• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제11권2호
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• pp.57-64
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• 2007

Ischemic preconditioning (IPC) is known to protect the heart against ischemia/reperfusion (IR)-induced injuries, and regional differences in the mitochondrial antioxidant state during IR or IPC may promote the death or survival of viable and infarcted cardiac tissues under oxidative stress. To date, however, the interplay between the mitochondrial antioxidant enzyme system and the level of reactive oxygen species (ROS) in the body has not yet been resolved. In the present study, we examined the effects of IR- and IPC-induced oxidative stresses on mitochondrial function in viable and infarcted cardiac tissues. Our results showed that the mitochondria from viable areas in the IR-induced group were swollen and fused, whereas those in the infarcted area were heavily damaged. IPC protected the mitochondria, thus reducing cardiac injury. We also found that the activity of the mitochondrial antioxidant enzyme system, which includes manganese superoxide dismutase (Mn-SOD), was enhanced in the viable areas compared to the infarcted areas in proportion with decreasing levels of ROS and mitochondrial DNA (mtDNA) damage. These changes were also present between the IPC and IR groups. Regional differences in Mn-SOD expression were shown to be related to a reduction in mtDNA damage as well as to the release of mitochondrial cytochrome c (Cyt c). To the best of our knowledge, this might be the first study to explore the regional mitochondrial changes during IPC. The present findings are expected to help elucidate the molecular mechanism involved in IPC and helpful in the development of new clinical strategies against ischemic heart disease.

• 대한화장품학회:학술대회논문집
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• 대한화장품학회 2003년도 IFSCC Conference Proceeding Book I
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• pp.13-34
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• 2003

Fructose-1, 6-diphosphate (FOP), a glycolytic metabolite is reported to ameliorate inflammation and inhibit the nitric oxide production in murine macrophages stimulated with endotoxin. It is also reported that FOP has cytoprotective effects against hypoxia or ischemia/reperfusion injury in brain and heart. In this study, we examined whether FDP has protective effects on UV-induced oxidative damage in skin cell culture system and human skin in vivo. FDP had a protective role in UVB-induced LDH release and ROS accumulation in HaCaT although it did not show direct radical scavenging effect in the experiment using 1, 1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH). FDP also preserved cellular GSH content after UV irradiation in HaCaT and normal human fibroblast culture system. Cellular oxidative stress induces multiple downstream signaling pathways that regulate expression of multiple gene including MMP-1 and collagen, we examined the effects of FDP on UV-induced alteration of these protein expression in fibroblast culture and human skin in vivo. The increased MMP-1 expression in fibroblast and human skin by UV irradiation was significantly decreased by FDP. FDP also prevented the UV-induced decrease of collagen expression in fibroblast and human skin. Moreover, the decreasing the intracellular levels of reducing equivalents in human fibroblast by glutathione (GSH) depletion lowered the UVA dose threshold for reduction of procollagen expression, indicating that the differences of glutathione contents define the susceptibility of fibroblasts towards UV-induced reduction of procollagen expression. FDP also preserved cellular GSH content after UV irradiation, indicating that FDP has protective effects on UV-induced reduction of procollagen expression, which are possibly through maintaining intracellular reducing equivalent. Based on these premises, we examined the effect of daily use of a moisturizer containing FDP on facial wrinkle in comparison with vehicle moisturizer lacking FDP. In the clinical study, FDP significantly decreased facial wrinkle compared with vehicle alone after 6 months of use. Our results suggest that FDP has anti-aging effects in skin by increasing cellular antioxidant system and preventing oxidative signal and inflammatory reaction. Therefore FDP may be useful anti-aging agent for cosmetic purpose.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제28권1호
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• pp.61-67
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• 2005

We evaluated the antiplatelet effects of two classes of ATP-sensitive potassium channel openers $(K_{ATP}\;openers)$ on washed human platelets, and the study's emphasis was on the role of mitochondrial $K_{ATP}$ in platelet aggregation. Collagen-induced platelet aggregation was inhibited in a dose dependent manner by lemakalim and SKP-450, which are potent cardio-nonselective $K_{ATP}$ openers, and also by cardioselective BMS-180448 and BMS-191095 $(IC_{50}\;:\;1,130,\;>\;1,500,\;305.3\;and\;63.9\;{\mu}M,\;respectively)$, but a significantly greater potency was noted for the cardioselective $K_{ATP}$ openers. The latter two $K_{ATP}$ openers also inhibited platelet aggregation induced by thrombin, another important blood-borne platelet activator, with similar rank order of potency $(IC_{50}\;:\;498.0\;and\;104.8{\mu}M\; for\;BMS-180448\;and\;BMS-191095,\;respectively)$. The inhibitory effects of BMS-191095 on collagen-induced platelet aggregation were significantly blocked by a 30-min pretreatment of platelets with glyburide $(1{\mu}M)$ or sodium 5-hydroxyde­canoate$(5-HD,\;100{\mu}M)$, a nonselective and selective mitochondrial $K_{ATP}$ antagonist, respectively, at similar magnitudes; this indicates the role of mitochondrial $K_{ATP}$ in the antiplatelet activity of BMS-191095. However, glyburide and 5-HD had no effect when they were added to the platelet cuvette immediately prior to the addition of BMS-191095. These findings indicate that cardioselective mitochondrial $K_{ATP}$ openers like BMS-191095 are able to exert cardioprotective effects in cardiac ischemia/reperfusion injury via dual mechanisms directed at the inhibition of platelet aggregation and the protection of cardiomyocytes, and both these mechanisms are mediated by mitochondrial$K_{ATP}$.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제20권4호
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• pp.333-340
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• 2016

Edaravone, a synthetic-free radical scavenger, has been reported to reduce ischemia-reperfusion-induced renal injury by improving tubular cell function, and lowering serum creatinine and renal vascular resistance. The present study investigated the effect of edaravone in diabetes mellitus-induced nephropathy in rats. A single administration of streptozotocin (STZ, 55 mg/kg, i .p.) was employed to induce diabetes mellitus in rats. The STZ-administered diabetic rats were allowed for 10 weeks to develop nephropathy. Mean body weight, lipid alteration, renal functional and histopathology were analysed. Diabetic rats developed nephropathy as evidenced by a significant increase in serum creatinine and urea, and marked renal histopathological abnormalities like glomerulosclerosis and tubular cell degeneration. The kidney weight to body weight ratio was increased. Moreover, diabetic rats showed lipid alteration as evidenced by a significant increase in serum triglycerides and decrease in serum high-density lipoproteins. Edaravone (10 mg/kg, i .p., last 4-weeks) treatment markedly prevented the development of nephropathy in diabetic rats by reducing serum creatinine and urea and preventing renal structural abnormalities. In addition, its treatment, without significantly altering the elevated glucose level in diabetic rats, prevented diabetes mellitus-induced lipid alteration by reducing serum triglycerides and increasing serum high-density lipoproteins. Interestingly, the renoprotective effect of edaravone was comparable to that of lisinopril (5 mg/kg, p.o, 4 weeks, standard drug). Edaravone prevented renal structural and functional abnormalities and lipid alteration associated with experimental diabetes mellitus. Edaravone has a potential to prevent nephropathy without showing an anti-diabetic action, implicating its direct renoprotection in diabetic rats.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제28권11호
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• pp.1287-1292
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• 2005

KR-33028 (N-[4-cyano-benzo[b]thiophene-2-carbonyl]guanidine) is a new cardioprotective agent for preventing ischemia-reperfusion injury. This study was performed to identify the metabolic pathway of KR-33028 in human liver microsomes and to compare its metabolism with that of cryopreserved human hepatocytes. Human liver microsomal incubation of KR-33028 in the presence of NADPH and UDPGA resulted in the formation of four metabolites, M1, M2, M3, and M4. M1 and M2 were identified as 5-hydroxy-KR-33028 and 7-hydroxy-KR-33028, respectively, on the basis of LC/MS/MS analysis with the synthesized authentic standard. M3 and M4 were suggested to be dihydroxy-KR-33028 and hydroxy-KR-33028-glucuronide, respectively. Metabolism of KR-33028 in cryopreserved human hepatocytes resulted in the formation of M1, M2, and M4. These data show a good correlation between major metabolites formed in human liver microsomes and cryopreserved human hepatocytes. In addition, KR­33028 was found to inhibit moderately the metabolism of CYP1A2 substrates. Based on the results obtained metabolic pathway of KR-33028 is proposed.

• 대한화장품학회지
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• 제30권2호
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• pp.247-251
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• 2004

자외선은 피부에 염증반응이나 광노화와 같은 다양한 반응을 야기시킨다고 알려져 있다. 특히 자외선에 의해 손상을 받은 피부는 콜라겐의 양이 감소되어 있는데, 이는 자외선에 의해 피부 내에서 콜라겐을 분해하는 효소(MMP, matrix metalloproteinases)의 양이 증가하기 때문이라고 알려져 왔다. 또한 자외선에 의해 피부에서 염증반응이 유발되는데, 이러한 반응은 프로스타글란딘이라는 물질에 의해 매개되며, 이 프로스타글란딘에 의해서도 MMP가 증가한다고 알려져 왔다. 본 연구에서는 6개월의 임상실험을 통해 광노화된 피부에서 주름형성억제효능이 뛰어난 FDP(fructose 1.6-diphosphate)의 작용기전을 인체각질형성 세포를 이용하여 연구하였다. 인체각질형성세포에 자외선을 조사할 경우 프로스타글란딘, COX-2(cyclooxygenase-2), MMPs의 활성이 증가하는 것을 확인하였며, 이는 FDP의 처리에 의해 감소되었다. 이러한 효과는 자외선에 의해 인체각질형성세포에서 발생하는 신호전달과정을 억제함으로써 일어나는 효과임이 증명되었다. 따라서, FDP는 자외선에 의해 일어나는 세포 내 신호전달과정을 억제하며, 이로 인해 야기되는 프로스타글란딘, COX-2, MMPs의 증가를 억제함으로써 피부의 광노화를 억제할 수 있는 원료로 여겨진다.

• 생명과학회지
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• 제28권12호
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• pp.1545-1553
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• 2018

희소당(Rare Sugars)은 국제희소당학회(International Society of Rare Sugars, ISRS)에 의해 지구상에 극히 소량 존재하는 단당류 또는 단당 유도체로서 정의되어 있으며, 희소당이 보유하고 있는 저칼로리, 항암, 항염증 및 항산화와 같은 유용한 생리활성으로 인해 현대산업분야에서 높은 주목을 받고 있는 차세대 기능성 신소재이다. 희소당은 자연계에 존재의 희소성으로 인해 희소당의 원활한 공급을 위한 희소당 생산 연구는 무엇보다도 중요한 연구로서 인식되어져 있다. 일반적으로 희소당은 화학적 방법과 미생물 유래 효소를 이용한 생물학적 방법으로 생산이 가능한데, 친환경적이며 생산공정도 안전한 생물학적 방법이 최근에 많은 주목을 받고 있다. 현재까지 희소당은 약 50종류 이상이 보고되어져 있는데 저칼로리, 항산화, 설탕 유사 감도 및 감미 특성으로부터 D-Allulose, D-Allose, 그리고 D-Tagatose가 특히 많은 주목을 받고 있는 희소당으로서 알려져 있다. 본 연구에서는 식품산업 및 의약산업을 비롯하여 다양한 산업분야에서 향 후 높은 활용성이 기대되는 D-Allulose, D-Allose, 그리고 D-Tagatose에 대한 미생물 유래 효소를 이용한 생물전환 생산에 대하여 보고를 하고자 한다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제34권7호
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• pp.524-533
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• 2001

배경: 체외순환 시 동맥혈액의 고 산소분압 유지는 오랫동안 안전한 기법으로 인식되어 임상에 이용하여 왔으나 고 산소분압은 정상 산소분압 보다 상대적으로 더 많은 독성 산소성분을 생성시켜 산화성 장기손상 및 재관류 손상의 원인이 된다. 저자들은 체외순환 시 동맥혈액을 고 산소분압 혹은 정상 산소분압 상태로 순환시켰을 때의 염증반응과 심근손상에 관해 비교검토하고, 정상 산소분압 체외순환의 임상적 유용성을 조사하기 위해 본 연구를 시행하게 되었다. 대상 및 방법: 성인 심장병 환자 30명을 고산소분압군(PaO2 400mmHg, 고산소군, n=15)과 정상산소분압군(Pa $O_{2}$ 120 mmHg, 정상산소군, n=15)으로 나눈 뒤 다음과 같은 변수들을 측정하여 두 그룹간에 비교하였다. 체외순환 전후의 관상정맥동 혈액을 채취하여 myeloperoxidase (MPO), malondialdehyde(MDA), troponin-T(TnT), adenosine monophosphate(AMP)를 분석하였고, 동맥혈액 내 총 백혈구 수 및 호중구 수를 측정하였다. 혼합 정맥혈액의 lactate 농도, 심장지수, 폐혈관저항도 체외순환 전, 중, 후 시기별로 함께 측정하여 두 그룹간에 비교하였다 결과: 체외순환 후 정상산소군이 고산소군에 비해 더 낮은 MDA농도 (4.79$\pm$0.7 vs 5.86$\pm$0.65 $\mu$mo1/L, p=0.04)와 보다 높은 AMP농도 (1.23$\pm$0.07 vs 1.00$\pm$0.04 nmol/L, p=0.05)를 보였으나 TnT농도 (0.50$\pm$0.08 vs 0.60$\pm$0.08 ng/mL, p>0.05)는 유의한 차가 없었다. 체외순환 후 MPO농도(5.38$\pm$1.01 vs 8.73$\pm$0.90 ng/mL, p=0.02)와 총 백혈구 수(10,484$\pm$836 vs 13,572$\pm$1,1671/㎥, p=0.04)는 정상산소군이 고산소군 보다 낮았다. 체외순환 후 lactate농도 (27.90$\pm$3.41 vs 31.49$\pm$4.87 mg/dL, p=0.55)와 심장지수(2.99$\pm$0.21 vs 2.75$\pm$0.18 L/$m^2$/min, p=0.39)는 양 군 간에 차이가 없었으나 폐혈관 저항(90.37$\pm$16.36 vs 118.12$\pm$12.21 dyne/sec/$cm^{5}$, p=0.04)은 정상산소군이 더 낮았다. 결론: 정상 산소분압 체외순환은 고 산소분압 체외순환에 비해 심근손상과 염증반응을 적게 유발하여 체외순환 후 심장 및 폐기능의 손상정도를 감소시킬 것으로 생각되며 이러한 결과는 정상 산소분압 체외순환이 심장수술에 유용하게 적용될 수 있음을 시사하고 있다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제51권10호
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• pp.1112-1117
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• 2008

목 적: 해마 절편 배양에서 산소-포도당 박탈(oxygen-glucose deprivation, OGD)에 의한 세포 사망과 신경 세포 사멸을 propidium iodide(PI) 섭취, Fluoro-Jade(FJ) 염색, TUNEL 염색, caspase-3 면역형광염색 방법으로 관찰하고자 하였다. 방 법: 생후 7일된 Sprague-Dawley 흰쥐의 해마를 MacIlwain chopper로 $350{\mu}m$ 두께의 절편으로 절단하였다. 해마 절편을 6-well plate의 insert 내의 반 유공(sem-porous) 막 위에서 membrane-interface technique으로 10일 동안 배양하였다. 배양된 해마 절편에 산소-포도당 박탈을 60분 동안 가한 후 재산소-재관류하에 기초 배양액에서 48시간 배양하였다. 재산소-재관류 동안 PI 섭취 형광 정도를 시간에 따라 형광 현미경으로 관찰하고 세포사망 백분율(percent cell death)을 측정하였다. 산소-포도당 박탈 직전과 24 시간 후에 해마 절편을 $15{\mu}m$ 두께로 냉동 절단 후 FJ 염색, TUNEL 염색, caspase-3 면역형광염색을 시행하여 세포 사망을 관찰하였다. 결과: OGD 후 PI 섭취 는 해마 절편의 CA1과 DG에 한정되어있었다. OGD 후 재산소-재관류 동안 6시간에서 48시간까지 PI 섭취 형광 강도는 시간이 증가함에 따라 증가하였다. 세포 사망 백분율은 CA1과 DG에서 모두 OGD 후 재산소-재관류 시간이 증가함에 따라 의미 있게 증가하였다(P<0.05). OGD 후 24시간에 세포 변성을 의미하는 많은 FJ 염색 양성 신경 세포 들이 CA1과 DG에서 관찰되었다. 고배율 confocal laser 현미경으로 관찰한 CA1에서의 신경 세포들 중 일부는 명확한 핵과 돌기를 가지고 있는 것을 보여 주었으며, 다른 신경 세포들은 핵의 분절화, 돌기의 손실 등을 보여 주었다. TUNEL 염색과 caspase-3 염색은 OGD 후 24시간에 CA1과 DA에서 TUNEL 양성 발현을 증가시키고 caspase-3 발현을 증가시켰다. 결 론: 해마 절편 배양에서 산소-포도당 박탈 에 의한 다수의 세포 사망을 관찰할 수 있었다. 사망한 세포 들은 주로 신경 세포의 caspase-3 활성화에 의해 매개된 사멸을 보였다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제40권6호
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• pp.399-406
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• 2007

배경: 개심술 시 불충분한 심근 보호로 인한 허혈과 재관류 손상은 술 후 심실 기능과 예후에 영향을 미친다. 본 저자들은 승모판막 수술에서 HTK 용액과 냉혈 혈성 심정지액이 심근 보호와 임상 결과에 미치는 영향을 전향적으로 비교 분석하였다. 대상 뜻 방법: 승모판막폐쇄부전으로 승모판막수술을 받는 70명의 환자 중 8명의 환자를 제외한 31명에서 HTK 용액을(HTK군), 31명에서 냉혈 혈성 심정지액을(CBC군) 사용하였다. 수술 중과 후에 환자의 혈역학, 심혈관계 약물과 심장박동조율기의 사용, 임상경과 및 합병증을 관찰하였다. 모든 환자에서 최소 6개월 이상 사망률과 이환율을 추적 관찰하였다. 결과: 혈역학적 변수는 평균폐동맥압, 중심정맥압과 폐모세혈관쐐기압이 체외순환으로부터 이탈 후 시기에 HTK군에서 유의하게 낮았던 점을 제외하고는 모든 시기에서 군 간 차이가 없었다. 심근수축제와 심장박동조율기의 사용은 모든 시기에서 군 간 차이가 없었다. 수술 후 1일과 2일째 CK-MB 수치는 HTK군에서 $77{\pm}54,\;41{\pm}23$ (ng/mL)로 CBC군의 $70{\pm}69,\;44{\pm}34$ (ng/mL)와 유의한 차이가 없었다. 6개월 이상의 추적관찰 중 임상경과는 비슷하였다. 결론: 이상의 결과에서 HTK 용액은 냉혈 혈성 심정지액과 비슷한 심근 보호효과를 가짐을 확인할 수 있었다.