• 대한환경공학회지
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• 제34권12호
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• pp.855-862
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• 2012

Free-living 선충으로 알려진 Caenorhabditis elegans는 주로 토양 공극수에서 서식하며, 토양 영양단계, 에너지 흐름, 그리고 분해자로서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 최근 들어, C. elegans는 나노독성연구에 널리 사용되고 있는 추세이다. 본 연구에서는 C. elegans를 이용한 나노독성과 그에 대한 기작에 관련된 선행연구를 조사하였으며, 총 20건의 연구를 확인하였다. 대부분의 연구는 K-medium, S-medium, 그리고 NGM (Nematode Growth Medium) plate를 노출매체로 이용하고 있으며, 나노물질에 노출된 C. elegans로부터 관찰된 영향으로는 노화억제, 광독성영향, 유전독성, 그리고 표피자극 등이 포함되었다. C. elegans를 이용한 독성기작 연구는 개체 생활사 영향 평가, 산화스트레스 영향 평가, 유전독성영향 평가, 나노물질의 생체 내 분포, 그리고 나노물질 특성에 의한 독성영향 평가로 분류할 수 있다. 본 연구에서는 다양한 세포활성, 잘 알려진 유전정보, 그리고 투명한 구조로 인한 나노물질 관찰의 용이성을 바탕으로, C. elegans를 이용한 나노독성연구의 장점을 확인하였다. C. elegans는 나노독성을 평가하기에 적합한 시험종으로 고려되고 있다.

• Molecular & Cellular Toxicology
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• 제2권4호
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• pp.236-243
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• 2006

Microarray analysis of gene expression has become a powerful approach for exploring the biological effects of drugs, particularly at the stage of toxicology and safety assessment. Acetaminophen (APAP) has been known to induce necrosis in liver, but the molecular mechanism involved has not been fully understood. In this study, we investigated gene expression changes of APAP using microarray technology. APAP was orally administered with a single dose of 50 mg/kg or 500 mg/kg into ICR mice and the animals were sacrificed at 6, 24 and 72 h of APAP administration. Serum biochemical markers for liver toxicity were measured to estimate the maximal toxic time and hepatic gene expression was assessed using high-density oligonucleotide microarrays capable of determining the expression profile of >30,000 well-substantiated mouse genes. Significant alterations in gene expression were noted in the liver of APAP-administered mice. The most notable changes in APAP-administered mice were the expression of genes involved in apoptosis, cell cycle, and calcium signaling pathway, cystein metabolism, glutatione metabolism, and MAPK pathway. The majority of the genes upregulated included insulin-like growth factor binding protein 1, heme oxygenase 1, metallothionein 1, S100 calcium binding protein, caspase 4, and P21. The upregulation of apoptosis and cell cycle-related genes were paralleled to response to APAP. Most of the affected gene expressions were returned to control levels after 72 hr. In conclusion, we identified potential hepatotoxicity makers, and these expressions profiling lead to a better understanding of the molecular basis of APAP-induced hapatotoxicity.

• 생태와환경
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• 제36권1호통권102호
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• pp.1-8
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• 2003

동물플랑크톤 배양여과액 내의 분비물질 (info-chemi-cals)에 의해 유도되는 Microcystis aeruginosa의 성장, 군체형성과 독소생성량의 변화를 관찰하였다. 성체까지 자란 동물플랑크톤 Daphnia magna Straus와 Moina macrocopa Straus의 배양 여과액 (ZCMF)을 비교적 낮은 독소를 생성하는 M. aeruginosa배지에 첨가해준 후, ZCMF의 농도에 따른 성장시기별 세포밀도의 변화를 관찰한 결과, 지수성장기 (7일 이후)부터, ZCMF농도가 높아짐에 따라 세포밀도의 감소가 관찰되었다. 또한,20% ZCMF를 M. aeruginosa배지에 첨가해준 후, 군체형성 변화 및 microcystin 생성량의 변화를 관찰한 결과, 동물플랑크톤 처리군에서 2${\sim}$4일 째까지 군체당 세포수 및 평균 입자체적의 증가 현상이 관찰되었으며, 이 현상은 Moina 처리군보다는 Daphnia-처리군에서 더 뚜렷하게 관찰되었다. Microcystin 생성량의 경우 동물플랑크톤 처리군에서 4일째 최고값을 보여주었으며, 이후 감소하는 경향을 보였다. 특히, Daphnia 처리군에서는 4일째최고 $70.5{\pm}16.8\;{\mu}g/g$-dry cell까지 검출되었다. M. aeruginosa의 성장형의 변화, 군체형성과 microcystin 생성현상은 동물플랑크톤의 분비 화학물질을 매개로 한 M. aeruginosa의 방어수단으로 생각되며, 이러한 기작은 수생 생태계 내에서 피${\cdot}$포식자간의 상호관계를 설명할 수 있는 한 현상으로 생각된다.

• 한국식품과학회지
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• 제45권2호
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• pp.137-141
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• 2013

플라보노이드는 식물의 주요 2차 대사산물 중 하나로 자외선 차단, 식물의 수분을 위한 곤충 유인 등 외부환경에 적응하는데 이로운 역할을 한다. 특히 플라보노이드는 항산화 효과가 우수한 것으로 알려져 노화방지와 생활습관 질병예방에 유용한 건강기능식품소재로 각광받고 있다. 하지만 플라보노이드의 생체이용률은 매우 낮으며 이러한 플라보노이드 흡수과정에 관한 생물학적기전은 최근에 조금씩 밝혀지기 시작하고 있다. 플라보노이드의 수송기전에는 세포 내에서 일어나는 소포체 매개 수송과 세포막 및 소기관 표면 단백질에 의한 막 수송체 매개 수송이 있다. 소포체 매개 수송의 경우 cellular trafficking에 의한 일련의 소포체 유래 vesicle의 융합 반응을 거쳐 식물 세포의 경우 액포 내에 플라보노이드가 축적되거나 세포 외부로 배출된다. 표면 단백질에 의해 플라보노이드의 세포막 흡수가 일어나게 되는데 ATP를 사용한 능동수송, 막 전위를 이용한 2차 수송에 관여하는 다수의 수송체들이 관여하는 것으로 보인다. 다양한 종류의 플라보노이드가 존재하는 만큼 플라보노이드 수송체도 다양하며 어쩌면 모든 플라보노이드의 특이적 수송체를 규명하는 것은 불가능 할 지도 모른다. 하지만 식품에 다량 존재하는 주요 플라보노이드를 모델 화합물로 이용한 연구를 수행하면 이에 관련된 주요 수송체 단백질과 관련 메커니즘에 대해 깊이 이해할 수 있고 이를 통해 생체 이용률을 향상시키는 방법을 생각해 볼 수 있으며 특히 낮은 혈중 농도 조건에서도 조직 세포 내에 플라보노이드 축적을 통해 건강 기능성을 최적화하는 노력을 기울이는데 적절한 과학적 방법을 제시해 줄 수 있을 것으로 기대한다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제17권sup3호
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• pp.219-224
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• 2016

Hepatocellular carcinoma (HCC) is the most common primary malignancy of the liver making up more than 80 percent of cases. It is known to be the sixth most prevalent cancer and the third most frequent cause of cancer related death worldwide. Epigenetic regulation constitutes an important mechanism by which dietary components can selectively activate or inactivate target gene expression. The miR-34 family members including mir-34a, mir-34b and mir-34c are tumor suppressor micro RNAs, which are expressed in the majority of normal tissues. Several studies have indicated silencing of miR-34 expression via DNA methylation in multiple types of cancers. Bioactive nutrients like curcumin (Cur) have excellent anticarcinogenic activity and minimal toxic manifestations in biological systems. This compound has recently been determined to induce epigenetic changes. However, Cur is lipophilic and has a poor systemic bioavailability and poor absorption. Its bioavailability is increased through employing dendrosome nanoparticles. The aim of the current study was to investigate the effect of dendrosomal nanocurcumin (DNC) on expression of mir-34 family members in two HCC cell lines, HepG2 and Huh7. We performed the MTT assay to evaluate DNC and dendrosome effects on cell viability. The ability of DNC to alter expression of the mir-34 family and DNA methyltransferases (DNMT1, DNMT3A and 3B) was evaluated using semi-quantitative and quantitative PCR. We observed the entrance of DNC into HepG2 and Huh7 cells. Gene expression assays indicated that DNC treatment upregulated mir34a, mir34b and mir34c expression (P<0.05) as well as downregulated DNMT1, DNMT3A and DNMT3B expression (P<0.05) in both HepG2 and Huh7 cell lines. DNC also reduced viability of Huh7 and HepG2 cells through restoration of miR-34s expression. We showed that DNC could awaken the epigenetically silenced miR-34 family by downregulation of DNMTs. Our findings suggest that DNC has potential in epigenetic therapy of HCC.

• 대한한방종양학회지
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• 제9권1호
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• pp.75-87
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• 2003

Recently, the occurrence and death rates of cancer have increased rapidly. Metastasis and recurrence is the most important factor of death from cancer. So inhibition of recurrence and metastasis can increase the cure rate of cancer disease. At the basic chinese traditional medicine(TCM), there are a lot of theory related to neoplasm treatment. The metastasis and recurrence of neoplasm was the basis of yudu(餘毒) on remained neoplasm cell and stagnation of blood, thermotoxo, phlegm, asthenia of healthy enerngy and stagnation of vital energy. The principles therapy of neoplasm on metastasis and recurrence was based on knowledge of the method of support the healthy energy and strengthen the body resistance, promote blood circulation to remove blood stasis, clear away heat and toxic materials, dissipate phlegm and disperse the accumulation of evils. But the major clinical features of neoplasm was to be considered in developing a treatment plan include (1) distinguish between clinical and pathologic staging - acute and chronic, (2) classification of pathologic pattern, and (3) distingction of body situation : for examples asthenia - sthenia etc. It was most important to distinguish between supporting the healthy and eliminating the evil factors and to treat differently at the root and the branch cause of a neoplasm. This paper's results indicate that identification and effective use of THM can inhibite netastasis and recurrence and then it will help increasing survival rate. Also as BioTechnology(BT) has developed rapidly nowadays, as genes related to cancer have revealed. So it will give rise to the development of searching the mechanism of herb medicines which have inhibition effects of metastasis and recurrence.

• 생명과학회지
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• 제23권8호
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• pp.963-969
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• 2013

비타민 C는 다양한 유전독성에 대하여 방호작용을 할 수 있는 것으로 알려져 있지만, 구체적 방호기작과 방호작용의 정도는 충분히 이해되어 있지 않다. 본 연구는 독성물질 및 환경의 조작에 의해 세포의 유전체가 손상되는 조건에서 비타민 C가 발휘하는 유전독성 방호효과를 정량하고, 그 방호기작을 분석하였다. Chinese hamster ovary 세포(CHO-K1)를 사용한 Comet assay를 수행하여, $H_2O_2$, $HgCl_2$, N-methyl-N-nitro-N-nitrosoguanidine (MNNG), 4-nitroquinoline-1-oxide (4NQO)와 자외선에 노출된 세포의 DNA 손상 정도를 측정하였다. 비타민 C 방호효과를 측정한 결과, $H_2O_2$, $HgCl_2$, 4NQO를 비타민 C와 함께 처리한 경우, DNA 손상이 대조군 수준으로 감소하였다. 자외선의 경우 비타민 C의 방호효과가 나타났으나 대조군 수준까지 미치지 못하였으며, MNNG의 경우 비타민 C가 전혀 방호하지 못하는 것으로 나타났다. 또한, 비타민 C를 유전독성노출 이전에 처리한 세포들의 DNA 손상 정도가 독성노출 이후에 처리된 경우보다 28~49% 낮은 것으로 측정되었다. 이는 독성노출 이전 시점에 도입된 비타민 C가 세포외액과 세포질에 존재하여, 이후에 도입되는 유전독성물질과 직접적으로 작용하며, 강력한 항산화제로써 1차적인 항산화작용을 담당함을 시사한다. 그러나 MNNG의 경우처럼 비타민 C가 방호효과를 보이지 않는 유전독성물질이 존재하므로, 유전독성물질의 독성기작에 따라 비타민 C의 방호효과는 제한되는 것으로 나타났다. 따라서, 각 유전독성물질의 독성기작과 비타민 C의 방호기작과의 상호작용에 대한 연구가 필요하며, 비타민 C의 항산화 방어 기작(antioxidant defense mechanism)의 다양성에 대한 규명이 이루어져야 할 것으로 사료된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제47권3호
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• pp.293-299
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• 2004

거대배아미 에탄올 추출물의 항산화활성을 지질과산화 억제활성 및 활성산소종의 소거활성을 중심으로 일반미와 대조하여 검토하였다. 연구 결과, 발아처리는 전반적으로 환원력 및 지질과산화 억제활성, superoxide radical 및 hydroxyl radical 소거활성을 상승시켰으며, 발아처리에 의한 항산화 활성의 증가현상이 화청거대배아미에서 가장 뚜렷하였다. Superoxide radical 소거작용에 있어서는 남풍거대배아미가 전체적인 소거활성은 높았으나, 발아처리에 의한 활성의 상승률은 역시 화청거대배아미가 가장 높았고, 그 작용기작은 시료에 의한 직접적인 radical 소거에 있는 것으로 나타났다. 생체 독성이 가장 큰 hydroxyl radical 소거활성을 조사한 결과, 화청거대배아미가 전체적인 소거활성 뿐 아니라, 발아처리에 의한 소거활성의 증가율도 가장 높았으며, 그 작용기작도 $Fe^{2+}$의 포족이 아닌 직접적인 라디칼 소거임이 밝혀졌다. 이와 같은 in vitro에서 관찰된 시료의 ROS 소거활성은 TPA하여 유도된 HL-60 세포의 ROS 생산을 억제하는데 유효하게 작용하였다.

• 식물병연구
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• 제23권2호
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• pp.114-149
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• 2017

전 세계적으로 주요 작물에서 식물 병원성 해충 및 선충으로 인한 작물 생산량 감소 등의 경제적 손실이 심각하다. 우리나라의 경우 시설 재배지의 연작으로 인해 해충과 선충의 발생이 증가하여 작물의 피해가 점차 증가하고 있는 추세다. 현재 주로 사용되고 있는 식물병원성 해충 및 선충의 방제법은 사용이 편리하고 비용이 저렴한 화학적 방제법을 이용하고 있지만 화학 농약의 남용으로 인한 약제 저항성이 발생하고, 화학 약품으로 인한 인체 유해성 및 환경오염 문제가 대두되고 있다. 이로 인해 최근 친환경적인 방제에 관한 지속적인 연구와 관심이 높아지면서 식물병원성 해충과 선충에 대하여 살충/살선충 활성을 나타내는 미생물을 생물학적 방제법으로 이용하기 위한 시도가 증가하고 있다. 본 리뷰에서는 식물병원성 해충과 선충에 대한 살충/살선충 활성을 나타내는 세균, 진균, 바이러스에 의한 살충 및 살선충 사례와 기전들을 소개하였다. 이러한 미생물의 활성은 외피 분해효소와 독소물질생산을 통한 직접적인 작용기전과 기주 식물의 저항성 유도를 통한 간접적인 작용기전에 의해서 일어난다. 본 리뷰를 통하여 선충과 해충에 대한 생물학적 방제법과 그 분자 작용기전에 대한 이해를 돕고, 최신 살충 및 살선충 연구들을 소개함으로써 국내의 농민들과 연구자들의 미생물을 기반으로 한 친환경적 해충 및 선충의 방제법에 대한 저변확대를 기대한다.

• Molecular & Cellular Toxicology
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• 제1권4호
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• pp.256-261
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• 2005

The recent DNA microarray technology enables us to understand gene expression profiling in cell line and animal models. The technology has potential possibility to comprehend mechanism of multiple genes were related to compounds which have toxicity in biological system. So, microarray system has been used for the prediction of toxicity through gene expression induced by toxicants. It has been shown that compounds with similar toxic mechanisms produce similar changes in gene expression in vivo system. Here we focus on the use of toxicogenomics for the determination of gene expression analysis associated with hepatotoxicity in rat liver and cell line (WB-F344). Methotrexate (MTX) is a chemotherapy agent that has been used for many years in the treatment of cancer because it affects cells that are rapidly dividing. Also it has been known the toxicity of MTX, in a MTX abortion, it stops embryonic cells from dividing and multiplying and is a non-surgical method of ending pregnancy in its early stages. We have shown DNA microarray analyses to assess MTX-specific expression profiles in vivo and in vitro. Male Sprague-Dawely VAF+ albino rats of 5-6 weeks old and WB-F344 cell line have been treated with MTX. Total RNA was isolated from Rat liver and cell line that has treated with MTX. 4.8 K cDNA microarray in house has been used for gene expression profiling of MTX treatment. We have found quite distinct gene expression patterns induced by MTX in a cell line and in vivo system.