• The Korean Journal of Physiology
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• 제22권1호
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• pp.101-109
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• 1988

최근에 마취한 흰쥐에서 중뇌망상체를 전기적으로 자극하면 췌장의 외분비 기능이 증가하며 이러한 결과는 망상체의 자극으로 인하여 교감신경계의 활성도가 상승하기 때문이라는 보고가 있다. 한편 교감신경계의 활성도가 상승할 경우 교감신경계의 전달 물질인 catecholamine이 교감신경 종말 뿐만 아니라 부신수질에서도 유리된다고 알려져 있다. 그러므로 본 연구에서는 중뇌망상체의 자극으로 인하여 췌장의 외분비 기능이 증가함에 있어 교감신경계가 중요한 역할을 담당하는지를 확인하고, 이때 부신수질이 관여하는가를 알아보고자 하였다. 마취한 흰쥐에게 atropine (1mg/kg) 또는 reserpine (5mg/kg)을 투여하거나 또는 부신을 적출한 다음 중뇌망상체를 전기 자극하면서 췌장액을 채취하였다. 사용한 전기자극의 매개변수는 1.3V, 40Hz, 2msec이었다. atropine과 reserpine을 투여하면 마취한 흰쥐의 자발적 췌장액 분비량과 단백질 분비량은 모두 유의하게 감소하였으나 부신을 제거하면 췌장액 분비량에는 이렇다할 변동이 없는 반면에 단백질 분비량은 유의하게 감소하였다. 중뇌망상체를 전기자극하면 췌장액 분비량과 단백질 분비량 모두가 유의하게 증가하였다. 이러한 망상체의 자극효과는 atropine 전처치에 의하여 이렇다할 영향을 받지 않았으나 reserpine 전처치에 의하여 소실되었다. 그러나 부신을 적출하면 망상체 자극에 의한 췌장액 분비량의 증가는 유지되는 반면에 단백질 분비량의 증가는 소실되었다. 한편 미주신경을 절단한 흰쥐에서 중뇌망상체를 자극하는 동안에 경동맥의 수축기 및 이완기 혈압이 상승하였는데 이러한 망상체의 자극효과도 reserpine의 투여에 의하여 유의하게 감소되었다. 본 실험의 결과를 종합하여 보면 마취한 흰쥐에서 중뇌망상체의 자극은 교감신경계를 활성화시켜 췌장액 분비량과 단백질 분비량에 촉진적인 영향을 미치며, 이때 활성화된 교감신경계는 부분적으로 부신을 경유하게 췌장의 단백질 분비에 촉진적인 영향을 미치는 것으로 생각된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.43-43
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• 2022

유해 조류 대발생은 전국 각지의 인공호소나 하천에서 다발적으로 발생하며, 경관을 해치고 수질을 오염시키는 등 수자원에 부정적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 인공호소에서 발생하는 유해 조류 대발생을 예측하기 위해 심층학습 기법을 이용하여 예측 모델을 개발하고자 하였다. 대상 지점은 대청호의 추동 지점으로 선정하였다. 대청호는 금강유역 중류에 위치한 댐으로, 약 150만명에 달하는 급수 인구수를 유지 중이기에 유해 남조 대발생 관리가 매우 중요한 장소이다. 학습용 데이터 구축은 대청호의 2011년 1월부터 2019년 12월까지 측정된 수질, 기상, 수문 자료를 입력 자료를 이용하였다. 수질 예측 모델의 구조는 다중 레이어 퍼셉트론(Multiple Layer Perceptron; MLP)으로, 입력과 한 개 이상의 은닉층, 그리고 출력층으로 구성된 인공신경망이다. 본 연구에서는 인공신경망의 은닉층 개수(1~3개)와 각각의 레이어에 적용되는 은닉 노드 개수(11~30개), 활성함수 5종(Linear, sigmoid, hyperbolic tangent, Rectified Linear Unit, Exponential Linear Unit)을 각각 하이퍼파라미터로 정하고, 모델의 성능을 최대로 발휘할 수 있는 조건을 찾고자 하였다. 하이퍼파라미터 최적화 도구는 Tensorflow에서 배포하는 Keras Tuner를 사용하였다. 모델은 총 3000 학습 epoch 가 진행되는 동안 최적의 가중치를 계산하도록 설계하였고, 이 결과를 매 반복마다 저장장치에 기록하였다. 모델 성능의 타당성은 예측과 실측 데이터 간의 상관관계를 R2, NSE, RMSE를 통해 산출하여 검증하였다. 모델 최적화 결과, 적합한 하이퍼파라미터는 최적화 횟수 총 300회에서 256 번째 반복 결과인 은닉층 개수 3개, 은닉 노드 수 각각 25개, 22개, 14개가 가장 적합하였고, 이에 따른 활성함수는 ELU, ReLU, Hyperbolic tangent, Linear 순서대로 사용되었다. 최적화된 하이퍼파라미터를 이용하여 모델 학습 및 검증을 수행한 결과, R2는 학습 0.68, 검증 0.61이었고 NSE는 학습 0.85, 검증 0.81, RMSE는 학습 0.82, 검증 0.92로 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제34권4호
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• pp.688-693
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• 2002

천연물을 이용하여 생리활성이 있는 성분을 추출 분리하여 그 유효 성분을 탐색함으로써 질병 예방 및 치료제로 이용하고자 하는 연구가 최근 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 예부터 혈액 순환을 돕고, 지혈 작용에 효과가 있는 것으로 알려져 있는 식탁에 상용되는 야채인 부추를 이용하여 4종의 인체 암세포주인 HepG2, HeLa, MCF7 및 SK-N-MC를 이용하여 암세포 증식억제 및 암예방 QR 유도활성 효과를 측정하였다. MTT assay를 이용한 암세포 증식억제 실험 결과, 4종의 암세포주 모두 ethylether층인 ATMEE에서 아주 높은 농도 의존적이 암세포 증식억제 효과를 보였다. 즉 본 실험에 사용된 인체 암세포주 4종에서 시료의 농도가 $150\;{\mu}g/mL$일 때 각 세포주 모두 약 90% 이상의 높은 암세포 증식억제 효과가 나타났으며, 특히 신경아종세포주인 SK-N-MC 에서는 ethylether층의 시료 농도를 다른 층을 첨가시의 농도보다 적은 $100\;{\mu}g/mL$ 첨가에서도 이미 99.8%의 아주 높은 암세포 증식억제 효과를 나타내었다. 또 신경아종세포인 SK-N-MC에서는 ethylacetate층인 ATMEA의 경우에서도 최종 첨가 시료농도를 $200\;{\mu}g/mL$ 첨가했을 때 이미 91%의 높은 암세포 증식억제 효과가 나타났다. 암예방 quinone reductase(QR) 유도활성을 측정한 결과, 시료의 butanol 분획물 ATMB를 $50\;{\mu}g/mL$ 첨가했을 때 시료무처리구인 대조군을 1.0으로 한 경우 암예방 QR유도 효과가 아주 높은 3.92배의 활성이 나타났다. 본 연구 결과, 인체암세포 4종류에 대한 암세포 증식억제(cytotoxicity) 효과는 부추의 ethylether 분배층(ATMEE)에서 제일 뚜렷하였고, 암예방 QR 유도활성 효과는 butanol 분배층(ATMB)에서 가장 유도효과가 좋았다. 나아가 단계적인 생리활성 물질의 분리 동정이 계속 이루어져야 할 것으로 사료된다.

• Ocean and Polar Research
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• 제28권1호
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• pp.37-43
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• 2006

본 연구에서는 Fragilariopsis pseudonana, Chaetoceros neogracile, Stellarima microtrias 3종 극지미세조류의 아미노산, tocopherol 함량을 비교하고, 메탄을 추출물로부터 총폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량을 분석함과 동시에 항산화 활성 및 신경세포 보호능을 검토하였다. Fragilariopsis pseudonana의 ${\alpha}-,\;{\beta}+{\gamma})-,\;{\delta}-tocopherol$ 함량이 가장 높은 깃으로 나타났고, 특히 Fragilariopsis pseudonana의 ${\alpha}-tocopherol$ 함량은 Chaetoceros neogracile보다 약 2배정도 높은 $1035{\mu}g/100g$인 것으로 확인되었으나, Stellarima microtria에서는 모두 검출되지 않았다. 또한 Fragilariopsis pseudonana의 추출물은 ABTS assay에 의한 항산화 활성이 가장 높았으며 총폴리페놀 함량도 가장 높았다. 한편, 신경세포 보호황성은 Chaetoceros neogracile. 추출물에서만 확인되었다.

• 한국식품과학회지
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• 제36권6호
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• pp.974-978
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• 2004

다당류 및 플로로탄닌 등을 주성분으로 하는 갈조추출물 NX42가 인지능력 향상에 미치는 영향을 평가하기 위한 in vitro 및 동물실험을 수행하였다. 그 결과 NX42는 acetylcholinesterase에 대하여 온화하지만 용량의존적인 억제효과($IC_{50}=600-700\;{\mu}g/mL$)를 나타내었다. NX42로부터 추출된 플로로탄닌 분획은 현저히 높은 용량 의존적 억제 효과($IC_{50}=54\;{\mu}g/mL$)를 나타내었다. 반면, 플로로탄닌이 제거된 분획과 푸코이단은 억제효과가 없었다. NX42 및 플로로탄닌 분획은 과산화수소에 의해 유발된 산화스트레스 조건 하에서의 SK-N-SH 세포의 파괴를 유의성 있게 억제한 반면, 플로로탄닌이 제거된 분획과 푸코이단은 보호효과를 나타내지 않았다. 스트레스 조건 하에 있는 마우스의 학습능력에 미치는 효과를 평가한 결과, NX42를 섭취한 마우스의 경우에는 섭취하지 않은 경우에 비하여 유의성 있게 개선된 학습능력을 나타내었으며, 이는 in vitro 실험 결과를 바탕으로 볼 때, NX42에 함유된 플로로탄닌의 acetylcholinesterase 억제 활성 및 신경보호활성에 의한 것으로 해석된다.

• 한국식품과학회지
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• 제47권5호
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• pp.673-679
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• 2015

본 연구에서는 뉴그린(Brassica oleracea var. botytis aut italiana)의 산화방지 효과와 신경세포 보호효과 및 주요 생리활성물질을 분석하였다. 뉴그린 아세트산에틸 분획물은 다른 분획물보다 총 페놀 함량(178.83 mg GAE/g of dried new green)이 높게 나타났으며, 이에 따라 아세트산에틸 분획물로 in vitro 산화방지 실험을 한 결과 상대적으로 우수한 ABTS 라디칼 소거활성과 말론다이알데하이드 생성 억제효과를 나타내었다. 신경세포에 과산화수소로 유발시킨 산화 스트레스에 대한 뉴그린 아세트산에틸 분획물은 산화 스트레스의 생성을 억제하고 세포 생존율을 향상시킬 뿐만 아니라 신경 세포막 손상을 보호하는 것으로 나타났다. 이러한 효과를 나타내는 뉴그린 아세트산에틸 분획물의 주요 생리활성 물질을 확인하기 위해 가스크로마토그래프질량분석을 실시한 결과 퀸산, 페룰산 및 카페산이 존재하는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과를 바탕으로, 뉴그린 아세트산에틸 분획물은 우수한 산화방지 효과와 신경세포 보호효과를 나타냄에 따라, 퇴행성 신경질환과 같은 질병을 예방할 수 있는 천연물 유래의 기능성 소재로서의 활용가치가 있다고 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제17권2호통권82호
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• pp.167-173
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• 2007

생쥐 신경교세포 유래 신경영양인자 유도성 전사인자(mGIF)의 발현조절에 필요한 전사기작을 연구하기 위하여 mGIF cDNA를 탐침자로 이용하여 genomic clone을 분리하였다. 전체 유전자 13-kb 영역 중 전사개시점에서 4-kb 상류영역의 유전자 서열을 파악한 결과, 프로모터 영역에서 TATA box와 CAAT box는 발견할 수 없었으며 G+C content는 높은 것으로 나타났고 여러 개의 Sp1 전사인자 결합영역이 있었다. 또한 mGIF 유전자는 AP2 결합에 필요한 보존적 영역이 있었다. mGIF 유전자의 프로모터 영역의 단편들을 프로모터가 없는 pGL2-Basic 플라스미드의 luciferase 유전자의 상류에 연결하여 서로 다른 5종류의 결손 돌연변이체를 제조하고 NB41A3 세포주를 이용하여 전사활성을 측정하였다. Transient expression assays 결과, 모든 결손 돌연변이체에서 전사활성이 나타났으며 -213과 -129사이에 전사촉진 영역이 존재하며 -806과 -214사이에 전사억제 영역이 있는 것으로 나타났다. 신경세포주인 NB41A3과 신경교세포주인 C6 그리고 간세포주인 HepG2에서 mGIF 유전자 프로모터의 높은 활성이 관찰되었으며, 근육세포주인 C2C12에서는 낮은 활성이 관찰되었다. 따라서 mGIF 유전자는 조직특이적으로 발현하며 도파민 수용체 유전자와 구조적, 기능적 유사성이 있는 것을 알 수 있었다.

• 한국엔터테인먼트산업학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.539-548
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• 2019

복합호흡운동과 넙다리네갈래근의 신경근전기자극 치료가 중증 만성폐쇄성폐질환 환자들의 폐기능과 대뇌겉질 활성도에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 60~80세 중증 만성폐쇄성폐질환 환자 20명을 대상으로 실험군은 복합호흡운동과 넙다리네갈래근의 신경근전기자극을, 대조군은 복합호흡운동만을 실시하였다. 사전 검사로 폐기능과 대뇌겉질 활성도를 측정하였고, 중재는 6주 간, 주 4일, 1일 1회, 30분씩 각 집단에 시행한 후, 사후검사를 사전검사와 동일하게 재측정하였다. 그 결과 집단 내 폐기능 변화는 실험군과 대조군 모두 1초간 노력성 날숨량에서 유의한 차이가 있었고(p<.001)(p<.05), 집단 간 폐기능 변화 비교에서 1초간 노력성 날숨량의 변화는 유의한 차이가 있었다(p<.05). 집단 내 대뇌겉질의 영역 별 알파파 변화 비교에서는 Fp1, Fp2, F3, F4 영역에서 대조군과 실험군 모두 유의한 차이가 있었다(p<.01)(p<.05). 따라서 6주 동안의 복합호흡운동과 넙다리네갈래근의 신경근전기자극은 중증 만성폐쇄성폐질환들의 폐기능을 향상시키고, 대뇌겉질 활성도에서 앞이마부 영역의 알파파가 증가되어 긍정적인 호흡의 변화가 나타났음을 알 수 있었다. 따라서 중증의 만성폐쇄성폐질환 환자들에게 복합호흡운동 뿐만 아니라 부가적으로 넙다리네갈래근에 신경근전기자극을 병행하면 보다 좋은 치료적 효과를 볼 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2018년도 춘계학술발표회
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• pp.103-103
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• 2018

홍경천은 일반적으로 해발 2500~4500m에 자생하는 고원식물이다. 현재 중국에 알려진 홍경천의 종류는 대략 38종으로 알려져 있으며 이 가운데 10종이 보건식품으로 사용되어지고 있다. 중국 홍경천의 생육환경은 동북부지방, 서북부지방, 서남부지방으로 구분되어지고 있다. 이 가운데 동북부지방과 티베트 지방을 중심으로 한 서남부지방의 홍경천이 주로 많이 사용되어지고 있다. 이러한 홍경천은 극한의 생육환경으로 고산병 예방, 피로회복, 작업능력향상, 운동능력향상과 세균의 저항력향상, 진정작용과 강심작용, 조혈작용, 항산화작용등이 신경전달물질의 활동을 증진시키어서 스트레스 해소와 치매 및 인지력을 높여준다고 알려져 있다. 따라서 근무 능력을 향상 시킬 뿐만 아니라 수험생들의 집중력에도 좋은 효과를 나타내는걸로 보고되고 있다. 따라서 본 실험에서는 홍경천의 총 폴리페놀 함량과 항산화 활성을 조사했던 바, 홍경천의 잎과 뿌리에서 양호한 결과를 나타내었으며, 특히 항산화 작용은 뿌리와 잎 추출물에서 양호한 반응을 보였다. 또한 에탄올 추출물 보다 메탄올 추출물 처리구에서 더욱 더 양호한 항산화 활성을 나타났다. 이러한 결과들을 바탕으로 홍경천 추출액을 첨가시킨 요구르트를 만들어서 품질을 조사하였던 바 요구르트 성분, 품질과 보존성이 향상되는 것을 확인할 수 있었으며 항산화 활성도 양호한 반응을 보였다.

• 한국식품과학회지
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• 제51권4호
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• pp.379-392
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• 2019

본 연구에서는 갑주백목 에탄올 추출물(ethanolic extraction from Diospyros kaki (Gabjubaekmok))을 이용하여 in vitro 항산화 활성과 더불어 $A{\beta}$로 유도된 인지기능 저하를 갖는 마우스 모델에서 인지기능 및 뇌 신경세포 보호 효과를 검증하였다. 갑주백목 추출물은 양성대조군과 비교하여 우수한 ABTS 및 DPPH 라디칼 소거활성($IC_{50}=83.30$, $403.88{\mu}g/mL$) 및 MDA 생성 억제 활성($IC_{50}=62.10{\mu}g/mL$)을 보여주었고, in vitro 아세틸콜린 분해효소 억제 활성은 $312.82{\mu}g/mL$의 $IC_{50}$ 값을 나타내었다. 또한, MC-IXC 뇌 신경세포에 과산화수소를 처리하여 산화적 스트레스를 유발시킨 뇌 신경세포 사멸에 대해 보호 효과를 나타냈다. 갑주 백목 추출물의 인지기능 개선 효과를 확인하기 위하여 $A{\beta}$를 사용하여 인지기능 장애 마우스 모델을 수립하였으며, Y-미로, 수동 회피 및 Morris 수중 미로 실험과 같은 행동실험을 통해 인지 및 기억능력에 대한 개선 효과를 나타냈다. 이후 마우스 뇌조직에서의 아세틸콜린 함량의 증가 및 아세틸콜린 분해효소의 활성을 억제함으로써 cholinergic 시스템을 보호하였고, SOD, 환원형 GSH 및 MDA 함량 측정을 통해 항산화 시스템을 개선시켜줌을 확인하였다. 더불어 뇌 조직의 미토콘드리아에서 ROS의 생성 억제, MMP 보호 및 ATP 함량을 회복시켜주었으며, western blot 분석을 통해 $TNF-{\alpha}$와 같은 염증성 사이토카인을 억제시켜 줌으로써 면역반응에 관여하는 JNK의 인산화를 감소시키고 Akt 신호전달을 활성화시켜 세포자동 사멸화를 억제시키는 것으로 확인되었다. 마지막으로 HPLC 분석을 통해서 갑주백목의 주요 생리활성물질이 갈산으로 확인되었다. 이러한 결과를 종합하였을 때, 갑주백목 에탄올 추출물은 뇌 조직에서의 cholinergic 및 항산화 시스템 보호효과를 통해 $A{\beta}$ 처리에 대하여 학습 및 기억 능력을 개선 시킬 수 있는 천연 소재로서의 가능성뿐만 아니라 $A{\beta}$ 및 과산화수소로부터 유발된 산화적 스트레스의 환경에서 뇌신경세포를 보호함으로써 알츠하이머성 질환과 같은 퇴행성 뇌신경질환을 예방할 수 있는 고부가가치 건강기능식품 소재로서의 활용 가능성을 확인하였다.