• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제62권3호
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• pp.229-237
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• 2019

More effective treatments are needed for non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). We hypothesized that water extracts of blackberry fruits (BF) and leaves (BL) and their combinations (BFL) reduce fat deposition in HepG2 cells and modulate shor-tchain fatty acids (SCFA) and fecal bacteria in vitro. HepG2 cells were treated with BF, BL, BFL1:2, and BFL1:3 for 1 h, and 0.5 mM palmitate was added to the cells. Moreover, low ($30{\mu}g/mL$) and high doses ($90{\mu}g/mL$) of BL and BF were applied to fecal bacteria in vitro, and SCFA was measured by GC. BL, BF, BFL1:2, and BFL1:3 reduced triglyceride deposition in the cells in a dose-dependent manner, and BFL1:2 and BFL1:3 had a stronger effect than BF. The content of malondialdehyde, an index of oxidative stress, was also reduced in BL, BF, and BFL1:2 with increasing superoxide dismutase and glutathione peroxidase activities. The mRNA expression of acetyl CoA carboxylase, fatty acid synthase, and sterol regulatory element-binding protein-1c was reduced in BL, BF, BFL1:2, and BFL1:3 compared to the control, and BFL1:2 had the strongest effect. By contrast, the carnitine palmitolytransferase-1expression, a regulator of fatty acid oxidation, increased mostly in BFL1:2 and BFL1:3. Tumor necrosis factor-${\alpha}$ and interleukin-$1{\beta}$ expression was reduced in BL compared to that in BF and BFL1:2 in HepG2 cells. Interestingly, BL increased propionate production, and BF increased butyrate and propionate production and increased total SCFA content in fecal incubation. BF increased the contents of Bifidobacteriales and Lactobacillales and decreased those of Clostridiales, whereas BL elevated the contents of Bacteroidales and decreased those of Enterobacteriales. In conclusion, BFL1:2 and BFL1:3 may be potential therapeutic candidates for NAFLD.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권3호
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• pp.305-312
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• 2019

산화질소(NO)가 혈관 확장, 혈소판 응집 억제, 면역 반응 조절, 상처 치료, 항암 등의 주요 병리 생리학적 프로세스에 관여한다는 사실이 밝혀지면서 최근 산화질소 전달에 대한 국내외 연구진들의 관심이 높아지고 있다. 그러나 인체에 이상적으로 적용될 수 있는 산화질소 전달체의 개발은 산화질소의 높은 반응성과 짧은 반감기로 인하여 여전히 난제로 남아 있다. 본 논문에서는 다양한 산화질소 전달체 중에서도 최근 바이오메디컬 분야에서 연구가 활발히 이루어지고 있는 나노 구조체를 이용한 전달체의 연구 결과 및 응용 방향에 대해서 소개하고자 한다. 나노 크기의 구조체가 다른 전달체와 비교하여 가지는 장점은 표면 대 부피 비율이 높아 산화질소를 효율적으로 탑재할 수 있고, 표면 개조능력이 뛰어나 산화질소의 방출 양상을 효과적으로 제어할 수 있다는 것이다. 특히 이 글에서는 다양한 나노 구조체 중에서도 나노입자 형태, 마이크로에멀젼 형태, 그리고 다층필름 형태의 나노 구조체에 대해서 다룸으로써 각 구조체의 산화질소 방출 양상을 비교하고 그 특징에 대해서 자세히 알아보고자 한다. 이와 같은 나노 구조체의 개발은 산화질소의 급격한 방출을 방지하고 지효성을 띠게 함으로써 타겟 부위에서의 효과를 높일 수 있을 것으로 기대되며, 더 나아가 차후 다양한 바이오메디컬 분야에서 유망한 치료 기제로서 적용될 수 있을 것으로 보인다.

• Molecules and Cells
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• 제42권6호
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• pp.480-494
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• 2019

Aggregates of disease-causing proteins dysregulate cellular functions, thereby causing neuronal cell loss in diverse neurodegenerative diseases. Although many in vitro or in vivo studies of protein aggregate inhibitors have been performed, a therapeutic strategy to control aggregate toxicity has not been earnestly pursued, partly due to the limitations of available aggregate models. In this study, we established a tetracycline (Tet)-inducible nuclear aggregate (${\beta}23$) expression model to screen potential lead compounds inhibiting ${\beta}23$-induced toxicity. High-throughput screening identified several natural compounds as nuclear ${\beta}23$ inhibitors, including peucedanocoumarin III (PCIII). Interestingly, PCIII accelerates disaggregation and proteasomal clearance of both nuclear and cytosolic ${\beta}23$ aggregates and protects SH-SY5Y cells from toxicity induced by ${\beta}23$ expression. Of translational relevance, PCIII disassembled fibrils and enhanced clearance of cytosolic and nuclear protein aggregates in cellular models of huntingtin and ${\alpha}$-synuclein aggregation. Moreover, cellular toxicity was diminished with PCIII treatment for polyglutamine (PolyQ)-huntingtin expression and ${\alpha}$-synuclein expression in conjunction with 6-hydroxydopamine (6-OHDA) treatment. Importantly, PCIII not only inhibited ${\alpha}$-synuclein aggregation but also disaggregated preformed ${\alpha}$-synuclein fibrils in vitro. Taken together, our results suggest that a Tet-Off ${\beta}23$ cell model could serve as a robust platform for screening effective lead compounds inhibiting nuclear or cytosolic protein aggregates. Brain-permeable PCIII or its derivatives could be beneficial for eliminating established protein aggregates.

• 한국자원식물학회지
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• 제32권2호
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• pp.153-159
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• 2019

이상의 연구 결과로 미루어 볼 때, 상동나무 가지 (STB)와 잎(STL)은 $GSK3{\beta}$와 ROS에 의존하지 않는 ${\beta}-catenin$의 분해 유도를 통해 대장암 및 폐암세포의 생육을 억제하는 것으로 나타났다. 본 결과는 상동나무 가지와 잎의 항암을 위한 대체보완소재 및 천연 항암제 개발을 위한 소재로 활용이 가능할 것으로 판단된다. 그러나 추가적 연구를 통해 상동나무 가지와 잎의 ${\beta}-catenin$의 분해 유도 관련 기전연구와 항암 활성물질의 분석연구가 필요할 것으로 사료된다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제25권5호
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• pp.459-466
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• 2021

Cardiovascular disease (CVD) and its complications are the leading cause of morbidity and mortality in the world. Because of the side effects and incomplete recovery from current therapy, stem cell therapy emerges as a potential therapy for CVD treatment, and endothelial progenitor cell (EPC) is one of the key stem cells used for therapeutic applications. The effect of this therapy required the expansion of EPC function. To enhance the EPC activation, proliferation, and angiogenesis using dronedarone hydrochloride (DH) is the purpose of this study. DH received approval for atrial fibrillation treatment and its cardiovascular protective effects were already reported. In this study, DH significantly increased EPC proliferation, tube formation, migration, and maintained EPCs surface marker expression. In addition, DH treatment up-regulated the phosphorylation of AKT and reduced the reactive oxygen species production. In summary, the cell priming by DH considerably improved the functional activity of EPCs, and the use of which might be a novel strategy for CVD treatment.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제48권2호
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• pp.106-114
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• 2021

본 연구에서는 갈매나무과에 속하는 Rhamnus yoshinoi (RY, 짝자래나무) 가지 부위의 70% 에탄올 추출물을 이용하여 전립선암세포의 항암 활성을 규명하고자 하였다. 짝자래 나무 가지 추출물을 전립선암 세포 PC-3에 처리하여 β-catenin과 TCF4의 단백질 수준 감소를 확인하였다. 이후, β-catenin과 TCF4의 mRNA 발현을 조사한 결과 β-catenin은 감소하지 않았고, TCF4는 감소하였다. 이를 통해, β-catenin mRNA의 발현에는 영향이 없지만, TCF4 mRNA 발현은 억제하는 것으로 나타났다. 단백질 분해효소억제제인 MG132를 처리한 전립선암 세포 PC-3에서 단백질 수준 확인을 통해 β-catenin의 단백질 분해를 유도할 수 있음을 확인하였다. 또한 전립선암 세포 PC-3에서 짝자래나무 가지 추출물의 GSK-3β 유도 β-catenin 단백질 분해 Kinase 구명과 β-catenin 인산화에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 이상의 연구 결과로 짝자래나무 가지 추출물은 GSK-3β 의존성 Wnt/β-catenin 단백질의 분해를 통해 전립선암의 생육 억제와 관련이 있는 것으로 확인된다. 또한 짝자래나무 가지 추출물에서 항암활성과 관련된 활성물질이 있는 것으로 확인되었다. 본 결과는 전립선암의 항암제 개발을 위한 소재로 짝자래나무 가지 추출물의 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제31권2호
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• pp.223-228
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• 2021

Cyclophosphamide (CP)는 면역 억제제 뿐만 아니라 암 및 림프종 등의 치료에 널리 사용된다. CP는 DNA 알킬화제로서, 간세포에서 대사되어 4-hydrocyclophosphamide (4H-CYP)와 aldophosphamide로 분리된다. Ulmus macrocarpa Hance는 부종, 유방염, 종양 및 기타 염증성 질환에 사용되어 왔다. 이 연구의 목적은 CP의 부작용에 대하여 U. macrocarpa Hance 열수 추출물이 조직학적 수준에서 CP의 부작용에 대한 간과 신장의 보호 기능과 U. macrocarpa Hance 자체의 잠재적 독성 영향을 조사하고자 하였다. 마우스 모델을 사용하여 헤마톡실린 및 에오신(H&E) 염색과 DAPI 염색으로 간과 신장을 조직학적으로 분석하였다. CP 처리한 마우스에서 간세포의 형태는 글리코겐 축적을 나타내지 않았고, 세포 밀도도 감소하였다. 그러나 UMWE+CP 처리군에서는 간세포의 형태와 세포 밀도는 정상 간세포 패턴과 유사하였다. 또한, UMWE으로만 처리한 마우스에서도 간세포의 형태와 세포 밀도는 정상 간세포와 유사했다. 신장의 경우에는 정상 마우스와 비교했을 때 H&E 염색으로는 CP 또는 UMWE 처리된 마우스의 신장에서 명백한 차이를 나타내지 않았다. 즉, U. macrocarpa Hance의 열수추출물은 간과 신장에 아무런 영향을 유발하지 않으면서 CP가 유발한 독성을 감소시키는것으로 요약된다. 따라서 U. macrocarpa Hance는 제약 산업에 사용될 수 있는 가능성을 나타내었다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제45권2호
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• pp.264-272
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• 2021

Background: Gintonin is a ginseng-derived exogenous G-protein-coupled lysophosphatidic acid (LPA) receptor ligand, which exhibits in vitro and in vivo functions against Alzheimer disease (AD) through lysophosphatidic acid 1/3 receptors. A recent study demonstrated that systemic treatment with gintonin enhances paracellular permeability of the blood-brain barrier (BBB) through the LPA1/3 receptor. However, little is known about whether gintonin can enhance brain delivery of donepezil (DPZ) (Aricept), which is a representative cognition-improving drug used in AD clinics. In the present study, we examined whether systemic administration of gintonin can stimulate brain delivery of DPZ. Methods: We administered gintonin and DPZ alone or coadministered gintonin with DPZ intravenously or orally to rats. Then we collected the cerebral spinal fluid (CSF) and serum and determined the DPZ concentration through liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) analysis. Results: Intravenous, but not oral, coadministration of gintonin with DPZ increased the CSF concentration of DPZ in a concentration- and time-dependent manner. Gintonin-mediated enhancement of brain delivery of DPZ was blocked by Ki16425, a LPA1/3 receptor antagonist. Coadministration of vascular endothelial growth factor (VEGF) + gintonin with DPZ similarly increased CSF DPZ concentration. However, gintonin-mediated enhancement of brain delivery of DPZ was blocked by axitinip, a VEGF receptor antagonist. Mannitol, a BBB disrupting agent that increases the BBB permeability, enhanced gintonin-mediated enhancement of brain delivery of DPZ. Conclusions: We found that intravenous, but not oral, coadministration of gintonin facilitates brain delivery of DPZ from plasma via LPA1/3 and VEGF receptors. Gintonin is a potential candidate as a ginseng-derived novel agent for the brain delivery of DPZ for treatment of patients with AD.

• Journal of Ginseng Research
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• 제45권1호
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• pp.66-74
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• 2021

Background: Abnormal chloride (Cl-) transport has a detrimental impact on mucociliary clearance in both cystic fibrosis (CF) and non-CF chronic rhinosinusitis. Ginseng is a medicinal plant noted to have anti-inflammatory and antimicrobial properties. The present study aims to assess the capability of red ginseng aqueous extract (RGAE) to promote transepithelial Cl- secretion in nasal epithelium. Methods: Primary murine nasal septal epithelial (MNSE) [wild-type (WT) and transgenic CFTR-/-], fisher-rat-thyroid (FRT) cells expressing human WT CFTR, and TMEM16A-expressing human embryonic kidney cultures were utilized for the present experiments. Ciliary beat frequency (CBF) and airway surface liquid (ASL) depth measurements were performed using micro-optical coherence tomography (μOCT). Mechanisms underlying transepithelial Cl- transport were determined using pharmacologic manipulation in Ussing chambers and whole-cell patch clamp analysis. Results: RGAE (at 30㎍/mL of ginsenosides) significantly increased Cl- transport [measured as change in short-circuit current (ΔISC = ㎂/㎠)] when compared with control in WT and CFTR-/- MNSE (WT vs control = 49.8±2.6 vs 0.1+/-0.2, CFTR-/- = 33.5±1.5 vs 0.2±0.3, p < 0.0001). In FRT cells, the CFTR-mediated ΔISC attributed to RGAE was small (6.8 ± 2.5 vs control, 0.03 ± 0.01, p < 0.05). In patch clamp, TMEM16A-mediated currents were markedly improved with co-administration of RGAE and uridine 5-triphosphate (8406.3 +/- 807.7 pA) over uridine 5-triphosphate (3524.1 +/- 292.4 pA) or RGAE alone (465.2 +/- 90.7 pA) (p < 0.0001). ASL and CBF were significantly greater with RGAE (6.2+/-0.3 ㎛ vs control, 3.9+/-0.09 ㎛; 10.4+/-0.3 Hz vs control, 7.3 ± 0.2 Hz; p < 0.0001) in MNSE. Conclusion: RGAE augments ASL depth and CBF by stimulating Cl- secretion through CaCC, which suggests therapeutic potential in both CF and non-CF chronic rhinosinusitis.

• 한국식품과학회지
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• 제53권3호
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• pp.296-303
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• 2021

본 연구에서는 국내에 자생하는 대나무 중 3종(왕대, 조릿대, 오죽)의 죽엽을 4종의 추출용매(물, 30% 주정, 70% 주정, 100% 주정)를 이용하여 추출 후 추출물별 항산화 활성 탐색, 신경염증 억제 효과 및 HPLC-UV 분석 방법에 의한 3가지 지표성분(caffeic acid, p-coumaric acid 및 Tricin)의 함량을 측정하였다. FRAP 방법과 DPPH 라디칼 및 ABTS 라디칼 소거능 측정방법을 이용하여 항산화 활성을 탐색하였으며, 3종의 대나무 중에서는 오죽 추출물이 총폴리페놀 및 총플라보노이드 함량이 가장 높았다. FRAP 방법, DPPH 라디칼 및 ABTS 라디칼 소거능 방법을 이용하여 항산화 활성을 측정한 결과 또한 오죽 추출물이 가장 우수하였다. Caffeic acid의 함량은 오죽의 물추출물이 6.247±0.049 ㎍/mg으로 가장 높았으며, p-coumaric acid의 함량은 오죽의 70% 주정추출물이 10.931±1.467 ㎍/mg으로 가장 높았으며 다음으로는 오죽의 100% 주정추출물이 9.374±1.140 ㎍/mg으로 높게 나타났으며 3종 죽엽의 물추출물을 제외한 주정추출물은 모두 p-coumaric acid 함량이 높음을 확인하였다. Tricin의 함량을 측정한 결과 또한 물추출물에서는 함량이 낮았으나, 70% 주정추출물이나 100% 주정추출물은 3종의 죽엽추출물 모두에서 3.094±0.875-5.233±2.698 ㎍/mg로 비슷한 함량을 나타내었다. LPS를 사용하여 미세아교세포의 활성화를 유도하여 신경염증반응의 지표인 NO의 생성량을 측정한 결과 3종의 죽엽추출물(70% 주정추출물) 모두 농도 의존적으로 NO의 생성량을 억제하였다. 따라서 본 연구의 결과는 죽엽추출물이 미세아교세포의 과도한 신경염증 활성화로 인해 발생되는 뇌 신경질환의 치료 소재로서 활용 가능성을 제시하였다.