• Archives of Pharmacal Research
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• 제28권3호
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• pp.249-268
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• 2005

Drug metabolizing enzymes (DMEs) play central roles in the metabolism, elimination and detoxification of xenobiotics and drugs introduced into the human body. Most of the tissues and organs in our body are well equipped with diverse and various DMEs including phase I, phase II metabolizing enzymes and phase III transporters, which are present in abundance either at the basal unstimulated level, and/or are inducible at elevated level after exposure to xenobiotics. Recently, many important advances have been made in the mechanisms that regulate the expression of these drug metabolism genes. Various nuclear receptors including the aryl hydrocarbon receptor (AhR), orphan nuclear receptors, and nuclear factor-erythoroid 2 p45-related factor 2 (Nrf2) have been shown to be the key mediators of drug-induced changes in phase I, phase II metabolizing enzymes as well as phase III transporters involved in efflux mechanisms. For instance, the expression of CYP1 genes can be induced by AhR, which dimerizes with the AhR nuclear translocator (Arnt) , in response to many polycyclic aromatic hydrocarbon (PAHs). Similarly, the steroid family of orphan nuclear receptors, the constitutive androstane receptor (CAR) and pregnane X receptor (PXR), both heterodimerize with the ret-inoid X receptor (RXR), are shown to transcriptionally activate the promoters of CYP2B and CYP3A gene expression by xenobiotics such as phenobarbital-like compounds (CAR) and dexamethasone and rifampin-type of agents (PXR). The peroxisome proliferator activated receptor (PPAR), which is one of the first characterized members of the nuclear hormone receptor, also dimerizes with RXR and has been shown to be activated by lipid lowering agent fib rate-type of compounds leading to transcriptional activation of the promoters on CYP4A gene. CYP7A was recognized as the first target gene of the liver X receptor (LXR), in which the elimination of cholesterol depends on CYP7A. Farnesoid X receptor (FXR) was identified as a bile acid receptor, and its activation results in the inhibition of hepatic acid biosynthesis and increased transport of bile acids from intestinal lumen to the liver, and CYP7A is one of its target genes. The transcriptional activation by these receptors upon binding to the promoters located at the 5-flanking region of these GYP genes generally leads to the induction of their mRNA gene expression. The physiological and the pharmacological implications of common partner of RXR for CAR, PXR, PPAR, LXR and FXR receptors largely remain unknown and are under intense investigations. For the phase II DMEs, phase II gene inducers such as the phenolic compounds butylated hydroxyanisol (BHA), tert-butylhydroquinone (tBHQ), green tea polyphenol (GTP), (-)-epigallocatechin-3-gallate (EGCG) and the isothiocyanates (PEITC, sul­foraphane) generally appear to be electrophiles. They generally possess electrophilic-medi­ated stress response, resulting in the activation of bZIP transcription factors Nrf2 which dimerizes with Mafs and binds to the antioxidant/electrophile response element (ARE/EpRE) promoter, which is located in many phase II DMEs as well as many cellular defensive enzymes such as heme oxygenase-1 (HO-1), with the subsequent induction of the expression of these genes. Phase III transporters, for example, P-glycoprotein (P-gp), multidrug resistance-associated proteins (MRPs), and organic anion transporting polypeptide 2 (OATP2) are expressed in many tissues such as the liver, intestine, kidney, and brain, and play crucial roles in drug absorption, distribution, and excretion. The orphan nuclear receptors PXR and GAR have been shown to be involved in the regulation of these transporters. Along with phase I and phase II enzyme induction, pretreatment with several kinds of inducers has been shown to alter the expression of phase III transporters, and alter the excretion of xenobiotics, which implies that phase III transporters may also be similarly regulated in a coordinated fashion, and provides an important mean to protect the body from xenobiotics insults. It appears that in general, exposure to phase I, phase II and phase III gene inducers may trigger cellular 'stress' response leading to the increase in their gene expression, which ultimately enhance the elimination and clearance of these xenobiotics and/or other 'cellular stresses' including harmful reactive intermediates such as reactive oxygen species (ROS), so that the body will remove the 'stress' expeditiously. Consequently, this homeostatic response of the body plays a central role in the protection of the body against 'environmental' insults such as those elicited by exposure to xenobiotics.

• 생명과학회지
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• 제21권4호
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• pp.561-567
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• 2011

염증반응의 중요한 작용인자로 알려진 nitric oxide (NO) 저해율에 대한 24종 천연물 추출물의 효과를 $25\;{\mu}g/ml$의 농도에서 검색해 본 결과, 다른 추출물에 비해 가자, 라벤더, 강향이 우수한 효과를 나타냈다. 하지만 강향은 세포 생존율이 $52.67{\pm}5.66%$인 것으로 보아 세포독성으로 인해 NO 저해율이 높게 나타난 것으로 보여 지므로 농도를 낮춰 다음 실험을 진행하였다. 농도별 NO생성능을 측정해본 결과. 최고농도인 $100\;{\mu}g/ml$에서 가자와 라벤더는 NO 생성량이 20-30%로 감소하였으며, 강향은 $10\;{\mu}g/ml$에서 NO 생성량이 약 30%로 다른 시료에 비해 낮은 농도에서 높은 저해활성을 나타내었다. RAW 264.7 세포주에 LPS와 각각의 시료를 처리하여 염증을 유발한 후 염증인자인 NO의 생성, 그리고 proinflammatory cytokines인 TNF-${\alpha}$의 생성량을 측정한 결과, 강향 추출물은 낮은 농도에서 높은 저해활성을 나타내, LPS로 유도된 염증 인자들을 효과적으로 감소시키는 것으로 나타났다. 각각의 총 폴리페놀 함량은 가자 $616\;{\mu}g/mg$, 라벤더 $73.98\;{\mu}g/mg$, 강향 $161.82\;{\mu}g/mg$으로 세 가지 추출물 모두 높은 함량을 지내고 있었으며, 특히 가자 추출물의 폴리페놀 함량은 매우 높았다. 플라보노이드 함량은 가자 $96.13\;{\mu}g/mg$, 라벤더 $11.77\;{\mu}g/mg$, 강향 $41.21\;{\mu}g/mg$으로 또한 가자 추출물이 가장 높은 함량을 나타내었다. 각각의 $RC_{50}$값은 가자 $2.09\;{\mu}g/ml$, 라벤더 $17.25\;{\mu}g/ml$, 강향 $6.31\;{\mu}g/ml$로 나타났으며 세 가지 시료 모두 낮은 $RC_{50}$값으로 DPPH radical 소거능이 우수하였다. 특히 가자는 천연항산화제인 ascorbic acid ($1.57\;{\mu}g/ml$)와 비슷한 $RC_{50}$값을 나타내 뛰어난 효과로 보여 진다.

• 대한화장품학회지
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• 제37권3호
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• pp.199-210
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• 2011

본 연구는 항염증 효능을 가지는 한방처방제 휘발성 향기추출물을 이용하여 염증질환 치료 한방화장품 기능성 소재를 개발하고자 하였다. 먼저 전보에서 항염증 효능이 있는 것으로 알려진 천궁, 당귀, 박하 및 애엽을 비롯하여 5가지 생약(적작약, 숙지황, 황금, 인삼 및 감초)으로 구성된 4가지 한방처방제(HH-1: 천궁, 당귀, 적작약, 숙지황, HH-2: 천궁, 당귀, 적작약, 숙지황, 황금, 인삼, 감초, HH-3: 천궁, 당귀, 박하, 애엽, HH-4: 천궁, 당귀, 박하, 애엽, 황금, 인삼, 감초)를 선정한 후 연속수증기증류법(simultaneous steam distillation extraction, SDE)을 이용하여 추출한 휘발성 향기추출물의 항산화 및 항염증 활성을 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) 및 soybean lipoxygenase (SLO)를 이용하여 각각 측정한 결과, HH-2가 다소 높은 항산화 활성뿐 아니라 SLO 저해활성이 가장 높게 나타났다. 따라서 항염증 활성이 강한 HH-2의 항염증 효능을 보다 상세하게 확인하기 위해 lipopolysaccharide (LPS) 유발한 RAW 264.7 세포를 이용하여 염증 유발매개인자인 nitric oxide (NO)와 prostaglandin $E_2$ ($PGE_2$) 및 interleukin-6 (IL-6) 생성 억제효과를 측정한 결과, HH-2가 강한 NO 생성 억제 효과뿐 아니라 $PGE_2$ 및 IL-6를 강하게 억제하여 우수한 항염증 활성을 나타내었다. 항염증 활성이 높은 HH-2의 휘발성향기성분을 GC-MS로 분석한 결과, eugenol, paeonol, butyl phthalide, ${\beta}$-eudesmol 및 butylidene dihydrophthalide로 확인되었다. 이러한 연구결과로부터 항산화뿐만 아니라 항염증활성이 높은 HH-2를 피부노화 및 염증질환 치료용 한방화장품의 기능성 소재 개발 가능성을 확인하였다.

• Journal of Oral Medicine and Pain
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• 제32권2호
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• pp.137-150
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• 2007

피톤치드란 '산림향' 이라고 부르는, 나무가 갖는 특유의 향을 발산하는 휘발성 화학물질로서, 우리 몸을 쾌적하게 해 줄 뿐만 아니라 항균, 방충, 소취 등 다양한 기능을 가지고 있다. 치주질환과 구취를 유발시키는 중요한 원인균인 P. gingivalis에 대한 피톤치드의 항균효과와 항균작용을 연구하기 위하여, 편백 피톤치드와 함께 P. gingivalis 2561을 배양한 후 P. gingivalis 2561의 성장정도, 생존력 및 형태적, 분자생물학적 변화를 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 피톤치드는 P. gingivalis에 매우 강한 항균력을 보였고, 이 항균력은 살균작용에 의한 것으로 나타났다. P. gingivalis에 대한 피톤치드의 최소억제농도는 0.008%, 최소살균농도는 0.01%로 결정되었다. 2. 피톤치드와 함께 배양된 P. gingivalis는 ampicillin, cefatoxime, penicillin, tetracycline에 대한 감수성이 변하지 않았으나 amoxicillin에 대한 감수성은 증가하였다. 3. 피톤치드와 같이 배양된 P. gingivalis를 투과전자현미경으로 관찰한 결과, 핵이 뚜렷해지고 전자밀도가 높은 과립이 증가하였고 리보솜이 세포질 가장 자리로 분포하였으며, 피톤치드 양이 증가할 수록 유령세포, 특히 소포가 특징적으로 크게 증가하였다. 4. RT-PCR 분석 결과, 피톤치드는 P. gingivalis의 superoxide dismutase의 발현을 억제하는 것으로 나타났다. 5. SDS-PAGE와 immunoblot 분석 결과, 피톤치드는 P. gingivalis의 단백질 발현에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 이상의 결과로 미루어 피톤치드는 P. gingivalis에 대해 강한 항균효과를 갖고 있으며 이것은 살균작용에 의한 것으로 판단된다. 즉, 피톤치드는 단백질 발현에는 영향을 미치지 못하지만 P. gingivalis의 항산화물질 생산능력을 감소시키거나 아직 밝혀지지 않은 기전을 통해 스트레스 상황을 유도하여 생존능력을 억제하여 결과적으로 세균세포의 구조적 형태 변화와 함께 사멸을 유도하는 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제32권1호
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• pp.1-10
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• 2022

비자나무는 한반도 남부지역과 제주도에 자생하고 있으며 식용으로 이용이 가능하며, 전통적으로 구충 빛 변비 예방의 목적으로 사용되어 왔었다. 그러나 항산화 활성에 대한 연구는 보고되어 왔지만 항당뇨 활성에 대한 연구는 제대로 이루어지지 않고 있다. 새로운 당뇨 치료제로서 천연물은 독성의 염려가 낮고 매우 오랫동안 사용되어 왔기 때문에 약물에 대한 안전성의 장점이 있다. 식용 및 한방 재료로 사용되고 있는 비자나무는 지금까지 살충 및 항균성에 대해 보고되어 왔으나 항당뇨에 관한 연구는 이루어진 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 비자나무 추출물의 항당뇨 효과를 조사하고 그 특성을 조사하였다. 먼저, 비자나무의 과육과 종자를 메탄올로 각각 추출한 후, 항당뇨 활성과 관련된 α-glucosidase와 protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B)에 대한 저해활성을 포함한 다양한 생리활성을 조사하였다. 그 결과, 비자나무의 종자 추출물에서 항당뇨활성을 나타내는 α-glucosidase와 PTP1B 효소에 대한 억제 효능이 높게 나타났으며, 특히 과육에 비해 종자 추출물이 각각 14.5배, 4.3배 높은 저해활성을 보였다. 또한 비자나무의 과육 추출물의 pH와 열 안정성 테스트를 수행한 결과로, 활성 물질은 산, 알카리 조건과 고온의 조건에서 안정한 저해활성을 보였다. 비자 과육의 메탄올 추출물을 한외 여과(ultrafiltration)한 결과, 항당뇨 활성물질은 분자량이 300 kDa 이상에 해당하였고 Diaion HP-20 수지에 대한 흡착능을 조사한 결과, 50-100% 메탄올 조건에서 항당뇨 활성물질이 용출되었다. 따라서 비자나무 종자의 메탄올 추출물로부터 buthanol 추출, 한외 여과, Diaion HP-20 컬럼 크로마토그래피를 통해 비자나무의 항당뇨 활성 물질의 분리, 정제를 시도하였다. 따라서 비자나무 종자 추출물의 인슐린 저항성에 대한 개선 효과에 대한 추가 연구를 통해 천연물 유래 당뇨병 예방 및 치료용 조성물로서의 가능성을 보여주었다.