• 생명과학회지
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• 제27권11호
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• pp.1340-1348
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• 2017

Sanguinarine은 다양한 목적으로 사용되고 있는 Sanguinaria canadensis L.의 뿌리에서 유래된 benzophenanthridine alkaloid 계열 물질중의 하나이다. 그동안 sanguinarine의 다양한 약리학적인 효능이 알려져 왔고, 항암활성에 대한 연구도 여러 암세포들을 대상으로 수행되어 왔다. 그러나 sanguinarine에 의한 암세포의 apoptosis 유도에 대한 현상은 여전히 많은 부분에서 연구의 대상으로 남아 있다. 본 연구는 Hep3B 인체 간암세포를 대상으로 sanguinarine의 항암활성에 대한 추가적인 자료를 제시하기 위하여 수행되었다. 본 논문의 결과에 의하면, sanguinarine은 처리 농도 의존적으로 Hep3B 세포의 증식을 억제하였으며, 이는 apoptosis 유도와 연관성이 있었다. Sanguinarine은 두 가지 apoptosis 경로인 extrinsic 및 intrinsic 경로의 개시 initiator caspase인 caspase-8 및 caspase-9 뿐만 아니라 대표적인 effector caspase인 caspase-3의 활성을 증가시켰고, caspase-3의 기질인 PARP의 분절을 유발하였다. 아울러 sanguinarine은 DR-related 유전자들의 발현을 부분적으로 증가시켰으며, Bcl-2 family에 속하는 pro-apoptotic Bax의 발현을 증가시킨 반면, anti-apoptotic Bcl-2의 발현은 억제시켰다. 또한 sanguinarine은 Bid의 truncation을 촉진하였고, MMP의 소실에 따른 cytochrome c를 미토콘드리아에서 세포질로의 이동을 증가시켰다. 그리고 sanguinarine에 의한 apoptosis 유도 및 세포 증식율 억제 현상이 caspase의 활성을 인위적으로 억제하였을 경우, 모두 사라졌다. 따라서 sanguinarine에 의하여 유도하는 Hep3B 세포의 apoptosis 유발에는 caspase 의존적으로 extrinsic 및 intrinsic 경로가 모두 관여하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.108-109
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• 2013

Mitochondria play key roles in the production of cell's energy. Their dominant function is the synthesis of adenosine 5'-triphosphate (ATP) from adenosine diphosphate (ADP) and phosphate (Pi) through the oxidative phosphorylation. Evaluation of drug-induced mitochondrial toxicity has become increasingly important since mitochondrial dysfunction has recently been implicated in numerous diseases including cancer and diabetes mellitus. Mitochondrial functions have been monitored via oxygen consumption, mitochondrial membrane potential, and more importantly via ATP synthesis since ATP synthesis is the most essential function of mitochondria. Various analytical methods have been employed to investigate ATP synthesis in mitochondria, including high performance liquid chromatography (HPLC), bioluminescence technique, and pH measurement. However, most of these methods are based on destructive analysis or indirect monitoring through the enzymatic reaction. Infrared absorption spectroscopy (IRAS) is one of the useful techniques for real-time, label-free, and direct monitoring of biological reactions [1,2]. However, the strong water absorption requires very short path length in the order of several micrometers. Transmission measurements with thin path length are not suitable for mitochondrial assays because solution handlings necessary for evaluating mitochondrial toxicity, such as rapid mixing of drugs and oxygen supply, are difficult in such a narrow space. On the other hand, IRAS in the multiple internal reflection (MIR) geometry provides an ideal optical configuration to combine solution handling and aqueous-phase measurement. We have recently reportedon a real-time monitoring of drug-induced necrotic and apoptotic cell death using MIR-IRAS [3,4]. Clear discrimination between viable and damaged cells has been demonstrated, showing a promise as a label-free and real-time detection for cell-based assays. In the present study, we have applied our MIR-IRAS system to mitochondria-based assays by monitoring ATP synthesis in isolated mitochondria from rat livers. Mitochondrial ATP synthesis and hydrolysis were in situ monitored with MIR-IRAS, while dissolved oxygen level and solution pH were simultaneously monitored with O2 and pH electrodes, respectively. It is demonstrated that ATP synthesis and hydrolysis can be monitored by the IR spectral changes in phosphate groups in adenine nucleotides and MIR-IRAS is useful for evaluating time-dependent drug effects of mitochondrial toxicants.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제19권3호
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• pp.229-234
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• 2015

Nafamostat mesilate (NM) is a serine protease inhibitor with anticoagulant and anti-inflammatory effects. NM has been used in Asia for anticoagulation during extracorporeal circulation in patients undergoing continuous renal replacement therapy and extra corporeal membrane oxygenation. Oxidative stress is an independent risk factor for atherosclerotic vascular disease and is associated with vascular endothelial function. We investigated whether NM could inhibit endothelial dysfunction induced by tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$ ). Human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) were treated with TNF-${\alpha}$ for 24 h. The effects of NM on monocyte adhesion, vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1) and intracellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) protein expression, p38 mitogenactivated protein kinase (MAPK) activation, and intracellular superoxide production were then examined. NM ($0.01{\sim}100{\mu}g/mL$) did not affect HUVEC viability; however, it inhibited the increases in reactive oxygen species (ROS) production and p66shc expression elicited by TNF-${\alpha}$ (3 ng/mL), and it dose dependently prevented the TNF-${\alpha}$ -induced upregulation of endothelial VCAM-1 and ICAM-1. In addition, it mitigated TNF-${\alpha}$ -induced p38 MAPK phosphorylation and the adhesion of U937 monocytes. These data suggest that NM mitigates TNF-${\alpha}$ -induced monocyte adhesion and the expression of endothelial cell adhesion molecules, and that the anti-adhesive effect of NM is mediated through the inhibition of p66shc, ROS production, and p38 MAPK activation.

• 생명과학회지
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• 제26권6호
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• pp.651-656
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• 2016

벌 화분은 꿀벌로부터 생산되며 자연으로부터 얻을 수 있는 가장 균형 잡힌 영양 식품으로 받아들여지고 있다. 역사적으로도 벌 화분은 질병치료와 에너지 보충의 목적으로 사용되어 왔다. 최근의 연구 결과에서는 벌 화분의 항산화, 항염증, 심지어 항암작용과 같은 다양한 생리활성이 과학적으로 규명되고 있다. 그러나 벌 화분은 exine이라는 외피로 둘러싸여 있어 강산이나 고압 그리고 소화효소 등에 매우 저항성이 강한 것으로 밝혀졌고, 이로 인하여 생체이용률이 낮아 영양공급과 임상적 이용에 제한을 받고 있다. 본 연구는 벌 화분의 외피를 분쇄할 수 있는 습식분쇄기술을 개발하여 벌 화분의 생리활성을 분석하고자 기획되었다. 먼저 습식분쇄를 통해 벌 화분의 외피가 효과적으로 분쇄됨을 현미경을 통해 확인하였다. 게다가 습식분쇄에 의해 벌 화분의 활성성분으로 잘 알려진 polyphenol 화합물의 양이 약 11배 증가하였고 ABTS 항산화 분석법과 DPPH 라디칼 소거능 시험을 통해 항산화 효과가 증가함을 확인하였다. 이러한 결과는 습식분쇄기술을 통해 벌 화분을 임상적 및 향장 목적으로 사용할 수 있음을 증명한다.

• Mycobiology
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• 제45권4호
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• pp.297-311
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• 2017

Saprolegniasis is one of the most devastating oomycete diseases in freshwater fish which is caused by species in the genus Saprolegnia including Saprolegnia parasitica. In this study, we isolated the strain of S. parasitica from diseased rainbow trout in Korea. Morphological and molecular based identification confirmed that isolated oomycete belongs to the member of S. parasitica, supported by its typical features including cotton-like mycelium, zoospores and phylogenetic analysis with internal transcribed spacer region. Pathogenicity of isolated S. parasitica was developed in embryo, juvenile, and adult zebrafish as a disease model. Host-pathogen interaction in adult zebrafish was investigated at transcriptional level. Upon infection with S. parasitica, pathogen/antigen recognition and signaling (TLR2, TLR4b, TLR5b, NOD1, and major histocompatibility complex class I), pro/anti-inflammatory cytokines (interleukin $[IL]-1{\beta}$, tumor necrosis factor ${\alpha}$, IL-6, IL-8, interferon ${\gamma}$, IL-12, and IL-10), matrix metalloproteinase (MMP9 and MMP13), cell surface molecules ($CD8^+$ and $CD4^+$) and antioxidant enzymes (superoxide dismutase, catalase) related genes were differentially modulated at 3- and 12-hr post infection. As an anti-Saprolegnia agent, plant based lawsone was applied to investigate on the susceptibility of S. parasitica showing the minimum inhibitory concentration and percentage inhibition of radial growth as $200{\mu}g/mL$ and 31.8%, respectively. Moreover, natural lawsone changed the membrane permeability of S. parasitica mycelium and caused irreversible damage and disintegration to the cellular membranes of S. parasitica. Transcriptional responses of the genes of S. parasitica mycelium exposed to lawsone were altered, indicating that lawsone could be a potential anti-S. parasitica agent for controlling S. parasitica infection.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.527-535
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• 2017

연료전지 배터리 하이브리드 UPS용 연료전지 파워 팩 내부에 설치한 연료전지의 화학반응에 의해 생성되는 열을 제거하는데 어려움이 있다. 열을 제거하지 못할 경우 연료전지의 내구성과 성능에 영향을 끼쳐 수명 단축의 원인이 된다. UPS용 연료전지 파워 팩 제작을 위하여 연료전지의 적절한 냉각 방법을 선정하고 제시하는 것이 본 연구의 목표이다. 냉각방법 선정을 위해 냉각 성능에 영향을 주는 각각의 설계 인자를 변화시키면서 연구를 수행하였다. 전산해석은 상용프로그램인 COMSOL Multiphysics로 수행하였다. 먼저 연료전지 스택의 냉각 팬의 위치를 상단과 하단에 배치했을 때 1 kW급 연료전지 스택 표면온도를 비교하였으며, 각각의 위치에 따른 냉각 팬의 회전속도를 2,500, 3,000, 3,500, 4,000 RPM으로 변경하여 적절한 냉각 팬의 속도를 결정하였다. 또한 파워 팩 외부에서 내부로 들어오는 공기의 입구인 그릴의 타공면적을 달리하여 내부로 들어오는 공기의 유량이 냉각에 미치는 영향을 비교하였다. 본 연구는 UPS용 연료전지 파워 팩 내부 연료전지의 열관리 기술개발에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수산과학회지
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• 제31권1호
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• pp.8-16
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• 1998

1995년 11월부터 1996년 10월까지 경남 삼천포 인근해역에서 채집된 불볼락의 성숙 및 생식주기를 주로 조직학적 방범에 의해 연구하였다. 난소내부는 난소외막으로부터 시작된 여러겹의 난소박판으로 구성되며 이곳에서 난원세포가 유래한다 난모세포는 성장하면서 난소박판 내부에서 부터 난소강쪽으로 돌출되어 난병에 의해 난소박판에 연결된다. 정소의 내부조직상은 다수의 정세관으로 구성된다. 각각의 정세관은 여러개의 소낭구조를 가지는데 각 소낭내의 생식세포들은 같은 단계의 발달상태를 보인다. 생물학적 최소형은 암컷은 전장 19.5cm, 수컷은 전장 21.5cm이다. 암컷의 생식소중량지수는 3월에 9.56으로 연중 최고치를 나타냈으며, 8월에는 0.15로 최저치를 나타냈다. 수컷의 생식소중량지수는 2월에 0.25로 최고치를 나타냈으며, 7월에는 0.04로 연중 최저치를 나타냈다. 생식주기는 암컷은 성장기 ($10\~11$월), 성숙기 ($12\~2$월), 임신기 (3월), 출산 및 회복기 ($4\~6$월) 그리고 휴지기 ($7\~9$월)로 나눌 수 있다. 수컷의 생식주기는 성장기 ($9\~11$월), 성숙기 ($12\~1$월), 완숙 및 교미기 ($2\~3$월) 그리고 퇴화 및 휴지기 ($4\~8$월)로 나눌 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제31권7호
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• pp.662-670
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• 2021

카할세포는 위장관 근육의 pacemaker 세포이다. 이번 연구는 생쥐 소장에서 얻은 카할세포를 배양하여 노르아드레날린성 및 세로토닌성 항우울제인 미르타자핀의 효과를 조사했다. 전기생리학적인 방법을 이용하여 카할세포의 pacemaker potential의 변화를 측정하였다. 미르타자핀은 농도 의존적 방식으로 카할세포 탈분극을 일으켰다. Y25130 (5-HT3 수용체 길항제), RS39604 (5-HT4 수용체 길항제) 또는 SB269970 (5-HT7 수용체 길항제)은 미르타자핀에 의한 카할세포 탈분극에 영향을 미치지 않았다. 또한, 무스카린성 M2 수용체 길항제인 메톡 트라민은 미르타자핀에 의한 카할세포의 탈분극에 영향을 미치지 않은 반면, 무스카린성 M3 수용체 길항제인 4-DAMP는 카할세포의 탈분극을 억제하였다. GDP-β-S를 피펫을 통해 카할세포내로 넣었을 때, 미르타자핀에 카할세포 탈분극이 억제되었다. 외부에 칼슘이 없는 용액 또는 소포체의 Ca²⁺-ATPase 억제제인 thapsigargin이 있는 경우 미르타자핀에 의한 카할세포 탈분극이 나타났다. 또한, protein kinase C (PKC) 억제제인 칼포스틴 C 또는 chelerythrine은 미르타자핀에 의한 탈분극을 억제했습니다. 이러한 결과는 미르 타자핀이 카할세포에서 G 단백질 및 PKC 경로에 의한 무스카린성 M3 수용체 활성화를 통해 탈분극을 조절 함을 알 수 있다. 따라서 미르타자핀이 카할세포를 통해 위장관 운동성을 조절할 수 있음을 시사한다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.185-190
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• 2021

시멘트는 현대 건설 산업에서 주된 재료로써 활용되지만 생산 시 발생하는 이산화탄소로 인해 지구온난화의 주된 원인으로 지목되고 있다. 이에 따라 시멘트 대체재로서 산업부산물을 활용하는 연구가 진행 중이며, 이 중 제철소에서 생산되는 고로슬래그가 대표적이다. 하지만 고로슬래그는 시멘트 대체재로써 사용 시 초기 강도 저하의 문제점을 지니고 있는데, 이는 고로슬래그 생산과정에서 만들어지는 입자 표면의 유리질 피막이 원인이다. 일반적인 수화반응에서 피막은 시멘트의 수화반응에서 생성되는 수산화칼슘이 경화체 내부 알칼리 환경을 조성하게 되고 이를 통해 파괴되는 것으로 알려져있다. 따라서 본 연구에서는 고로슬래그의 사용성능 개선 및 초기 강도 저하의 문제점을 해결하기 위하여, 기존에 고로슬래그 입자 표면의 막을 제거하기 위해 사용되어지는 알칼리 자극제 대신 전기분해를 통해 생성한 알칼리 수를 배합수로 활용하기 위한 연구를 진행하였다. 실험 결과, 고로슬래그와 알칼리 수를 활용한 시멘트 경화체에서 일반적인 배합수에 비해 높은 강도 발현 및 수화물 생성을 보였으며, 공극분석 결과 내부 공극률 및 공극분포에서 더욱 밀실한 구조를 지니고 있는 것으로 확인되었다.

• Korean Journal of Radiology
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• 제21권6호
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• pp.726-735
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• 2020

Objective: Recent innovations in biology are boosting gene and cell therapy, but monitoring the response to these treatments is difficult. The purpose of this study was to find an MRI-reporter gene that can be used to monitor gene or cell therapy and that can be delivered without a viral vector, as viral vector delivery methods can result in long-term complications. Materials and Methods: CMV promoter-human organic anion transporting polypeptide 1B3 (CMV-hOATP1B3) cDNA or CMV-blank DNA (control) was transfected into HEK293 cells using Lipofectamine. OATP1B3 expression was confirmed by western blotting and confocal microscopy. In vitro cell phantoms were made using transfected HEK293 cells cultured in various concentrations of gadoxetic acid for 24 hours, and images of the phantoms were made with a 9.4T micro-MRI. In vivo xenograft tumors were made by implanting HEK293 cells transfected with CMV-hOATP1B3 (n = 4) or CMV-blank (n = 4) in 8-week-old male nude mice, and MRI was performed before and after intravenous injection of gadoxetic acid (1.2 µL/g). Results: Western blot and confocal microscopy after immunofluorescence staining revealed that only CMV-hOATP1B3-transfected HEK293 cells produced abundant OATP1B3, which localized at the cell membrane. OATP1B3 expression levels remained high through the 25th subculture cycle, but decreased substantially by the 50th subculture cycle. MRI of cell phantoms showed that only the CMV-hOATP1B3-transfected cells produced a significant contrast enhancement effect. In vivo MRI of xenograft tumors revealed that only CMV-hOATP1B3-transfected HEK293 tumors demonstrated a T1 contrast effect, which lasted for at least 5 hours. Conclusion: The human endogenous OATP1B3 gene can be non-virally delivered into cells to induce transient OATP1B3 expression, leading to gadoxetic acid-mediated enhancement on MRI. These results indicate that hOATP1B3 can serve as an MRI-reporter gene while minimizing the risk of long-term complications.