Background: The replicative senescence of human dermal fibroblasts (HDFs) is accompanied by growth arrest. In our previous study, the treatment of senescent HDFs with Rg3(S) lowered the intrinsic reactive oxygen species (ROS) levels and reversed cellular senescence by inducing peroxiredoxin-3, an antioxidant enzyme. However, the signaling pathways involved in Rg3(S)-induced senescence reversal in HDFs and the relatedness of the stereoisomer Rg3(R) in corresponding signaling pathways are not known yet. Methods: We performed senescence-associated β-galactosidase and cell cycle assays in Rg3(S)-treated senescent HDFs. The levels of ROS, adenosine triphosphate (ATP), and cyclic adenosine monophosphate (cAMP) as well as the mitochondrial DNA copy number, nicotinamide adenine dinucleotide (NAD)+/1,4-dihydronicotinamide adenine dinucleotide (NADH) ratio, and NAD-dependent sirtuins expression were measured and compared among young, old, and Rg3(S)-pretreated old HDFs. Major signaling pathways of phosphatidylinositol 3-kinase/Akt, 5' adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK), and sirtuin 1/3, including cell cycle regulatory proteins, were examined by immunoblot analysis. Results: Ginsenoside Rg3(S) reversed the replicative senescence of HDFs by restoring the ATP level and NAD+/NADH ratio in downregulated senescent HDFs. Rg3(S) recovered directly the cellular levels of ROS and the NAD+/NADH ratio in young HDFs inactivated by rotenone. Rg3(S) mainly downregulated phosphatidylinositol 3-kinase/Akt through the inhibition of mTOR by cell cycle regulators like p53/p21 in senescent HDFs, whereas Rg3(R) did not alter the corresponding signaling pathways. Rg3(S)-activated sirtuin 3/PGC1α to stimulate mitochondrial biogenesis. Conclusion: Cellular molecular analysis suggests that Rg3(S) specifically reverses the replicative senescence of HDFs by modulating Akt-mTOR-sirtuin signaling to promote the biogenesis of mitochondria.
본 연구는 고마리 추출물이 가지는 항염증 활성을 알아보기 위하여 쥐의 대식세포(RAW264.7 cell)에 Lipopolysaccharide (LPS)를 처리하여 염증반응을 유도하고 이때 발생되는 Nitric oxide (NO)의 생성 억제를 확인하였다. 또한 염증에서 중요하게 알려져 있는 Inducible nitric oxide synthase (iNOS), Cyclooxygenase-2 (COX-2), Nuclear factor-kappa B (NF-${\kappa}B$) 단백질들의 발현을 비교하였고, 추가적으로 NF-${\kappa}B$ 단백질의 핵 내부로의 이전 및 활성을 확인하였다. 메탄올 추출물은 NO 생성 및 iNOS, COX-2, NF-${\kappa}B$ 단백질의 발현을 억제하고, 세포를 보호하는 효과를 가지는 Heme oxygenase-1 (HO-1) 단백질의 발현을 증가시켰다. 위 결과를 바탕으로 하여 n-butanol, hexane, ethyl acetate 용매를 이용한 추가적인 분획을 실시하였다. 이들 분획 중 고마리의 ethyl acetate 추출물은 Prostaglandin $E_2$ ($PGE_2$), NO 생성을 억제 하였으며, iNOS, COX-2 단백질들의 발현을 감소, NF-${\kappa}B$의 핵 내부로의 이동을 억제하는 효과가 높다는 것을 확인하였다. 이러한 연구결과는 고마리 식물이 좋은 항염증 활성을 가지고 있음을 나타내며, 지속적인 분획으로 고마리 식물이 가지는 항염증 활성 물질을 선별하여 그 작용기작을 규명하는 연구가 필요하다.
본 연구에서는 식물에 존재하는 신규 기능성 소재 개발의 일환으로 Decaisnea insignis 에탄올 추출물(DIEE)의 항산화 및 항염증 생리활성을 분석하였다. 먼저 DIEE의 항산화능을 DPPH 라디칼 소거능을 통해 분석한 결과 양성 대조군으로 사용한 아스코르빈산과 유사한 정도의 높은 소거활성을 보여 DIEE가 매우 강한 항산화능을 보유함을 확인하였다. 또한 RAW 264.7 세포주에서 $H_2O_2$ 및 LPS에 의해 유도된 ROS에 대한 DIEE의 소거능을 분석한 결과, 농도의존적인 강한 ROS 소거능을 보였다. 뿐만 아니라 대표적인 항산화효소 중 하나로 항산화능 보유 천연물에 의해 발현이 유도되는 hemeoxygenase 1 (HO-1) 및 그 전사 인자인 nuclear factor-E2-related factor 2(Nrf2)의 단백질 발현이 DIEE의 처리에 의해 유의적으로 증가됨을 보였으며 이러한 HO-1 및 Nrf2의 발현 유도는 상위신호전달계인 MAPKs에 의해 조절될 가능성을 보였다. 한편 DIEE가 LPS에 의해 유도된 NO 생성에 미치는 영향을 분석한 결과 농도의존적인 NO 생성 저해능을 보였으며 이는 NO 생성 단백질인 iNOS의 발현 저해에서 기인함을 확인하였다. 이와 같은 DIEE의 NO 생성 억제 효과는 염증 상위신호전달계인 $NF-{\kappa}B$ 및 AP-1의 조절을 통해 일어날 가능성을 보였다. 이러한 결과를 통해 DIEE의 높은 항산화능과 항염증 활성을 처음으로 확인하였으며 향후 기능성 소재로서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
ERM protein 은 23S rRNA의 $A_{2058}$에 dimethylation시킴으로써 $MLS_B$계 항생제의 부착을 저해하여 항생제의 활성을 억제하는 내생인자 단백질이다. ERM 단백질의 하나인 ErmSF의 N-말단부위(N-termimal end region, NTER)에 존재하는 1-25번째 아미노산을 함유하는 펩타이드의 활성에서의 역할을 알아보기 위해 이률 제거한 변이 단백질을 표현하는 유전자를 클로닝하고 대장균에서 수용성 단백질로 12.65 mg/L culture의 수율로 대량생산하였다. 이렇게 대량생산된 단백질의 활성을 in vivo와 in vitro에서 확인하였다. 그 결과 in vitro에서 야생형(wild type)의 단백질에 비해 15%의 활성이 감소한 것을 확인하였고 이는 제거된 펩타이드가 기질과 상호작용하여 효소의 활성에 영향을 미친다는 것을 시사하고 있다. 이렇게 감소된 효소의 활성은 생체 내(in vivo) 활성에도 적용되어 처음에는 변이 단백질을 함유하는 세포가 항생제의 작용에 의하여 성장억제를 받지만 시간의 경과와 함께 내성을 회복하여 밤샘 배양하였을 경우는 야생형 단백질을 함유한 세포와 동일한 내성 즉 항생제에 의한 성장억제지역(inhibition zone)을 전혀 나타내지 않는 것으로 밝혀졌다.
Background: We investigated whether prunetin significantly affects tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$)-induced MUC5AC mucin gene expression, production, inhibitory kappa B ($I{\kappa}B$) degradation and nuclear factor kappa B (NF-kB) p65 translocation in human airway epithelial cells. Methods: Confluent NCI-H292 cells were pretreated with prunetin for 30 minutes and then stimulated with TNF-${\alpha}$ for 24 hours or the indicated periods. MUC5AC mucin gene expression and mucin protein production were measured by reverse transcription polymerase chain reaction and enzyme-linked immunosorbent assay, respectively. The effect of prunetin on TNF-${\alpha}$-induced degradation of $I{\kappa}B$ and translocation of NF-${\kappa}B$ p65 was investigated by western blot analysis. Results: We found that incubation of NCI-H292 cells with prunetin significantly inhibited mucin production and down-regulated the MUC5AC gene expression induced by TNF-${\alpha}$. Prunetin inhibited TNF-${\alpha}$-induced degradation of $I{\kappa}B$ and translocation of NF-${\kappa}B$ p65. Conclusion: This result suggests that prunetin inhibits the NF-${\kappa}B$ signaling pathway, which may explain its role in the inhibition of MUC5AC mucin gene expression and production regulated by the NF-${\kappa}B$ signaling pathway.
본 연구에서는 정공피 물 추출물의 미백 효과를 확인하기 위하여 항산화 효능을 검증하였고, 멜라닌 생성의 첫 단계인 tyrosinase 활성, mouse melanoma B16BL6 세포 생존율 및 TRP-1, TRP-2 mRNA 발현 정도를 측정하였다. 정공피 물추출물은 DPPH 및 hydroxy 라디칼 소거 작용을 통하여 높은 항산화 효능을 나타내었고, tyrosinase, TRP-1, TRP-2의 활성을 효과적으로 억제하는 것을 확인하였다. 이는 정공피 물 추출물이 직접적으로 B16BL6 melanoma 세포의 tyrosinase 단백질의 활성을 저해시킴으로써 멜라닌 생성을 억제하는데 효과적임을 의미한다. 결론적으로 정공피 추출물은 항산화 활성과 미백 효과가 우수하여 기능성 화장품의 천연 소재로서 활용 가능성이 매우 높은 것으로 판단된다.
잎녹차 추출물 보다는 분말녹차 추출물의 경우가 그리고 저장된 sample보다는 fresh sample의 AChE 저해활성이 상대적으로 높았고 이는 생리활성 물질의 추출효율성과 생리활성 물질의 특성 변화 측면에서 기인되는 것으로 판단된다. 또한 본 연구팀에서 구성한 저장 조건에서, 4주간의 짧은 저장기간이 3개월 저장조건보다는 우수한 효소 저해활성도를 나타냈다. 수분활성도 측면에서는 수분활성도 0.81의 조건을 갖는 sample에서의 효과가 비교적 우수했고, 3개월 저장하는 동안의 저장온도 조건은 효소 저해 활성도에 큰 차이를 보이는 요소로 작용하지 못했다. 다만 상온이나 냉장조건 보다는 냉동상태의 저장조건이 다소 우수한 것으로 판단된다. 결국 생리활성물질을 보다 효율적으로 추출할 수 있는 녹차의 상태와 처리 또는 섭취 농도가 더욱 중요한 것으로 사료되고, 추출 효율을 증가시키기 위해서는 잎 보다는 분말의 상태가 더 우수한 것으로 판단된다. 따라서 녹차 추출물은 acetylcholine성 신경세포의 기능을 강화시켜줄 수 있는 AChE 저해제로서 활용가치가 높을 것이다.
Fenoxaprop-ethyl R(+), S(-) 및 racemic mixture의 벼와 피에 대한 온실조건에서 제초활성 및 선택성과 aryloxyphenoxypropionate계열 제초제의 작용점으로 알려진 ACCase의 억제정도를 비교하였다. 온실에서의 벼와 피에 대한 식물체반응에서 R(+) 이성체가 가장 강한 생육저해를 보였고, S(-) 이성체에서 가장 약한 반응을 나타내어 fenoxaprop-ethyl R(+) 이성체가 활성형태임을 확인하였다. 온실에서 피에 대한 억제정도는 ACCase에 대한 in vitro 억제반응의 결과와 일치하여 fenoxaprop의 작용점은 효소 ACCase임을 알았다. 벼, 피간의 선택성 지수의 비교에서 온실실험의 결과 R(+)과 racemic mixture인 경우에는 각 각의 값이 0.6과 0.8로 비교적 낮았으나, S(-) 이성체의 경우에는 약 1.5로써 S(-) 이성체의 벼에 대한 안전성 폭이 R(+) 이성체보다 넓은 것으로 나타났다. 하지만, 이러한 경향이 in vitro수준에서는 이성체간 선택성지수의 차이는 인정되지 않았다. 따라서 작용점상에서 fenoxaprop-ethyl의 벼, 피간 근본적 선택성은 존재하지 않는 것으로 판단된다.
유색미 겨 추출물이 염증반응에 미치는 효과를 백혈구가 분비하는 염증관련 산물인 nitric oxide, histamine 및 matrix metalloproteinase(MMP) 생성에 대한 억제활성을 측정하여 평가하였다. 대식세포 세포주인 RAW264.7 세포에서 nitric oxide에 미치는 효과를 측정한 결과, 일반미와 유색미 추출물 간에 큰 활성의 차이를 보이지 않았다. 호중구 세포주인 RBL-2H3 세포를 이용하여 histamine 분비에 대한 억제활성을 조사한 결과, 유색미 추출물이 일반미에 비해서 약 3.6-5.4배 정도의 우수한 저해능을 보였다. 특히 조사한 유색미 5품종 중 LK1-3-6-12-1-1가 저해활성이 가장 높았다. RAW264.7 세포주를 이용하여 유색미 추출물이 matrix metalloproteinase(MMP) 활성에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과, 일반미는 농도의 증가에 따라 오히려 효소활성이 증가한 반면, 유색미 경우는 LK1A-2-12-1-1을 제외하고 농도의 증가에 따라 효소활성이 감소하는 것을 관찰할 수 있었으며, 특히 LK1-3-6-12-1-1와 Elwee의 저해활성이 가장 높았다. 이상의 결과는 유색미가 염증반응의 원인인 백혈구의 histamine과 MMP의 분비를 저해하는 능력이 일반미보다 우수함을 나타내었다.
Objective: This study aimed to evaluate anti-inflammatory and antitussive expectoration effects of Friltillariae Thunbergii Bulbus (FTB) in a mouse model. Materials and Methods: To evaluate the anti-inflammatory effects of the FTB, we conducted in vitro experiments using RAW264.7 cells. An MTT assay and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) were carried out to examine the anti-inflammatory effects of FTB. The expectorant effect on phenol red secretion, the antitussive effect on cough induced by ammonia solution, and leukocyte increased inhibition effects in acute airway inflammation in the animal model were confirmed. Results: FTB did not show cytotoxicity in the experimental group at 10, 30, 50, 100, 300, or 500 ㎍/ml and significantly inhibited the increase of NO, TNF-α and IL-6 in the experimental groups at 30, 50, 100, 300, and 500 ㎍/ml concentrations. In sputum, cough, and acute airway inflammation animal models, FTB significantly increased phenol red secretion in the 400 mg/kg administration group. FTB significantly reduced the number of coughs and significantly increased cough delay time in both 200 and 400 mg/kg dose groups. FTB decreased the white blood cell count in BALF (bronchoalveolar lavage fluid) in the 400 mg/kg administration group. Conclusion: Our study revealed that FTB elicits antitussive and expectorant effects by inhibiting inflammatory cytokines, increasing sputum secretion, suppressing cough, and reducing inflammatory cells. We concluded that FTB is a highly promising agent for respiratory tract infection with therapeutic opportunities.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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