• Biomolecules & Therapeutics
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• 제17권1호
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• pp.70-78
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• 2009

Coptis japonica (C. japonica) is a perennial medicinal plant that has anti-inflammatory activity. C. japonica contains numerous biologically active alkaloids including berberine, palmatine, epi-berberine, and coptisine. The most well-known anti-inflammatory principal in C. japonica is berberine. For example, berberine has been implicated in the inhibition of iNOS induction by cytokines in microglial cells. However, the efficacies of other alkaloids components on microglial activation were not investigated yet. In this study, we investigated the effects of three alkaloids (palmatine, epi-berberine and coptisine) from C. japonica on lipopolysaccharide (LPS)-induced microglial activation. BV2 microglial cells were immunostimulated with LPS and then the production of several inflammatory mediators such as nitric oxide (NO), reactive oxygen species (ROS) and matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) were examined as well as the phosphorylation status of Erk1/2 mitogen activated protein kinase (MAPK). Palmatine and to a lesser extent epi-berberine and coptisine, significantly reduced the release of NO, which was mediated by the inhibition of LPS-stimulated mRNA and protein induction of inducible nitric oxide synthase (iNOS) from BV2 microglia. In addition to NO, palmatine inhibited MMP-9 enzymatic activity and mRNA induction by LPS. Palmatine also inhibited the increase in the LPS-induced MMP-9 promoter activity determined by MMP-9 promoter luciferase reporter assay. LPS stimulation increased Erk1/2 phosphorylation in BV2 cells and these alkaloids inhibited the LPS-induced phosphorylation of Erk1/2. The anti-inflammatory effect of palmatine in LPS-stimulated microglia may suggest the potential use of the alkaloids in the modulation of neuroinflammatory responses, which might be important in the pathophysiological events of several neurological diseases including Alzheimer's disease (AD), multiple sclerosis (MS), Parkinson's disease (PD) and stroke.

• Plant Biotechnology Reports
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• 제5권3호
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• pp.225-234
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• 2011

Arabidopsis mutants with T-DNA insertion in seven calmodulin genes (CAM) were used to determine the specific role of CAM in the tolerance of plants to oxidative stress induced by paraquat and hydrogen peroxide ($H_2O_2$) treatments. Arabidopsis calmodulin mutants (cam) were screened for seedling growth, seed germination, induced oxidative damage, and levels of ${\gamma}$-aminobutyric acid (GABA) shunt metabolites. Only the cam5-4 and cam6-1 mutants exhibited an increased sensitivity to paraquat and $H_2O_2$ during seed germination and seedling growth. In response to treatments with $3{\mu}M$ paraquat and 1 mM $H_2O_2$, only the cam5-4, cam6-1 mutants showed significant changes in malonaldehyde (MDA) levels in root and shoot tissues, with highly increased levels of MDA. In terms of the GABA shunt metabolites, GABA was significantly elevated in root and shoot tissues in response to the paraquat treatments in comparison to alanine and glutamate, while the levels of all shunt metabolites increased in root tissue but not in the shoot tissue following the $H_2O_2$ treatments. GABA, alanine and glutamate levels were significantly increased in root and shoot of the cam1, cam4, cam5-4, and cam6-1 mutants in response to paraquat (0.5, 1 and $3{\mu}M$), while they were increased only in the root tissue of the cam1, cam4, cam5-4, and cam6-1 mutants in response to $H_2O_2$ (200 and $500{\mu}M$, 1 mM). These data show that the cam5-4 and cam6-1 mutants were sensitive to the induced oxidative stress treatments in terms of seed germination, seedling growth, and oxidative damage. The accumulation of GABA shunt metabolites as a consequence of the induced oxidative stress treatments (paraquat and $H_2O_2$ treatments) suggests that the GABA shunt pathway and the accumulation of GABA metabolites may contribute in antioxidant machinery associated with reactive oxygen species and in the acquisition of tolerance in response to induced oxidative stress in Arabidopsis seedlings.

• 한국식품과학회지
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• 제48권6호
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• pp.597-603
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• 2016

본 연구는 증숙 횟수에 따른 천마 추출물의 경구 투여가 산화방지 효과를 통한 위 점막 손상 억제에 미치는 효과를 평가하는 실험이다. 증숙 횟수를 달리한 천마 추출물을 준비하여 DPPH, ABTS 라디칼 소거능, total phenol, flavonoid, gastrodin, gastrodigenin 성분 분석 결과, 1회 증숙 천마와 9회 증숙 천마 추출물간의 급성 위염 개선 효능 평가가 가능할 것으로 판단되었다. HCl/ethanol로 유발된 급성 위염 동물 모델에 GE1과 GE9 (100 mg/kg body weight)과 sucralfate (10 mg/kg body weight)를 HCl/ethanol 처리 전 경구 투여하였다. 그리고 이를 정상군과 대조군과 비교 분석하였다. 급성 위염 개선 효능 실험에서 증숙 천마 추출물의 섭취는 HCl/ethanol로 유발된 위 점막 손상 마우스에서 위 조직의 육안적 손상을 감소시켰다. 9회 증숙 천마 추출물의 섭취는 위 점막 손상마우스에서 혈청의 ROS와 조직의 $ONOO^-$를 감소시켰고, 위 조직에서 염증성 매개인자인 $TNF-{\alpha}$ 또한 감소시켰다. 결론적으로 9회 증숙한 천마의 경구투여는 1회 증숙한 천마에 비하여 효과적으로 위 점막 손상을 억제하였다. 따라서 9회 증숙 천마 추출물의 투여가 급성 위염 유발 마우스 모델에서 위점막 손상 억제에 효과가 있다고 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제18권12호
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• pp.1631-1636
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• 2008

대황(Rhei Rhizoma; RR, 대황(大黃))은 Rheum officinale Baill.와 Rheum palmatum L. (Polygonaceae)의 땅속부분 (rhizome 및 root)으로 남아시아의 민속의학에서 간 및 신장의 손상을 치료하는데 널리 이용되고 있다. 본 연구에서는 배양한 흰쥐 해마신경세포의 저산소증모델을 이용하여 대황의 물추출물이 신경세포사를 억제하는 효능에 대하여 조사하였다. 배양 10일(DIV10)에 RR을 배양액에 첨가하고 DIV13일에 생존율을 조사한 결과 10 ${\mu}g$/ml 농도까지는 세포독성이 없었으며, 정상산소 환경에서 2.5 ${\mu}g$/ml의 농도에서 세포생존율을 높이는 것으로 나타났다. 또한 배지에 대황을 첨가한 경우 DIV13일에 저산소증을 유도한 후 5일째에 세포생존율을 조사한 결과 대조군에 비하여 매우 유의하게 생존율을 증가시켰다. $H_2DCF$ 염색 결과 대황은 활성산소(ROS)의 생성을 유의하게 감소시킴과, JC-1 염색 결과 사립체 막전위의 소실을 유의하게 억제함을 알 수 있었다. 이러한 결과들은 대황 물추출물이 활성산소를 효과적으로 제거하고, 세포의 에너지 생성을 보전함으로서 세포사를 억제할 수 있음을 보여주며, 향후 뇌신경세포의 건강에 유용하게 이용될 수 있음을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제29권12호
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• pp.1321-1328
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• 2019

자외선B(UVB: 290-320 nm) 방사선으로도 알려진 중간 파장 태양광선은 인간에게 조기 노화 및 산화손상에 의존하는 피부암을 유발할 수 있다. UVB가 유발하는 반응성 산소종(ROS)의 형성은 종종 이러한 광선에 과도하게 노출되는 결과로 MMP-1과 MMP-3와 같은 매트릭스 금속단백질(MMP)을 활성화할 수 있다. 이 효소들은 인간의 섬유질에서 type 1형 콜라겐을 분해한다. 본 연구에서는 블루베리(EEB)의 에틸 아세테이트 추출물의 항산화 및 항노화 효과를 평가했다. 블루베리의 항산화 실험은 DPPH 분석과 CCD-986sk 세포를 사용하여 ROS 생성을 평가했다. 블루베리의 주름방지 효능을 평가하기 위해 MMP-1 생성과 type 1형 procollagen 합성을 평가하고 Western Blot과 RT- PCR을 통해 MMP 1, 3의 발현량을 평가하였다. EEB는 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) 라디칼의 소거능을 보이며 UVB에 유도된 ROS의 생성을 저해하였다. 또한 EEB는 procollagen 생성감소 및 MMP-1 생성량의 증가 등 광노화 및 피부암과 관련된 UVB로 야기되는 과정을 억제하였다. 더 정확히 말하면, EEB (50㎍/ml)는 MMP-1과 -3의 mRNA와 단백질 발현을 현저히 억제하였다. EEB의 항노화 효과는 항산화 작용에 기인한다. 이러한 연구 결과는 EEB가 type 1형 procollagen, MMP-1, MMP-3의 수준을 조절함으로써 인간 섬유아세포에서 UVB가 유발하는 노화로부터 보호 효과를 가지고 있음을 나타낸다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제32권4호
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• pp.287-295
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• 2017

Mitochondrial dysfunction is found in oocytes and transmitted to offspring due to maternal obesity. Treatment of obese mothers with endoplasmic reticulum (ER) stress inhibitors such as salubrinal (SAL) can reverse the mitochondrial dysfunction and result in normal embryonic development. Pig oocytes have also shown ER stress mostly in metaphase II stage. ER stress in oocytes may hinder the in vitro production of pig embryos. This study investigated the effect of ER stress inhibition by SAL treatment during in vitro maturation (IVM) of porcine oocytes at 1, 10, 50 and 100 nM concentrations. Firstly, we tested various concentrations of SAL. SAL at 10 nM showed higher (P < 0.05) developmental competence to the blastocyst stage (55.6%) after parthenogenesis (PA) than control (44.2%) while not different from other concentrations (49.2, 51.6, and 50.8% for 1, 50, and 100 nM, respectively). Secondly, we performed time-dependent treatment at 10 nM of SAL for IVM of oocytes. It revealed that treatment with SAL during 22 to 44 h of IVM significantly improved PA embryonic development to the blastocyst stage compared to control (40.5, 46.3, 51.7 and 60.2% for control, 0 to 22 h, 22 to 44 h and 0 to 44 h of IVM, respectively, P < 0.05). Glutathione (GSH) content is an indicator of cytoplasmic maturation of oocytes. Reactive oxygen species (ROS) have a harmful effect on developmental competence of oocytes. For this, we determined the intraoocyte levels of GSH and ROS after 44 h of IVM. It was found that SAL increased intraoocyte GSH level and also decreased ROS level (P < 0.05). Finally, we performed somatic cell nuclear transfer (SCNT) after treating oocytes with 10 nM SAL during IVM. SAL treatment significantly improved blastocyst formation of SCNT embryos compared to control (39.6% vs. 24.7%, P < 0.05). Our results indicate that treatment of pig oocytes with ER stress inhibitor SAL during IVM improves preimplantation development PA and cloned pig embryos by influencing cytoplasmic maturation in terms of increased GSH content and decreased ROS level in IVM pig oocytes.

• 한국식품과학회지
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• 제36권6호
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• pp.968-973
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• 2004

나물이나 전분원료로 사용되어 온 얼레지(Erythronium japonicum)의 항암작용을 검색하였다. 얼레지 추출물을 Sarcoma 180으로 복수암을 유발시킨 ICR 마우스에 대하여 경구투여 한 결과 143.7%에 이르는 생명연장효과를 얻었으며, 백혈병계 암세포인 L1210 세포에 대해서는 최고 98.6%의 세포수 감소효과를 얻었다. 아울러 얼레지 추출물의 독성유무를 검색하고자 normal lymphocyte를 분리하여 이 정상세포에 얼레지 추출물을 첨가했을 때 세포수 감소는 거의 일어나지 않았으며, 고농도의 3일간의 긴 배양기간에 의해서도 L1210 세포의 경우 83.2%에 비해 5.8% 정도로 매우 적었다. 이와 같은 결과로부터 얼레지 추출물은 무독성 또는 저독성 항암제로서의 개발 가치가 있을 것으로 사료되었다. 한편 얼레지 추출물의 암세포에 대한 작용 기작으로 일환으로 활성산소인 ${O_2}^-$의 생성량을 측정한 결과 control 값의 최대 약 3.6배까지 크게 증가하였으며, 동시에 ${O_2}^-$ 전환효소인 SOD와 SOD의 종산물인 $H_2O_2$, 분해효소인 GPx도 각각 5배와 3배까지 크게 증가하였다. 따라서 얼레지 추출물은 암세포에서 ${O_2}^-$를 비롯한 활성산소를 유발시키고 이 증가된 활성산소가 암세포의 apoptosis를 야기하는 것으로 간주되었다.

• 한국식품영양학회지
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• 제26권3호
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• pp.485-491
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• 2013

본 연구에서는 피로 회복 또는 원기 회복에 효능이 있는 것으로 알려진 홍경천과 홍삼을 이용하여 홍경천-홍삼 복합 발효물의 산화적 손상 억제 효과를 평가하고자 $H_2O_2$로 산화적 스트레스를 유도시킨 C2C12 근육세포에 홍경천-홍삼 복합 발효물의 처리한 후, 세포의 morphology, cell viability 및 항산화 효소들의 유전자 발현 양상을 비교, 분석하였다. 홍경천-홍삼 복합 발효물은 C2C12 근육세포의 cell viability를 유의적으로 증가시켰으며, Cu/Zn-SOD, Mn-SOD 및 GPx 등과 같은 세포내 항산화 효소의 발현을 증가시킬 뿐만 아니라, 근육세포 분화의 주요 전사인자인 Myo D의 발현 또한 증가시키는 것으로 나타났다. 이상의 결과로, 홍경천-홍삼 복합 발효물은 세포내 항산화 효소 시스템을 증가시켜 외부로부터의 산화적 손상에 대한 방어효능을 갖는 것으로 나타났으며, 향후 in vivo 시스템 이용한 추가적인 연구가 수행된다면, 홍경천-홍삼 복합 발효물을 이용한 항피로 건강기능식품의 소재개발이 가능할 것으로 판단된다.

• 동의생리병리학회지
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• 제19권6호
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• pp.1557-1562
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• 2005

A mechanism of hair cell damage caused by noise and ototoxic agents is mediated through generation of free radicals and reactive oxygen species (ROS). It is known that most of animals have defense systems to protect against ROS, and the cochlea of inner ear in animals also has ROS defense systems including several antioxidant enzymes such as superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPX), glutathione reductase (GR), and glutathione (GSH), which efficiently detoxifying ROS generated under normal condition. Steamed roots of Rehmannia glutinosa have been traditionally used in Oriental medicine for the treatment of auditory disease such as tinnitus, vertigo, and hearing loss as well as inflammatory diseases, hectic fever, night sweat, and headache. In the present study, we showed that the ethanol extract from steamed roots of R. giutinosa (ESRG) increased the antioxidant enzymes such as SOD, CAT, GPX, and GR activities and GSH level in HEI-OC1 auditory cells. This extract itself did not show any significant cytotoxicity up to $50{\mu}g/ml$. Our results further support the view that ESRG is promising sources of potential antioxidants. Future studies will be aimed at investigating the effects of ESRG on the regulation of cellular mechanisms and isolating and identifying the substances responsible for the regulation of antioxidant enzyme system from the plant extracts.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제26권2호
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• pp.146-156
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• 2018

Spermidine is a naturally occurring polyamine compound that has recently emerged with anti-aging properties and suppresses inflammation and oxidation. However, its mechanisms of action on anti-inflammatory and antioxidant effects have not been fully elucidated. In this study, the potential of spermidine for reducing pro-inflammatory and oxidative effects in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated macrophages and zebrafish was explored. Our data indicate that spermidine significantly inhibited the production of pro-inflammatory mediators such as nitric oxide (NO) and prostaglandin $E_2$ ($PGE_2$), and cytokines including tumor necrosis $factor-{\alpha}$ and $interleukin-1{\beta}$ in RAW 264.7 macrophages without any significant cytotoxicity. The protective effects of spermidine accompanied by a marked suppression in their regulatory gene expression at the transcription levels. Spermidine also attenuated the nuclear translocation of $NF-{\kappa}B$ p65 subunit and reduced LPS-induced intracellular accumulation of reactive oxygen species (ROS) in RAW 264.7 macrophages. Moreover, spermidine prevented the LPS-induced NO production and ROS accumulation in zebrafish larvae and was found to be associated with a diminished recruitment of neutrophils and macrophages. Although more work is needed to fully understand the critical role of spermidine on the inhibition of inflammation-associated migration of immune cells, our findings clearly demonstrate that spermidine may be a potential therapeutic intervention for the treatment of inflammatory and oxidative disorders.