이 연구의 목적은 노화 관련 근감소증과 노쇠함의 정의와 원인뿐만 아니라 규칙적인 운동과 올바른 영양을 통한 예방과 지연을 탐색하고자 한다. 근감소증과 쇠약함은 노화에 따른 근량과 근기능이 감소하여 쇠약함과 악액질, 골다공증, 대사적 증후군과 조기 사망을 일으키는 것으로 알려져 있다. 두 질환은 활성화 산소로 알려진 산화적 스트레스 양의 증가에 따른 근육 내부에서의 신경계 손상과 단백질 합성 부족, 부적절한 영양 및 신체활동의 부족 등과 관련성이 있었다. 그러한 증후군을 예방하고 개선하기 위한 올바른 영양과 신체활동(유산소운동, 저항운동 등)의 역할과 중요성이 강조되고 있다. 결론적으로 노화와 관련한 근감소증과 노쇠함을 예방하고 극복하기 위한 가장 유익한 방법으로서 규칙적인 운동을 포함한 양질의 단백질 공급을 제안한다.
본 연구는 발달중인 오이 떡잎에 식물호르몬을 처리하여 나타나는 노쇠화 관련 유전자들(SAG)의 유전자 발현 반응을 탐구하기 위하여 수행되었다. 따라서 선별된 오이의 노쇠화 관련 유전자들에 대하여 그들의 유전자 발현 반응을 특정하기 위하여 역전사-중합효소연쇄반응(RT-PCR)을 통하여 조사되었다. 파종 후 14일 된 오이의 떡잎을 절취한 후 100 μM IAA또는 zeatin 용액 위에 두고 빛이 있거나 없는 조건에서 4일 째 까지 처리하였다. 떡잎은 2일 간격으로 회수하여 총RNA추출과 RT-PCR의 시료로 사용하였다. RT-PCR 결과에 따르면 몇몇 오이의 SAG 전사체들은 처리기간 동안에 상당한 변화를 나타냈다. 에틸렌 반응 실험에서는 처리 1일 후 반응을 나타낸 PCK, SAG 158과 SAG 288을 제외한 대부분의 오이 SAGs는 즉각 반응을 보이지 않았으나 ICL과 SAG 281은 10일 처리 후 노란 떡잎에서 강한 반응을 나타냈다. 이러한 결과들은 몇몇 오이의 SAGs가 외부적 자극에 대하여 영양 결핍이나 노쇠화 반응을 나타냄을 의미한다. 떡잎의 발달 동안에 이와 같은 노쇠화 유도 반응은 기관의 노쇠화에서 SAGs의 대사적 역할과 기능을 이해 할 수 있는 정보를 제공한다.
본 연구는 제7기 (2016-2018년) 국민건강영양조사 자료를 활용하여 만65세 이상 노인 3,675명(남성 1,643명, 여성 2,302명)의 수산물 섭취 수준에 따른 에너지 및 미량 영양소와 식품 섭취의 차이를 분석하고 수산물 섭취와 노쇠의 연관성을 분석하고자 하였다. 노쇠 여부는 Fried 진단 기준을 활용하여 평가되었으며 노쇠 유병률은 남성은 13.4%, 여성은 29.7%로 분류되었다. 남녀 노인 모두 수산물 하위 1삼분위에서 상위 3삼분위로 갈수록 총 식품 섭취량, 곡류 및 채소과일류의 섭취가 유의적으로 많았던 반면 육류의 섭취는 유의적으로 낮아지는 음의 경향성을 보였다. 남녀 모두에서 수산물 섭취량이 많은 군일수록 에너지섭취량이 많았으며 여성 노인의 경우 수산물 섭취량이 많을수록 지방으로부터 섭취하는 에너지 비율이 높았다. 수산식품군의 섭취 수준에 따른 낮은 노쇠 위험도의 유의적인 경향성은 여성 노인에서만 나타났다. 여성 노인 수산물 섭취 하위 1삼분위군에 비해 상위 3삼분위군이 전노쇠 위험 (OR, 0.64; 95% CI, 0.42-0.96; p-trend = 0.045)과 노쇠 위험 (OR, 0.52; 95% CI, 0.32-0.83; p-trend = 0.008)이 유의하게 낮았다. 결론적으로 본 연구에서는 여성의 경우 수산물의 충분한 섭취가 낮은 노쇠 위험과 관련성이 있음을 제시하였다.
암배양을 통한 노쇠중인 밀 제1엽에서 지질의 과산화반응과 불용성 잎단백질의조성 및 엽록체 틸라코이드 막단백질 조성의 변화에 대한 BA의 효과가 조사되었다. 성숙한 밀 제1엽을 잘라내어 4일간의 암배양을 통한 노쇠유도실험에서 $10^{-5}\;M$ Benzyladenine(BA)은 노쇠중인 밀잎에서 엽록소 함량 및 수용성과 불용성 단백질 함량의 감소를 크게 억제시켰다. 특히, 단배질 함량 감소에 대한 BA의 억제효과는 수용성 보다는 불용성 단백질에 있어서 더욱 현저하였다. 또한, BA로 처리된 잎에서 지질의 과산화물인 MDA 함량의 증가가 억제되었다. 불용성 단백질에 대한 SDS-전기영동 결과 양적으로 현저한 57, 26 및 12 KD 단백질이 다른 소량의 단백질 무리와 함께 분리되었다. 대조구 잎에서의 불용성단백질 조성의 변화는 72시간의 암배양동안 57 KD와 12 KD 단백질이 현저하게 분해 소실되었으나 26 KD 단백질은 비교적 분해가 덜 일어났으며 BA 처리시 이들 단백질의 소실이 크게 억제되었다. 엽록체 틸라코이드막 단백질 조성의 경우, 각각 CF의 $\alpha,\;\beta$ subunits인 59 KD 단백질과 57 KD 단백질 및 LHCP 단백질인 26 KD 단백질을 포함하는 20개 정도의 단백질이 SDS-전기영동상에서 분리되었다. 72시간의 암배양 동안 대조구 엽록체에서 이들 단백질들이 급속히 분해 소실되었으나 BA로 처리된 엽록체의 경우 이들 단백질의 분해가 정량적으로 크게 억제되었다. 위의 결과들은 BA가 노쇠중인 밀잎에서 막지질의 과산화반응 억제를 통해 막단백질의 손실을 지연시키며 그로 인하여 엽록체 틸라코이드막을 포함한 세포막이 유지될 수 있음을 나타내었다.
세포 노쇠화(cell senescence)는 나이 듦에 따른 내인성 노화 및 질병들에서 나타날 수 있는 세포의 노화인자 발현, 세포분열 정지 등의 현상으로 일컬어진다. 피부세포의 경우, 노화 및 외부요인으로 인한 세포 노쇠화가 일어나 세포분열의 정지 및 기능 이상이 관찰되며 이는 피부노화를 가속화시키는 요인이 된다. 본 연구에서는, cordycepin을 이용하여 노화된 피부세포의 세포 노쇠화 억제 및 기능 향상을 유도하여 피부노화 개선의 가능성을 제시하였다. 사람에서 유래한 섬유아세포를 이용하여 세포의 ${\beta}$-galactosidase 활성 세포염색 결과, 많은 계대의 세포에서 발현이 높게 나타남을 알 수 있었다. 항산화 및 항염 효과가 알려진 cordycepin을 많은 계대의 세포에 처리하였을 때 ${\beta}$-galactosidase 활성이 확연히 떨어짐을 확인하였고 무혈청 배지 조건에서 많은 계대 세포의 증식 및 생존율을 높이는 결과를 보였으며 세포 노쇠화와 많은 연관성이 대두되고 있는 미토콘드리아의 기능관련 실험을 진행한 결과, 높은 ROS억제능이 나타났다. 본 연구를 통하여 노화된 사람 피부 섬유아세포에서의 cordycepin의 세포 노화 개선능을 알 수 있었으며, 피부 항노화소재로서의 가능성을 확인하였다.
본 연구는 $H_2O_2$ 축적이 수반되는 잎의 노쇠현상과 관련하여 세포질내 ascorbate-glutathione 회로의 역할 가능성과 이때 benzyladenine(BA)의 효과를 밝히기 위하여 노쇠중인 밀 잎에서 시토졸 ascorbate peroxidase(APX) isozyme 분리 및 발달양상과 ascorbate-glutathione 회로 구성효소들의 활성도 변화를 조사하였다. 성숙한 밀 제1엽 절편을 4일간 암배양하는 동안 증가된 엽록소 분해 및 $H_2O_2$ 축적으로 규정되는 잎의 노쇠발달중 대조구 잎에서는 시토졸 APX 활성도의 유의성 있는 증가가 관찰되지 않았으며 dehydroascorbate reductase(DHAR)의 활성도는 급격히 감소되었고, glutathione reductase(GR) 활성도는 완만하게 증가하였다. 그러나 BA로 처리된 잎에서는 시토졸 APX 활성도가 현저하게 증가하였으며 DHAR 활성도의 감소가 지연되어 나타났고 GR 활성도의 증가는 대조구에 비해 증진되었으며 내재성 ascorbate 함량의 감소율과 H2O2 축적이 억제되었다. 3개의 시토졸 APX isozyme이 native-PAGE법에 의해 노쇠중인 밀 잎에서 발견되었으며 그 중 2개 isozyme은 높은 활성도를 보였다. 시토졸 APX isozyme의 발달양상의 경우 4일간의 암배양 동안 대조구 잎에서는 단지 2개의 isozyme band("a"와 "b")가 거의 같은 활성도를 지닌 채 출현하였으나 BA로 처리된 잎에서는 추가로 1개의 약한 isozyme band("c")가 더 나타났으며 "b" isozyme의 활성도가 약간 촉진되었다 그러나 "a" isozyme 활성도는 대조구 잎에 비해 암배양시간 경과에 따라 현저하게 발달하였다. 대조구 잎과 비교시 BA로 처리된 잎에서는 시토졸 APX isozyme의 발달 및 APX, DHAR, GR의 전체 활성도가 함께 증진되어 그 결과 $H_2O_2$ 제거능력이 증대된 본 실험의 결과는 ascorbate-glutathione 회로가 밀 잎의 노쇠과정에 중요하게 작용하고 있음을 제시하였다.
DC 스트레스에 의해 노쇠화된 짧은 채널 LDD NMOSFET에서 문턱전압과 subthreshold 전류곡선의 변화를 관측하여 hot-carrier 주입에 의한 노쇠화를 연구하였다. 포화영역에서 정의된 문턱전압의 변화 ${Delta}V_{tex}$를 trapped charge에 기인한 변화성분 ${Delta}V_{ot}$와 midgap에서 문턱전압 영역에 생성된 계면상태에 의한 변화성분${Delta}V_{it}$로 분리하였다. 게이트 전압이 드레인 전압보다 큰 positive oxid field ($V_g>V_d$) 조건에서는 전자들이 게이트 산화막으로 주입되어 문턱전압이 증가되었으나 subthreshold swing은 크게 변화하지 않고 subthreshold 전류곡선만 높은 게이트 전압으로 평행 이동하였다. 게이트 전압이 드레인 전압보다 낮은 negative oxide field ($V_g) 조건에서는 hole이 주입되고 포획된 결과를 보였으나 포획된 positive charge수 보다 더 많은 계면상태가 동시에 생성되어 문턱전압과 subth-reshold swing이 증가되었다.
본 연구에서는 식물의 노쇠와 관련된 SENESCENCE 1 (SEN1) 유전자를 현사시나무에서 분리하고, 여러 가지 조건에서 발현 특성을 분석하였다. 현사시나무의 SEN1 유전자(PagSEN1)는 243개의 아미노산으로 이루어져 있고, 한 개의 rhodanese domain을 가지고 있다. Southern blot 분석 결과 PagSEN1 유전자는 현사시나무에서 2 copy 정도가 존재하는 것으로 나타났다. 조직 특이적 발현양상을 분석한 결과 PagSEN1 유전자는 성숙잎에서 가장 높게 발현하고, 뿌리에서 가장 낮게 발현하는 것으로 나타났다. 또한 mannitol과 염 스트레스 처리에 의해 300배 이상 발현이 증가한 반면에 저온 스트레스에는 반응하지 않았다. 식물 호르몬 처리에서는 ABA와 JA 처리 10시간 후에 발현이 3.5배와 2.4배 이상 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 PagSEN1 유전자는 건조와 염 스트레스에 반응하며, 식물의 자연적 노쇠과정 뿐 아니라 스트레스와 같은 환경변화에 의해 유발되는 노쇠과정에도 관여하는 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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