• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제14권4호
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• pp.267-274
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• 2011

Bacterial lipopolysaccharide (LPS) induces expression of pro-inflammatory cytokines and enzymes producing nitric oxide (NO) and prostaglandins (PGs) in immune cells. This process is mediated by the activation of nuclear factor kappaB (NF-${\kappa}B$). In this study, we investigated the anti-inflammatory characteristics of Codium fragile ethanolic extract (CFE) mediated by the regulation of inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase-2 (COX-2) using LPS-stimulated murine macrophage RAW 264.7 cells. CFE significantly inhibited LPS-induced NO and $PGE_2$ production in a dose-dependent manner and suppressed the expression of iNOS and COX-2 proteins in LPS-stimulated RAW 264.7 cells with no cytotoxicity. Pro-inflammatory cytokines, such as interleukin (IL)-$1{\beta}$, IL-6, and tumor necrosis factor-${\alpha}$, were significantly reduced by treatment of CFE in LPS-stimulated RAW 264.7 cells. CFE inhibited the promoter activity of (NF)-${\kappa}B$ in LPS-stimulated macrophages. Treatment with CFE suppressed translocation of the NF-${\kappa}B$ p65 subunit by preventing proteolytic degradation of inhibitor of ${\kappa}B-{\alpha}$. These results indicate that the CFE-mediated inhibition of NO and $PGE_2$ production in LPS-stimulated RAW 264.7 cells is mediated through the NF-${\kappa}B$-dependent transcriptional downregulation of iNOS and COX-2, suggesting the potential of CFE as a nutraceutical with anti-inflammatory activity.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제28권4호
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• pp.354-360
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• 2020

The hair cycle (anagen, catagen, and telogen) is regulated by the interaction between mesenchymal cells and epithelial cells in the hair follicles. The proliferation of dermal papilla cells (DPCs), mesenchymal-derived fibroblasts, has emerged as a target for the regulation of the hair cycle. Here, we show that vanillic acid, a phenolic acid from wheat bran, promotes the proliferation of DPCs via a PI3K/Akt/Wnt/β-catenin dependent mechanism. Vanillic acid promoted the proliferation of DPCs, accompanied by increased levels of cell-cycle proteins cyclin D1, CDK6, and Cdc2 p34. Vanillic acid also increased the levels of phospho(ser473)-Akt, phospho(ser780)-pRB, and phospho(thr37/46)-4EBP1 in a time-dependent manner. Wortmannin, an inhibitor of the PI3K/Akt pathway, attenuated the vanillic acid-mediated proliferation of DPCs. Vanillic acid-induced progression of the cell-cycle was also suppressed by wortmannin. Moreover, vanillic acid increased the levels of Wnt/β-catenin proteins, such as phospho(ser9)-glycogen synthase kinase-3β, phospho(ser552)-β-catenin, and phospho(ser675)-β-catenin. We found that vanillic acid increased the levels of cyclin D1 and Cox-2, which are target genes of β-catenin, and these changes were inhibited by wortmannin. To investigate whether vanillic acid affects the downregulation of β-catenin by dihydrotestosterone (DHT), implicated in the development of androgenetic alopecia, DPCs were stimulated with DHT in the presence and absence of vanillic acid for 24 h. Western blotting and confocal microscopy analyses showed that the decreased level of β-catenin after the incubation with DHT was reversed by vanillic acid. These results suggest that vanillic acid could stimulate anagen and alleviate hair loss by activating the PI3K/Akt and Wnt/β-catenin pathways in DPCs.

• 생명과학회지
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• 제22권8호
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• pp.1018-1023
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• 2012

Snail은 E-cadherin 발현을 직접 억제하는 zinc finger transcription factor로서, 암세포의 invasion과 metastasis를 촉진시키는 epithelial-mesenchymal transition (EMT)를 유발한다. 또한 Snail은 세포사멸 자극과 세포 생존물질의 제거로 인한 세포사멸에 대해 저항성을 나타낸다. 그러나 이에 대한 분자기작은 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 가장 널리 사용되는 항암제 중의 하나인 5-fluorouracil (5-FU)에 의한 세포사멸에 대한 Snail의 저항성 기작에 대하여 조사하였다. MCF-7 #5 세포주에 doxycycline (DOX)을 처리하여 Snail을 과발현시킨 세포에서 5-FU에 의한 세포사멸이 억제되고 세포괴사가 일어남을 확인하였다. DOX 처리 및 Snail expression vectors인 pCR3.1-Snail-Flg와 phosphorylation-resistant mutant Snail vector인 pCR3.1-S104, 107A Snail-Flg을 이용하여 Snail을 과발현 시킨 경우 ERK1/2의 활성에는 영향을 주지 않는 반면 PTEN 발현억제 및 불활성화, 그리고 Akt/PKB 활성화가 유도됨을 관찰하였다. 또한, Snail은 5-FU에 의한 p53의 발현을 억제한다는 사실을 확인하였다. 따라서 Snail은 prosurvival kinase인 Akt/PKB의 활성화와 p53 억제를 통해 5-FU에 의한 세포사멸을 세포괴사로 전환하는 것으로 생각된다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제22권3호
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• pp.184-192
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• 2014

${\beta}$-lapachone is a naturally occurring quinone that selectively induces apoptotic cell death in a variety of human cancer cells in vitro and in vivo; however, its mechanism of action needs to be further elaborated. In this study, we investigated the effects of ${\beta}$-lapachone on the induction of apoptosis in human gastric carcinoma AGS cells. ${\beta}$-lapachone significantly inhibited cellular proliferation, and some typical apoptotic characteristics such as chromatin condensation and an increase in the population of sub-G1 hypodiploid cells were observed in ${\beta}$-lapachone-treated AGS cells. Treatment with ${\beta}$-lapachone caused mitochondrial transmembrane potential dissipation, stimulated the mitochondria-mediated intrinsic apoptotic pathway, as indicated by caspase-9 activation, cytochrome c release, Bcl-2 downregulation and Bax upregulation, as well as death receptor-mediated extrinsic apoptotic pathway, as indicated by activation of caspase-8 and truncation of Bid. This process was accompanied by activation of caspase-3 and concomitant with cleavage of poly(ADP-ribose) polymerase. The general caspase inhibitor, z-VAD-fmk, significantly abolished ${\beta}$-lapachone-induced cell death and inhibited growth. Further analysis demonstrated that the induction of apoptosis by ${\beta}$-lapachone was accompanied by inactivation of the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)/Akt signaling pathway. The PI3K inhibitor LY29004 significantly increased ${\beta}$-lapachone-induced apoptosis and growth inhibition. Taken together, these findings indicate that the apoptotic activity of ${\beta}$-lapachone is probably regulated by a caspase-dependent cascade through activation of both intrinsic and extrinsic signaling pathways, and that inhibition of the PI3K/Akt signaling may contribute to ${\beta}$-lapachone-mediated AGS cell growth inhibition and apoptosis induction.

• 한국약용작물학회지
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• 제24권5호
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• pp.341-350
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• 2016

Background: Prenatal exposure to infectious and/or inflammatory insults can increase the risk of developing neuropsychiatric disorder such as bipolar disorder, autism, and schizophrenia later in life. We investigated whether Valeriana fauriei (VF) treatment alleviates prepulse inhibition (PPI) deficits and social interaction impairment induced by maternal immune activation (MIA). Methods and Results: Pregnant mice were exposed to polyriboinosinic-polyribocytidilic acid (5 mg/kg, viral infection mimic) on gestational day 9. The adolescent offspring received daily oral treatment with VF (100 mg/kg) and injections of clozapine (5 mg/kg) for 30 days starting on the postnatal day 35. The effects of VF extract treatment on behavioral activity impairment and protein expression were investigated using the PPI analysis, forced swim test (FST), open field test (OFT), social interaction test (SIT), and immunohistochemistry. The MIA-induced offspring showed deficits in the PPI, FST, OFT, and SIT compared to their non MIA-induced counterparts. Treatment with the VF extract significantly recovered the sensorimotor gating deficits and partially recovered the aggressive behavior observed in the SIT. The VF extract also reversed the downregulation of protein expression induced by MIA in the medial prefrontal cortex. Conclusions: Our results provide initial evidence of the fact that the VF extract could reverse MIA-induced behavioral impairment and prevent neurodevelopmental disorders such as schizophrenia.

• 생명과학회지
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• 제24권1호
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• pp.92-97
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• 2014

Cordycepin은 Cordyceps militaris에서 처음 유래된 nucleoside adenosine 유도체의 일종으로 면역증강 및 항암활성을 포함한 다양한 약리 기능이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 LNCap 인체 전립선 암세포 모델을 이용하여 cordycepin에 의한 항암활성 기전을 연구하였다. Cordycepin 처리에 따라 LNCap 세포는 처리 농도 의존적으로 증식이 억제되었으며, 이는 apoptosis 유발과 연관성이 있음을 poly ADP-ribose polymerase의 단편화 현상과 Annexin V 염색에 의한 정량적 분석으로 확인하였다. Cordycepin 처리에 따른 flow cytometric analysis 결과로서 cordycepin이 세포주기 G2/M기 정체 현상을 유발하였음을 알 수 있었으며, 이는 cyclin B1 및 cyclin A의 발현 감소와 연관성이 있었다. 또한 cordycepin이 처리된 LNCap 세포에서 cyclin-dependent kinase (CDK) inhibitor p21Waf1/Cip1의 발현이 증가되었지만, CDK2, CDC2 및 Cdc25C의 발현에는 큰 영향을 미치지 않았으며, cordycepin에 의하여 증가된 p21 단백질은 CDK2 및 CDC2와의 복합체를 형성하고 있었다. 본 연구의 결과는 LNCap 전립선 암세포에서 cordycepin에 의한 G2/M 및 apoptosis 유발은 p53 비존적인 CDK inhibitor p21의 발현 증가가 중요한 역할을 하고 있음을 보여주는 것이다.

• 생명과학회지
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• 제24권7호
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• pp.769-776
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• 2014

Anisomycin은 Streptomyces griseolus에 의하여 생성되는 항생제의 일종으로 flagecidin으로도 알려져 있으며, ribosomal 28S subunit에 결합함으로서 단백질의 생성을 억제하는 것으로 알려져 있다. TRAIL은 ligand로서의 death receptor와의 결합을 통하여 세포의 apoptosis를 유발하는 것으로 알려져 있으나, 많은 암세포에서는 이미 TRAIL에 대한 저항성을 획득하여 TRAIL 유도 apoptosis를 회피하는 능력을 가지고 있다. 본 연구에서는 TRAIL 저항성 Hep3B 간암세포를 대상으로 anisomycin이 TRAIL 매개 apoptosis를 촉진 시킬 수 있는지의 여부를 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면, 단독 처리 조건에서 Hep3B 세포의 증식에 유의적인 영향을 미치는 않았던 anisomycin과 TRAIL의 동시 처리는 anisomycin 처리 농도 의존적으로 세포의 증식을 시켰으며, 이는 caspase 활성화를 통한 apoptosis 유발 증가와 연관성이 있음을 확인하였다. 특히 siRNA를 이용한 Hep3B 세포의 인위적인 Bid 발현의 차단은 anisomycin과 TRAIL 동시 처리군에 비하여 apoptosis 유발능이 더욱 증대시켜 TRAIL 연관 Bid의 truncation을 통한 미토콘드리아 의존적 apoptosis 유발 과정을 anisomycin이 효과적으로 촉진시켰음을 보여주었다. 따라서 본 연구의 결과는 anisomycin과 TRAIL의 동시 처리는 TRAIL 저항성 암세포의 사멸을 촉진시킬 수 있는 효과적인 방법임을 의미한다.

• 생명과학회지
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• 제27권10호
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• pp.1130-1136
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• 2017

본 연구에서는 장수풍뎅이 유충 추출물을 이용하여 알레르기 및 염증 반응에 미치는 효과를 확인하였다. 장수풍뎅이 유충 추출물의 항알레르기와 항염증 효능은 Compound 48/80에 의해 활성화된 비만세포(RBL-2H3)와 lipopolysaccharide(LPS)로 활성화된 대식세포(Raw 264.7)로부터 분비 또는 발현되는 ${\beta}-hexosaminidase$, $TNF-{\alpha}$, IL-4, IL-6, COX-2, nitric oxide, 및 iNOS를 측정하여 관찰하였다. 비만세포에 장수풍뎅이 유충 추출물과 Compound 48/80을 함께 처리한 경우 비만세포의 탈과립에 의해서 분비되는 ${\beta}-hexosaminidase$의 양이 현저히 감소하였으며 $TNF-{\alpha}$, IL-4, COX-2의 발현 또한 효과적으로 감소시킴을 확인할 수 있었다. 또한 LPS에 의해 활성화된 대식세포(Raw 264.7)는 장수풍뎅이 유충 추출물 처리에 의해 염증반응인자인 IL-6와 nitric oxide의 분비량이 현저히 감소함을 확인할 수 있었다. 이상의 결과는 장수풍뎅이 유충 추출물이 알레르기와 염증반응의 원인 물질인 ${\beta}-hexosaminidase$ 억제 효과뿐만 아니라, 염증 cytokine의 발현을 저해하는 것으로 보아 알레르기와 염증 질환의 예방과 치료에 효과적으로 이용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제27권11호
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• pp.1357-1368
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• 2017

본 연구에서는 청국장의 항비만 및 항염증 효과를 알아보고자 C57BL/6 마우스에 고지방식이를 13주감 섭취시켜 비만을 유도한 후에 고지방 식이에 청국장을 10% 첨가하여 항비만과 항염증 활성을 확인하였다. 고지방식이를 통해 비만이 유도된 mice (HFD)에 고지방식이와 함께 청국장을 첨가하여 섭취한 그룹(CGJ)의 체중 증가율은 고지방식이군과 비교하였을 때 현저하게 감소하였을 뿐만 아니라 정상식이군보다도 유의적으로 감소하였으며 혈중 TG, TC, glucose, insulin, AST와 ALT 분비는 감소하였고 adiponectin의 수치는 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 또한 H&E와 Oil red O staining을 통해 13주 동안 고지방식이를 통해 유도된 지방 간의 심각정도가 청국장의 섭취로 인하여 감소한 것을 확인하였다(p<0.05). 간세포는 대식세포, T세포와 같은 면역시스템의 세포들을 포함하고 있는데 비만으로 유도된 간 조직의 염증반응에 청국장이 미치는 영향을 조사하기 위해 FACS 분석을 수행하였다. CGJ군은 HFD군에 비하여 T cell의 침윤과 대식세포의 축적, 호중구의 유입이 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 간 조직으로 침윤된 면역세포의 증가가 간 조직 내 염증반응을 유도하는지 확인하기 위해 염증성 cytokine의 수준을 조사한 결과 간과 지방 조직에서 염증성 cytokine인 MCP-1과 $TNF-{\alpha}$의 mRNA 발현이 감소하였으며 지방합성에 관여하는 $PPAR-{\gamma}$, SREBP-1와 $CEBP/{\alpha}$의 mRNA 발현 역시 감소하였다. 이러한 결과들을 통해 청국장이 면역 시스템과 지방생성 전사 인자들의 발현에 관여함으로써 adipogenesis를 조절함과 동시에 염증 억제 효과를 가진다는 사실을 증명하였다.

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