• 한국식품영양과학회지
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• 제44권3호
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• pp.347-355
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• 2015

신경계 질환은 산화적 스트레스에 의한 신경세포 손상에 의해 발생하는 것이 하나의 기전으로 알려져 있다. 본 연구는 $H_2O_2$에 의해 유도된 산화적 스트레스에 대항하여 곤드레(Cirsium setidens, CS), 누룩치(Pleurospermum kamtschaticumin, PK) 그리고 산마늘(Allium victorials, AV)의 뇌신경 보호 효과 및 그 기전에 대한 것이다. CS와 AV 처리는 대조군과 비교하여 $400{\mu}g/mL$까지 인간의 신경세포주인 SK-N-SH 세포에 대해 세포독성이 없었다. 산화적 유도자인 $H_2O_2$를 SK-N-SH 세포에 처리하였을 때 세포사멸 및 활성산소종(ROS) 생산이 현저하게 증가하였으나 CS 또는 AV 처리에 의해 산화적 스트레스에 의해 증가된 세포사멸과 ROS 생산이 현저하게 감소하였다. 실험한 산채 중에 CS와 PK가 AV보다 더 강한 DPPH 라디칼 소거 작용이 있었으나 PK는 대조군과 비교하여 SK-N-SH 세포를 사멸시키는 강한 세포독성을 가지고 있었다. CS는 AV보다 산화적 스트레스에 대항하여 세포사멸 및 ROS 생성에 더 높은 저해적 영향력을 보여주었다. 따라서 계속되는 실험에는 CS를 사용하였다. CS의 순차적 용매 분획물들인 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부탄올 및 물 분획물들(CS-HE, CS-CH, CS-EA, CS-BU, CS-AQ)은 산화적 스트레스에 대항하여 SK-N-SH 세포사멸 및 세포내 ROS 생성을 억제하였다. CS-EA는 5개의 분획물들 중 가장 강한 DPPH 라디칼 소거작용 및 세포내 ROS 소거 활성을 가지고 있었고, 가장 강한 뇌신경세포 보호 효과를 가지고 있었다. CS-EA는 산화적 스트레스에 의해 증가된 세포자멸사(apoptosis)의 신호전달 경로에 관여하는 p38의 인산화를 저해함으로써 활성화되는 것을 약화시켰다. 이 결과들은 CS-EA가 뇌신경세포에서 항산화 효과 및 p38 인산화 억제에 의한 뇌신경 보호 효과를 나타낼 것이라 제안하였다.

• 환경생물
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• 제27권1호
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• pp.66-72
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• 2009

당뇨망막병증은 서구에서 성인들의 실명을 일으키는 원인이다. 당뇨병이 있을 때 고혈당증은 여러 세포 형태에서 세포자연사를 유도하지만 그 기작은 명확하게 밝혀지지 않았다. 본 연구의 목적은 인간망막 내피세포에서 고혈당 포도당이 세포자연사에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 망막 내피세포는 5, 25, 50 mM 포도당이 포함된 IMDM배지에서 37$^{\circ}C$, 5% CO$_2$조정된 항온기에서 24, 36, 48시간 동안 배양하였다. 여러 농도의 포도당을 처리한 인간망막 내피세포 형태의 특징은 위상차현미경으로 관찰하였고, 세포의 생존은 MTT assay를 통해 산정하였다. 고농도 포도당에서 활성산소종인 세포 내의 H$_2$O$_2$는 FOX II assay와 caspase-3 assay에 의한 세포자연사를 통해 측정하였다. 고농도의 포도당을 처리한 세포에서의 DNA분절화는 아가펄스 겔 전기영동을 통해 관찰하였다. 25, 50mM 포도당을 포함한 배양액에 48시간 동안 배양한 세포는 형태가 변하고. 세포자연사에 의해 유도된 DNA 분절화를 관찰 할 수 있었다. 25, 50 mM의 포도당에서 배양한 세포와 5 mM 포도당에서 24, 36, 48 시간 배양한 세포와 비교했을 때 25, 50 mM에서 죽은 세포의 수가 더 많았다. 또한 과산화수소의 양과 caspase-3의 활성은 고농도 포도당을 처리한 세포에서 증가하였다. 결론적으로 고농도 포도당이 배양된 인간망막 내피세포에서 세포자연사를 유도하는 것을 증명하였고, 고혈당증의 유도로 caspase 활성에 의존적인 세포자연사는 증가하였다. 고농도의 포도당이 처리된 세포에서 활성산소종 유발과 caspase-3 활성간의 관계는 아직 조사되지않았다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제22권5호
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• pp.751-757
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• 2015

오디 당침출액(MSE)의 산화적 스트레스 개선 효과를 확인하기 위하여 HepG2 세포에 $H_2O_2$로 산화적 스트레스를 유도시킨 다음, MSE의 보호효과를 확인하였다. MSE를 40일간 저장하여 DPPH radical scavensing을 통해 DPPH radical 소거능이 유의적으로 좋았던 저장 40일용 MSE를 선택하여 세포 실험에 적용하였다. HepG2 세포에 $500{\mu}M$ $H_2O_2$를 처리하여 산화적 스트레스를 유발시키고, MSE를 처리하여 세포 생존율을 확인한 결과, MSE 처리로 인한 세포 생존율이 유의적으로 증가하였고, ROS 생성과 과산화물에 대한 지표로 측정된 MDA 농도도 MSE 처리로 인해 효과적으로 억제되었다. 또한, $H_2O_2$ 처리로 감소된 SOD 및 CAT 활성이 MSE 처리로 인해 유의적으로 높아졌으며, $H_2O_2$를 처리로 인한 세포핵의 apoptosis body가 MSE 처리로 인해 감소함을 확인하였으며, 이는 caspase-3 활성 MSE가 억제시킴으로 인해 세포를 보호하고 있음을 확인하였다. 이상의 결과로부터 오디 당침출액은 산화적 스트레스로부터 야기되는 세포독성과 apoptosis로부터 세포 보호 효과를 확인함에 따라 향후 노화와 관련된 다양한 연구소재의 기초 자료 및 질병 예방 소재로의 가능성을 확인하였다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제32권3호
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• pp.349-360
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• 2024

Oxidative stress contributes to the onset of chronic diseases in various organs, including muscles. Morroniside, a type of iridoid glycoside contained in Cornus officinalis, is reported to have advantages as a natural compound that prevents various diseases. However, the question of whether this phytochemical exerts any inhibitory effect against oxidative stress in muscle cells has not been well reported. Therefore, the current study aimed to evaluate whether morroniside can protect against oxidative damage induced by hydrogen peroxide (H₂O₂) in murine C2C12 myoblasts. Our results demonstrate that morroniside pretreatment was able to inhibit cytotoxicity while suppressing H₂O₂-induced DNA damage and apoptosis. Morroniside also significantly improved the antioxidant capacity in H₂O₂-challenged C2C12 cells by blocking the production of cellular reactive oxygen species and mitochondrial superoxide and increasing glutathione production. In addition, H₂O₂-induced mitochondrial damage and endoplasmic reticulum (ER) stress were effectively attenuated by morroniside pretreatment, inhibiting cytoplasmic leakage of cytochrome c and expression of ER stress-related proteins. Furthermore, morroniside neutralized H₂O₂-mediated calcium (Ca²⁺) overload in mitochondria and mitigated the expression of calpains, cytosolic Ca²⁺-dependent proteases. Collectively, these findings demonstrate that morroniside protected against mitochondrial impairment and Ca²⁺-mediated ER stress by minimizing oxidative stress, thereby inhibiting H₂O₂-induced cytotoxicity in C2C12 myoblasts.

• 동의신경정신과학회지
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• 제19권3호
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• pp.179-193
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• 2008

Objective: The antioxidant and anti-Alzheimer effects of Semen Ziziphi Spinosae (SZS) water extract against the amyloid beta peptide (1-42) or H202-induced oxidative damage and cell death were investigated in rat pheochromocytoma line PC 12. Methods: The cells were incubated with SZS water extract and oxidative damage-inducing materials, amyloid beta peptide (1-42) or H2O2 for 24 h. The cellular viability was assessed by WST-1 assay, cytotoxic damage by LDH activity assay, oxidative damages of cells by fluorescence spectrophotometric method, and apoptosis by TUNEL staining assay. Results and Conclusions: 1. Preincubation of the cells with SZS water extract prior to amyloid beta peptide (1-42) (2 uM) or H2O2 (30 uM) exposure elevated the cell survival close to the control and decreased the level of LDH activity and the fluorescence from the cell homogenates and TUNEL staining of the cells, compared to only amyloid beta peptide (1-42) (2 uM) or H2O2 (30 uM) treated conditions. 2. Our study suggests that Semen Ziziphi Spinosae (SZS) water extract has protective effects against amyloid beta peptide (1-42) or H2O2-induced cell toxicity through the antioxidation mechanism, which might be beneficial for the treatment of Alzheimer's disease.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제50권5호
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• pp.415-425
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• 2017

건 여주로부터 얻은 70%에탄올 추출물의 항산화 효과를 측정하고, $H_2O_2$에 의해 유도된 산화적 스트레스에 대한 신경세포 보호효과를 알아보기 위해 human neuroblastoma cell인 SK-N-MC세포를 이용하여 실험을 수행하였다. 여주 추출물의 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량은 각각 28.51 mg gallic acid/extract g과 3.95 mg catechin/extract g 이었고, 추출물의 DPPH 라디칼 소거능 ($IC_{50}$)은 $506.95{\mu}g/ml$ 이었다. 여주추출물을 신경세포에 전 처리한 후 $H_2O_2$을 처리하여 산화적 스트레스를 유도했을 때, 여주추출물에 의해 세포생존율은 증가되었고 세포내 ROS는 감소되는 것을 확인하였다. 그리고 세포내 항산화 방어시스템인 항산화효소 (SOD-1,2와 GPx-1)의 mRNA 발현이 여주추출물 처리에 의해 control 수준으로 회복되거나 control 보다 증가되는 결과를 보였으며, ROS 의존적 세포사멸과 연관 있는 것으로 알려진 MAPK pathway 중 p38과 JNK의 인산화를 여주추출물이 억제하였다. 또한 cleaved caspase-3와 cleaved PARP의 발현도 여주추출물의 처리에 의해 감소되었다. 본 연구 결과에서 70% 에탄올 여주추출물은 항산화효능이 우수하여 ROS를 직접적으로 제거할 뿐 아니라 세포내 ROS 축적을 억제시키는 효과를 보여주었다. 그리고 신경세포 내 항산화효소들의 발현 증가 기전과 p38, JNK의 인산화 억제 및 cleaved caspase-3, cleaved PARP의 발현 억제를 통한 세포사멸 억제 기전을 통해 산화적 스트레스로부터 신경세포를 보호하는 효과가 있음을 제시하고 있다. 따라서 여주추출물은 산화적 스트레스에 의한 알츠하이머병이나 파킨슨병 등과 같은 신경변성질환 (neurodegenerative disease)에 대한 예방 및 치료제의 소재로써 이용가치가 충분한 것으로 사료된다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제30권4호
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• pp.289-298
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• 2015

Edaravone (Eda) is a potent scavenger of inhibiting free radicals including hydroxyl radicals ($H_2O_2$). Reactive oxygen species (ROS) such as $H_2O_2$ can alter most kinds of cellular molecules such as lipids, proteins and nucleic acids, cellular apoptosis. In addition, oxidative stress from over-production of ROS is involved in the defective embryo development of porcine. Previous study reported that Eda has protective effects against oxidative stress-like cellular damage. However, the effect of Eda on the preimplantation porcine embryos development under oxidative stress is unclear. Therefore, in this study, the effects of Eda on blastocyst development, expression levels of ROS, and apoptotic index were first investigated in preimplantation porcine embryos. After in vitro fertilization, porcine embryos were cultured for 6 days in PZM medium with Eda ($10{\mu}M$), $H_2O_2$ ($200{\mu}M$), and Eda+$H_2O_2$ treated group, respectively. Rate of blastocyst development was significantly increased (P<0.05) in the Eda treated group compared with only $H_2O_2$ treated group. And, we measured intracellular levels of ROS by DCF-DA staining methods and investigated numbers of apoptotic nuclei by TUNEL assay analysis is in porcine blastocyst, respectively. Both intracellular ROS levels and the numbers of apoptotic nucleic were significantly decreased (P<0.05) in porcine blastocysts cultured with Eda ($10{\mu}M$). More over, the total cell number of blastocysts were significantly increased (P<0.05) in the Eda-treated group compared with untreated group and the only $H_2O_2$ treated group. Based on the results, Eda was related to regulate as antioxidant-like function according to the reducing ROS levels during preimplantation periods. Also, Eda is beneficial for developmental competence and preimplantation quality of porcine embryos. Therefore, we concluded that Eda has protective effect to ROS derived apoptotic stress in preimplantation porcine embryos.

• 생명과학회지
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• 제24권6호
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• pp.595-602
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• 2014

미더덕껍질(Styela clava tunic, SCT)은 항염증 복합체, 창상필름, 골재생 유도 등을 포함한 다양한 의학적인 치료영역에 이용 되고 있다. 본 연구에서는 미더덕껍질 열수추출물(aqueous extract of Styela clava tunic, AE-SCT)의 $H_2O_2$에 의해 유발된 세포사멸의 보호 효과를 알아보기 위하여 세포 활성도의 변화에 관련된 요인을 측정하였다. 그 결과, AE-SCT는 3.3 mg/g의 플라보노이드와 32.3 mg/g의 페놀화합물을 포함하고 있었으며, HepG2 세포주에 독성을 유발하지 않았다. 또한, $H_2O_2$ 처리 후 AE-SCT를 처리하는 실험에서 AE-SCT는 $H_2O_2$에 의해 유발된 세포사멸을 개선하는 효과를 나타내지 않았다. 그러나, $H_2O_2$ 처리전에 AE-SCT를 사전 처리하는 예방효과 실험에서, 세포생존율은 $H_2O_2$만 처리한 그룹에 비하여 AE-SCT를 처리한 그룹에서 유의적으로 증가하였으며, 특히 AE-SCT를 $50{\mu}g/ml$ 처리한 농도에서 가장 높았다. 또한, FACS분석과 DAPI 염색에서도 사멸 세포의 수는 $H_2O_2$만 처리한 그룹에 비하여 AE-SCT를 처리한 그룹에서 유의적으로 감소하였다. 더불어, $H_2O_2$의 처리에 의해 유도된 Bax/Bcl-2 발현비율은 AE-SCT처리에 의해 농도의존적으로 감소되었다. 이러한 연구 결과는 AE-SCT가 $H_2O_2$에 의해 유발된 세포사멸을 예방하는 우수한 효과를 가지고 있음을 제시하고 있어 향후 다양한 항산화 제품 개발을 위한 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제59권1호
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• pp.30-38
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• 2005

연구배경 : Arsenic trioxide($As_2O_3$, 비소 삼산화물)는 급성전 골수성백혈병의 효과적인 치료제로 이용되고 있고, 비소세포폐암을 비롯한 여러 고형종양세포에서 세포 고사를 유도하나 백혈병에 비해 상대적으로 높은 농도가 필요하여 실제적인 치료에 제한이 있어왔다. Sulindac은 COX-2 억제, 암세포 성장의 억제 및 세포 고사 유도를 기전으로 하는 항암효과가 있고, 다른 화학요법이나 방사선치료의 반응성을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 저자들은 NCI-H157 폐암세포주에서 $As_2O_3$와 sulindac의 병합요법이 Fas/FasL 신호전달계의 활성화와 caspase 단백질 활성화 의해 세포고사가 유도되었음을 보고한 바 있다. 이 연구의 목적은 이러한 경로 이외에 다른 기전유무를 밝히는데 있다. 방 법 : 세포 독성은 MTT 방법으로 구하였고, HRP 방법을 이용해 ROS를 직접 측정하였다. 세포고사의 형태학적 특성을 보기위해 핵산염색과 관련된 단백질의 발현을 확인하였다. 또한 미토콘드리아의 기능변화를 보기 위해 미토콘드리아의 막전위차를 측정하였고, anti-cytochrome c와 Bcl-2 family 단백질들의 발현 양상을 western blotting을 통해 관찰하였다. 결 과 : 단독요법에 비해 병합요법시에 생존율의 의의 있는 감소를 보였다. 이러한 생존율은 항산화제를 전처리 한 경우 농도 의존적으로 회복됨을 관찰할 수 있었다. ROS의 생성은 병합요법시에 대조군에 비해 의의 있게 증가하였고, 이러한 현상은 항산화제 전처리군에서 감소된 소견을 보였다. 또한 병합요법시 핵산염색에 의해 여러조각의 분절된 형광절편과 caspase 3, PARP의 활성을 통해 세포고사가 유도되었음을 확인하였고, 항산화제 전처리군에서 상쇄됨을 관찰하였다. JC-1 염색 후 형광현미경을 통한 미토콘드리아 막전위차에 미치는 영향은 병합처리군에서 녹색형광으로의 변화가 보였고 항산화제 전처리군에서 소실됨을 확인하였다. 또한 병합요법시의 cytochrome c의 세포 질내의 증가와 미토콘드리아내의 감소가 관찰되었고, Bax의 증가, Bid와 Bcl-xL의 발현감소를 확인할 수 있었으며 이러한 현상은 항산화제 전처리군에서 소실됨을 보였다. 결 론 : NCI-H157 폐암세포주에 $As_2O_3$와 sulindac의 병합 요법은 ROS생성과 미토콘드리아 기능변화를 통해 세포고사가 유도되었다.

• 동의신경정신과학회지
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• 제21권2호
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• pp.125-140
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• 2010

Objectives : The purpose of this study is to examine from various angles the protective effect of Gastrodia elata Blume (GEB) against nerve cell death induced by $\beta$-amyloid by using the cell line SH-SY5Y, which is commonly utilized for toxicity testing in nerve cells, and to find out its mechanism of action. Methods : To begin with, as a result of assessing the rate of cell survival by employing MTT reduction assay, the treatment with $\beta$-amyloid at different concentrations caused cytotoxicity, which was inhibited by preprocessing GEB extract. In addition, after $\beta$-amyloid was processed with the cell SH-SY5Y, apoptosis progressed, which was reduced effectively by processing GEB extract. Results : When cytotoxicity was caused by using hydrogen peroxide, a representative ROS, in order to examine the antioxidant effect of GEB, its protective effect was also observed. Apart from ROS, reactive nitrogen species (RNS) are also known to play a crucial role in nerve cell death. The treatment with the NO donor SNAP increased the production of nitric oxide and the expression of iNOS, which was also inhibited by GEB extract. Meanwhile, as an attempt to find out the mechanism of action explaining the antioxidant effect, the intracellular antioxidant enzyme expressions were measured by RT-PCR, which showed that GEB extract increased the expressions of heme oxygenase-1, GAPDH and $\gamma$-glutamate cysteine ligase. Lastly, GEB extract had a protective effect against impaired memory induced by scopolamine in animal models (in vivo). Conclusions : These findings indicate that GEB has a protective effect against the death of cranial nerve cells, suggesting possibilities for the prevention and treatment of AD.