• 제목/요약/키워드: superoxide generation

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Inhibitory Effect of Panax notoginseng on Nitric Oxide Synthase, Cyclo-oxygenase-2 and Neutrophil Functions

  • Park, Soon-Gi;Joo, Shin-Tak;Ban, Chang-Gyu;Moon, Jin-Young;Park, Sun-Dong;Park, Won-Hwan
    • 동의생리병리학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.1295-1302
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    • 2006
  • Our preliminary aim is to elucidate the pharmacokinetic features of the PNS(Panax notoginseng Buck F.H. Chen. (Arialiaceae) root). First, we assessed the prevention of neurtrophil functions. A Panax notoginseng inhibited neutrophil functions, including degranulation, superoxide generation, and leukotriene B4 production, without any effect on 5-lipoxygenase activity. This Panax notoginseng reduced nitric oxide (NO) and prostaglandin E2 production in mouse peritoneal macrophages stimulated with lipopolysaccharide, whereas no influence on the activity of inducible NO synthase, cyclo-oxygenase-2 or cyclo-oxygenase-1 was observed. Panax notoginseng significantly reduced mouse paw oedema induced by carrageenan. The results indicate that Panax notoginseng exerts anti-inflammatory effects related to the inhibition of neutrophil functions and of NO and prostaglandin E2 production, which could be due to a decreased expression of inducible NO synthase and cyclo-oxygenase-2.

Monoterpenes의 항암작용과 활성산소 전환 효소의 활성 변화 (Anticancer Activity of Monoterpenes and the Changes of Enzymes Activities Responsible for the Conversion of Reactive Oxygen Species)

  • 조용선;김수진;박시원
    • 약학회지
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    • 제47권1호
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    • pp.37-45
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    • 2003
  • The present study was undertaken to investigate the anticancer activity of monoterepenes in the animal and the cancer cell line tests. Both of the noncyclic and cyclic monoterpenes showed significant life prolonging effects on ICR mouse with abdominal cancer induced by Sarcoma 180 cells up to 67.4% and 63.5% in case of linalool and geraniol, respectively. Linalool and geraniol also exhibited very excellent cytotoxicity against L1210 leukemic cells with $IC_{50}$/ value of 0.32 $\mu\textrm{g}$/mι in 5 days culture condition. In the presence of linalool and geraniol, the generation of $O_2$$^{[-10]}$ ion were found to be increased proportionally to the cytotoxicity arisen from these monoterpenes. Furthermore, the antioxidant enzymes activities such as superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx) responsible for the conversion of $O_2$$^{[-10]}$ ion to $H_2O$$_2$ and then to $H_2O$ augmented remarkably by linalool and geraniol. All data put together it can be postulated that monoterpenes may kill abdominal cancer cells of ICR mouse probably by activating anticancer system of the body, whereas the death of L1210 cells may be due to the detrimental attacks of reactive oxygen species (ROS) including $O_2$$^{[-10]}$ in spite of antioxidant enzymes activities to overcome the ROS attacks.

Protective effects of Erythronium japonicum and Corylopsis coreana Uyeki extracts against 1,3-dichloro-2-propanol-induced hepatotoxicity in rats

  • Seunghyun Kim;Hee-Ock Boo;Taeho Ahn;Chun-Sik Bae
    • Applied Microscopy
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    • 제50권
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    • pp.29.1-29.6
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    • 2020
  • Erythronium japonicum (E. japonicum) and Corylopsis coreana Uyeki (C. coreana Uyeki, Korean winter hazel) have been shown to significantly decrease 1,3-dichloro-2-propanol (1,3-DCP)-induced generation of reactive oxygen species and CYP2E1 activity in HuH7, human hepatocytes. In this study, we expanded upon the previous study and investigated the effects of E. japonicum and C. coreana Uyeki extracts on 1,3-DCP-induced liver damage in rats. The pre-treatment of rats with these extracts alleviated a decrease in body weight and reduced 1,3-DCP-induced increase in catalytic activities of hepatic enzymes, such as aspartate aminotransferase and alanine aminotransferase, in the serum. Moreover, treatment with the extracts restored the 1,3-DCP-induced decreases in anti-oxidant enzyme activities, such as the activities of superoxide dismutase and catalase, in the rat liver. Histopathological studies also strongly supported the results of enzyme activities. These results suggest a possibility that the extracts of E. japonicum and C. coreana Uyeki can be a remedy for alleviating 1,3-DCP-induced liver damage in animals.

어유섭취가 출생후 발달과정의 흰 쥐의 간과 뇌조직의 지질과산화와 그 관련기능에 미치는 영향 (Effect of Dietary Fish Oil on Lipid Peroxidation in Rats Liver and Brain During Postnatal Development)

  • 박명희
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제20권2호
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    • pp.111-121
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    • 1987
  • 어유를 섭취하였을 때, 체내 과산화물 생성과 항산화 기능을 조사하며, 그 결과를 다른 식이지방과 비교하기 위하여, 고등어유, 대두유, 쇠기름, 들기름, 채종유의 5 종의 지방을 먹이의 10% 되게 식이를 조제하여 70g 내외의 암, 수컷의 흰쥐에게 섭취시켰다. 출생후 초기 성장시에 적응도를 관찰하기 위하여, 위의 쥐들을 34일간 조제식이로 사육한후, 교배시켜 출생한 2 대째 쥐들을 수유시기(17일, 26일)과 이유시기(39일)에 희생시키고, 출산, 수유를 마친 어미쥐(나이 123일, 총 식이일수 81일)를 희생하여 간과 뇌조직의 지질과산화물, $\alpha$-tocopherol, glutathione 양을 정량하고, glutathione peroxidase, superoxide dismutase의 활성을 측정하였다. 간조직의 지질과산화물 값은 고등어유를 섭취한 어미쥐와 수유기(17, 26일)의 새끼쥐들에게서 타군에 비해 높았으나 39일의 새끼쥐에서는 채종유보다는 높았으나 대두유, 들기름군과 같은 수준이었다. 뇌조직에서는 간에 차이가 거의없었다. 간조직의 $\alpha$-tocopherol 농도와 환원형의 glutathione(GSH) 의 농도가 어미쥐에서 타군에 비해 현저히 낮았고, 새끼쥐에서도 $\alpha$-tocopherol 경우는 같은경향이나 그 정도가 덜 현저하며, GSH의 경우는 타군들과 차이가 없었다. 산화형 glutathioe (GSSG)의 농도는 어미쥐, 새끼쥐모두에서 식이지방에 따른 차이가 일관성 있게 나타나지 않았다. Glutathione peroxidase 활성은 간장과 뇌조직에서 성장과정중의 새끼쥐들에서 모두 약간씩 증가하였고, 채종유군에서 타군에 비해 증가정도가 낮아 활성이 39일에 현저히 낮았다. Superoxide dismutase 의 활성은 성장기간에 따른 변화는 적었고, 고등어유군이 타군에 비해 비교적 낮은값을 유지하였다. 어미쥐와 17일째 새끼쥐에서는 달리 26일과 39일째 새끼쥐의 간조직 glutathioe peroxidase 의활성이 지질과산화물 농도와 정의 상관관계가 보여져, 출생후 초기 성장과정에서 체내 적응성이 존재함을 나타내주었다.

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중금속 이온 존재하에서의 아스코르빈산 자동산화 과정에서 $O_2\bar{{\bullet}}$ 생성 (Formation of Superoxide Anion in the Autoxidation of L-Ascorbic Acid in the Presence of Heavy Metal Ions)

  • 김미옥
    • 한국식품과학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.378-383
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    • 2001
  • 중금속 이온 존재 하에서 AsA 자동산화반응 과정에서의$O_2\bar{{\bullet}}$ 생성을 조사하기 위해, 수용액, 완충용액, 그리고 메탄올 용액 중에서 산소가스를 통기하면서 AsA 산화반응을 유도하였다. 우선, 수용액 및 완충용액 중에 SOD를 이용하여, $O_2\bar{{\bullet}}$로부터 생성되는 $H_2O_2$를 소거하기 위해 CAT를 첨가해서, SOD 무첨가의 경우와 비교하여 실험하였다. 그 결과, 수용액 중에서도 완충용액 중에서도 SOD가 $O_2\bar{{\bullet}}$를 소거하고, SOD의 존재에 따라 AsA 산화 반응이 억제되는 것이 밝혀졌다. 또한, 완충용액 중에서는 XTT를 가지고 $O_2\bar{{\bullet}}$ 생성을 재확인하기 위해, $O_2\bar{{\bullet}}$에 의한 XTT의 환원생성물인 formazan의 생성량이 470nm에서 흡수극대를 갖는 것을 확인한 후, AsA 산화반응 과정 중에 $O_2\bar{{\bullet}}$가 생성되는 것을 확인하였다. 이처럼, Fe(III)이온 및 Cu(II)이온이 존재하는 경우에도 비존재하의 경우와 마찬가지로 AsA 자동산화반응 과정 중에서 $O_2\bar{{\bullet}}$가 생성되는 것이 확인되었다. 또한, 메탄올 용액 중에서 Fe(III)이온 및 Cu(II)이온 존재하에서의 AsA 자동산화반응 과정에서의 $O_2\bar{{\bullet}}$ 생성을 조사하기 위해 NBT법을 이용하여 흡수극대 560nm에서 NBT의 환원생성물인 bule formazan을 측정하고,$O_2\bar{{\bullet}}$ 생성을 확인하였다. 반응개시로부터 15분이 경과하면서 반응액의 색변화를 눈으로 관찰할 수 있었으며, 560nm에서의 흡광도 측정치가 높아지는 경향을 나타내어 실험적으로 $O_2\bar{{\bullet}}$가 생성되는 것을 확인하였다. 또한, AsA 산화반응을 일으키는 과정에서 산소 농도의 증가에 따라 formazan 생성량이 증가한 사실과 AsA 농도의 증가에 따라 formazan 생성량이 낮아지는 경향을 보인 사실, 그리고, AsA 농도에 따른 분해율을 조사한 결과, 본 실험에 사용된 $50\;{\mu}M$의 AsA 농도에서는 분해된 양이 거의 변화가 없는 것으로 보아 NBT가 아닌 AsA 자동산화반응 과정에서 생성된 $O_2\bar{{\bullet}}$에 의해 formazan이 생성된 것임이 확인되었다. 한편, Fe(III)이온 및 Cu(II)이온 존재 하에서 $0.01\;{\mu}M$이하의 낮은 농도에서는 $O_2\bar{{\bullet}}$ 생성이 중금속 이온 비존재 하에서의 경우보다 유의적으로 높은 것으로 밝혀졌지만, 그 이상의 농도에서는 낮은 수치를 나타내었다 이상의 결과로 보아 수용성계에서 뿐 만 아니라, 비수용성계에서도 중금속 이온 존재 하에서의 AsA 자동산화반응에서의 $O_2\bar{{\bullet}}$ 생성이 시사되었다.

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마우스 대식세포에서 혈갈(血竭)(Draconis Resina)의 항산화 및 항염증 효과 (Anti-oxidative and Anti-inflammatory Effects of Draconis Resina in Mouse Macrophage Cells)

  • 이효승;허숙경;윤현정;최재우;정재하;박선동
    • 대한본초학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.179-192
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    • 2008
  • Objectives : Draconis Resina (DR) has been used as a traditional Korean herbal medicine since ancient times, and today it is used as a medication for wounds, tumors, diarrhea, rheumatism, in the itching of insect bites and with other conditions in the folk medicine. The aim of this study was to determine whether fractionated extracts of DR inhibit free radical generation, intracellular oxidation, production of nitrite, an index of NO, PGE2, iNOS, COX-2 and proinflammatory cytokines in lipopolysaccharide (LPS)-treated RAW 264.7 macrophages, Methods : DR extract prepared with methanol, and then fractionated with hexane, dichloromethane, ethylacetate, n-butanol and water. Inhibitory effect of DR onto free radical generation was determined by measuring DPPH, superoxide anions and nitric oxide scavenging activities in vitro. Cytotoxic activity of extracts on RAW 264.7 cells was measured using 5-(3-caroboxymeth-oxyphenyl)-2H-tetra-zolium inner salt (MTS) assay. Intracelluar oxidation was analysed by DCF-DA assay. The nitric oxide (NO) production was measured by Griess reagent system. The levels of iNOS and COX-2 expression were confirmed by western blot. And proinflammatory cytokines were measured by ELISA kit. Results : Our results indicated that fractionated extracts, especially dichloromethane and ethyl acetate extracts, significantly inhibited free radical generation, the LPS-induced H202, NO, PGE2 production and iNOS, COX-2 expression accompanied by an attenuation of TNF-${\alpha}$, IL-$1{\beta}$ and IL-6 formation in macrophages. Conclusions : Our results indicate that dichloromethane and ethyl acetate extracts of DR have potential as an agent of chronic inflammatory diseases.

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Phototoxicity Evaluation of Pharmaceutical Substances with a Reactive Oxygen Species Assay Using Ultraviolet A

  • Lee, Yong Sun;Yi, Jung-Sun;Lim, Hye Rim;Kim, Tae Sung;Ahn, Il Young;Ko, Kyungyuk;Kim, JooHwan;Park, Hye-Kyung;Sohn, Soo Jung;Lee, Jong Kwon
    • Toxicological Research
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    • 제33권1호
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    • pp.43-48
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    • 2017
  • With ultraviolet and visible light exposure, some pharmaceutical substances applied systemically or topically may cause phototoxic skin irritation. The major factor in phototoxicity is the generation of reactive oxygen species (ROS) such as singlet oxygen and superoxide anion that cause oxidative damage to DNA, lipids and proteins. Thus, measuring the generation of ROS can predict the phototoxic potential of a given substance indirectly. For this reason, a standard ROS assay (ROS assay) was developed and validated and provides an alternative method for phototoxicity evaluation. However, negative substances are over-predicted by the assay. Except for ultraviolet A (UVA), other UV ranges are not a major factor in causing phototoxicity and may lead to incorrect labeling of some non-phototoxic substances as being phototoxic in the ROS assay when using a solar simulator. A UVA stimulator is also widely used to evaluate phototoxicity in various test substances. Consequently, we identified the applicability of a UVA simulator to the ROS assay for photoreactivity. In this study, we tested 60 pharmaceutical substances including 50 phototoxins and 10 non-phototoxins to predict their phototoxic potential via the ROS assay with a UVA simulator. Following the ROS protocol, all test substances were dissolved in dimethyl sulfoxide or sodium phosphate buffer. The final concentration of the test solutions in the reaction mixture was 20 to $200{\mu}M$. The exposure was with $2.0{\sim}2.2mW/cm^2$ irradiance and optimization for a relevant dose of UVA was performed. The generation of ROS was compared before and after UVA exposure and was measured by a microplate spectrophotometer. Sensitivity and specificity values were 85.7% and 100.0% respectively, and the accuracy was 88.1%. From this analysis, the ROS assay with a UVA simulator is suitable for testing the photoreactivity and estimating the phototoxic potential of various test pharmaceutical substances.

쇠비름 추출물의 UVB 자외선 조사에 의한 인간각질형성세포 손상에 대한 보호 효과 (Protective Effects of Portulaca oleracea L. Extract against Matrix Metalloproteinase Production and Reactive Oxygen Species Generation Induced by Ultraviolet B Radiation in Human Keratinocytes)

  • 오정환;파티 카라데니즈;이정임;박소영;서영완;공창숙
    • 생명과학회지
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    • 제28권8호
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    • pp.892-899
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    • 2018
  • 쇠비름(Portulaca oleracea.L)은 쇠비름과에 속하는 한해살이풀로서 리놀렌산과 같은 불포화지방산, 페놀성 화합물, 플라보노이드, 비타민 C, 미네랄 함량이 높은 것으로 보고되어 있다. 본 연구에서는 쇠비름 추출물을 이용하여 UVB를 조사한 인간각질형성세포에서 광노화 억제능을 확인하였다. Matrix metalloproteinases는 세포의 기질을 분해하는 효소로 MMP-1는 collagenase, MMP-2와 MMP-9는 gelatinases로 피부 진피층을 구성하는 type I collagen을 분해시키는데 영향을 미친다. UVB를 조사한 인간각질형성세포에서 쇠비름 추출물을 처리했을 때 MMP-1, -2, -9의 발현이 감소하였으며, type I procollagen의 발현은 증가하는 것으로 나타났다. 또한 쇠비름 추출물을 처리한 군에서 UV에 의한 ROS 생성이 감소하였는데 이는 Nrf-2의 활성화를 통한 항산화 인자 SOD-1과 OH-1의 발현 증가로 인해 세포내 ROS 생성이 감소한 것으로 사료된다. 따라서 본 연구 결과를 통해 쇠비름 추출물이 UVB를 조사한 인간각질형성세포에서 MMP 인자 및 항산화 인자의 발현 조절을 통해 광노화로부터의 세포 보호 능을 가지는 것을 확인하였으며 나아가 화장품 소재로서의 개발 가능성을 확인하였다.

Nitrofurantion이 폐장 미크로솜 지질과산화와 반응성 산소 라디칼 생성에 미치는 영향 (Effects of Nitrofurantoin on Lipid Peroxidation and Reactive Oxygen Radical Generation in Porcine Lung Microsome)

  • 백재승;김시황;김혜원;정명희;김명석
    • 대한약리학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.34-48
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    • 1985
  • 항균제 nitrofurantion에 의한 폐독작용의 생화학적 기전을 규명하기 위한 연구 일환으로 in vitro에서 폐장 microsome 지질의 과산화 및 반응성 산소 radical $(O^{-}_{2}{\cdot},\;H_2O_2,\;OH{\cdot},\;^1O_2)$의 생성에 대한 nitrofurantion의 영향과 양자 간의 상호 관련성을 검토하였다. Nitrofurantion은 호기성 반응 조건에서 돼지 폐장 microsome의 NADPH 의존성 지질 과산화를 용량 의존적으로 증가시킬 뿐 아니라 $O^{-}_{2}{\cdot},\;H_2O_2$ 및 두 radical의 상호 작용으로 2차적으로 형성되는 $OH{\cdot}$의 생성 또한 촉진하였으며 $^1O_2$생성은 관찰되지 않았다. 이와 같은 폐장 microsome지질 과산화 증가는 SOD 및 catalase에 의하여 억제될 뿐만 아니라 $OH{\cdot}$ 제거 물질인 mannitol, thiourea에 의하여도 현저히 억제되었으며, $^1O_2$ 제거 물질에 의하여는 영향을 받지 않았던 한편 염기성 반응 조건에서는 nitrofurantoin에 의한 지질 과산화가 관찰되지 않았다. 이상의 결과로 미루어 보아 nitrofurantoin은 폐장 microsome의 NADPH 의존적이 반응성산소 radical $(O^{-}_{2}{\cdot},\;H_2O_2$$OH{\cdot})$의 생성을 증가시키며 이들 중 특히 $OH{\cdot}$ 에 의한 microsome막 지질 과산화를 촉진하는 것으로 결론지었고, 이와 같은 in vivo 현상은 nitrofurantion의 in vitro 폐독작용의 기전을 설명하는 일부가 될 것으로 사료하였다.

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소도사자환이 ob/ob mouse에서 ROS/ RNS 생성 억제 및 NF-${\kappa}B$ 의존성 단백질에 미치는 영향 (Effects of Sotosaja-hwan on the Generation of ROS, RNS, and on the Expression of NF-${\kappa}B$-dependent Proteins in ob/ob Mouse)

  • 방용석;정지천
    • 대한한의학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.51-63
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    • 2009
  • Objectives: Peroxynitrite ($ONOO^-$), superoxide anion radical (${\cdot}{O_2}^-$ and nitric oxide (NO) are cytotoxic because they can oxidize several cellular components such as proteins, lipids and DNA. They have been implicated in the aging processes, and age-related diseases such as Alzheimer's disease, rheumatoid arthritis, cancer, diabetes, obesity and atherosclerosis. The aim of this study was to investigate the $ONOO^-$, NO, ${\cdot}{O_2}^-$ scavenging and NF-${\kappa}B$ related anti-inflammatory activities of Sotosaja-hwan in ob/ob mice. Methods: Mice were grouped and treated for 5 weeks as follows. Both the normal lean (C57/BL6J black mice) and control obese (ob/ob mice) groups have received standard chow. The experimental groups were fed with a diet of chow supplemented with 30 and 90 mg Sotosaja-hwan per 1 kg of body weight for 14 days. For this study, the fluorescent probes, namely 2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate (DCFDA), 4,5-diaminofluorescein (DAF-2) and dihydrorhodamine 123 (DHR 123) were used. Western blotting was performed using anti-phospho-$I{\kappa}B$-${\alpha}$, anti-IKK-${\alpha}$, anti-NF-${\kappa}B$ (p50, p65), anti-COX-2, anti-iNOS, anti-YCAM-1 and anti-MMP-9 antibodies, respectively. Results: Sotosaja-hwan inhibited the generation of $ONOO^-$, NO and ${\cdot}{O_2}^-$ in the lipopolysaccharide (LPS)-treated mouse kidney postmitochondrial fraction in vitro. The generation of $ONOO^-$, NO, ${\cdot}{O_2}^-$ and PGE2 were inhibited in the Sotosaja-hwan-administered ob/ob mice groups. The GSH/GSSG ratio was decreased in the ob/ob mice, whereas the ratio was improved in the Sotosaja-hwan-administered groups. Sotosaja-hwan inhibited the protein expression levels of phospho-$I{\kappa}B$-${\alpha}$, IKK-${\alpha}$, NF-${\kappa}B$ (p50, p65), COX-2, iNOS, YCAM-1 and MMP-9 genes. Conclusions: These results suggest that Sotosaja-hwan is an effective $ONOO^-$, ${\cdot}{O_2}^-$ and NO scavenger and has NF-kB related anti-inflammatory activity in ob/ob mice. Therefore, Sotosaja-hwan might be a potential therapeutic drug against the inflammation process and inflammation-related diseases.

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