• Molecules and Cells
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• 제46권10호
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• pp.627-636
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• 2023

Periodontal disease is a chronic inflammatory disease that leads to the gradual destruction of the supporting structures of the teeth including gums, periodontal ligaments, alveolar bone, and root cementum. Recently, interests in alleviating symptoms of periodontitis (PD) using natural compounds is increasing. Avenanthramide-C (Avn-C) is a polyphenol found only in oats. It is known to exhibit various biological properties. To date, the effect of Avn-C on PD pathogenesis has not been confirmed. Therefore, this study aimed to verify the protective effects of Avn-C on periodontal inflammation and subsequent alveolar bone erosion in vitro and in vivo. Upregulated expression of catabolic factors, such as matrix metalloproteinase 1 (MMP1), MMP3, interleukin (IL)-6, IL-8, and COX2 induced by lipopolysaccharide and proinflammatory cytokines, IL-1β, and tumor necrosis factor α (TNF-α), was dramatically decreased by Avn-C treatment in human gingival fibroblasts and periodontal ligament cells. Moreover, alveolar bone erosion in the ligature-induced PD mouse model was ameliorated by intra-gingival injection of Avn-C. Molecular mechanism studies revealed that the inhibitory effects of Avn-C on the upregulation of catabolic factors were mediated via ERK (extracellular signal-regulated kinase) and NF-κB pathway that was activated by IL-1β or p38 MAPK and JNK signaling that was activated by TNF-α, respectively. Based on this study, we recommend that Avn-C may be a new natural compound that can be applied to PD treatment.

• Nutrition Research and Practice
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• 제17권5호
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• pp.917-933
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• 2023

BACKGROUND/OBJECTIVES: As peanuts germinate, the content of the components beneficial to health, such as resveratrol, increases within the peanut sprout. This study examined whether the ethanol extract of peanut sprout tea (PSTE) inhibits breast cancer growth and metastasis. MATERIALS/METHODS: After orthotopically injecting 4T1 cells into BALB/c mice to induce breast cancer, 0, 30, or 60 mg/kg body weight/day of PSTE was administered orally. Angiogenesis-related protein expression in the tumors and the degree of metastasis were analyzed. 4T1 and RAW 264.7 cells were co-cultured, and reverse transcription polymerase chain reaction was performed to measure the crosstalk between breast cancer cells and macrophages. RESULTS: PSTE reduced tumor growth and lung metastasis. In particular, PSTE decreased matrix metalloproteinase-9, platelet endothelial cell adhesion molecule-1, vascular endothelial growth factor-A, F4/80, CD11c, macrophage mannose receptor, macrophage colony-stimulating factor, and monocyte chemoattractant protein 1 expression in the tumors. Moreover, PSTE prevented 4T1 cell migration, invasion, and macrophage activity in RAW 264.7 cells. PSTE inhibited the crosstalk between 4T1 cells and RAW 264.7 cells and promoted the macrophage M1 subtype while inhibiting the M2 subtype. CONCLUSIONS: These results suggest that PSTE blocks breast cancer growth and metastasis to the lungs. This may be because the PSTE treatment inhibits the crosstalk between mammary cancer cells and macrophages and inhibits the differentiation of macrophages into the M2 subtype.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제32권2호
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• pp.249-260
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• 2024

New supplements with preventive effects against skin photodamage are receiving increasing attention. This study evaluated the anti-photoaging effects of salmon nasal cartilage proteoglycan (SPG), acting as a functional material for skin health. We administered SPG to in vitro and in vivo models exposed to ultraviolet B (UVB) radiation and assessed its moisturizing and anti-wrinkle effects on dorsal mouse skin and keratinocytes and dermal fibroblasts cell lines. These results showed that SPG restored the levels of filaggrin, involucrin, and AQP3 in the epidermis of UVB-irradiated dorsal skin and keratinocytes, thereby enhancing the keratinization process and water flow. Additionally, SPG treatment increased the levels of hyaluronan and skin ceramide, the major components of intercellular lipids in the epidermis. Furthermore, SPG treatment significantly increased the levels of collagen and procollagen type 1 by down-regulating matrix metalloproteinase 1, which play a crucial role in skin fibroblasts, in both in vitro and in vivo models. In addition, SPG strongly inhibited mitogen-activated protein kinase (MAPKs) signaling, the including extracellular signal-regulated kinase, c-Jun N-terminal kinase (JNK), and p38. These findings suggest that dietary SPG may be an attractive functional food for preventing UVB-induced photoaging. And this SPG product may provide its best benefit when treating several signs of skin photoaging.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제32권2호
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• pp.224-230
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• 2024

Pinitol (3-O-Methyl-D-chiro-inositol) has been reported to possess insulin-like effects and is known as one of the anti-diabetic agents to improve muscle, liver, and endothelial cells. However, the beneficial effects of pinitol on the skin are not well known. Here, we investigated whether pinitol had effects on human dermal fibroblasts (HDFs), and human dermal equivalents (HDEs) irradiated with ultraviolet A (UVA), which causes various damages including photodamage in the skin. We observed that pinitol enhanced wound healing in UVA-damaged HDFs. We also found that pinitol significantly antagonized the UVA-induced up-regulation of matrix metalloproteinase 1 (MMP1), and the UVA-induced down-regulation of collagen type I and tissue inhibitor of metalloproteinases 1 (TIMP1) in HDEs. Electron microscopy analysis also revealed that pinitol remarkably increased the number of collagen fibrils with regular banding patterns in the dermis of UVA-irradiated human skin equivalents. Pinitol significantly reversed the UVA-induced phosphorylation levels of ERK and JNK but not p38, suggesting that this regulation may be the mechanism underlying the pinitol-mediated effects on UVA-irradiated HDEs. We also observed that pinitol specifically increased Smad3 phosphorylation, which is representative of the TGF-β signaling pathway for collagen synthesis. These data suggest that pinitol exerts several beneficial effects on UVA-induced damaged skin and can be used as a therapeutic agent to improve skin-related diseases.

• IMMUNE NETWORK
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• 제21권6호
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• pp.42.1-42.20
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• 2021

Eosinophils play critical roles in the maintenance of homeostasis in innate and adaptive immunity. Although primarily known for their roles in parasitic infections and the development of Th2 cell responses, eosinophils also play complex roles in other immune responses ranging from anti-inflammation to defense against viral and bacterial infections. However, the contributions of pattern recognition receptors in general, and NOD-like receptors (NLRs) in particular, to eosinophil involvement in these immune responses remain relatively underappreciated. Our in vivo studies demonstrated that NLRC4 deficient mice had a decreased number of eosinophils and impaired Th2 responses after induction of an allergic airway disease model. Our in vitro data, utilizing human eosinophilic EoL-1 cells, suggested that TLR2 induction markedly induced pro-inflammatory responses and inflammasome forming NLRC4 and NLRP3. Moreover, activation by their specific ligands resulted in caspase-1 cleavage and mature IL-1β secretion. Interestingly, Th2 responses such as secretion of IL-5 and IL-13 decreased after transfection of EoL-1 cells with short interfering RNAs targeting human NLRC4. Specific induction of NLRC4 with PAM3CSK4 and flagellin upregulated the expression of IL-5 receptor and expression of Fc epsilon receptors (FcεR1α, FcεR2). Strikingly, activation of the NLRC4 inflammasome also promoted expression of the costimulatory receptor CD80 as well as expression of immunoregulatory receptors PD-L1 and Siglec-8. Concomitant with NLRC4 upregulation, we found an increase in expression and activation of matrix metalloproteinase (MMP)-9, but not MMP-2. Collectively, our results present new potential roles of NLRC4 in mediating a variety of eosinopilic functions.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권11호
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• pp.1484-1494
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• 2023

NUC1 (Nutraceutical compound 1) is an ethanol extract composed of a formulation based on medicinal herbs traditionally used for the treatment of arthritis in Korea and China. This study investigated the therapeutic effects of NUC1 on osteoarthritis (OA). The protective effect of NUC1 on OA was tested in a rabbit model of collagenase-induced arthritis (CIA) for 4 weeks. Results were compared among four groups (n = 9 per group): the normal group (untreated), the CIA group (vehicle control), the NUC1 group (CIA rabbits treated with 200 mg/kg NUC1), and the JOINS group (positive control, CIA rabbits treated with 200 mg/kg JOINS tablet). NUC1 significantly inhibited NO production (p < 0.05 at 125 ㎍/ml, p < 0.01 at 250 ㎍/ml, and p < 0.001 at 500 ㎍/ml) and iNOS expression in macrophages, in a concentration-dependent manner. NUC1 also inhibited the release and protein expression of MMP-1, 3, and 13, in TNF-α-induced chondrosarcoma cells in a concentration-dependent manner. In vivo, the MMP-1 and MMP-3 levels in synovial fluids were significantly (p < 0.05) lower in NUC1 group (77.50 ± 20.56 and 22.50 ± 7.39 pg/ml, respectively) than in the CIA group (148.33 ± 68.58 and 77.50 ± 20.46 pg/ml, respectively). Also, in histopathological, NUC1 ameliorated articular cartilage damage in OA by increasing the abundance of chondrocytes and proteoglycan in the articular cartilage. Thus, NUC1 showed promise as a potential therapeutic agent, and it can be generalized to a broader study population in different OA animal models.

• 대한한방부인과학회지
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• 제30권2호
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• pp.49-70
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• 2017

목 적: 본 연구는 한의학에서 면포질환에 빈번히 사용하는 대표적인 복합처방인 청상방풍탕의 열수 추출물 동결건조물의 피부 노화 개선 효과 평가를 위하여 피부재생, 주름개선, 미백 및 보습 효과를 각각 평가하였고, 기본적인 독성 평가의 일환으로 세포독성 또한 in vitro 방법으로 평가하였다. 방 법: 본 연구에서는 human normal fibroblast(CRL-2076) 세포 및 B16/F10 murine melanoma(CRL-6475) 세포에 대한 청상방풍탕 열수 추출 동결건조물(수율 18.71%)의 세포독성을 MTT(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-tetrazolium Bromide) 방법을 통해 평가하였고, B16/F10 melanoma cells의 melanin 생성 억제 정도 및 melanin 합성 필수 효소인 tyrosinase 활성 억제와 arbutin을 비교 평가하여 미백효과를 평가하였다. 또한 피부 재생 및 주름 개선 효과를 transforming growth factor(TGF)-${\beta}1$와 fibroblast의 collagen type I 합성능을 비교, phosphoramidon disodium salt(PP)와 세포외 기질의 분해에 관여하는 elastase활성 억제를 비교, oleanolic acid(OA)와 hyaluronidase, collagenase 및 matrix metalloproteinase(MMP)-1 활성 억제를 비교하여 각각 평가하였고, 마우스 피부 수분함량 변화를 관찰하여 보습효과를 평가하였다. 결 과: 본 실험의 결과, 청상방풍탕은 human normal fibroblast 세포 및 B16/F10 murine melanoma 세포에서 최고 농도인 500 mg/ml까지 유의한 세포독성이 나타나지 않았고, fibroblast의 collagen type I 합성을 증가시켰다. 또한 세포외기질 파괴와 연관된 것으로 알려진 hyaluronidase, elastase, collagenase 및 MMP-1 활성을 각각 억제하였고 melanin의 생성에 관여하는 tyrosinase의 활성 및 B16/F10 melanoma 세포의 melanin 생성을 농도 의존적으로 차단함이 관찰되었다. 이와 더불어 정상매체 대조군에 비해 청상방풍탕 경구 투여군이 투여 용량 의존적으로 마우스 피부 수분 함량을 유의성 있게 증가시켰다. 결 론: 이상의 결과에서, 청상방풍탕은 세포 독성 없이 피부재생, 주름개선, 미백 및 보습 효과를 나타남이 관찰되어 차후 피부 개선 소재로서 그 가치가 높을 것으로 판단되나 금후 개별 구성 약재 각각에 대한 효능 및 생리활성을 나타내는 화학성분의 검색과 더불어 다양한 방면으로 기전적인 연구와 피부 보호 효과에 대한 in vivo평가를 체계적으로 수행해야 할 것으로 판단된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제19권2호
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• pp.181-189
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• 2001

목적 : 피부나 폐, 간, 신장 등의 섬유화가 방사선 조사 후 주요한 부작용 중의 하나이나 아직까지 이 과정에서 $TGF-\beta$가 주요한 역할을 하는 것 이외에는 밝혀진 것이 거의 없는 상태이다. 또 matrix metalloproteinase (MMP) 및 tissue inhibitor of metalloproteinase (TIMP) 유전자 활성 및 발현이 조직의 재구성과 손상, 암세포의 침윤과 전이에 관여하고 있고, 방사선이 종양의 치료에 널리 이용되고 있음에도 방사선에 의한 MMP와 TIMP 유전자의 발현에 대한 연구는 거의 없는 상태이다. 이에 저자들은 방사선 조사가 TIMP-1, TIMP-2의 발현에 어떤 영향을 끼치는지 알아보고자 본 연구를 시작하였다. 대상 및 방법 : C57BL/6 생쥐를 Varian CL4/100을 사용하여 각각 0, 2, 10 Gy의 조사량으로 전신조사를 하였다. 방사선 조사 후 24, 48 시간에 생쥐를 희생하여 폐, 간, 신장을 얻어 paraffin 포매 조직 절편을 만들어 Avidin-Biotin Complex 방법으로 면역 염색을 한 후 광학 현미경으로 관찰하여 염색의 강도와 면적에 따라 점수화 하였다. 결과 : TIMP-1은 대조군에 비해 방사선 조사 후 폐조직에서는 변화가 없는 것으로 나타났다. 간조직에서는 간세포와 Kupffer 세포에서 발현이 증가하였고, 신장조직에서는 주로 세뇨관 세포에서 발현이 증가하였고 방사선 조사 후 경과 시간에 따른 변화는 거의 없었다. 방사선량에 따른 발현의 정도는 신장을 제외하고는 변화가 거의 없었다. TIMP-2는 폐조직에서는 2 Gy 조사 후 발현이 증가되었고, 간조직에서도 2 Gy 24 시간에는 활성이 증가했으나 10 Gy에서는 대조군 수준이었다. 신장조직에서는 10 Gy에서는 발현의 정도의 변화는 없었고 2 Gy에서는 발현이 감소하였다. 결론 : 각 장기에서 TIMP-1과 TIMP-2의 발현의 정도는 차이가 있었으며, 각 장기의 특정한 세포에서만 발현이 되었다. TIMP-1의 경우 간과 신장에서는 방사선에 의해 발현이 증가되었으나 폐에서는 발현이 증가되지 않았다. TIMP-2의 경우 폐에서는 방사선에 의해 발현이 증가하였으나 간과 폐에서는 방사선에 의한 발현의 변화는 불규칙적이었다. 방사선 조사 후 경과 시간과 방사선량에 따른 발현의 변화도 일정하지 않았다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제37권sup2호
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• pp.353-369
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• 2007

치주질환의 병원균은 세포벽의 항원에 의하여 조직내 존재하는 mononuclear phagocytes가 활성화되어 cytokine들이 생성됨으로써 치주 결체조직의 파괴를 진행시킨다. 이런 관련된 cytokine들은 순차적으로 상주하는 치은세포 및 대식세포가 Matrix metalloproteinase 합성을 하도록 유도하여 조직파괴를 시작한다. 당뇨병은 치주질환의 위험요소중 하나로 당뇨 환자에서는 치주질환의 유병율이 일반인에 비해 높고 치주질환의 중증도도 더 심하여 진행도 빠르다고 알려져 있다. 그 병리 기전 중 하나로 당뇨 환자에서는 치은 열구액 내 중성구 유래의 Matrix metalloproteinase의 활성 증가 및 TIMP-1 발현의 변화가 추정되고 있으나 아직 치은조직내에서 이에 대한 연구는 미흡한 실정으로 이에, 본 실험에서는 제2형 당뇨병 환자와 비당뇨 환자들에서 만성 치주염 부위의 치은 및 건강한 치은에서 염증 매개체 중 하나인 $IL-1{\beta}$, MMP-13 및 TIMP-1의 발현에 대해 상호 비교 분석함으로서 염증, 혈당이 미치는 영향을 밝히고 제 2형 당뇨병 환자에서 심한 치주조직 파괴의 기전을 연구하고자 하였다. 경북대학교병원 치주과 내원환자 중 제2형 당뇨병 환자와 비당뇨 환자들 및 치주질환이 없는 건강인 대조군을 대상으로 여러 가지 환자요소, 임상 치주상태를 기록하고, 전신적으로 건강한 환자의 건강한 부위(n=8, Group 1), 전신적으로 건강한 환자의 만성 치주염 부위(n=8, Group 2), 제2형 당뇨병 환자의 만성 치주염 부위 (n=8, Group 3)에서 각각 변연치은을 채득하고 액화질소에 급속 동결하였다. Western blotting을 이용하여 각 조직 내 $IL-1{\beta}$, MMP-13 및 TIMP-1의 발현을 관찰, densitometer를 이용하여 상대적 발현을 정량, 각 조직의 ${\beta}-actin$을 이용하여 표준화하여 실험군과 대조군들의 평균치를 비교하였다. 비당뇨 환자들의 만성 치주염 부위 및 제2형 당뇨병 환자의 만성 치주염 부위에서 모두 건강 대조군에 비해, MMP-13와 TIMP-1의 발현이 증가되었으며, 또한 $IL-1{\beta}$와 MMP-13는 2형 당뇨 환자의 만성 치주염 부위가 비당뇨 환자의 만성 치주염 부위보다 증가된 발현양상을 보였다. 2형 당뇨 환자의 만성 치주염 부위에서 $IL-1{\beta}$가 증가함에 따라 MMP-13이 증가하였으며, $IL-1{\beta}$ 및 MMP-13이 증가하였지만 TIMP-1 수치는 비당뇨 환자의 만성 치주염환자와 유사한 양상을 보였다. 결론적으로 MMP-13과 TIMP-1이 염증조직에서 증가하는 양상을 보였으며 $IL-1{\beta}$, MMP-13이 2형 당뇨환자의 만성치주염 진행과정에 부분적인 기여 인자로써 역할을 하는 것으로 생각된다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제31권2호
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• pp.86-92
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• 2007

본 실험은 홍삼을 이용하여 주름 예방에 효과가 있는 건강 기능 식품을 개발하기 위한 기초 자료로 활용하고자 홍삼이 사람의 섬유아세포에 대한 콜라겐 생합성 정도, 콜라겐 분해효소 활성, 세포 증식, 항산화 활성에 미치는 영향을 조사하였다. 조사포닌은 홍삼물엑기스 (WE), 에탄올 엑기스 (EE), 에탄올엑기스를 88% 주정으로 용해시켜 정제한 엑기스 (PE) 에서 각각 72 mg/g, 107 mg/g, 220 mg/g으로 함유되어 있었다. 홍삼시료는 1 ${\mu}g/ml$, 5 ${\mu}g/ml$, 10 ${\mu}g/ml$의 농도로 첨가하여 섬유아세포를 배양하였다 . 콜라겐 생합성 정도는 대조군이 1.86 ${\mu}g/ml$이었고 Retinoic acid의 경우 0.03 ${\mu}g/ml$의 농도로 처리했을 때 2.85 ${\mu}g/ml$이었다 . 홍삼의 첨가농도 10 ${\mu}g/ml$을 기준으로 할 때 물엑기스에서는 대조군과 유사하였고, EE (ethanol extract)에서는 2.05 ${\mu}g/ml$, PE (purified ethanol extract)에서는 2.58 ${\mu}g/ml$, ginsenoside $Rg_1$은 2.01 ${\mu}g/ml$이었으며 $Rb_1$은 3.07 ${\mu}g/ml$의 콜라겐을 생성하여 대조군에 비하여 165% 증가하였으며 retinoic acid보다 더 높았다. MMP-1 활성에서는 10 ${\mu}g/ml$의 농도로 배양했을 때 EE, PE, $Rg_1$, $Rb_1$에서 대조군의 92%, 94%, 91%, 48%을 나타내어 $Rb_1$이 저해효과가 뚜렷하였다. MTT assay에서 모든 시료는 대조군에 비하여 84%${\sim}$96%의 수준으로 세포 생존율을 나타내어 의미있는 세포 독성을 나타내지 않았다. 항산화 정도를 나타내는 SOD 활성은 높은 수준은 아니었으나 Vit.C에 비하여 28${\sim}$79%의 활성을 나타내었다. 이상의 실험 결과를 종합해 볼 때 홍삼 시료는 사람의 섬유아세포에 대하여 콜라겐 생합성을 증가시키고 MMP-I 활성을 억제하였으며 항산화 효과를 나타내어 피부 주름 생성을 억제하는 효과가 있는 것으로 확인되었고, 홍삼의 사포닌 성분 중에서는 $ginsenoside-Rg_1$에 비하여 $ginsenoside-Rb_1$이 더 효과적이었다.