도가 증가할수록 아질산염 제거활성 효과가 증가함을 알 수 있었다. 이상으로 항 발암효과 중 암세포에 대한 증식 억제효과는 HPMH층이 가장 높았고 QR 유도 활성 효과는 HPMB층에서 가장 높았으며 항산화 효과는 ROS, ONOO- 및 아질산염 제거활성에서 모두 HPMH층이 가장 높음을 알 수 있었다. 따라서 앞으로 HPMH층과 HPMB층에 대한 집중적인 연구가 요구되어지며 말똥성게를 이용하여 항암관련 기능성 식품과 식품 저장성과 안전성 향상을 위한 식품첨가제나 보존제등의 개발가능성과 그 효과도 기대할 수 있을 것으로 생각된다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제1권6호
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• pp.783-796
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• 1997

The relaxation induced by stimulation of the inhibitory non-adrenergic, non-cholinergic (iNANC) nerve is mediated by the release of iNANC neurotransmitters such as nitric oxide (NO), vasoactive intestinal peptide (VIP) and adenosine triphosphate (ATP). The mechanisms of NO, VIP or ATP-induced relaxation have been partly determined in previous studies, but the detailed mechanism remains unknown. We tried to identify the nature of iNANC neurotransmitters in the smooth muscle of guinea pig ileum and to determine the mechanism of the inhibitory effect of nitric oxide. We measured the effect of NO-donors VIP and ATP on the intracellular $Ca^{2+}$ concentration$([Ca^{2+}]_i)$, by means of a fluorescence dye(fura 2) and tension simultaneously in the isolated guinea pig ileal smooth muscle. Following are the results obtained. 1. Sodium nitroprusside $(SNP:10^{-5}\;M)$ or S -nitro-N-acetyl-penicillamine $(SNP:10^{-5}\;M)$ decreased resting $[Ca^{2+}]_i$ I and tension of muscle. SNP or SNAP also inhibited rhythmic oscillation of $[Ca^{2+}]_i$ and tension. In 40mM $K^+$ solution or carbachol ($(CCh:10^{-6}\;M)$-induced precontracted muscle, SNP decreased muscle tension. VIP did not change $[Ca^{2+}]_i$ and tension in the resting or precontracted muscle, but ATP increased resting $[Ca^{2+}]_i$ and tension in the resting muscle. 2. 1H-[1,2,4]oxadiazol(4,3-a)quinoxalin-1-one $(ODQ:1\;{\mu}M)$, a specific inhibitor of soluble guanylate cyclase, limited the inhibitory effect of SNP 3. Glibenclamide $(10\;{\mu}M)$, a blocker of $K_{ATP}$ channel, and 4-aminopyridine (4-AP:5 mM), a blocker of delayed rectifier K channel, apamin $(0.1\;{\mu}M)$, a blocker of small conductance $K_{Ca}$ channel had no effect on the inhibitory effect of SNP. Iberiotoxin $(0.1\;{\mu}M)$, a blocker of large conductance $K_{Ca}$ channel, significantly increased the resting $[Ca^{2+}]_i$, and tension, and limited the inhibitory effect of SNP. 4. Nifedipine $(1\;{\mu}M)$ or elimination of external $Ca^{2+}$ decreased not only resting $[Ca^{2+}]_i$ and tension but also oscillation of $[Ca^{2+}]_i$ and tension. Ryanodine $(5\;{\mu}M)$ and cyclopiazonic acid $(10\;{\mu}M)$ decreased oscillation of $[Ca^{2+}]_i$ and tension. 5. SNP decreased $Ca^{2+}$ sensitivity of contractile protein. In conclusion, these results suggest that 1) NO is an inhibitory neurotransmitter in the guinea pig ileum, 2) the inhibitory effect of SNP on the $[Ca^{2+}]_i$ and tension of the muscle is due to a decrease in $[Ca^{2+}]_i$ by activation of the large conductance $K_{Ca}$ channel and a decrease in the sensitivity of contractile elements to $Ca^{2+}$ through activation of G-kinase.

• 한국환경보건학회지
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• 제27권3호
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• pp.71-80
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• 2001

Blood and urine mercury level of three workers were monitored during 60~80 days after high exposure to mercury at the silver refining plant. Mercury was used to form silver-mercury amalgam from plating sludge. Workers were exposed to mercury about 70 days at the several processes, such as hand held weaving, vibration table, and heating from the furnace. mercury was analysed by atomic absorption spectroscopy-vapor generation technique. Recovery from the biological sample was 95.51% and pooled standard deviation was 0.033. At the time of study, there was no work at the workplace. So, airborne mercury concentration was measured with area sampling 5 days after the work, ranged from 0.1459 to 1.2351 mg/㎥(Arithmatic mean 0.4711 mg/㎥, Geometric mean 0.3566 mg/㎥) at the inside of the plant, that is far above the ACGIH's TLV(0.025 mg/㎥) and ranged from 0.0073 to 0.0330 mg/㎥ at the outdoor. Blood mercury levels at the beginning of the monitoring were 4~14 times greater than the American Conference of Governmental Industrial Hygienists Biological Exposure Index(ACGIH BEI, 15 ug/L). Blood mercury levels were decreased logarithmically, that is, rapidly at the high level and slowly at the low level but sustained above the level of the ACGIH BEI 60~80 days after the work. Urine mercury levels at the beginning of the monitoring were 8~16 times greater than the ACGIH BEI(35 ug/g creatinine). Urine mercury levels were decreased logarithmically, but correlation between urine level and off-days were lower than those of blood. Decreasing pattern of blood mercury levels were little affected than that of urine levels when the chelating agent, D-penicillamine, was administered. There was correlation between blood mercury level and urine mercury level(0.81~0.83) but it didn\`t mean that the highest blood mercury level corresponded the highest urine mercury level. In our study, Case 1 always shows the highest level in urine but case 3 always shows the highest level in blood. Creatinine correction represented better correlations between urine mercury levels and blood levels, and between urine levels and off-days rather than by urine volume. Spot urine sampling had a wide variation than that of whole day urine sampling. So, We recommend spot urine sampling for screening and whole day urine sampling for exact diagnosis.

• 생명과학회지
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• 제17권8호통권88호
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• pp.1147-1151
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• 2007

본 연구에서는 ７가지 한방원료(음양곽, 복분자, 오미자, 구기자 , 건지황 l 사상자 , 토사자)의 항산화 효과, collagen 합성 촉진 효과, collagenase 활성 저해 효과를 비교 평가함으로써 주름개선 기능성 화장품 원료로서의 사용 가능성을 검토하였다. 항산화 실험인 DPPH 소거 효과, 리놀산 자동산화 억제 효과, superoxide radical 소거 효과, hydroxyl radical 소거 효과에서는 음양곽, 복분자, 오미자, 구기자가 대체적으로 뛰어난 활성을 보여 항노화 화장품 소재로서의 가능성을 보여주었으며, 주름개선 실험인 collagen 합성 촉진 효과, collagenase 저해 효과에서는 건지황, 사상자, 토사자가 다른 네 가지 물질에 비해 뛰어난 효과를 나타내어 주름개선 화장품 소재로서의 가능성을 보여주었다. 이러한 결과는 7가지 한방원료가 항산화 및 주름개선 효능을 나타내므로 기능성 화장품 소재로 활용될 수 있음을 보여 주었다.