• Molecules and Cells
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• 제46권4호
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• pp.245-255
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• 2023

This study aimed to exploring the pathophysiological mechanism of 7α,25-dihydroxycholesterol (7α,25-DHC) in osteoarthritis (OA) pathogenesis. 7α,25-DHC accelerated the proteoglycan loss in ex vivo organ-cultured articular cartilage explant. It was mediated by the decreasing extracellular matrix major components, including aggrecan and type II collagen, and the increasing expression and activation of degenerative enzymes, including matrix metalloproteinase (MMP)-3 and -13, in chondrocytes cultured with 7α,25-DHC. Furthermore, 7α,25-DHC promoted caspase-dependent chondrocyte death via extrinsic and intrinsic pathways of apoptosis. Moreover, 7α,25-DHC upregulated the expression of inflammatory factors, including inducible nitric oxide synthase, cyclooxygenase-2, nitric oxide, and prostaglandin E₂, via the production of reactive oxygen species via increase of oxidative stress in chondrocytes. In addition, 7α,25-DHC upregulated the expression of autophagy biomarkers, including beclin-1 and microtubule-associated protein 1A/1B-light chain 3 via the modulation of p53-Akt-mTOR axis in chondrocytes. The expression of CYP7B1, caspase-3, and beclin-1 was elevated in the degenerative articular cartilage of mouse knee joint with OA. Taken together, our findings suggest that 7α,25-DHC is a pathophysiological risk factor of OA pathogenesis that is mediated a chondrocyte death via oxiapoptophagy, which is a mixed mode of apoptosis, oxidative stress, and autophagy.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권2호
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• pp.358-366
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• 2024

The lactic acid bacteria, including Latilactobacillus sakei and Latilactobacillus curvatus, have been widely studied for their preventive and therapeutic effects. In this study, the underlying mechanism of action for the antioxidant and immunostimulatory effects of two strains of heat-treated paraprobiotics was examined. Heat-treated L. sakei KU15041 and L. curvatus KU15003 showed higher radical scavenging activity in both the 2-azinobis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS) and 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl (DPPH) assays than the commercial probiotic strain LGG. In addition, treatment with these two strains exhibited immunostimulatory effects in RAW 264.7 macrophages, with L. curvatus KU15003 showing a slightly higher effect. Additionally, they promoted phagocytosis and NO production in RAW 264.7 cells without any cytotoxicity. Moreover, the expression of tumor necrosis factor-α, interleukin (IL)-1β, and IL-6 was upregulated. These strains resulted in an increased expression of inducible nitric oxide synthase and cyclooxygenase-2. Moreover, the nuclear factor-κB and mitogen-activated protein kinase signaling pathways were stimulated by these strains. These findings suggest the potential of using L. sakei KU15041 and L. curvatus KU15003 in food or by themselves as probiotics with antioxidant and immune-enhancing properties.

• 생명과학회지
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• 제23권11호
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• pp.1397-1403
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• 2013

괴각(Fructus Sophorae)은 회화나무(Styphnolobium japonicum L.)의 열매를 건조한 것으로 전통 한의학에서 널리 사용되는 약재 중의 하나이다. 본 연구에서는 murine RAW 264.7 대식세포 모델을 이용하여 괴각 추출물 (Fructus Sophorae extracts, FSE)이 면역 조절능에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위한 대식세포 활성과 연관된 면역 반응 parameter로서 prostaglandin $E_2$ ($PGE_2$)와 tumor necrotic $factor-{\alpha}$ ($TNF-{\alpha}$)의 생성에 미치는 FSE의 영향을 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면 FSE는 대식세포의 활성을 유도하였고, $PGE_2$ 및 $TNF-{\alpha}$의 생성을 촉진하였으며, 이는 cyclooxygenase-2 (COX-2)와 $TNF-{\alpha}$ 유전자의 전사 및 번역 수준에서의 활성화와 연관성이 있었다. 또한 FSE 처리에 의하여 다양한 종류의 cytokine 발현의 증가를 cytokine array 분석을 통하여 확인하였으며, RAW 264.7 대식세포의 활성화에는 mitogen-activated protein kinases (MAPKs) 및 phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K)/Akt 경로 활성화가 연관되어 있음을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 괴각 추출물이 면역 증강제로서의 개발 가능성이 매우 높음을 시사한다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제66권
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• pp.447-454
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• 2023

인간이 살아가는 환경에는 인체에 침입하여 건강한 삶을 영위하는 것을 방해하는 다양한 항원들이 존재하며, 면역 체계는 복잡한 기전을 통하여 이를 인식하고 제거한다. 대식세포는 선천 면역체계에 관연하는 면역세포로 체내 널리 분포하고 있으며, inducible nitric oxide synthase로 유도된 산화질소, cyclooxygenase-2로 유도된 prostaglandin E2 그리고 tumor necrosis factor-alpha 등의 전염증성 사이토카인 같은 다양한 면역 조절 물질을 생산한다. 흰점박이꽃무지유충은 미래 식량 수급 문제에 대한 대안으로 등장한 식용 곤충의 일종으로, 기존 mitogen activated protein kinases 및 nuclear factor-kappa B (NF-κB) 신호전달 경로를 경유하는 RAW264.7 대식세포의 활성화를 통한 면역 조절 효과가 보고되었다. 본 연구에서는 RAW264.7 세포에서 흰점박이꽃무지유충 추출물에 의해 유도된 면역 조절 물질의 발현이 toll-like receptor 4, mitogen activated protein kinases 및 nuclear factor-kappa B 신호전달 경로의 약리학적 억제제에 의해 어떻게 변화되었는지 확인하였다. 그 결과, 흰점박이꽃무지유충 처리에 의해 증가된 면역 조절 물질의 발현이 c-Jun N-terminal kinase (JNK) 억제제 및 NF-κB 억제제 처리에 의해 감소하는 것을 확인하였다. 또한, toll-like receptor 4(TLR4) 억제제 처리에 의해서는 흰점박이꽃무지유충 추출물 처리에 의해 증가된 면역 조절 물질의 발현과 JNK 및 NF-κB의 인산화 감소를 확인하였다. 우리의 이러한 연구는 흰점박이꽃무지유충이 TLR4-JNK/NF-κB 신호전달의 관여에 의해 RAW264.7 세포를 활성화하는 것을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1437-1444
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• 2017

본 연구에서는 갈조류인 큰열매모자반 에탄올 추출물(Ethanol extract of Sargassum Macrocarpum, EESM)의 항염증 활성을 조사하였다. Lipopolysaccharide (LPS)로 염증이 유도된 RAW 264.7 대식세포에서 EESM에 의한 항염증 효과를 조사한 결과 EESM은 nitric oxide (NO)와 prostaglandin $E_2$ ($PGE_2$)의 분비를 억제하는 결과를 보였고, 이는 inducible NO synthase (iNOS)와 cyclooxygenase-2 (COX-2)의 발현 역시 억제하였다. 또한 전염증성 사이토카인인 tumor necrosis factor-alpha ($TNF-{\alpha}$)와 interleukin 1 beta ($IL-1{\beta}$)의 발현도 억제하였다. 이러한 염증반응이 어떤 신호경로를 통해 일어나는지 알아보기 위해 nuclear factor kappa B ($NF-{\kappa}B$), phosphoinositide-3-kinase (PI3K)/Akt 그리고 mitogen-activated protein kinases (MAPKs) 신호전달 경로를 조사한 결과 EESM에 의해 $NF-{\kappa}B$가 세포질에서 핵으로 이동과 Akt 단백질의 인산화가 억제되었고 MAPK에 속하는 kinase 중 ERK의 단백질 인산화가 억제되었다. 따라서 EESM이 $NF-{\kappa}B$ 신호계를 포함한 PI3K/Akt 및 MAPK/ERK 신호경로를 동시에 관여하고 있음을 알 수 있었다. 또한 heme oxygenase-1 (HO-1)과 그 전사 인자인 nuclear factor-E2-related factor 2 (Nrf2)의 단백질 발현에 미치는 영향을 분석한 결과 EESM에 의해 HO-1 및 Nrf2의 발현이 증가됨을 보였다. 본 연구 결과 EESM은 높은 항염증 활성을 갖는 것으로 확인되였으며 향후 잠재적인 기능성 소재로서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제28권11호
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• pp.1361-1368
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• 2018

염증은 인체에서 가장 흔히 나타나는 증상으로 조직이 손상되면 염증 반응이 발생하고 염증 부위에서 혈관 확장과 혈류가 증가하여 부종이 생긴다. Lipopolysaccharide (LPS)는 Toll-like receptor 4에 의해 인식되고 염증 반응을 일으킨다. 열로 사멸시킨 Enterococcus faecalis 사균체(EF-2001)는 면역 조절 및 예방 활동을 하는 것으로 사전 보고되었고, 항 종양 효과가 있다고 보고되었지만 염증에 미치는 영향에 대해서는 지금까지 연구되지 않았다. 본 연구에서는 LPS에 의한 대식세포 염증 반응에 대한 EF-2001의 효과에 대해 연구하였다. 연구결과에서 EF-2001은 LPS에 의해 유도된 산화 질소의 생성을 감소시켰다. 우리는 EF-2001의 세포 독성이 있는지 확인했으며, 산화 질소의 감소는 세포독성에 의한 것이 아님을 확인하였다. 또한 이러한 EF-2001의 항염증 효과에 대한 분자기전을 연구하였다. LPS에 의한 유도된 iNOS와 COX-2의 발현은 EF-2001에 의해 감소되었다. 더해진 분자기작 분석에서 EF-2001은 LPS로 유도된 ERK, JNK 및 p38 인산화를 농도 의존적으로 억제하였다. 더해진 실험에서 EF-2001은 Akt 인산화를 억제하고 $NF-{\kappa}B$ 억제제인 $I{\kappa}B$ 단백질 발현을 증가시켰다. 또한, EF-2001은 p65의 핵으로의 이동을 억제함을 알수 있었다. 따라서, 이러한 결과는 EF-2001이 항염증 효과를 가지며 염증 질환 치료에 유용 할 수 활용될 수 있음을 시사한다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권2호
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• pp.181-187
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• 2016

본 연구에서는 홍조류인 꽃지누아리 에탄올 추출물(GIHEE)의 항염증 활성을 확인하기 위해 LPS로 활성화된 RAW 264.7 세포로부터 분비되는 염증매개성 물질들의 발현량 억제를 관찰하여 추출물의 항염증 활성을 탐색하고자 하였다. 그 결과 GIHEE 50 및 $100{\mu}g/mL$ 농도 처리 시 LPS로 유도된 염증반응에서 NF-${\kappa}B$ 활성 억제와 더불어 MAPKs의 인산화를 효과적으로 억제함을 보였다. 염증반응 매개인자들인 NO 및 염증성 사이토카인의 생성도 효과적으로 제어함을 보였으며, 특히 GIHEE $50{\mu}g/mL$ 농도에서 TNF-${\alpha}$ 및 IL-$1{\beta}$ 분비량은 각각 약 51% 및 30% 이상, IL-6 분비량은 $100{\mu}g/mL$에서 약 54% 이상의 높은 분비량 감소를 나타내었다. 따라서 GIHEE는 이들 염증매개성 물질들의 활성을 효과적으로 억제함으로써 항염증 활성을 나타내었으며, 염증성 질병의 예방 및 치료에 효과적인 기능성 소재로의 가능성이 충분하다고 사료된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권2호
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• pp.194-201
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• 2016

본 연구에서는 lipopolysaccharide(LPS)로 자극한 마우스 대식세포인 RAW 264.7 세포에서 가락진두발 에탄올 추출물(CNYEE)의 항염증 효과를 알아보기 위하여 nitric oxide(NO)와 pro-inflammatory cytokine의 분비량을 확인하였다. 그 결과 CNYEE 모든 농도에서 LPS만을 처리한 대조군과 비교하였을 때 유의성 있게 NO와 pro-inflammatory cytokine의 분비량을 저해하였으며, 특히 $100{\mu}g/mL$ 농도에서는 IL-6의 분비량을 70% 이상 억제하였고, TNF-${\alpha}$ 및 IL-$1{\beta}$의 분비량은 50% 이상의 억제 효과를 나타내었다. CNYEE에 의한 염증매개물질의 분비 감소가 전사인자인 nuclear factor-${\kappa}B$(NF-${\kappa}B$)의 핵 내 전이 pathway를 저해함으로써 나타난 결과인지 확인하기 위하여 iNOS, COX-2 및 NF-${\kappa}B$ p65의 단백질 발현량을 관찰한 결과, 비교적 낮은 농도인 $50{\mu}g/mL$에서 40% 이상의 저해능을 보인 것으로 보아 NO와 cytokine의 분비 억제 결과가 NF-${\kappa}B$ pathway를 저해함으로써 나타난 것임을 유추할 수 있었다. 또한 LPS에 의해 증가한 mitogen-activated protein kinases의 인산화를 확인한 결과, CNYEE 처리에 의해 농도 의존적으로 유의성 있게 저해되었다. 이러한 결과를 종합해볼 때 가락진두발 에탄올 추출물은 염증매개물질의 분비를 효과적으로 저해함으로써 추후 천연물로서 염증 치료제의 개발이 가능할 것으로 생각한다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제23권2호
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• pp.180-188
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• 2015

This study investigated the possible effects and molecular mechanisms of diallyl disulfide (DADS) against cyclophosphamide (CP)-induced hemorrhagic cystitis (HC) in rats. Inflammation response was assessed by histopathology and serum cytokines levels. We determined the protein expressions of nuclear transcription factor kappa-B (NF-${\kappa}B$), inducible nitric oxide synthase (iNOS), cyclooxygenase-2 (COX-2), and tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$), oxidative stress, urinary nitrite-nitrate, malondialdehyde (MDA), and 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine (8-OHdG). Finally, we studied the involvement of mitogen-activated protein kinases (MAPKs) signaling in the protective effects of DADS against CP-induced HC. CP treatment caused a HC which was evidenced by an increase in histopathological changes, proinflammatory cytokines levels, urinary nitrite-nitrate level, and the protein expression of NF-${\kappa}B$, COX-2, iNOS, TNF-${\alpha}$, p-c-Jun N-terminal kinase (JNK), and p-extracellular signal regulated kinase (ERK). The significant decreases in glutathione content and glutathione-S-transferase and glutathione reductase activities, and the significant increase in MDA content and urinary MDA and 8-OHdG levels indicated that CP-induced bladder injury was mediated through oxidative DNA damage. In contrast, DADS pretreatment attenuated CP-induced HC, including histopathological lesion, serum cytokines levels, oxidative damage, and urinary oxidative DNA damage. DADS also caused significantly decreased the protein expressions of NF-${\kappa}B$, COX-2, iNOS, TNF-${\alpha}$, p-JNK, and p-ERK. These results indicate that DADS prevents CP-induced HC and that the protective effects of DADS may be due to its ability to regulate proinflammatory cytokines production by inhibition of NF-${\kappa}B$ and MAPKs expressions, and its potent anti-oxidative capability through reduction of oxidative DNA damage in the bladder.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권10호
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• pp.1458-1466
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• 2020

Oligomeric proanthocyanidins (OPCs), classified as condensed tannins, have significant antioxidation, anti-inflammation and anti-cancer effects. This study was performed to investigate the anti-inflammatory effects of OPCs and the mechanism underlying these effects in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated bovine mammary epithelial cells (MAC-T). Real-time PCR and ELISA assays indicated that OPC treatment at 1, 3 and 5 ㎍/ml significantly reduced the mRNA and protein, respectively, of oxidant indicators cyclooxygenase-2 (COX-2) (p < 0.05) and inducible nitric oxide synthase (iNOS) (p < 0.01) as well as inflammation cytokines interleukin (IL)-6 (p < 0.01), IL-1β (p < 0.01) and tumor necrosis factor-α (TNF-α) (p < 0.05) in LPS-induced MAC-T cells. Moreover, OPCs downregulated LPS-induced phosphorylation of p65 and inhibitor of nuclear factor kappa B (NF-κB) (IκB) in the NF-κB signaling pathway (p < 0.01), and they inhibited p65 translocation from the cytoplasm to the nucleus as revealed by immunofluorescence test and western blot. Additionally, OPCs decreased phosphorylation of p38, extracellular signal regulated kinase and c-jun NH₂-terminal kinase in the MAPK signaling pathway (p < 0.01). In conclusion, the anti-inflammatory and antioxidant activities of OPCs involve NF-κB and MAPK signaling pathways, thus inhibiting expression of pro-inflammatory factors and oxidation indicators. These findings provide novel experimental evidence for the further practical application of OPCs in prevention and treatment of bovine mastitis.