• 생명과학회지
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• 제28권7호
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• pp.835-840
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• 2018

본 연구는 시토크롬 P450 단백질을 암호화하는 애기장대 유래의 AtCYP78A7을 과발현하는 형질전환 식물체로부터 AtCYP78A7 단백질을 특이적으로 인식하는 단일큰론 항체의 제조와 그 항체를 AtCYP78A7 단백질과 접촉시켜 항원-항체 복합체 형성을 검출함으로써 AtCYP78A7 단백질을 효소면역학적(ELISA) 방법으로 검출하는 진단 키트를 개발하기 위하여 수행하였다. 재조합한 GST-AtCYP78A7 단백질을 항원으로 사용하여 단일클론 항체를 분비하는 융합세포주를 제조한 후 비오틴화 및 페어링 테스트를 통해 포획항체와 검출항체를 선정하였으며, GST-AtCYP78A7 정제 단백질을 기준으로 일품벼, 화영벼, AtCYP78A7 과발현 벼(10B-5, 18A-4)의 용해물을 검출항원으로 사용하여 product test를 진행하였다. 그 결과 AtCYP78A7 단백질에 특이적으로 결합하는 4개의 단클론 항체(mAb 6A7, mAb 4C2, mAb 11H6, mAb 7E8)를 생산하였고, 포획항체 mAb 4C2와 검출항체 mAb 7E8-biotin의 조합으로 ELISA 키트를 개발하였다. 개발된 ELISA 키트를 이용한 벼 시료의 분석 결과 AtCYP78A7 과발현 벼는 전체 단백질 대비 AtCYP78A7 단백질의 비율이 0.1% 이상인 양성으로, 일품벼와 화영벼는 0.1% 미만인 음성으로 나타나 키트를 이용한 AtCYP78A7 단백질의 검출이 가능하였으며, 따라서 본 키트는 향후 AtCYP78A7를 과발현하는 형질전환 작물을 대상으로 하는 환경 모니터링 또는 인체 위해성 평가에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권3호
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• pp.171-182
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• 2018

파파야는 열대와 아열대 지역에서 광범위하게 재배되고 있는 주요 작물 중의 하나이다. 파파야 열매는 칼로리가 낮고 비타민 A와 C, 미네랄이 풍부하며, 미숙과에는 단백질 분해 효소인 파파인이 풍부하여 의약품, 화장품, 식품 가공 산업 등에 널리 활용되고 있다. 전세계 파파야 산업에서 가장 중요한 제한 요인 중의 하나가 potyvirus에 속하는 papaya ringspot virus (PRSV)에 의해 야기되는 식물병이다. 1992년에 미국 연구자들에 의해 PRSV의 coat protein (cp) 유전자를 발현하는 최초의 PRSV-저항성 GM 파파야 이벤트($R_0$ '55-1')가 만들어졌으며, 1997년에는 이로부터 유래한 GM 품종('SunUp', 'Rainbow')에 대해 미국 정부가 상업적 재배를 승인하였다. 현재까지 GM 파파야 개발은 해충 저항성, 병 저항성(곰팡이, 바이러스), 수확 후 저장성 증대, 알루미늄과 제초제 저항성 등의 형질에 초점을 맞추어 왔다. 아울러 파파야를 동물단백질(백신 등) 생산을 위한 식물공장으로 활용하기 위한 시도도 이루어졌다. 현재, 미국과 중국을 비롯한 약 17개 국가에서 GM 파파야 개발과 포장 실험 또는 상업적 재배가 이루어지고 있다. GM 파파야의 개발과 더불어 생물안전성 평가 및 GM 판별 기술 개발에 관한 연구도 이루어지고 있다. 생물안전성 평가와 관련하여 주로 인체 위해성과 환경 위해성에 관한 분석이 수행되고 있다. 인체 위해성의 경우, 동물 모델을 대상으로 장기간 식이섭취를 통해 일반 및 유전 독성, 알레르기항원성, 면역 반응, GM 유래 단백질의 안정성에 관한 연구가 수행되었다. 환경 위해성의 경우, GM 재배가 토양 미생물 다양성에 미치는 영향, GM 유래 유전물질의 토양 잔류 및 토양 미생물로의 전이 여부에 관한 연구가 이루어졌다. 우리나라, 유럽 및 일본을 비롯한 많은 나라에서는 상업적 재배를 위한 GM 품종 도입이나, 파파야 가공 식품 제조에 비승인 GM 파파야의 사용을 규제하고 있다. 도입 유전자 특이적 또는 이벤트 특이적인 분자표지를 개발하고, PCR(일반, real-time) 또는 loop-mediated isothermal amplification 방법을 통해 GM 여부를 판별하고 있다. 파파야에 대한 초안 수준의 유전체 정보가 2008년에 해독되었으며, 최근에는 차세대 유전체 분석 기술로 확보된 유전체와 전사체 정보를 활용하여 GM 여부를 판별하는 기술도 확립되었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제41권3호
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• pp.146-158
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• 2014

카멜리나(Camelina sativa)는 십자화과(Brassicaceae)에 속하는 유지작물이다. 카멜리나 종자에는 건물 중의 약 40%에 해당하는 저장 오일을 가지고 있고, 이러한 저장오일은 식품뿐만 아니라 산업재료로 이용이 가능하다. Microsomal delta-12 fatty acid desaturase2 (FAD2) 효소는 oleic acid를 linoleic acid로 전환시키는데, 종자 내 oleic acid의 함량 차이를 보이는 품종들에서 FAD2 유전자의 polymorphism이 보고되었다. 본 연구에서는 카멜리나(Camelina sativa L. 품종 CAME)에 존재하는 3개의 FAD2 유전자를 발달하는 종자로부터 분리하였다. 3개의 카멜리나 FAD2 유전자의 염기서열 및 아미노산 서열은 카멜리나 품종 Sunesone과 SRS933으로부터 확인된 FAD2 유전자들과 여러 단자엽 및 쌍자엽 식물의 FAD2 유전자들의 염기서열 및 아미노산 서열과 상동성을 비교하였다. FAD2 효소의 활성을 결정짓는다고 알려진 histidine motif (HECGHH, HRRHH 그리고 HVAHH)와 효소 활성에 영향을 주는 SNP (single nucleotide polymorphism) 마커라고 알려진 소수성 아미노산 계열인 valine 혹은 isoleucine이 3 개의 카멜리나 FAD2에서도 잘 보존되어 있음을 확인하였다. 세개의 카멜리나 FAD2 유전자들 중 CsFAD2-1의 경우 카멜리나의 발달하는 조직에서 전반적으로 높은 발현 양상을 보이는 반면 CsFAD2-2와 CsFAD2-3.1은 꽃과 발달하는 종자에서 특이적인 발현을 보였다. 애기장대 fad2-2 돌연변이체에 3개의 카멜리나 FAD2를 각각 도입한 형질전환 식물체의 종자에는 애기장대 fad2-2 돌연변이체 종자대비 oleic acid의 함량이 감소하고, linoleic acid 함량은 증가하는 표현형이 관찰되었다. 이러한 결과는 카멜리나로부터 분리된 3개의 FAD2가 효소로서 활성을 가지고 있다는 것을 의미한다. 더불어 분리된 카멜리나의 FAD2 유전자는 종자 오일 성분이 변화된 유지작물을 개발하는데 응용될 수 있을 것이다.

• 한국축산식품학회지
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• 제33권3호
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• pp.411-416
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• 2013

본 연구는 가르시니아 캄보지아의 항비만 효과의 분자기전을 알아보기 위하여 지방전구세포인 3T3-L1세포의 지방세포로의 분화 시, 가르시니아 캄보지아 추출물을 처리하여 세포 내 지질 적의 형성 및 중성지방의 축적, 지방 분화 특이 지표 단백질의 발현에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 3T3-L1세포의 지방 세포로의 분화는 MDI로 유도 후, 2일째부터 지방 적 및 중성 지방이 유의하게 축적되기 시작하였는데, 1% 가르시니아 캄보지아 추출물을 동시에 처리한 세포에서 이러한 지방 적 및 중성 지방의 축적이 유의하게 억제되는 것을 실험을 통해 확인할 수 있었다. 또한 지방세포 분화 특이 지표 단백질로 알려진 $PPAR{\gamma}2$, $C/EBP{\alpha}$, aP2와 같은 단백질의 발현 또한 가르시니아 캄보지아 추출물이 효과적으로 억제하고 있음도 확인할 수 있었다. 한편, 가르시니아 캄보지아 추출물은 palmitate를 처리한 HepG2 세포에서 중성지방의 축적 및 세포사멸을 유의하게 억제함으로써 유리 지방산의 축적에 의한 지속적인 염증 반응으로 유발되는 지방독성(lipotoxicity)을 억제하는 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과들은 가르시니아 캄보지아 추출물이 세포 수준에서 비교적 낮은 농도로도 효과적으로 비만을 억제할 수 있으며, 기존에 알려지지 않았던 유리지방산에 의한 지방독성을 억제하는 효과가 있음을 본 연구에서 확인할 수 있었다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제22권6호
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• pp.893-900
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• 2015

최근 경제가 급속히 성장하면서 세계적으로 당뇨병이 심각한 대사성 질환으로 대두되고 있으며 이에 따라 혈당조절에만 초점을 맞춘 경구용 당뇨병 치료제가 아니라 당뇨병을 근본적으로 치료할 수 있는 혈당 강하 소재를 개발하기 위한 연구가 늘어나고 있다. 본 연구에서는 선행 연구에서 항당뇨 효능이 확인된Ceriporia lacerata 균사체 배양물건조물(CL01)을 제 2형 당뇨병 동물 모델인db/db 마우스에 경구투여하여 CL01이 혈액학적 지표 및 인슐린 신호 전달기전 상의 유관 단백질과 mRNA 발현에 미치는 영향을 평가하였다. CL01을 4주간 투여했을 때 혈당이 지속적으로 감소하였고, 혈청 인슐린, c-peptide 농도도 각각 음성대조군의 55.8%, 40% 수준으로 감소하였다(p<0.05). 인슐린 저항성을 반영하는 지표인 HOMA-IR 수치를 계산한 결과, CL01 투여군에서 인슐린 저항성이 음성대조군 대비 약 62% 개선되었다(p<0.05). 또한 인슐린 신호 전달에 관여하는 pIR, pAkt, pAMPK, GLUT4 단백질 및 Akt2, IRS1, GLUT4 mRNA 발현이 증가하였다. 이들 결과를 통해 CL01이 당 대사 및 인슐린 신호 전달에 관여하는 유관 단백질 및 유전자 발현에 영향을 미치며 이에 따라 인슐린 저항성을 개선하여 혈당을 효과적으로 감소시키는 것을 알 수 있다. 제 2형 당뇨병 환자의 90% 이상이 인슐린 저항성으로 인한 고인슐린혈증, 당내성 장애, 고혈압, 비만 등의 대사 이상이 생길 확률이 증가하기 때문에 CL01의 섭취를 통해 GLUT4 발현을 증가시켜 인슐린 저항성을 낮추는 것이 제 2형 당뇨병의 근본적인 치료에 이용될 수 있을 것으로 사료되며 이 연구가 당뇨병 치료의 추가적인 기전 연구를 위한 기초 증거로 활용될 수 있을 것이다.

• 미생물학회지
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• 제45권4호
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• pp.332-338
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• 2009

꿀벌(Apis mellifera)의 장으로부터 xylan분해능이 우수한 세균 HY-20을 분리하였고, Bacillus 속으로 동정하였다. 분리균주 HY-20의 세포 외 GH11 xylanase (XylP) 유전자 (687-bp)는 25,522 Da의 분자량과 9.33의 pI 값을 갖는 228개의 아미노산으로 구성된 단백질을 인코딩하는 것으로 확인되었으며, 지금까지 특성규명이 이루어지지 않은 B. pumilus xylanase (GenBank accession no.: AY526092)의 아미노산 서열과 97%의 상동성을 보였다. pET-28a(+)/xylP를 포함하고 있는 Escherichia coli BL21 균주에서 과발현 된 His-tagged XylP (rXylP)는 cation exchange 및 gel permeation chromatography를 통해 순수하게 분리 정제 되었으며, $50^{\circ}C$의 온도와 pH 6.5 조건에서 반응할 때 birchwood xylan에 대해 가장 높은 가수분해 활성을 나타내었다. rXylP는 15분간 $55^{\circ}C$에 노출될 때 본래 활성의 약 50%를 잃어버리는 전형적인 중온성 효소의 특성을 보였으며, $Hg^{2+}$ (1mM)와 N-bromosuccinimide (5mM)에 노출될 때 완전히 불활성화 되었고, $Mn^{2+}$ (1 mM), $Fe^{2+}$ (1mM) 및 sodium azide (5 mM)에 의해서는 활성이 약 10% 증가될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 한편, rXylP는 xylose유래 다당류는 효율적으로 분해하였지만 PNP-sugar 유도체 및 glucose 유래 다당류는 분해하지 못하였다.

• 미생물학회지
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• 제50권4호
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• pp.296-301
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• 2014

로타바이러스는 선진국과 개발도상국의 영 유아에게 급성위장염을 일으키는 주요원인이다. 위장질환의 치료를 위한 유산균의 사용은 안전하며 간단하게 이용할 수 있다. 본 연구는 Sprague-Dawley 랫드에서 유산균혼합물의 로타바이러스에 대한 항 바이러스 효능을 조사하였다. 24마리의 새끼와 그들의 어미를 무작위로 네 그룹으로 나누었다; placebo, phosphate buffered saline (PBS)와 유산균 혼합물-1, 유산균 혼합물-2 그룹. 5일령인 모든 랫드에게 8 log plaque forming units의 농도로 로타바이러스를 접종하고 유산균혼합물-1, 유산균 혼합물-2 그룹은 4일 동안 하루에 한번 각각 8 log colony forming units의 농도로 유산균 혼합물을 경구 투여하였다. 대조군인 placebo와 PBS 그룹은 4일 동안 하루에 한번 각각 동일한 양의 placebo (말토오스, 폴리덱스트로스 포함)와 PBS를 경구 투여하였다. 항 바이러스 효능분석을 위해 Real-time quantitative PCR (RT-qPCR)과 소장융모관찰을 수행하였으며, 그 결과 유산균 혼합물-1, 유산균 혼합물-2 그룹의 소장무게는 대조군 보다 무거웠다. 대조군의 융모는 길이가 짧아지고 융모상피세포의 괴사가 일어났지만 유산균 혼합물-1과 유산균 혼합물-2 그룹에서는 이러한 형태학적 변화를 관찰할 수 없었다. RT-qPCR 분석에서는 유산균 혼합물-1과 유산균 혼합물-2 그룹의 분변샘플과 소장상피세포에서 로타바이러스의 VP7 유전자 레벨이 낮았다. 이러한 연구결과는 유산균혼합물이 로타바이러스 위장염에 대한 대체요법이나 치료에 유용하게 사용될 수 있음을 시사한다.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제36권3호
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• pp.163-174
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• 2009

목 적: Immortalization-upregulated proteins (IMUPs) family는 SV40의 유전자 도입을 통한 불사화된 인간 섬유아세포에서 새로이 분리 동정된 핵 내 단백질로써, 세포의 증식과 종양형성에 관여하는 것으로 알려져 있으나, 태반 발달과정에 따른 발현 양상과 기능에 대해서는 알려져 있지 않은 실정이다. 본 연구의 목적은 정상 태반과 자간전증 태반조직에서의 IMUPs 유전자의 발현을 분석하고, IMUPs 유전자의 HTR-8/SVneo trophoblast cells 내로 도입 후 IMUPs의 기능을 분석하고자 하였다. 연구방법: IMUPs 발현을 분석하고자, 정상 태반 (n=15), 중기 자간전증 태반 (n=11), 그리고 말기 자간전증 태반 (n=15)조직을 수집하여 RT-PCR, RNA in situ hybridization, 면역조직화학법, 그리고 Western blot 등을 실시하였다. IMUP-2의 기능을 확인하고자 HTR-8/SVneo trophoblast cells에 IMUP-2 plasmids를 transfection한 뒤 24시간 후에 각 그룹간의 세포 수를 계수하였으며, 세포사멸 관련 유전자들의 발현을 분석하고자 RT-PCR, 그리고 Western blot 분석 등을 실시하였다. 결 과: IMUPs는 주로 태반 내 합포영양막세포와 포합체결절에서 주로 발현되었다. IMUP-1의 경우 정상과 자간전증 태반에서의 발현의 차이가 관찰되지 않았으나, IMUP-2의 경우 정상 태반에서 매우 약한 발현을 보였으며, 자간전증에서는 발현의 증가가 통계학적으로 유의하게 관찰되었으며 (p<0.001), 특히, 중기 자간전증의 태반조직 내에서는 강한 발현이 관찰되었다. 또한, IMUP-2의 유전자 도입에 의해 과발현된 HTR-8/SVneo trophoblast cells에서는 세포사멸 관련 유전자들의 증가로 영양막세포의 수가 감소됨이 관찰되었다. 결 론: 이러한 결과들은 IMUP-2의 발현이 정상 태반의 발달에 관여할 뿐 아니라 증가된 IMUP-2는 영양막세포의 세포사멸을 증가시킴으로써 자간전증과도 상관성이 있음이 관찰되었다. 따라서, IMUP-2는 자간전증을 예측 및 진단 할 수 있는 마커로 유용하게 활용 가능하다고 사료된다.

• 현장농수산연구지
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• 제4권1호
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• pp.70-79
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• 2002

팬지 7개 계통을 이면교잡한 F₁ 21개 조합 및 양친에 대한 엽장, 엽폭, 엽병장, 분지수, 엽수, 엽면적, 생체중, 건물중 및 개화수 등의 형질에 대하여 상호관계 및 조합능력을 분석하였다. 엽장과 엽폭은 엽병장과 유의성이 인정되는 정의 상관관계를 보였고 분지수, 엽수 및 개화수와는 부의 상관관계를 나타냈다. 엽수는 화수와의 사이에, 엽면적은 생체중과 건물중 사이에 정의 상관관계를 나타냈다. 개화수는 엽수, 분지수와 정의 상관관계를 보였고 엽장, 엽폭과는 부의 상관관계를 나타냈다. 조합능력의 분산은 일반조합능력이나 특수조합능력 모두 8가지 형질에서 유의성이 인정되었으며 엽장을 제외한 모든 형질에서 특수조합능력의 분산 구성분이 일반조합능력의 분산 구성분보다 크게 작용하였다. 모본의 일반조합능력검정에서 C와 G계통은 엽장과 엽폭의 증가에 대한 효과가 컸으며, A와 F계통은 엽수 증가의 효과가 컸고 A, B계통과 G계통은 엽면적 증가의 일반조합능력 효과가 뚜렷하였다. 또한 B와 D계통은 생체중 증가의, B와 F계통은 개화수 증가의 일반조합능력 효과가 컸다. 특수조합능력 효과에서 엽장, 엽폭, 엽수, 및 생체중 등의 생육이 증가되고 개화수가 많아진 조합은 A×B조합과 B×D조합이었고, 엽장, 엽면적 및 생체중이 감소하고 개화수가 증가된 조합은 B×E조합과 D×G조합이었다. 유전력은 9가지 형질 모두 광의의 유전력이 크게 나타났고 생체중을 제외한 엽장, 엽폭, 엽병장, 분지수, 엽수, 엽면적, 건물중 및 개화수 등의 모든 형질에서 광의와 협의의 유전력 모두가 높게 나타났다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제30권6호
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• pp.1095-1106
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• 2023

본 연구는 울릉 섬쑥부쟁이의 생리활성을 평가하여 기능성 농식품 소재로서의 자료 제공을 목적으로 하였다. 대식세포와 선충을 활용하여 울릉 섬쑥부쟁이의 항산화 및 항염증 효과를 평가하였다. 총폴리페놀 함량과 총플라보노이드 함량은 AG와 DAG의 에탄올(70%, 100%) 용매가 열수보다 추출수율이 높았으며, 추출 조건별 항산화 활성 분석도 열수보다는 에탄올 추출물에서 가장 높았다. AG의 경우 100% 에탄올 추출물(4.50%)이, DAG의 경우 70% 에탄올 추출물(4.19%)로 수율이 가장 높았다. 항산화 성분의 추출수율과 라디컬소거 활성 결과와 식품소재 활용을 고려하여 70% 에탄올을 최종 용매로 선정하였다. 시료의 효과평가를 위해 세포독성이 없는 100 ㎍/mL를 최대 농도로 설정하여 대식세포 RAW 264.7에서의 항염증 활성을 평가하였다. LPS로 염증을 유도하고 AG와 DAG 에탄올 추출물 처리군은 LPS 단독 처리군(양성 대조군)과 비교하여 NO의 생성과 iNOS의 발현이 유의적으로 감소하였다. 선충을 이용한 AG와 DAG 에탄올 추출물의 항산화 활성 분석 결과, juglone 처리로 인한 산화적 스트레스 조건하에서 선충의 생존율 연장에는 영향을 미치지 못했다. 선충에 LPS를 처리하여 염증 스트레스 조건하에서 AG와 DAG 에탄올 추출물이 LPS 단독 처리군에 비해 24시간 후 생존율이 증가하였고, 두 시료 모두 생존율 개선 효과가 농도 의존적으로 보였다. 염증과 산화의 스트레스 조건 없이 선충의 평균 수명 기간인 20일 동안 AG와 DAG 추출물을 처리하여 항노화 효과를 평가한 결과 AG와 DAG 에탄올 추출물을 처리한 선충의 생존율 중앙값(10일)은 CON보다 높았으며, DAG 에탄올 추출물은 농도 의존적으로 생존율을 높이는 경향을 보였으나, AG 에탄올 추출물은 그렇지 않았다. AG와 DAG의 20일 생존율은 CON보다 낮거나 유사(DAG 50)하였다. 본 연구의 결과, 울릉 섬쑥부쟁이 에탄올 추출물은 in vitro에서 항산화 활성을 보였고, 염증이 유도된 대식세포에서 iNOS 유전자 발현을 억제하여 NO의 생성량이 감소하였다고 사료된다. 또한, 염증 스트레스를 유도한 선충의 생존율 개선 효과를 보였다. 이 결과는 울릉 섬쑥부쟁이의 건강기능식품 개발 시 기초자료로 활용하고, 지역 농산물의 소비 활성화에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.