• 한국식품위생안전성학회지
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• 제10권4호
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• pp.199-204
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• 1995

The antifungal effects of polyposphates on the growth and T-2 toxin production of Fusarium sporotrichioides M-1-1 were investigated. The growth of the strain was significantly inhibited in the potatoes dextrose agar medium treated with 1.5% polyphosphates or more. When we checked T-2 toxin by the indirect competitive ELISA, the strain produced 11.25 ug/ml and 10.90 ug/ml levels of T-2 toxin rice and corn containing 50% moisture contents, respectively. However, T-2 toxin was little detected in rice medium and corn medium with 1.5% polyphosphates addition for short(14 days) and prolonged incubation time(45 days). We also observed the destruction of cell wall and outflow of cell ingredients with 1% polyphosphates treatment to the strain. Therefore, moisture and polyphosphates greatly effected on the growth and T-2 toxin production of the strain.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제8권1호
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• pp.55-61
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• 1993

토양을 비롯하여 어류, 패류, 조류, 포유류의 소화기관으로부터 Clostridium botulinum 분리를 시도하였다. 총 158개 분리원을 screening한 결과 10개 시료로부터 Clostridium botulinum 분포 가능성을 확인하였으며 6개 시료로부터 Clostridium botulinum을 순수 분리하여 3.8% 분리율을 나타내었다. 분리 균주의 형태적 특징, 배양상의 특성 및 생화학적 특성 등을 표준 균주의 특성과 비교하고 항혈청에 의한 중화시험을 실시하여 분리균주를 동정하였다. Egg york agar에서의 opalescence 생성, 탄수화물 이용성, Egg york GAM 배지상에서의 pearly layer 생성 등으로부터 Clostridium botulinum으로 동정할 수 있었으며 trypsin에 의한 toxicity 활성화, type E 항혈청에 의한 opalescence 생성억제 및 mouse 방어효과가 인정되어 type E 로 동정하였다. 국내에서 시판되고 있는 수 종의 식품을 대상으로 Clostridium botulinum 의 toxin 생성능을 비교하였던 바 식품의 종류, 사용균주에 따라 toxin 생성량에 현저한 차이가 있었다. 분리균주 type E 의 경우 어패류통조림, ham 식품에서 많은 양의 toxin 이 생성되었으며 sausage, 과일통조림 식품에서는 비교적 적었다. 그러나 type A 의 경우에는 어패류, ham , sausage 식품에서 상당량의 toxin 이 생성되었으며 과일통조림에서도 비교적 맣은 양의 toxin이 생성되었다 .

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권6호
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• pp.1163-1170
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• 2017

Clostridium difficile releases two exotoxins, toxin A and toxin B, which disrupt the epithelial cell barrier in the gut to increase mucosal permeability and trigger inflammation with severe diarrhea. Many studies have suggested that enteric nerves are also directly involved in the progression of this toxin-mediated inflammation and diarrhea. C. difficile toxin A is known to enhance neurotransmitter secretion, increase gut motility, and suppress sympathetic neurotransmission in the guinea pig colitis model. Although previous studies have examined the pathophysiological role of enteric nerves in gut inflammation, the direct effect of toxins on neuronal cells and the molecular mechanisms underlying toxin-induced neuronal stress remained to be unveiled. Here, we examined the toxicity of C. difficile toxin A against neuronal cells (SH-SY5Y). We found that toxin A treatment time- and dose-dependently decreased cell viability and triggered apoptosis accompanied by caspase-3 activation in this cell line. These effects were found to depend on the up-regulation of reactive oxygen species (ROS) and the subsequent activation of p38 MAPK and induction of $p21^{Cip1/Waf1}$. Moreover, the N-acetyl-$\text\tiny L$-cysteine (NAC)-induced down-regulation of ROS could recover the viability loss and apoptosis of toxin A-treated neuronal cells. These results collectively suggest that C. difficile toxin A is toxic for neuronal cells, and that this is associated with rapid ROS generation and subsequent p38 MAPK activation and $p21^{Cip1/Waf1}$ up-regulation. Moreover, our data suggest that NAC could inhibit the toxicity of C. difficile toxin A toward enteric neurons.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권1호
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• pp.30-36
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• 2019

Numerous studies have reported that enteric neurons involved in controlling neurotransmitter secretion and motility in the gut critically contribute to the progression of gut inflammation. Clostridium difficile toxins, which cause severe colonic inflammation, are also known to affect enteric neurons. Our previous study showed that C. difficile toxin A directly induces neural cell toxicities, such as viability loss and apoptosis. In the current study, we attempted to identify a potent inhibitor of toxin A-induced neural cell toxicity that may aid in managing toxin A-induced gut inflammation. In our recent study, we found that the Korea dung beetle-derived antimicrobial peptide CopA3 completely blocked neural cell apoptosis caused by okadaic acid or 6-OHDA. Here, we examined whether the antimicrobial peptide CopA3 inhibited toxin A-induced neural cell damage. In neuroblastoma SH-SY5Y cells, CopA3 treatment protected against both apoptosis and viability loss caused by toxin A. CopA3 also completely inhibited activation of the pro-apoptotic factor, caspase-3. Additionally, CopA3 rescued toxin A-induced downregulation of neural cell proliferation. However, CopA3 had no effect on signaling through ROS/p38 $MAPK/p27^{kip1}$, suggesting that CopA3 inhibits toxin A-induced neural cell toxicity independent of this well-characterized toxin A pathway. Our data further suggest that ability of CopA3 to rescue toxin A-induced neural cell damage may also ameliorate the gut inflammation caused by toxin A.

• 생명과학회지
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• 제28권9호
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• pp.1016-1021
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• 2018

C. difficile 톡신A에 의한 대장상피세포 자살과정은 위막성대장염(Pseudomembranous colitis)의 주요 원인으로 고려되고 있다. 톡신A는 활성산소 를 증가시켜 세포자살 신호를 유도한다. 또한 톡신A는 미세섬유나 미세소관과 같은 세포골격계 형성을 저해함으로써 자살을 유도한다고 알려져 있다. 하지만 톡신A가 야기하는 소화기 상피세포 자살경로는 아직 불분명하다. 본 연구에서는 소화관 상피세포의 성장과 분화 그리고 기능에 중요하다고 알려져 온 Wnt 신호경로에 대한 톡신A의 영향을 확인해보았다. 이를 위해 비암화-인간대장세포주(NCM460)에 톡신A를 처치하고 Wnt 신호 분자들의 변화를 추적하였다. 또한 톡신A를 주입한 생쥐의 회장 상피세포 속 Wnt 신호경로 변화도 평가하였다. 인간 대장상피세포에서 톡신A는 Wnt 경로의 핵심 신호분자인 ${\beta}$-catenin 단백질의 양을 빠르게 감소시켰다. 이 현상은 생쥐 회장 상피세포에서도 동일하게 확인되었다. 연구자 등은 톡신A가 $GSK3{\beta}$ 활성형 인산화(Thr390)를 증가시킴도 확인하였다. 이는 톡신A가 $GSK3{\beta}$의 활성을 높여서 ${\beta}$-catenin의 인산화시키고 이를 통해 단백질 분해 과정이 촉진되었음을 보여준다. 이 결과들을 종합하면, 톡신A에 의한 소화관 상피세포 자살과정이 상피세포의 성장과 자살을 조절하는 Wnt 신호경로 차단과 밀접하게 연관되어 있음을 보여준다.

• 대한약리학회지
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• 제31권1호
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• pp.115-122
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• 1995

C5a 또는 PMA에 의하여 활성화된 호중구에서의 superoxide와 HOCl 생성에 나타내는 staurosporine, genistein과 pertussis toxin의 효과를 관찰하였다. C5a에 의한 superoxide과 $H_2O_2$의 생성은 staurosporine, genistein과 pertussis toxin에 의하여 억제되었다. PMA의 자극효과는 staurosporine에 의하여 억제되었으나 pertussis toxin에 의하여 영향을 받지 않았으며, 한편 이는 genistein에 의하여 더 촉진되었다. Staurosporine, genistein은 sodium fluoride에 의한 superoxide 생성을 억제 하였으나 pertussis toxin은 영향을 나타내지 않았다. PMA에 의한 $H_2O_2$의 생성은 staurosporine에 의하여 억제되었으나 pertussis toxin은 영향을 나타내지 않았다. Genistein은 PMA에 의한 $H_2O_2$의 생성에 자극효과를 나타내지 않았다. Staurosporine과 pertussis toxin은 C5a 또는 PMA에 의한 HOCl 생성을 억제하였으나, 이에 반하여 genistein은 자극하였다. C5a와 PMA에 의한 myeloperoxidase 유리는 genistein에 의하여 억제되었나, pertussis toxin의 효과는 나타나지 않았다. Staurosporine은 유리에 대한 PMA의 자극효과에 영향을 주지 않았다. Myeloperoxidase 활성은 genistein에 의하여 현저하게 증가되었으나 staurosporine과 pertussis toxin의 영향은 받지 않았다. 이상의 결과는 호중구의 respiratory burst가 protein kinase C와 protein tyrosine kinase에 의하여 조절된다고 제시한다. Protein kinase C의 직접적인 자극에 따른 superoxide 생성은 protein tyrosine kinase의 영향을 역으로 받을 것으로 추정된다. Genistein은 아마도 myeloperoxidase를 활성화하여 HOCl 생성을 촉진할 것으로 시사된다.

• 생명과학회지
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• 제26권2호
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• pp.265-274
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• 2016

Toxin-antitoxin (TA) system은 박테리아와 고세균에서 진화적으로 보존되어 흔히 발견되는 유전적 모듈이다. 기본적으로 이 시스템은 세포 내 toxin과 그들의 억제자로 작용하는 antitoxin으로 구성되어있으며, 현재 총 다섯가지 유형으로 구분된다. 공통적으로 toxin은 스트레스 조건에서 활성화됨으로써 세포 내 다양한 과정을 억제하는 활성을 가지는데 이는 결과적으로 세포 사멸 혹은 가역적인 생장 저해를 일으킨다. Toxin의 이러한 효과들은 유전자 발현의 조절, 성장 조절, programmed cell arrest, programmed cell death, persister cell의 형성, 박테리오파지 방어기작, 가동성 유전인자의 안정화, 플라스미드 유지 기작 등 다양한 생리학적 역할을 나타낸다. 그러므로 TA system은 일반적인 스트레스 반응모듈로서 여겨진다. 하지만 이를 역이용한다면 TA system으로부터 toxin을 활성화 시키는 인자를 개발하여 새로운 항균 물질로 이용할 수 있다. 그뿐만 아니라 TA system은 toxin의 세포 사멸 효과를 이용하여 원하는 타겟 유전자가 존재하는 세포만 선택적으로 살아남도록 하는 효율적인 클로닝 전략에 이용될 수 있다. 또한, toxin의 서열 특이적 리보핵산 가수분해효소 활성을 이용하여 타겟 단백질 이외의 단백질 합성을 막아 효과적인 단일 단백질 대량 생산을 위해서도 이용할 수 있다. 더 나아가 일부 TA system의 toxin은 진핵 세포에서도 세포 독성을 나타내기 때문에 암세포, 바이러스 감염 세포에서 toxin의 발현을 유도하여 세포사멸을 일으킴으로써 인간의 질병 치료로 이어질 수 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제10권3호
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• pp.375-380
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• 2000

The preliminary screening of several cyanobacteria, using mice bioassay, reveale the production of a hepatotoxin by the cyanobacterium Scytonema sp. strain BT 23 isolated from soil. An intraperitoneal injection of the crude toxin (LD50 56 mg/kg body wt) from this strain caused the death of the mice within 40 min, and the anmals showed slinical signs of mice within 40 min, and the animals showed clinical signs of hepatotoxicity. The toxin was purified and partially characterized. The active fraction appears to be nonpolar in nature and shows absorption peaks at 240 and 285 nm. The purified toxin had an LD50 of TEX>$100<\mu\textrm{g}/kg$ body wt and the test mice died within 40 min of toxin administration. The toxin-treated mice showed a 1.65-fold increase in liver weight at 40 min and the liver color chnged to dark red due to intrahepatic hemorrhage and pooling of blood. Furthermore, the administration of the toxin to test mice induced a 2.58, 2.63, and 2.30-fold increse in the activity of the serum enzymes alanine aminotransferase, lactate dehydrogenase, and alkaline phosphatase, respectively. Further experiments with the 14C-labeled toxin revealed a maximum accumulation of the toxin in the liver. The clinical symptoms in the mice were similar to those produced by microcystin-L.R. These results suggest that hepatotoxins may also be produced in non bloom-forming planktonic cyanobacteria.

• 대한화학회지
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• 제59권1호
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• pp.22-30
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• 2015

본 연구에서는 디프테리아 독소가 세포막의 지질에 미치는 영향을 알아보기 위해 HepG2 세포에서 포스포리파제 D와 유리된 지방산(Free fatty acid)의 변화를 살펴보았다. 지질변화는 pH 5.1에서 최고 값을 나타냈으며, 이 pH에서 포스포리파아제 D의 활성을 3.5배 가량, 유리된 지방산의 방출은 5배 정도 증가되었다. 이는 디프테리아 독소가 세포 안으로 들어가는 과정에서 세포막이 교란되어 재배열되었음을 시사한다. 한편 세포막을 무작위로 교란시키는 디지토닌의 영향이 디프테리아 독소의 그것보다 중성 pH에서 4배 이상 상당히 높게 나타난 것으로 미루어 보아 디프테리아 독소의 영향이 상대적으로 선택적인 교란 현상인 것으로 보여진다. 이런 세포막 교란의 연유를 밝히고자 세포막 구멍 형성 저해제인 cibacron blue와 세포막 융합 펩티드를 갖고 있는 hemagglutinin의 영향을 검토하였다. Cibacron blue는 디프테리아 독소에 의한 지질 변화를 50% 정도 저해시켰으며, hemagglutinin에 의한 지질변화는 디프테리아 독소의 그것과 유사함을 관찰 할 수 있었다. 이들 결과들은 디프테리아 독소에 의한 세포막 교란이 구멍형성과 독소의 소수성 펩티드가 세포막에 삽입되는 과정이 서로 연계되어 있음을 암시한다. 그 외 일련의 실험으로 디프테리아 독소가 세포막을 통과하는 과정에서 HepG2 세포의 투과성은 상승시켰으나, 세포의 생존능력은 상당히 높게 유지되었고 DNA 토막내기 같은 세포의 괴사는 일어나지 않았다. 이런 조건하에서 디프테리아 독소는 산성 pH에서 HepG2 세포의 지질의 변화를 가져 온다는 것을 밝힐 수 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권4호
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• pp.694-700
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• 2017

Clostridium difficile, which causes pseudomembranous colitis, releases toxin A and toxin B. These toxins are considered to be the main causative agents for the disease pathogenesis, and their expression is associated with a marked increase of apoptosis in mucosal epithelial cells. Colonic epithelial cells are believed to form a physical barrier between the lumen and the submucosa, and abnormally increased mucosal epithelial cell apoptosis is considered to be an initial step in gut inflammation responses. Therefore, one approach to treating pseudomembranous colitis would be to develop agents that block the mucosal epithelial cell apoptosis caused by toxin A, thus restoring barrier function and curing inflammatory responses in the gut. We recently isolated an antimicrobial peptide, Periplanetasin-2 (Peri-2, YPCKLNLKLGKVPFH) from the American cockroach, whose extracts have shown great potential for clinical use. Here, we assessed whether Peri-2 could inhibit the cell toxicity and inflammation caused by C. difficile toxin A. Indeed, in human colonocyte HT29 cells, Peri-2 inhibited the toxin A-induced decrease in cell proliferation and ameliorated the cell apoptosis induced by this toxin. Moreover, in the toxin A-induced mouse enteritis model, Peri-2 blocked the mucosal disruption and inflammatory response caused by toxin A. These results suggest that the American cockroach peptide Peri-2 could be a possible drug candidate for addressing the pseudomembranous colitis caused by C. difficile toxin A.