• Journal of Veterinary Science
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• 제24권6호
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• pp.83.1-83.12
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• 2023

Background: Ellipticine (Ellip.) was recently reported to have beneficial effects on the differentiation of adipose-derived stem cells into mature chondrocyte-like cells. On the other hand, no practical results have been derived from the transplantation of bone marrow stem cells (BMSCs) in a rabbit osteoarthritis (OA) model. Objectives: This study examined whether autologous BMSCs incubated with ellipticine (Ellip.+BMSCs) could regenerate articular cartilage in rabbit OA, a model similar to degenerative arthritis in human beings. Methods: A portion of rabbit articular cartilage was surgically removed, and Ellip.+BMSCs were transplanted into the lesion area. After two and four weeks of treatment, the serum levels of proinflammatory cytokines, i.e., tumor necrosis factor α (TNF-α) and prostaglandin E2 (PGE2), were analyzed, while macroscopic and micro-computed tomography (CT) evaluations were conducted to determine the intensity of cartilage degeneration. Furthermore, immuno-blotting was performed to evaluate the mitogen-activated protein kinases, PI3K/Akt, and nuclear factor-κB (NF-κB) signaling in rabbit OA models. Histological staining was used to confirm the change in the pattern of collagen and proteoglycan in the articular cartilage matrix. Results: The transplantation of Ellip.+BMSCs elicited a chondroprotective effect by reducing the inflammatory factors (TNF-α, PGE2) in a time-dependent manner. Macroscopic observations, micro-CT, and histological staining revealed articular cartilage regeneration with the downregulation of matrix-metallo proteinases (MMPs), preventing articular cartilage degradation. Furthermore, histological observations confirmed a significant boost in the production of chondrocytes, collagen, and proteoglycan compared to the control group. Western blotting data revealed the downregulation of the p38, PI3K-Akt, and NF-κB inflammatory pathways to attenuate inflammation. Conclusions: The transplantation of Ellip.+BMSCs normalized the OA condition by boosting the recovery of degenerated articular cartilage and inhibiting the catabolic signaling pathway.

• Nutrition Research and Practice
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• 제18권5호
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• pp.633-646
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• 2024

BACKGROUND/OBJECTIVES: Cladophora glomerata extract (CGE), rich in polyphenols, was reported to exhibit antidiabetic and renoprotective effects by modulating the functions of protein kinases-mediated organic anion transporter 1 (Oat1) and 3 (Oat3) in rats with type 2 diabetes mellitus (T2DM). Nevertheless, the antioxidant effects of CGE on such renoprotection have not been investigated. This study examined the mechanisms involved in the antioxidant effects of CGE on renal organic anion transport function in an in vivo study. MATERIALS/METHODS: Diabetes was induced in the rats through a high-fat diet combined with a single dose of 40 mg/kg body weight (BW) streptozotocin. Subsequently, normal-diet rats were supplemented with a vehicle or 1,000 mg/kg BW of CGE, while T2DM rats were supplemented with a vehicle, CGE, or 200 mg/kg BW of vitamin C for 12 weeks. The study evaluated the general characteristics of T2DM and renal oxidative stress markers. The renal organic transport function was assessed by measuring the para-aminohippurate (PAH) uptake using renal cortical slices and renal inflammatory cytokine expression in the normal diet (ND) and ND + CGE treated groups. RESULTS: CGE supplementation significantly reduced hyperglycemia, hypertriglyceridemia, insulin resistance, and renal lipid peroxidation in T2DM rats. This was accompanied by the normalization of high expressions of renal glutathione peroxidase and nuclear factor kappa B by CGE and vitamin C. The renal anti-inflammation of CGE was evidenced by the reduction of tumor necrosis factor-1α and interleukin-1β. CGE directly blunted sodium nitroprusside-induced renal oxidative/nitrosative stresses and mediated the PAH uptake in the normally treated CGE in rats was particularly noteworthy. These data also correlated with reduced nitric oxide production, highlighting the potential of CGE as a therapeutic agent for managing T2DM-related renal complications. CONCLUSION: These findings suggest that CGE has antidiabetic effects and directly prevents diabetic nephropathy through oxidative/nitrosative stress pathways.

• 생명과학회지
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• 제30권9호
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• pp.804-812
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• 2020

본 연구에서는 아메리카왕거저리에 대한 기능성 연구의 일환으로 아메리카왕거저리 유충의 유전체 분석을 통해 선별된 조포바신 1의 항균 및 항염증 활성을 확인하였다. 선행연구에서 RNA 시퀀싱을 통해 아메리카왕거저리의 전사체를 분석하였으며, 결과를 바탕으로 인실리코(in silico) 분석을 수행하여 전사체 유래 항균 펩타이드를 스크리닝하고 선발하였다. 수행된 항균활성 및 용혈활성 테스트에서 조포바신 1은 세균 및 칸디다 진균에 대해 광범위한 항균활성을 나타낸 반면 마우스 적혈구에 대한 용혈활성은 전혀 없었다. 다음으로 마우스 대식세포주 Raw264.7 세포를 이용하여 조포바신 1의 항염증활성을 확인하였다. 그 결과 조포바신 1은 LPS로부터 유도된 Raw264.7 세포들의 산화질소 생성을 감소시키는 결과를 보여주었다. 뿐만 아니라 실시간 역전사 중합효소 연쇄반응(qRT-PCR) 방법과 효소결합면역흡착측정법(ELISA)을 통해 조포바신 1이 Raw264.7 세포에서 전염증성 사이토카인(IL-6, IL-1β)의 발현을 감소시킨다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 염증반응의 신호전달인자들(MAPKs, NF-κB)의 인산화를 억제하는 것을 확인하였다. 게다가 조포바신 1은 LPS와의 상호작용을 통해 결합한다는 것을 확인하였다. 이러한 연구결과들은 아메리카왕거저리 유전체 분석을 통해 확인된 조포바신 1이 항균 및 항염증 치료를 위한 물질로서 개발하는데 가능성이 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제28권2호
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• pp.207-215
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• 2018

염증 반응과 산화적 스트레스는 다양한 질환의 발생과 진행에 중요한 역할을 담당한다. 따라서 염증과 산화적 스트레스를 동시에 억제할 수 있는 소재의 발굴은 인체 질환 제어에 매우 유용하게 적용될 수 있다. 본 연구의 목적은 RAW 264.7 대식세포에서 검은콩 품종인 소청자와 소청2호 추출물이 염증성 및 산화적 스트레스에 미치는 영향을 알아보기 위함이다. 본 연구의 결과에 의하면 소청자 및 소청2호 추출물은 LPS에 의한 iNOS와 COX-2의 발현을 억제하여 NO와 $PGE_2$의 생성을 억제하였으며, $TNF-{\alpha}$, $IL-1{\beta}$와 같은 염증성 cytokine의 분비와 발현을 감소시켰다. 또한 소청자 및 소청2호 추출물은 LPS로 자극된 세포 내 ROS 축적을 유의적으로 차단시켰고, Nrf2와 HO-1 발현을 증가시켰다. 또한 LPS에 의해 유도된 MAPKs의 활성화도 소청자 및 소청2호 추출물에 의하여 억제되었다. 결론적으로 소청자 및 소청2호 추출물은 RAW 264.7 대식세포에서 MAPKs 경로를 차단시킴으로써 LPS-유도 염증 및 산화 반응에 대한 보호 역할을 할 수 있으며, 이러한 효과에는 최소한 Nrf2/HO-1 경로 활성화가 관련되어 있었다. 이러한 결과를 고려해 볼 때 소청자 및 소청2호 추출물은 대식세포의 과다 활성화로 인한 염증성 및 산화적 반응 차단에 잠재적인 효과가 있음을 일 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제22권1호
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• pp.41-48
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• 2012

봉독은 동양의학에서 관절염, 류마티즘 및 각종 암을 포함하여 다양한 질병을 치료하기 위하여 이용되었다. 최근 봉독의 신생혈관 억제효과에 대한 연구가 보고되었으나 정확한 분자메커니즘에 대해서는 보고가 미흡하다. 따라서, 본 연구는 봉독이 인간결장암세포인 HCT116세포에서 신생혈관생성과 종양진행에 중요한 역할을 하는 HIF-$1{\alpha}$와 VEGF 발현 억제효과를 조사하였다. 그 결과 봉독은 $CoCl_2$로 유도한 저산소 상태에서 VEGF와, HIF-$1{\alpha}$의 발현을 감소시키며 HIF-$1{\alpha}$의 promoter 영역인 HRE 활성을 억제하였다. 이러한 봉독의 HIF-$1{\alpha}$ 발현억제효과는 ERK1/2의 인산화 조절을 통한 것이며, 봉독은 p38, JNK, AKT의 인산화에는 영향을 끼치지 않았다. 또한 봉독의 효과를 나타내는 단일물질 탐색을 위해 봉독의 생리활성 물질로 알려진 아파민과 멜리틴을 조사한 결과, HIF-$1{\alpha}$와 VEGF 억제효과는 아파민에 기인하는 것이라고 예상 할 수 있었다. 이와 같은 결과를 통하여 본 연구에서는 봉독의 혈관신생 억제에 대한 새로운 신호전달기전 및 인간 결장암세포 전이 억제제로서의 잠재성을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제43권1호
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• pp.45-55
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• 2015

본 연구에서는 참치유의 항염증 효과를 알아보기 위하여 in vitro 및 in vivo type의 실험을 진행하였다. 먼저 참치유(TO)가 세포독성을 가지는지에 대해 알아보기 위해 MTT assay를 진행한 결과, 모든 첨가 농도에서 세포독성을 가지지 않는 것을 확인하였다. 세포독성을 가지지 않은 농도에서의 항염증 효과를 알아보기 위하여 염증성 매개 인자인 NO, IL-6, TNF-α 및 IL-1β에 대한 항염증 효과를 살펴본 결과, TO의 첨가에 따라 각각 45%, 93%, 97%, 83%의 억제효과를 보임을 확인하였다. 또한 그 up-stream의 전사인자인 NF-κB 및 MAPKs와 전염증성 효소인 iNOS, COX-2의 발현을 효과적으로 억제하는 것을 확인하였다. In vivo type 실험의 일환으로 croton oil 유도 마우스 귀 부종에 대한 억제 효과를 살펴본 결과, TO의 처리에 의해 경피 및 진피 두께의 발달과, 염증 부위로의 mast cell 침윤이 억제됨을 확인하였다. TO의 효과적인 이용을 위해 그 안전성에 대한 평가로 급성 경구독성 평가를 진행한 결과, 경구독성을 유발하지 않음을 확인하였다. 본 연구 결과로 TO의 적용이 in vitro 및 in vivo type의 염증 모델에서 우수한 효과를 보임을 확인하여, TO 가 효과적인 염증 예방 및 치료제로의 활용 가능성이 충분함을 입증하였다.

• 생명과학회지
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• 제30권11호
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• pp.983-989
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• 2020

파골세포에 의한 뼈의 재흡수와 조골세포에 의한 뼈 형성의 균형은 뼈 건강에 매우 중요한 요소이다. 따라서 이들의 불균형은 골다공증, 골연화증 및 골석화증과 같은 다양한 골 질환을 유발할 수 있다. 특히 파골세포의 기능이 비정상적으로 항진된 경우 골 파괴가 증가되어 골다공증이 야기되며 이런 현상은 류마티스 관절염 같은 염증성 질환의 골 소실과 밀접한 연관이 있다. 그러나 현재 사용중인 골 흡수 억제제는 장기간 사용시 부작용이 보고되고 있어 천연물 소재를 기반으로한 새로운 골 흡수 억제제 개발이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 갈색거저리 유충 에탄올 추출물이 RANKL에 의해 유도되는 파골세포 분화에 미치는 영향을 확인하고 그 작용기작을 구명하고자 하였다. 갈색거저리 유충 에탄올 추출물이 파골세포 분화에 미치는 영향을 조사하기 위하여 RAW264.7 세포에 RANKL을 단독 처리 및 추출물과 함께 5일간 처리한 후 TRAP 활성을 비교하였다. 그 결과 RANKL에 의해 증가한 파골세포 분화는 갈색거저리 유충 추출물 2 mg/ml 농도까지 세포독성 없이 농도 의존적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 갈색거저리 추출물이 TRAP, NFATc1 및 CtsK와 같은 파골세포 분화마커 유전자 및 단백질 발현량에 미치는 변화를 확인한 결과, RANKL 처리에 의해 현저히 증가한 이들 유전자가 갈색거저리 추출물에 의해 현저하게 감소하는 것을 확인하였다. 또한 갈색거저리 추출물의 파골세포 분화 억제작용기작을 확인한 결과 mitogen activated protein kinases (MAPKs)중 p38의 신호 전달 억제 기작을 통하여 파골세포 분화가 억제됨을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과로 보아 갈색거저리 유충 에탄올 추출물 및 그 생리활성 물질들은 골다공증과 같은 골 질환 치료 및 예방을 위한 잠재적 기능성 소재로 사용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제22권5호
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• pp.735-743
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• 2015

다양한 제품들에 사용되고 있는 천연물 소재들의 효능에 대한 체계적이고 과학적인 증거자료와 임상자료는 매우 부족한 실정이다. 이러한 천연물 소재의 과학적 연구는 국민보건과 건강증진을 위한 다양한 제품개발의 기초자료로 활용할 수 있는 중요한 자료이다. 따라서 본 연구에서는 보리순 추출물을 이용하여 기능성 천연물 소재로서의 가능성을 검토하였다. 항염증 활성을 조사하기 위해서 대식세포 RAW264.7에 LPS로 자극시켜 유도된 염증반응에서 보리순 에탄올 추출물의 매개체 억제 효과를 수행하였고 oxazolone을 이용하여 hairless 마우스에 접촉성 피부염을 유도하여 보리순 추출물의 항염 효과를 확인하였다. 연구의 결과에서, LPS로 자극한 RAW264.7 세포에서 COX-II, iNOS와 같은 염증성 매개체뿐만 아니라 염증성 사이토카인의 생성 및 발현이 보리순 에탄올 추출물에 의하여 현저히 억제됨을 확인하였다. 이러한 보리순 에탄올 추출물의 억제효과는 $I{\kappa}B$의 분해반응을 억제함으로써 NF-${\kappa}B$의 핵으로 이동을 억제하여 신호전달체계를 불활성화시키는 것과 관련이 있는 것으로 나타났다. 또한 보리순 에탄올 추출물은 NF-${\kappa}B$의 상위 신호전달경로인 MAPKs에도 영향을 미치는 것으로 증명되었다. 대식세포에서의 실험결과를 토대로 hairless 마우스에 oxazolone으로 접촉성 피부염을 유발시킨 모델에서 보리순 에탄올 추출물을 처리하여 2주간 피부 병변을 관찰한 결과 염증반응이 현저히 감소됨을 확인하였다. 이상의 결과에서 보리순 추출물이 항염증 효능을 가진 천연물 소재로서의 가능성을 제시하고 있다. 기존 연구에 의하면, 보리 추출물에는 항산화 효과가 뛰어난 폴리페놀류인 루테오린(luteolin), 사포나린(saponarin) 등이 풍부하며, 항염증 효과가 우수한 페루릭산(ferulic acid), 루토나린(lutonarin), 그리고 각종 비타민, 미네랄 등이 풍부하다고 알려져 있다. 또한 superoxide와 hydroxyl 라디칼 생성을 억제할 수 있는 2"-O-glycosylisovitexin이 함유되어 있는 것으로 밝혀졌다. 이러한 성분들에 의하여 보리순 추출물의 항염 효과가 나타날 것으로 생각된다. 다양한 염증성 질환에서 여러 매개체들의 과도한 발현이 그 질환의 원인임을 생각해 볼 때 보리순 추출물은 항염증에 관련된 여러 제품들에서 다양하게 활용할 수 있는 천연물 소재가 될 것으로 판단되며 앞으로 보리순 추출물에서 항염 효과를 나타내는 유효화합물의 분리동정 및 생리활성평가에 대한 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제25권1호
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• pp.107-116
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• 2018

본 연구의 목적은 블루베리 잎의 용매별 추출물에 따른 약리활성에 대한 검증 및 효능 평가이다. 블루베리 잎의 항산화, 항염증에 대한 효과를 확인하였다. 염증 반응은 자극이 가해지면 histamine, serotonin, prostaglandin과 같은 혈관 활성물질에 의해 혈관 투과성이 증대되어 염증을 유발하고 cytokine, free radical, lysosomal enzyme 등 다양한 매개 인자가 관여한다. 자극에 의한 macrophage cell의 염증반응은 tumor necrosis factor-${\alpha}$(TNF-${\alpha}$), interleukin-6(IL-6), interleukin-$1{\beta}$(IL-$1{\beta}$)와 같은 pro-inflammatory cytokine의 발현이 유도되고, inducible nitric oxide synthase(i-NOS)와 cyclooxygenase-2(COX-2)에 영향을 받는 유전자의 발현을 자극하게 되어 nitric oxide(NO) 및 $PGE_2$등의 염증 인자가 생성된다. 이에 따라 블루베리 잎 추출물의 항염증에 대한 연구를 위해 이에 영향을 주는 인자인 i-NOS, COX-2의 단백질 발현억제 작용을 확인 하였다. 그 결과 BLA > BLE > BLW 순서로 높은 효능을 확인 할 수 있었다. 가장 효과가 좋은 BLA 처리군에서 $PGE_2$ 분비량 및 다양한 염증성 인자의 mRNA 발현량을 확인하였다. 측정 결과, BLA($100{\mu}g/mL$)는 $PGE_2$ 분비량을 85.3% 억제하였으며 i-NOS, COX-2, IL-$1{\beta}$, IL-6, TNF-${\alpha}$ 단백질과 mRNA 발현이 각각 86.8%, 85.7%, 62.7%, 77%, 32.2% 억제되는 효과를 확인할 수 있었다. 결론적으로 블루베리 70% 아세톤 추출물(BLA)의 항염증 효과가 가장 높았으며, 블루베리 잎은 세포의 mRNA 및 단백질 수준에서 염증인자들의 억제를 통해 대식세포에서 항염증 효과가 명백히 확인되었다. 더 나아가, nuclear factor kappa B(NF-${\kappa}B$), signal transducer and activator of transcription(STAT-1), mitogen-activated protein kinases(MAPKs) 등의 세포 내 염증관련 중간기전을 연구해볼 가치가 있다고 사료된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제82권1호
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• pp.42-52
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• 2019

Background: Transforming growth factor ${\beta}$ (TGF-${\beta}$), retinoic acid (RA), p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK), and MEK signaling play critical roles in cell differentiation, proliferation, and apoptosis. We investigated the effect of RA and the role of these signaling molecules on the phosphorylation of Smad2/3 (p-Smad2/3) induced by TGF-${\beta}1$. Methods: A549 epithelial cells and CCD-11Lu fibroblasts were incubated and stimulated with or without all-trans RA (ATRA) and TGF-${\beta}1$ and with MAPK or MEK inhibitors. The levels of p-Smad2/3 were analyzed by western blotting. For animal models, we studied three experimental mouse groups: control, bleomycin, and bleomycin+ATRA group. Changes in histopathology, lung injury score, and levels of TGF-${\beta}1$ and Smad3 were evaluated at 1 and 3 weeks. Results: When A549 cells were pre-stimulated with TGF-${\beta}1$ prior to RA treatment, RA completely inhibited the p-Smad2/3. However, when A549 cells were pre-treated with RA prior to TGF-${\beta}1$ stimulation, RA did not completely suppress the p-Smad2/3. When A549 cells were pre-treated with MAPK inhibitor, TGF-${\beta}1$ failed to phosphorylate Smad2/3. In fibroblasts, p38 MAPK inhibitor suppressed TGF-${\beta}1$-induced p-Smad2. In a bleomycin-induced lung injury mouse model, RA decreased the expression of TGF-${\beta}1$ and Smad3 at 1 and 3 weeks. Conclusion: RA had inhibitory effects on the phosphorylation of Smad induced by TGF-${\beta}1$ in vitro, and RA also decreased the expression of TGF-${\beta}1$ at 1 and 3 weeks in vivo. Furthermore, pre-treatment with a MAPK inhibitor showed a preventative effect on TGF-${\beta}1$/Smad phosphorylation in epithelial cells. As a result, a combination of RA and MAPK inhibitors may suppress the TGF-${\beta}1$-induced lung injury and fibrosis.