• Title/Summary/Keyword: transforming growth factor

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Immunological Activity of Bovine Colostral Whey Protein Containing TGF-β from Imsil Province (임실지역 젖소 초유로부터 분리한 TGF-β 함유 유청 단백질의 면역활성)

  • Yang, Hee-Sun;Oh, Hyun-Hee;Choi, Hee-Young;Park, Jong-Hyuk;Kim, Kyoung-Hee;Oh, Jeon-Hui;Jung, Hoo-Kil
    • Food Science of Animal Resources
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    • v.32 no.3
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    • pp.339-345
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    • 2012
  • This experiment was carried out in order to separate bovine colostral whey protein from Imsil province and to test the effect of immunological activity on RAW 264.7 cells. The colostral whey protein contained TGF-${\beta}$ 7, 475 pg/g in total. We first tested the effect of the colostral whey protein on the proliferation of RAW 264.7 cells and it demonstrated cytotoxicity at concentrations greater than 20 mg/mL. Therefore, the immunological activities of colostral whey protein were investigated in maximum concentration of 10 mg/mL on LPS-induced RAW 264.7 cells. Results indicated that colostral whey protein inhibited the LPS-induced nitric oxide (NO) production in a dose-dependent manner. The colostral whey protein also suppressed the productions of proinflammatory cytokines (TNF-${\alpha}$, IL-$1{\beta}$, IL-6) in a dose-dependent manner. In addition to the immunological activity, colostral whey protein led to the expression of heme oxygenase-1 (HO-1) in RAW 264.7 cells. In conclusion, colostral whey protein containing TGF-${\beta}$ inhibited the production of NO, TNF-${\alpha}$, IL-$1{\beta}$, and IL-6 via expression of HO-1.

THE EFFECT OF BMP REGULATED SMAD PROTEIN ON ALKALINE PHOSPHATASE GENE EXPRESSION (Smad에 의한 alkaline phosphatase 유전자의 발현 조절기전)

  • Kim, Nan-Jin;Ryoo, Hyun-Mo;Kim, Hyun-Jung;Kim, Young-Jin;Nam, Soon-Hyeun
    • Journal of the korean academy of Pediatric Dentistry
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    • v.28 no.2
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    • pp.238-246
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    • 2001
  • Bone morphogenetic proteins(BMPs), members of the transforming growth factor $\beta$(TGF-$\beta$) superfamily were first identified as the factors that induce ectopic bone formation in vivo, when implanted into muscular tissue. Especially BMP-2 inhibits terminal differentiation of C2C12 myoblasts and converts them into osteoblast lineage cells. In the molecular mechanism of the signal transduction of TGF-$\beta$ and related factors, intracellular signaling proteins were identified as Smad. In previous study, it has been reported that Smad 1 and Smad 5, which belong to the R-Smad family mediate BMP signaling, were involved in the induction of osteoblast differentiation in C2C12 cells. To understnad the role of Smads involved in osteogenic transdifferentiation in C2C12 cell, in present study, after we stably transfected C2C12 cells with each. Smad(Smad 1,Smad 5) expression vector, cultured for 3 days and stained for alkaline phophatase activity. ALP activity positive cells appeared in the Smad 1, Smad 5 stably transfected cell even in the abscence of BMP. After transiently co-transfected C2C12 cells with each Smad expression vector and ALP promoter, it was examined that Smad 1 and Smad 5 expression vector had increased about 2 fold ALP promoter activity in the abscence of BMP. These result suggested that both Smad 1 and Smad 5 were involved in the intracellular BMP signals which induce osteoblast differentiation in C2C12 cells. The effect of BMP on C2C12 cells with Smad 1, Smad 5 transfected were studied by using northern blot analysis. the treatment of BMP upregulated ALP mRNA level in three groups, especially upregulation of ALP was larger in Smad 1, Smad 5 transfected cell than control group. Pretreatment with cycloheximide($10{\mu}g/ml$), a protein synthesis inhibitor resulted in blocking the ALP gene expression even in BMP(100ng/ml) treated cell. These results suggested that Smad increased the level of ALP mRNA via the synthesis of a certain transcriptional regulatory protein.

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L-AHG-mediated Suppression of M1 Polarization and Pro-inflammatory Signaling Pathways in LPS-stimulated RAW264.7 Macrophages (LPS에 의해 자극된 RAW264.7 대식세포에서 L-AHG에 의한 M1 분극화 및 친염증 신호 경로의 억제)

  • Won Young Jang;Shin Young Park;Ki Youn Kim;Do Youn Jun;Young-Seuk Bae;Young Ho Kim
    • Journal of Life Science
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    • v.34 no.7
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    • pp.443-452
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    • 2024
  • This study aimed to examine the influence of 3,6-anhydroxygalactose (L-AHG) on the pro-inflammatory M1 polarization and pro-inflammatory responses observed in the RAW264.7 mouse macrophage cell line following stimulation with lipopolysaccharides (LPS). L-AHG exhibited a significant and dose-dependent inhibition of inducible nitric oxide synthase (iNOS) expression, a hallmark of M1 polarization, and subsequent NO production in LPS-stimulated RAW264.7 cells. Furthermore, the LPS-induced upregulation of cyclooxygenase-2 (COX-2), which drives the production of prostaglandin E2, an inflammatory mediator, was also inhibited by L-AHG. L-AHG did not affect the LPS-triggered Toll-like receptor 4 (TLR4)-mediated pro-inflammatory signaling pathway, which culminated in the activation of transforming growth factor-β-activated kinase 1 (TAK1). However, it was observed to inhibit the generation of reactive oxugen species (ROS) in a dose-dependent manner, as well as the TAK1-driven activation of JNK and p38 MAPK. Given that the active p38 MAPK is known to contribute to the assembly of active nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) oxidase, which catalyzes the intracellular generation of pro-inflammatory ROS in LPS-stimulated macrophages, the dose-dependent reduction in the LPS-induced ROS generation by L-AHG may be mainly due to the prevention of TAK1-driven activation of p38 MAPK. Together, these results demonstrate that the L-AHG-mediated inhibition of the TAK1-JNK/p38 MAPK activation phase of the pro-inflammatory signaling pathway in LPS-stimulated RAW264.7 cells by L-AHG represents a promising mechanism for suppressing M1 polarization and pro-inflammatory responses in macrophages.

Circulating Cytokine Levels and Changes During the Treatment in Patients with Active Tuberculosis in Korea (결핵 환자의 치료경과 중 혈청 내 Cytokine 분비와 변화)

  • Ryu, Yon-Ju;Kim, Yun-Jung;Kwon, Jung-Mi;Na, Youn-Ju;Jung, Yu-Jin;Seoh, Ju Young;Cheon, Seon Hee
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • v.55 no.2
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    • pp.140-153
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    • 2003
  • Background : The cell-mediated immune reaction to tuberculosis infection involves a complex network of cytokines. The extent of inflammation, tissue damage and severity of the disease suggested to be determined by the balance between extent and duration of the proinflammatory cytokine response versus those of the suppressive cytokines. The systemic cytokine response in pathogenesis of tuberculosis can be assessed by measuring serum cytokine levels. Method : Serum interleukin-1 beta(IL-$1{\beta}$), IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, IL-12(p40), tumor necrosis factor-alpha(TNF-${\alpha}$), interferon-gamma(IFN-${\gamma}$) and transforming growth factor-beta(TGF-${\beta}$) levels were measured in 83 patients with pulmonary tuberculosis, 10 patients with endobronchial tuberculosis before treatment and 20 healthy subjects by using a sandwich ELISA. In patients with pulmonary tuberculosis, they were divided into mild, moderate and far advanced group according to the severity by ATS guidelines. To compare with those of pretreatment levels, we measured serum IL-$1{\beta}$, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, IL-12(p40), TNF-${\alpha}$, IFN-${\gamma}$ and TGF-${\beta}$ levels in 45 of 83 patients with pulmonary tuberculosis after 2 and 6 months of treatment. Results : 1) In sera of patients with active pulmonary tuberculosis(n=83), IL-$1{\beta}$, IL-6(p<0.05), TNF-${\alpha}$, and IFN-${\gamma}$ were elevated and TGF-${\beta}$ was decreased comparing to control. IL-2, Il-12(p40), IL-4 and IL-10 were similar between the patients with tuberculosis and control. 2) In endobronchial tuberculosis, IL-6 and TNF-${\alpha}$ were elevated and TGF-${\beta}$ was decreased comparing to control. IL-12(p40) seemed to be elevated comparing to pulmonary tuberculosis. 3) Far advanced tuberculosis showed markedly elevated IL-6 and IFN-${\gamma}$ level(p<0.05). 4) The significant correlations were noted between IL-1, IL-6 AND TNF-${\alpha}$ and between IL-12, Il-2 and IL-4(p<0.01). 5) After 2 and 6 months of standard treatment, the level of IL-6 and IFN-${\gamma}$ was significantly decreased(p<0.05). Conclusion : These results showed that an altered balance between cytokines is likely to be involved in the extent of inflammation, tissue damage and severity of the disease tuberculosis. But, it should be considered diversities of cytokine response according to type of tuberculosis and immunity in clinical application and interpreting future studies.

The Effect of Platelets on Endothelin Production in Bovine Pulmonary Artery Endothelial Cells (혈소판이 소 폐동백 내피세포의 Endothelin 생산에 미치는 효과)

  • Lee, Sang-Do;Shim, Tae-Sun;Kwon, Seog-Woon;Ryu, Jin-Sook;Lee, Jae-Dam;Lim, Chae-Man;Koh, Youn-Suck;Kim, Woo-Sung;Kim, Dong-Soon;Kim, Won-Dong
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • v.44 no.5
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    • pp.1114-1124
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    • 1997
  • Background : Endothelin(ET) is a very potent vasoconstrictive peptide produced by endothelial cells of pulmonary artery. The endothelin level was increased in plasma of primary pulmonary hypertension and acute pulmonary thromboembolism and it was suggested that the endothelin might do a critical role in the cardiopulmonary dysfunction in these two conditions. But the exact mechanism of increase of ET has not been known. In these two conditions, platelet activation and thrombosis are the main pathophysiologic findings. So there is a possibility that the platelet might stimulate endothelin secretion from endothelial cells. Therefore, we performed this study to evaluate the role of platelet and its mediators on endothelin production in bovine pulmonary artery endothelial(BPAE) cells. Method : Bovine pulmonary artery endothelial cells, ATCC certified cell line 209, were cultured and treated with human platelets($10^6{\sim}10^8/ml$), thrombin (0.1~10u/ml), TGF-${\beta}1$(1~100uM), serotonin(1~100uM), and endotoxin(1ug/ml) in a final volume of 500ul for 18 hours. Levels of ir(immunoreactive)-ET in each conditioned medium were measured by a radioimmunoassay specific for ET. Result : The increase of ir-ET levels was platelet number and time dependent over 18 hours. When washed human platelets were added($10^8/ml$), the ir-ET levels were significantly higher than that of control(p<0.05) at 8 and 18 hours after culture. Subthreshold concentration of platelets($10^7/ml$) coincubated with endotoxin(1ug/ml) or subthreshold dose of thrombin(0.1u/ml) stimulated ir-ET secretion from BPAE cells significantly(p<0.05) compared with control. Thrombin(1ug/ml, 10ug/ml) and TGF-${\beta}1$(100pM, 1000pM) significantly increased ir-ET secretion from BP AE cells(p<0.05) compared with control, but serotoin(1~100uM) and endotoxin(1ug/ml) did not stimulate the ir-ET secretion. Conclusions : Platelets stimulate endothelin secretion from bovine pulmonary artery endothelial cells. The mechanism of increase of endothelin secretion seems to be a stimulation by platelet itself or by mediators, such as TGF-${\beta}1$, secreted from activated platelets. And, in this study, the priming effect of platelets on endothelin secretion from BPAE cells could be another possibility.

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홍삼 유래 성분들의 면역조절 효능

  • Jo, Jae-Yeol
    • Food preservation and processing industry
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    • v.8 no.2
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    • pp.6-12
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    • 2009
  • 면역반응은 외부 감염원으로부터 신체를 보호하고 외부감염원을 제거하고자 하는 주요항상성 유지기전의 하나이다. 이들 반응은 골수에서 생성되고 비장, 흉선 및 임파절 등에서 성숙되는 면역세포들에 의해 매개된다. 보통 태어나면서부터 얻어진 선천성 면역반응을 매개하는 대식세포, 수지상 세포 등과, 오랜기간 동안 감염된 다양한 면역원에 대한 경험을 토대로 얻어진 획득성 면역을 담당하는 T 임파구 등이 대표적인 면역세포로 알려져 있다. 다양한 면역질환이 최근 주요 사망률의 원인이 되고 있다. 최근, 암, 당뇨 및 뇌혈관질환 등이 생체에서 발생되는 급 만성염증에 의해 발생된다고 보고됨에 따라 면역세포 매개성 염증질환에 대한 치료제 개발을 서두르고 있다. 또한 암환자의 급격한 증가는 암발생의 주요 방어기전인 면역력 증강에 대한 요구들을 가중시키고 있다. 예로부터 사용되어 오던 고려인삼과 홍삼은 기를 보호하고 원기를 회복하는 명약으로 알려진 대표적인 우리나라 천연생약이다. 특별히, 홍삼은 단백질과 핵산의 합성을 촉진시키고, 조혈작용, 간기능 회복, 혈당강하, 운동수행 능력증대, 기억력 개선, 항피로작용 및 면역력 증대에 매우 효과가 좋은 것으로 보고되고 있다. 홍삼에 관한 많은 연구에 비해, 현재까지 홍삼이 면역력 증강에 미치는 효과에 대한 분자적 수준에서의 연구는 매우 미미한 것으로 확인되어져 있다. 홍삼의 투여는 NK 세포나 대식세포의 활성이 증가하고 항암제의 암세포 사멸을 증가시키는 것으로 확인되어졌다. 현재까지 알려진 주요 면역증강 성분은 산성다당류로 보고되었다. 또 한편으로 일부 진세노사이드류에서 항염증 효능이 확인되어졌으며, 이를 통해 피부염증 반응과 관절염에 대한 치료 효과가 있는 것으로 추측되고 있다 [본 연구는 KT&G 연구출연금 (2009-2010) 지원을 받아 이루어졌기에 이에 감사드린다]. 면역반응은 외부 감염물질의 침입으로 유도된 질병환경을 제거하고 수복하는 중요한 생체적 방어작용의 하나이다. 이들 과정은 체내로 유입된 미생물이나 미세화학물질들과 같은 독성물질을 소거하거나 파괴하는 것을 주요 역할로 한다. 외부로 부터 인체에 들어온 이물질에 대한 방어기전은 현재 두 가지 종류의 면역반응으로 구분해서 설명한다. 즉, 선천성 면역 반응 (innate immunity)과 후천성 면역 반응 (adaptive immunity)이 그것이다. 선천성 면역반응은 1) 피부나 점막의 표면과 같은 해부학적인 보호벽 구조와 2) 체온과 낮은 pH 및 chemical mediator (리소자임, collectin류) 등과 같은 생리적 방어구조, 3) phagocyte류 (대식세포, 수지상세포 및 호중구 등)에 의한 phagocytic/endocytic 방어, 그리고 4) 마지막으로 염증반응을 통한 감염에 저항하는 면역반응 등으로 구분된다. 후천성 면역반응은 획득성면역이라고도 불리고 특이성, 다양성, 기억 및 자기/비자기의 인식이라는 네 가지의 특징을 가지고 있으며, 외부 유입물질을 제거하는 반응에 따라 체액성 면역 반응 (humoral immune response)과 세포성 면역반응 (cell-mediated immune response)으로 구분된다. 체액성 면역은 침입한 항원의 구조 특이적으로 생성된 B cell 유래 항체와의 반응과 간이나 대식세포 등에서 합성되어 분비된 혈청내 보체 등에 의해 매개되는 반응으로 구성되어 있다. 세포성 면역반응은 T helper cell (CD4+), cytotoxic T cell (CD8+), B cell 및antigen presenting cell 중개를 통한 세포간 상호 작용에 의해 발생되는 면역반응이다. 선천성 면역반응의 하나인 염증은 우리 몸에서 가장 빈번히 발생되고 있는 방어작용의 하나이다. 예를 들면 감기에 걸렸을 경우, 환자의 편도선내 대식세포나 수지상세포류는 감염된 바이러스 단독 혹은 동시에 감염된 박테리아를 상대로 다양한 염증성 반응을 유도하게 된다. 또한, 상처가 생겼을 경우에도 감염원을 통해 유입된 병원성 세균과 주위조직내 선천성 면역담당 세포들 간의 면역학적 전투가 발생되게 된다. 이들 과정을 통해, 주위 세포나 조직이 손상되면, 즉각적으로 이들 면역세포들 (주로 phagocytes류)은 신속하게 손상을 극소화하고 더 나가서 손상된 부위를 원상으로 회복시키려는 일련의 염증반응을 유도하게 된다. 이들 반응은 우리가 흔히 알고 있는 발적 (redness), 부종 (swelling), 발열 (heat), 통증 (pain) 등의 증상으로 나타나게 된다. 즉, 손상된 부위 주변에 존재하는 모세혈관에 흐르는 혈류의 양이 증가하면서 혈관의 직경이 늘어나게 되고, 이로 인한 조직의 홍반과, 부어 오른 혈관에 의해 발열과 부종이 초래되는 것이다. 확장된 모세혈관의 투과성 증가는 체액과 세포들이 혈관에서 조직으로 이동하게 하는 원동력이 되고, 이를 통해 축적된 삼출물들은 단백질의 농도를 높여, 최종적으로 혈관에 존재하는 체액들이 조직으로 더 많이 이동되도록 유도하여 부종을 형성시킨다. 마지막으로 혈관 내 존재하는 면역세포들은 혈판 내벽에 점착되고 (margination), 혈관벽의 간극을 넓히는 역할을 하는 히스타민 (histamine)이나 일산화질소(nitric oxide : NO), 프로스타그린딘 (prostagladins : PGE2) 및 류코트리엔 (leukotriens) 등과 같은 chemical mediator의 도움으로 인해 혈관벽 사이로 삼출하게 되어 (extravasation), 손상된 부위로 이동하여 직접적인 외부 침입 물질의 파괴나 다른 면역세포들을 모으기 위한 cytokine (tumor necrosis factor [TNF]-$\alpha$, interleukin [IL]-1, IL-6 등) 혹은 chemokine (MIP-l, IL-8, MCP-l등)의 분비 등을 수행함으로써 염증반응을 매개하게 된다. 염증과정시 발생되는 여러 mediator 중 PGE2나 NO 및 TNF-$\alpha$ 등은 실험적 평가가 용이하여 이들 mediator 자체나 생성관련효소 (cyclooxygenase [COX] 및 nitric oxide synthase [NOS] 등)들은 현재항염증 치료제의 개발 연구시 주요 표적으로 연구되고 있다. 염증 반응은 지속기간에 따라 크게 급성염증과 만성염증으로 나뉘며, 삼출물의 종류에 따라서는 장액성, 섬유소성, 화농성 및 출혈성 염증 등으로 구분된다. 급성 염증 (acute inflammation)반응은 수일 내지 수주간 지속되는 일반적인 염증반응이라고 볼 수 있다. 국소반응은 기본징후인 발열과 발적, 부종, 통증 및 기능 상실이 특징적이며, 현미경적 소견으로는 혈관성 변화와 삼출물 형성이 주 작용이므로 일명 삼출성 염증이라고 한다. 만성 염증 (chronic inflammation)은, 급성 염증으로부터 이행되거나 만성으로 시작된다. 염증지속 기간은 보통 4주 이상 장기화 된다. 보통 염증의 경우에는 염증 생성 cytokine인 Th1 cytokine (IL-2, interferone [IFN]-$\gamma$ 및 TNF-$\alpha$ 등)의 생성 후, 거의 즉각적으로 항 염증성 cytokine인 Th2 cytokine(IL-4, IL-6, IL-10 및 transforming growth factor [TGF]-$\beta$ 등)이 생성되어 정상반응으로 회복된다. 그러나, 어떤 원인에서든 면역세포에 의한 염증원 제거 반응이 문제가 되면, 만성염증으로 진행된다. 이 반응에 주로 작용을 하는 염증세포로는 단핵구와 대식세포, 림프구, 형질세포 등이 있다. 암은 전세계적으로 사망률 1위의 원인이 되는 면역질환의 하나이다. 산화적 스트레스나 자외선 조사 혹은 암유발 물질들에 의해 염색체내 protooncogene, tumor-suppressor gene 혹은 DNA repairing gene의 일부 DNA의 돌연변이 혹은 결손 등이 발행되면 정상세포는 암화과정을 시작하게 된다. 양성세포 수준에서 약 5에서 10여년 후 악성수준의 암세포가 생성되게 되면 이들 세포는 새로운 환경을 찾아 전이하게 되는데 이를 통해 암환자들은 다양한 장기에 동인 오리진의 암세포들이 생성한 종양들을 가지게 된다. 이들 종양세포는 정상 장기의 기능을 손상시켜며 결국 생명을 잃게 만든다. 이들 염색체 수준에서의 돌연변이 유래 암세포는 거의 대부분이 체내 면역시스템에 의해 사멸되는 것으로 알려져 있다. 그러나 계속되는 스트레스나 암유발 물질의 노출은 체내 면역체계를 파괴하면서 최후의 방어선을 무너뜨리면서 암발생에 무방비 상태를 만들게 된다. 이런 이유로 체내 면역시스템의 정상적 가동 및 증강을 유도하게 하는 전략이 암예방시 매우 중요한 표적으로 인식되면서 다양한 형태의 면역증강 물질 개발을 시도하고 있다. 인삼은 두릅나무과의 여러해살이 풀로써, 오랜동안 한방 및 민간에서 원기를 회복시키고, 각종 질병을 치료할 수단으로 사용되고 있는 대표적인 전통생약이다. 예로부터 불로(不老), 장생(長生), 익기(益氣), 경신(經身)의 명약으로 구전되어졌는데, 이는 약 2천년 전 중국의 신농본초경(神農本草經)에서 "인삼은 오장(五腸)을 보하고, 정신을 안정시키고, 혼백을 고정하며 경계를 멈추게 하고, 외부로부터 침입하는 병사를 제거하여주며, 눈을 밝게 하고 마음을 열어 더욱 지혜롭게 하고 오랫동안 복용하면 몸이 가벼워지고 장수한다" 라고 기술되어있는 데에서 유래한 것이다. 다양한 연구를 통해 우리나라에서 생산되는 고려인삼 (Panax ginseng)이 효능 면에서 가장 탁월한 것으로 알려져 있으며 특별이 고려인삼으로부터 제조된 고려홍삼은 전세계적으로도 그 효능이 우수한 것으로 보고되어 있다. 대부분의 홍삼 약효는 dammarane계열의 triterpenoid인 ginsenosides라고 불리는 인삼 saponin에 의해 기인된 것으로 알려져 있다. 이들 화합물군의 기본 골격에 따라, protopanaxadiol (PD)계 (22종) 및 protopanaxatriol (PT)계 (10종)으로 구분되고 있다 (표 1). 실험적 접근을 통해 인삼의 약리작용 이해를 위한 다양한 노력들이 경주되고 있으나, 여전히 많은 부분에서 충분히 이해되고 있지 않다. 그러나, 현재까지 연구된 인삼의 약리작용 관련 연구들은 심혈관, 당뇨, 항암 및 항스트레스 등과 같은 분야에서 인삼효능이 우수한 것으로 보고하고 있다. 그러나 면역조절 및 염증현상과 관련된 최근 연구결과들은 많지 않으나, 향후 다양하게 연구될 효능부분으로 인식되고 있다.

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