• 생명과학회지
• /
• 제24권3호
• /
• pp.290-296
• /
• 2014

이 연구의 목적은 mice를 이용하여 elevated plus-maze (EPM) test와 hole-board test를 통해 quercetin의 잠재적인 항불안 작용을 확인하고자 함이다. Quercetin을 1.25, 2.5, 5나 10 mg/kg의 용량으로 각각 행동시험을 측정하기 1 시간 전에 ICR mice에 경구투여하였다. 대조군은 동일한 양의 10% Tween 80을 투여하였고 양성대조군으로 buspirone 2 mg/kg을 투여하였다. Quercetin을 단회 투여하여 EPM test를 실시한 결과, 5 mg/kg 용량에서 open arm에 머문 시간 및 진입한 횟수의 백분율이 control group과 비교하여 통계적으로 유의성 있게 증가하였다(p<0.05). 또한 quercetin을 투여하여 hole-board test를 실시한 결과, 5 mg/kg 용량에서 구멍에 머리를 넣은 횟수가 control group과 비교하여 통계적으로 유의성 있게 증가하였다(p<0.05). 또한 quercetin와 flumazenil ($GABA_A$ antagonist), WAY-100635 ($GABA_{A-{\rho}}$ antagonist) 또는 trans-4-aminocrotonic acid ($GABA_{A-{\rho}}$ agonist)를 병용투여하여 elevated plus-maze를 실험을 하여 신경계와의 관계를 확인한 결과, trans-4-aminocrotonic acid에서만 quercetin의 항불안 작용이 차단되었음을 확인 할 수 있었다. 결론적으로, 본 연구의 결과에서 quercetin이 elevated plus-maze 및 hole-board test, horizontal wire test, open field test를 통하여 locomotor activity 및 근육이완이나 진정 등의 부작용이 없으면서 우수한 항불안 작용을 가지는 소재라고 생각되며 이러한 작용이 특히 GABA 신경계와 관련이 있음을 시사하고 있다.

• 생명과학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.518-528
• /
• 2013

꿀풀과(Labiatae)에 속하는 황금(黃芩, S. baicalensis)은 한국, 중국, 몽골 및 시베리아 동부 등지에 분포하는 여러해살이 초본식물로서 예로부터 민간처방 약재로 사용되었으며, 한방에서는 뿌리 말린 것을 이질, 발열 및 황달의 치료제로 사용되고 있다. 또한 최근 연구에 따르면 황금 추출물은 항염증, 항당뇨, 항균, 항알레르기, 항바이러스, 항고혈압, 항산화 및 항암 효능을 가지는 것으로 알려져 있으나 신세포암에서의 항암효능 및 분자생물학적 기전에 대해서는 명확히 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 인체 신세포암 Caki-1 세포에서 황금 에탄올 추출물(ethanol extract of S. baicalensis, EESB)이 유발하는 항암효과 및 항암기전을 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면 EESB 처리에 의한 Caki-1 세포의 증식억제는 apoptosis 유발과 밀접한 연관이 있었으며, 이는 DR4 Fas ligand 및 Bax 단백질의 발현 증가와 Bid, XIAP 및 cIAP-1의 발현 억제와 관련이 있었다. EESB는 또한 미토콘드리아의 기능 손상과 caspase-3의 기질단백질인 PARP, ${\beta}$-catenin 및 $PLC{\gamma}$-1 단백질의 단편화를 유발하였다. 그러나 EESB 처리에 의하여 유발되었던 apoptosis가 pan-caspases inhibitor인 z-VED-fmk를 이용하여 caspases의 활성을 억제하였을 경우 현저하게 감소되어, EESB에 의한 apoptosis 과정에 caspase의 활성 증대가 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과들은 황금의 항암작용을 이해하는데 중요한 자료가 될 것이고 나아가 향후 수행될 추가 실험을 위한 기초 자료로서 그 가치가 매우 높을 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
• /
• 제23권7호
• /
• pp.913-918
• /
• 2013

해조류 유래 유용성분 추출을 위한 초음파 추출법의 적용성을 검토하였다. 동결건조한 감태 분말로부터 열수($65^{\circ}C$), 물($24^{\circ}C$), 50% 에탄올 및 100% 에탄올 뿐만 아니라 초음파 추출을 수행하여, 추출물을 제조하였다. 추출물의 페놀성 화합물 함량, DPPH 라디칼 소거 활성 및 tyrosinase 저해 활성을 분석하고, 초음파 추출과 전통적인 추출법의 차이를 비교하였다. 초음파 추출에 의한 감태 추출물의 페놀성 화합물의 함량(142.80 mg/g)은 열수 추출물의 페놀성 화합물 함량(10.03 mg/g)의 약 14배 이상 높았다. 열수 추출물에 비해 초음파 추출물의 DPPH 라디칼 소거 활성은 약 4배, tyrosinase 저해 활성은 약 14배 이상 높은 것으로 나타났다. 특히 초음파 추출법에 의한 추출물에서의 페놀성 화합물 함량과 DPPH 라디칼 소거활성 및 페놀성 화합물 함량과 tyrosinase 저해 활성간의 상관관계가 매우 높은 것(각각 $R^2$=99.47 및 99.99)으로 나타났다. 이상의 결과는 전통적인 용매 추출법보다 초음파 추출법이 감태의 유용성분 추출에 더 적합함을 의미한다.

• 생명과학회지
• /
• 제23권10호
• /
• pp.1280-1287
• /
• 2013

열대아시아 원산의 다년생 초본 생강의 주성분인 [6]-gingerol은 항산화 및 항염증 등의 특성이 잘 알려져 있지만 cerulein 유도 급성췌장염에서의 자가분해 관련 유전자 발현 조절과 항산화 효소 활성에 대한 연구는 거의 없다. 본 연구에서는 cerulein 유도 급성췌장염 동물모델에서 [6]-gingerold의 자가분해 조절과 항산화 작용을 조사하였다. 급성췌장염 유발 전 4일 동안 [6]-gingerol (0.1 mg/20 g mouse/day)을 경구투여 한 후 $50{\mu}g/kg$ cerulein을 복강주사로 급성 췌장염을 유도하였다. 그 결과 혈중 ${\alpha}$-amyase 활성, 자가분해 표적 유전자(Beclin-1 및 cleaved LC3-II)의 발현, 지질과산화는 [6]-gingerol 투여군에서 유의적으로 감소하였으며, 항산화지표 효소인 SOD와 GSH-Px 활성은 [6]-gingerol 투여군에서 유의적으로 증가하였다. 이상의 결과들은 천연식물소재 생강의 유효성분 중 하나인 [6]-gingerol이 cerulein 유도 급성 췌장염에서 자가분해 조절과 감소된 항산화효소 활성을 강화하는 효과를 나타내므로 생강이 급성췌장염의 예방과 치료에 대한 기능성 식품소재로 그 활용이 매우 높을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.602-608
• /
• 2013

만성적인 염증이 다단계 발암과정에서 다면적인 역할을 하고 있음은 이미 잘 알려진 사실이다. 치주 질환의 원인은 구강 박테리아에서 분비되는 내독소들과 염증 유발인자들의 생성 등이 관여하는 다양한 요인들을 포함하며, 이는 잘못된 구강 위생 관리가 신체의 여러 가지 전신병적 원인과 연관되어 있음을 의미한다. 비위생적인 구강 상태와 연관된 만성 염증, 흡연, 알콜 섭취의 증가 등은 암의 발병 위험 요소로 작용함은 명확한 사실이다. 최근에는 구강 위생과 치아 손실이 위장관암, 폐암 및 췌장암 뿐만 아니라 혈구암 발병 증가와 직접적인 연관성이 있음이 밝혀졌다. 또한 흡연은 악성 질환 발병의 위험 요소로서 구강 위생의 강력한 위해요인임은 명백하며, 역학적 조사결과들에 의하면 구강 박테리아에 의한 치주 질환은 만성 염증을 통하여 흡연과 알콜 연관 발암원을 활성시킴으로서 다양한 암의 발병 위험 요소를 증가시킬 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 암 뿐만 아니라 다른 다양한 질환의 예방을 위한 적절한 구강 관리는 필수적이다. 본 논문에서는 암예방을 위한 악성질환의 위해 요소로서 염증과 치주질환 및 구강 위생과의 연관성을 논하였다.

• 생명과학회지
• /
• 제23권10호
• /
• pp.1252-1259
• /
• 2013

인간 암세포의 생육에 미치는 혈전용해효소(BK-1)의 영향을 조사하기 위해, 세포증식, 생존력, 형태변화 및 apoptosis 유도 등을 포함한 여러 가지 생화학적 실험을 하였다. 그 결과, AGS 인간 위장 암세포 및 T24 인간 방광 암세포상에의 BK-17 처리는 그 암세포들의 생존력 및 생율을 농도의존적 방법으로 감소시켰다. 현미경 관찰은, BK-17 처리에 의한 항 생육 효과는 막 수축, 세포의 rounding up, apoptotic bodies와 같은 형태학적 변화를 나타내었다. 특히, RT-PCR과 Western blotting data는, BK-17 처리가 항 apoptosis Bcl-2 군들 특히 Bcl-2, and $Bcl-X_L$의 down-regulation 그리고 AGS 세포에서, apoptosis 촉진 매개체 Bax와 Bad의 up-regulation를 유도했다는 것을 보여주었다. BK-17에 의해 유도된 AGS 세포의 apoptosis는 caspase-3, caspase-8 그리고 caspase-9의 단백질가수분해 활성과 관련이 있었다. 이상의 결과를 볼 때, BK-17은 apoptotic cell death의 유도와 밀접한 관련이 있다는 것을 보여주고 있다.

• 생명과학회지
• /
• 제23권5호
• /
• pp.622-628
• /
• 2013

본 연구에서는 마늘에서 유래된 생리활성 물질인 diallyl trisulfide (DATS) 처리에 따른 U937 인체혈구암세포의 증식억제가 apoptosis 및 cell cycle arrest 유발과 관련이 있는지 조사하였다. U937 세포증식은 DATS에 의해 농도 및 시간 의존적으로 감소함을 확인 하였고, 이는 apoptosis에 의한 직접적인 세포죽음과 CDK1 및 cyclin B1의 발현 증가 및 histone H3의 인산화와 연관된 mitotic arrest와 관련이 있음을 알 수 있었다. 또한 DATS 처리 초기에 reactive oxygen species (ROS)의 생성이 매우 증가되었으나, ROS scavenger (N-acetyl-l-cysteine)에 의한 인위적 ROS 생성의 억제는 DATS에 의한 apoptosis 및 mitotic arrest를 완벽하게 차단시켰다. 이는 U937 세포에서 DATS에 의해 유도된 apoptosis 및 mitotic arrest가 ROS에 의해 매개된다는 것을 의미하며, 본 연구의 결과는 DATS가 인체혈구암세포에서 세포증식억제와 관련된 항암기전을 이해할 수 있는 기초자료로서 매우 유용하게 사용될 것이라 생각된다.

• 한국습지학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.286-294
• /
• 2020

본 연구는 복합생태농업을 수행하고 있는 유기농 논에서 제공하는 쌀 생산 및 다양한 생태계서비스를 경제적으로 평가하고자 하였다. 또한 복합생태농업을 위한 유기논의 구조에 따른 경제성을 평가하여 쌀 생산 농가의 소득증대와 생태계서비스 증진을 위한 안정적인 구조를 찾고자 수행하였다. 복합생태계 농업 유형에 따른 생태계서비스 기능별 기대효과 분석결과, 일반 관행논은 양서파충류, 수서곤충, 조류서식처, 체험/생태교육, 식생다양성 등 생물다양성이 지속적으로 낮아지는 영향을 미칠 것으로 평가되었다. 반면 유기 논습지 및 복합생태 논습지의 생물다양성은 높아지는 것으로 평가되었다. 경제적 가치를 평가한 결과, 일반 관행 논습지와 유기 논습지에 비해 어류 생산을 위한 둠벙의 면적이 증가할수록 쌀 생산량은 줄어드나 어류의 생산량은 증가하여 총 소득은 증가하는 것으로 분석되었다. 더불어 향후 생태계서비스 기능 가치를 평가한다면 더욱 증가 할 것으로 판단되어진다. 이와 같은 연구결과를 활용하여 쌀 산업의 공급과잉 문제해결, 안전적인 농가 소득보전, 지속 가능한 농업, 생태계서비스 기능 향상을 위한 기초자료로 활용되길 기대한다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제59권1호
• /
• pp.45-55
• /
• 2017

Climate change causes changes in rainfall patterns, temperature and drought frequency. Climate change impact influences on water management and crop production. It is critical issue in agricultural industry. Rice is a staple cereal crop in South Korea and Korea uses a ponding system for its paddy fields which requires a significant amount of water. In addition, water supply has inter-relationship with crop production which indicates water productivity. Therefore, it is important to assess overall impacts of climate change on water resource and crop production. A water footprint concept is an indicator which shows relationship between water use and crop yield. In addition, it generally composed of three components depending on water resources: green, blue, grey water. This study analyzed the change trend of water footprint of paddy rice under the climate change. The downscaled climate data from HadGEM3-RA based on RCP 8.5 scenario was applied as future periods (2020s, 2050s, 2080s), and historical climate data was set to base line (1990s). Depending on agro-climatic zones, Suwon and Jeonju were selected for study area. A yield of paddy rice was simulated by using FAO-AquaCrop 5.0, which is a water-driven crop model. Model was calibrated by adjusting parameters and was validated by Mann-Whitney U test statistically. The means of water footprint were projected increase by 55 % (2020s), 51 % (2050s) and 48 % (2080s), respectively, from the baseline value of $767m^2/ton$ in Suwon. In case of Jeonju, total water footprint was projected to increase by 46 % (2020s), 45 % (2050s), 12 % (2080s), respectively, from the baseline value of $765m^2/ton$. The results are expected to be useful for paddy water management and operation of water supply system and apply in establishing long-term policies for agricultural water resources.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
• /
• 제19권3호
• /
• pp.219-228
• /
• 2015

Excessive microglial activation and subsequent neuroinflammation lead to synaptic loss and dysfunction as well as neuronal cell death, which are involved in the pathogenesis and progression of several neurodegenerative diseases. Thus, the regulation of microglial activation has been evaluated as effective therapeutic strategies. Although dieckol (DEK), one of the phlorotannins isolated from marine brown alga Ecklonia cava, has been previously reported to inhibit microglial activation, the molecular mechanism is still unclear. Therefore, we investigated here molecular mechanism of DEK via extracellular signal-regulated kinase (ERK), Akt and nicotinamide adenine dinuclelotide phosphate (NADPH) oxidase-mediated pathways. In addition, the neuroprotective mechanism of DEK was investigated in microglia-mediated neurotoxicity models such as neuron-microglia co-culture and microglial conditioned media system. Our results demonstrated that treatment of anti-oxidant DEK potently suppressed phosphorylation of ERK in lipopolysaccharide (LPS, $1{\mu}g/ml$)-stimulated BV-2 microglia. In addition, DEK markedly attenuated Akt phosphorylation and increased expression of $gp91^{phox}$, which is the catalytic component of NADPH oxidase complex responsible for microglial reactive oxygen species (ROS) generation. Finally, DEK significantly attenuated neuronal cell death that is induced by treatment of microglial conditioned media containing neurotoxic secretary molecules. These neuroprotective effects of DEK were also confirmed in a neuron-microglia co-culture system using enhanced green fluorescent protein (EGFP)-transfected B35 neuroblastoma cell line. Taken together, these results suggest that DEK suppresses excessive microglial activation and microglia-mediated neuronal cell death via downregulation of ERK, Akt and NADPH oxidase-mediated pathways.