Objectives : The water extract of Samul-tang (SMT) has traditionally been used for treatment of ischemic heart and brain damage in oriental medicine. However, little is known about the mechanism by which the water extract of SMT rescues cells from these damages. Methods: This study was designed to investigate the protective mechanisms of SMT on oxidative stress-induced toxicity in H9c2 cardiomyoblast cells. Treatment with $H_2O_2$ markedly induced death of H9c2 cardiomyoblast cells in a dose-dependent manner. Results: The characteristics of H20z-induced death of H9c2 showed apparent apoptotic features such as DNA fragmentation and morphological change. However, SMT significantly reduced both H202-induced cell death and morphological change. The decrease of Bc-2 expression by High were inhibited by SMT. In addition, the increase of Bax expression was also inhibited by SMT. The cotreatment of SMT and $H_2O_2$ in H9c2 cells also induced the phosphorylation of ERK in a time-dependent manner. Moreover, PD98059, a specific inhibitor of ERK1/2 attenuated the protective effects of SMT on $H_2O_2-induced$ toxicity in H9c2 cardiomyoblast cells. These results suggest that both ERK1/2 signaling pathways play important roles in the protective effects of SMT on $H_2O_2-induced$ apoptotic death of H9c2 cells. Also, the expression profile of proteins in $H_2O_2$ cardiomyoblast cells were screened by using two-dimensional (2-D) gel electrophoresis. Among 300 spots resolved in 2-D gels, the comparison of control versus apoptosis cells revealed that signal intensity of 17 spots increased and 11 spots decreased. Conclusions: Taken together, this study suggests that the protectiw effects of the water extract of SMT against oxidative damages may be mediated by the modulation of Bc1-2 and Bax expression via the regulation of the ERK signaling pathway.
Tryptophan 또는 serotonin을 계란에 투여하고 배양하였을 때의 초기 계배의 뇌형성에 미치는 영향을 관찰한 결과, 뇌의 신경세포는 핵막의 불규칙하고 핵응축현상이 심하며 염색질이 핵막에 응집되고 인도 분해되었으며 핵막이 팽출되어 생긴 수포가 형성되었다. 그리고 조면소포체와 골지체는 심하게 확장되어 있었고, 미토콘드리아는 팽윤화된 것이 많았으며 신경세관의 발달이 매우 미비하였다. 즉 이와 같은 현상은 특히 초기 1-2일간 배양 계배에서 극심하였다. Tryptophan 또는 serotonin을 투여한 후 18시간 배양한 배반엽의 간충 세포는 대조군에 비하여 세포질이 미숙하였고, 세포내 소기관이 크게 손상되어 있었으며 난황과립의 분해가 대조군에 비하여 지연되고 있음을 알 수 있었으며, 24-72시간 배양한 배반엽의 암대의 미세융모는 대조군에 비하여 현저하게 길이가 짧고 발달이 미비하였다. 또한 Tryptophan 또는 serotonin을 투여한 계배의 경우 배반엽의 크기, 투명대 및 배의 크기가 대조군에 비하여 작았으며, serotonin 처리군의 경우가 더욱 작았다. 또한 단백질 및 핵산 함량이 대조군에 비하여 훨씬 낮았고 tubulin 합성량도 크게 저하되었음이 확인되었다. 위와 같은 실험결과는 과량의 tryptophan 또는 serotonin이 난황과립 분해를 지연시켜 결과적으로 단백질 합성을 억제함으로서 tubulin합성이 저하되고, 이로 인하여 미세소관의 형성과 미세융모의 발달과 기능이 부진하여 형태형성에 이상을 초래하는 것으로 사료된다.
Phellinus ribis(찔레 영지버섯)는 약용버섯으로 일부 항암 및 관절염 치료에 사용되고 있으나 그 활성이 전혀 알려져 있지 않아 1차적으로 40% ethanol 추출물의 생리활성을 확인하였다. 항산화 활성에 있어 nitrosamine의 원인물질인 nitrite 제거활성은 pH 1.2에서 0.5 mg/mL 이하 농도에서는 50% 이하, 그리고 1 mg/mL 처리 시 $64.0{\pm}1.6%$의 제거활성을 나타냈으며, 농도 의존적으로 증가하였다. DNA 손상 및 암, 당뇨, 간경화증, 심혈관질환 등의 원인물질에 관련하여 DPPH radicals의 제거활성은 0.5 mg/mL에서 $62.5{\pm}0.3%$, 1 mg/mL 처리 시 $91.3{\pm}0.8%$로 높게 나타났다. 2.5% linoleic acid의 자동산화에 미치는 항산화 활성을 측정한 결과 0.01 mg/mL 처리 시 p<0.05 수준에서, 0.5 및 1 mg/mL에서는 p<0.001 수준에서 유의성 있게 산화를 억제하였으며, superoxide dismutase 유사활성은 $530{\pm}81\;unit/g$으로 나타났다. 그리고, 항고혈압에 관련된 angiotensin converting enzyme 저해 활성은 $12.0{\pm}1.5%$로 그 활성이 미약하였다. Human 유래 암세포에 대한 세포독성 실험결과 폐암세포인 A549의 경우 100 mg/mL 농도에서도 16%로 나타나 세포독성이 미약하였고, 자궁암 세포인 HeLa의 경우 50 mg/mL에서 45%의 효과를, 위암 세표인 AGS에서는 5 mg/mL 처리 시 24%, 50 mg/mL에서는 76%, 그리고 간암 세포주인 SK-Hep-1의 경우 50 mg/mL에서 42%의 세포독성을 나타내었다. Salmonella typhimurium TA98 및 TA100에 대한 돌연변이원성 시험결과 찔레 영지버섯 추출물은 자연복귀 집락보다 histidine revertant colony 수가 2배 이상 증가하지 않았고, 추출물의 첨가농도를 증가시켜도 histidine revertant colony 수가 증가하지 않아 돌연변이성이 없었다.
노년에 나타나는 정신병적 증상의 가장 흔한 원인 질환으로 만성적이고 서서히 악화되는 진행성이면, 기억력, 사고력, 학습능력 및 판단력 등의 손상을 포함한 인지기능의 장애이다. 고령화 사회가 도래하면서 노인성 치매환자가 매년 급격히 늘고 있으며 매년 수만 명이 노인성치매에 걸려 본인뿐 아니라 가족까지도 많은 고통에 시달리고 있다. 특히 노인성 치매의 경우는 환자 본인의 문제가 아니라 젊은 노동력을 환자의 보호자로 필요함으로 국가적 노동력의 손실로 이어지고 있다. 현재 연구에서 우리는 노인성 치매와 transposable elements와의 상호관계를 밝히기 위하여 공개된 유전자 데이터베이스에서 EST (expressed sequence tags)를 이용하여 생물정보학적 인 분석방법과 프로그램을 이용하여 치매의 원인으로 추정되는 후보유전자들을 찾아내었다. 이러한 분석을 통하여 치매환자에서 transposable elements의 발현으로 인해 유전자의 발현에 변화를 가지는 98개의 후보 유전자를 찾아내었다. 노인성질환인 치매와 transposable elements의 분석방법을 이용하면 치매의 원인을 규명하는데 많은 도움이 될 것이다.
Background: Cerebral blood vessels are innervated by sympathetic nerves that originate in the superior cervical ganglia (SCG). This study was conducted to determine the effect of an SCG block on brain injury caused by focal cerebral ischemia/reperfusion in a rat model. Methods: Male Sprague-Dawley rats (270-320 g) were randomly assigned to one of three groups (lidocaine, ropivacaine, and control). After brain injury induced by middle cerebral artery (MCA) occlusion/reperfusion, the animals were administered an SCG bloc that consisted of $30{\mu}l$ of 2% lidocaine or 0.75% ropivacaine, with the exception of animals in the control group, which received no treatment. Twenty four hours after brain injury was induced, neurologic scores were assessed and brain samples were collected. The infarct and edema ratios were measured, and DNA fragmented cells were counted in the frontoparietal cortex and the caudoputamen. Results: No significant differences in neurologic scores or edema ratios were observed among the three groups. However, the infarct ratio was significantly lower in the ropivacaine group than in the control group (P < 0.05), and the number of necrotic cells in the caudoputamen of the ropivacaine group was significantly lower than in the control group (P < 0.01). Additionally, the number of necrotic and apoptotic cells in theropivacaine group were significantly lower than inthe control group in both the caudoputamen and the frontoparietal cortex (P < 0.05). Conclusions: Brain injury induced by focal cerebral ischemia/reperfusion was reduced by an SCG block using local anesthetics. This finding suggests that a cervical sympathetic block could be considered as another treatment option for the treatment of cerebral vascular diseases.
To elucidate the neuroprotective effect of Kamijihwang-hwan(KSH) on nerve cells damaged by hypoxia, the cytotoxic effects of exposure to hypoxia were determined by XTT, NR, MTT and SRB asssay. The activity of catalase and SOD was measured by spectrophometry, and TNF-α and PKC activity was measured after exposure to hypoxia and treatment of Kamijihwang-hwan(KSH) water extract(KJHWE). Also the neuroprotective effect of KJHWE was researched for the elucidation of neuroprotective mechanism. The results were as follows ; Hypoxia decreased cell viability measured by XTT, NR assay when cultured cerebral neurons were exposed to 95% N2/5% CO₂ for 2~26 minutes in these cultures and KJHWE inhibited the decrease of cell viability. H₂O₂ treatment decreased cell viability measured by MTT, and SRB assay when cultured cerebral neurons were exposed to 1-80 uM for 6 hours, but KJHWE inhibited the decrease of cell viability. Hypoxia decreased catalase and SOD activity, and also TNF-α and PKC activity in these cultured cerebral neurons, but KJHWE inhibited the decrease of the catalase and SOD activity in these cultures. Hypoxia triggered the apoptosis via caspase activation and internucleosomal DNA fragmentation. Also hypoxia stimulate the release of cytochrome c form mitochondria. KJHWE inhibited the apoptosis via caspase activation induced by hypoxia. From these results, it can be suggested that brain ischemia model induced hypoxia showed neurotoxity on cultured mouse cerebral neurons, and the KJHWE has the neuroprotective effect in blocking the neurotoxity induced by hypoxia in cultured mouse cerebral neurons.
Nucleoside adenosine 유도체의 하나인 cordycepin (3′-deoxyadenosine)은 Cordyceps 속에서 유래된 활성 물질 중의 하나로서 항염증, 항산화 및 항암활성을 포함한 다양한 약리학적 효능이 있는 것으로 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 AGS 인체 위암세포의 증식에 미치는 cordycepin의 영향과 관련 기전 연구를 시도하였다. Cordycepin의 처리에 따라 AGS 세포의 생존율이 처리 농도 의존적으로 감소되었으며, DNA 단편화 및 flow cytometery 분석에 따른 apoptosis 유발 또한 유의적으로 증가하였음을 확인하였다. 이러한 cordycepin 처리에 따른 AGS 세포의 apoptosis 유도에는 TRAIL, DR5 및 FasL의 mRNA 및 단백질의 발현 증가가 연관되어 있었다. 아울러 cordycepin은 Bcl-2 family 중 pro-apoptotic 인자인 Bax의 발현은 증가시켰으며, anti-apoptotic 인자인 Bcl-2 및 Bcl-xL의 발현은 전사 및 번역 수준에서 억제시켰다. 이러한 현상들은 extrinsic 및 intrinsic apoptosis의 initiator caspase (caspase-8 및 -9) 뿐만 아니라 effector caspase인 caspase-3의 활성과 PARP 단백질의 절단 증가와 연관성이 있었다. 따라서 AGS 세포에서 cordycepin에 의한 apoptosis의 유발은 death receptor 활성과 mitochondria 기능 손상을 포함한 multiple apoptotic pathway가 관여할 것으로 생각된다. 비록 좀 더 세심한 기전 연구의 결과가 뒤따라야 되겠지만, 본 연구의 결과는 cordycepin의 항암작용을 이해하는데 중요한 자료가 될 것이며 향후 수행될 추가 실험을 위한 기초 자료로서 그 가치가 매우 높을 것으로 생각된다.
수정란의 성 판별은 유전적으로 우수한 유전형질을 보유하고 있는 소의 수정란을 성 판별하므로서 희망하는 성의 송아지를 생산할 수 있으며, 부가가치가 높은 수정란을 확보할 수 있는 기술이다. 수정란의 손상을 최소화하면서 할구를 biopsy하는 기술을 개발하고, 간단하고 빠른 시간에 성 판별이 가능한 Loop-mediated isothermal amplification방법으로 수정란을 성 판별을 실시한 결과는 다음과 같다. 1. 한우 체내 수정란의 성비는 암컷이 $56.5\%$, 수컷이 $43.5\%$였고, 체외 수정란은 암컷이 $49.2\%$, 수컷이 $33.9\%$였다. 그리고, 젖소 체외 수정란의 성비는 암컷이 $29.2\%$, 수컷이 $70.8\%$를 나타내어 한우 체내 및 체외 수정란보다 젖소 체외수정란의 수컷비율이 유의적으로 높게 나타내었다(p<0.05). 또한, 한우 체외 수정란에서 성 판별이 불가능한 것이 $16.9\%$를 나타내어 한우 체내 수정란 및 젖소 체외 수정란과는 유의적인 차이를 나타내었다.(P<0.05). 2. Biopsy한 체내 수정란의 체외 발달율은 $100\%$였으나 체외 수정란에서는 정상적으로 발달하지 못하고 퇴화된 수정란이 $13.2\%$로 체내 수정란보다 유의적으로 높은 결과를 나타내었다.(P<0.05). 3. Punching 방법으로 수정란의 biopsy 후 정상적으로 발달하지 못하고 퇴화된 수정란은 체내 및 체외 수정란에서는 없었으나 biopsy 방법으로 biopsy한 수정란은 체내 및 체외 수정란에서 각각 $16.7\%$ 및 $22.6\%$를 나타내어 Punching 방법보다 유의적으로 높은 결과를 나타내었다(P<0.05). 이상의 결과로 보아 한우 체내 수정란은 LAMP방법을 이용하여 간단하고 신속하게 성 판별이 가능하며, 수정란의 biopsy는 punching 방법이 수정란에 손상을 적게 주는 것으로 사료된다.
본 연구에서는 지금초 열수 추출물(WEEH)의 처리에 의한 TRAIL 저항성 인체 위암세포의 증식 억제와 연관된 apoptosis유발에 관한 기전 해석을 시도하였다. 이를 위하여 AGS 세포주가 사용되었으며 다음과 같은 결과를 얻었다. 본 연구에서 조사된 범위 내에서의 TRAIL (200 ng/ml) 및 WEEH (0.04 mg/ml)의 단독 처리에 의한 AGS 세포에 유의적인 세포 독성을 나타내지 않았다. 그러나 TRAIL 및 WEEH의 혼합 처리는 WEEH의 처리 농도의존적으로 AGS 세포의 증식을 억제하였으며, 이는 apoptosis 유발에 의한 것임을 MTT assay, 핵의 염색질 응축 및 세포주기 sub-G1기에 속하는 세포빈도의 증가 등으로 확인하였다. TRAIL 및 WEEH 혼합 처리에 의한 apoptosis 유발 기전의 해석을 위하여 다양한 생화학적 분석법에 의하여 조사된 결과에 의하면, TRAIL 및 WEEH 혼합처리에 의한 caspase-8의 활성화에 의한 BID의 truncation화 및 이와 연관된 미토콘드리아 기능의 손상에 따른 caspase-9의 활성화와 연관성이 있었다. 이러한 미토콘드리아 기능 손상 및 caspase-9의 활성화는 Bcl-2, Bcl-xL, XIAP 및 cIAP-2등과 같은 anti-apoptotic 인자들의 발현 저하와 연관성이 있는 것이며, 이로 인한 caspase-3의 활성화에 의한 PARP 단백질의 단편화 유도로 apoptosis가 일어난 것으로 예측되어 진다. 비록 부가적인 연구들이 요구되어지지만, 본 연구의 결과는 TRAIL저항성 암세포의 항암전략에 지금초 추출물의 적용 가능성을 보여주는 것으로서 지금초의 항암작용의 규명에 중요한 자료를 제공하여 줄 것으로 생각된다.
본 연구에서는 인체 폐암 세포인 A549를 사용하여 택란 메탄올 추출물의 항암활성과 그 분자적 기전에 관하여 연구하였다. 먼저 택란 추출물이 A549의 세포증식에 미치는 영향을 알아본 결과 처리 농도 및 시간 의존적으로 A549의 성장이 저해되었으며, 세포 주기 변화를 분석한 결과 강력한 G1 arrest가 유도되는 것을 확인하였다. 이러한 택란 추출물에 의한 G1 arrest는 세포주기 조절 단백질인 Cyclin D1, Cyclin E 및 Cyclin-dependent kinase인 CDK2, CDK4, CDK6의 발현 감소와 연관되어 있었다. 또한 택란 추출물에 의한 CDK/Cyclin complex의 발현 저해는 DNA 손상에 의해 활성화되는 CHK2의 활성화 형태인 p-CHK2의 발현 증가에 따른 CDK 활성화 효소인 Cdc25A phosphatase의 발현 억제에 의해 나타나는 결과로 사료된다. 반면 종양억제유전자인 p53 및 CDK 억제제인 p21과 p27의 발현량은 증가되지 않았다. 이러한 결과들로부터 택란 추출물은 DNA damage에 의한 ATM/CHK2/Cdc25A/CDK2 pathway를 통해 A549의 G1 arrest를 유도하여 세포의 증식을 억제할 것으로 판단되며, 이때 택란 추출물에 의해 유도되는 G1 arrest는 p53 비의존적인 경로일 것으로 사료된다. 본 연구결과는 택란이 Cdc25A를 target으로 하는 새로운 항암활성 소재로서 사용될 수 있는 가능성을 시사한다. 또한 본 연구결과는 택란 추출물의 세포주기 조절에 의한 항암기전을 이해하고 향후 지속적 연구를 하는 데 있어서 귀중한 기초자료로 사용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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