• 대한한의학회지
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• 제40권3호
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• pp.35-58
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• 2019

Objectives: The aim of this study was to investigate the anti-inflammatory effects of Curcuma longa rhizoma extract in an experimental rat model of osteoarthritis. Methods: Osteoarthritis was induced in rats by injecting monosodium iodoacetate (MIA) into the knee joint cavity of rats. The rats were divided into 5 groups (Normal, Control, positive comparison, low (CL) and high (CH) concentration groups). Rats in the low concentration (CL) group had MIA-induced osteoarthritis; they were treated with Curcuma longa rhizoma extract at a dose of 50mg/kg body weight. Rats in the high concentration (CH) group had MIA-induced osteoarthritis; they were treated with Curcuma longa rhizoma extract at a dose of 100mg/kg body weight. Hind paw weight distribution and ROS levels were measured. At the end of all treatments, changes in alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), blood urea nitrogen (BUN), and creatinine levels were analyzed. In addition, inflammatory protein levels were evaluated by western blot analysis. Results: In this study, hind paw weight distribution significantly improved in the CL and CH groups, while. Reactive oxygen species (ROS) production significantly decreased in both. The levels of ALT, AST, BUN, and creatinine did not significantly change in either group. The production of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase 4 (NOX4), $p47^{phox}$, and Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1 (RAC1) decreased in both. Catalase, heme oxygenase-1 (HO-1) and superoxide dismutase (SOD) significantly increased in the CL and CH groups, respectively. Nuclear factor erythroid 2 (Nrf2) increased, but there were no significant differences between the experimental and control groups. Inflammatory cytokines, including nuclear factor-kappa Bp65 (NF-${\kappa}Bp65$), interleukin-1beta (IL-$1{\beta}$), and tumor necrosis factor-alpha (TNF-${\alpha}$), decreased significantly in both the CL and CH groups. Conclusions: Our results showed that Curcuma longa rhizoma extract has anti-inflammatory effects. Anti-inflammatory activity is regulated by the inhibition of inflammatory cytokines and mediators, such as NF-${\kappa}B$, therefore, it suppresses cartilage damage as well.

• Animal Bioscience
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• 제34권7호
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• pp.1157-1168
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• 2021

Objective: The aim of this study was to investigate the effects of different amounts of wheat bran (WB) inclusion and postbiotics form by Saccharomyces cerevisiae and phytase co-fermented wheat bran (FWB) on the growth performance and health status of broilers. Methods: Study randomly allocated a total of 300 male broilers to a control and 4 treatment groups (5% WB, 5% FWB, 10% WB, and 10% FWB inclusion, respectively) with each pen having 20 broilers and 3 pens per treatment. Results: The WB does not contain enzymes, but there are 152.8, 549.2, 289.5, and 147.1 U/g dry matter xylanase, protease, cellulase and β-glucanase in FWB, respectively. Furthermore, FWB can decrease nitric oxide release of lipopolysaccharide stimulated chicken peripheral blood mononuclear cells by about two times. Results show that 10% FWB inclusion had significantly the highest weight gain (WG) at 1 to 21 d; 5% FWB had the lowest feed conversion rate at 22 to 35 d; 10% WB and 10% FWB inclusion have the highest villus height and Lactobacillus spp. number in caecum; and both 5% and 10% FWB can increase ash content in femurs. Compared to control group, all treatments increase mucin 2, and tight junction (TJ), such as occludin, claudin-1, zonula occludens-1, and mRNA expression in ileum by at least 5 folds. In chicken peripheral blood mononuclear cells, nicotinamide adenine dinucleotide phosphate-oxidase-1 mRNA expression decreases from 2 to 5 times, and glutamate-cysteine ligase catalytic subunit mRNA expression also increases in all treatment groups compared to control group. The mRNA expression of pro-inflammatory cytokines, including interleukin-6 (IL-6), nuclear factor-κB, and IL-1β, decreases in 5% and 10% FWB groups compared to control group. Conclusion: To summarize, both WB and FWB inclusion in broilers diets increase TJ mRNA expression and anti-oxidation and anti-inflammation, but up to 10% FWB groups have better WG in different stages of broiler development.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제25권2호
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• pp.159-166
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• 2021

Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidases (NOXs) are the major enzymatic source of reactive oxygen species (ROS). NOX2 and NOX4 are expressed in the heart but its role in hypoxia-induced atrial natriuretic peptide (ANP) secretion is unclear. This study investigated the effect of NOX on ANP secretion induced by hypoxia in isolated beating rat atria. The results showed that hypoxia significantly upregulated NOX4 but not NOX2 expression, which was completely abolished by endothelin-1 (ET-1) type A and B receptor antagonists BQ123 (0.3 μM) and BQ788 (0.3 μM). ET-1-upregulated NOX4 expression was also blocked by antagonists of secreted phospholipase A2 (sPLA2; varespladib, 5.0 μM) and cytosolic PLA2 (cPLA2; CAY10650, 120.0 nM), and ET-1-induced cPLA2 expression was inhibited by varespladib under normoxia. Moreover, hypoxia-increased ANP secretion was evidently attenuated by the NOX4 antagonist GLX351322 (35.0 μM) and inhibitor of ROS N-Acetyl-D-cysteine (NAC, 15.0 mM), and hypoxia-increased production of ROS was blocked by GLX351322. In addition, hypoxia markedly upregulated Src expression, which was blocked by ET receptors, NOX4, and ROS antagonists. ET-1-increased Src expression was also inhibited by NAC under normoxia. Furthermore, hypoxia-activated extracellular signal-regulated kinase 1/2 (ERK1/2) and protein kinase B (Akt) were completely abolished by Src inhibitor 1 (1.0 μM), and hypoxia-increased GATA4 was inhibited by the ERK1/2 and Akt antagonists PD98059 (10.0 μM) and LY294002 (10.0 μM), respectively. However, hypoxia-induced ANP secretion was substantially inhibited by Src inhibitor. These results indicate that NOX4/Src modulated by ET-1 regulates ANP secretion by activating ERK1/2 and Akt/GATA4 signaling in isolated beating rat hypoxic atria.

• Journal of Ginseng Research
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• 제45권3호
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• pp.433-441
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• 2021

Background: Multiple sclerosis (MS) and its animal model, the experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), are primarily characterized as dysfunction of the blood-brain barrier (BBB). Ginsenoside-Rg3-enriched Korean Red Ginseng extract (Rg3-KRGE) is known to exert neuroprotective, anti-inflammatory, and anti-oxidative effects on neurological disorders. However, effects of Rg3-KRGE in EAE remain unclear. Methods: Here, we investigated whether Rg3-KRGE may improve the symptoms and pathological features of myelin oligodendroglial glycoprotein (MOG)_35-55 peptide - induced chronic EAE mice through improving the integrity of the BBB. Results: Rg3-KRGE decreased EAE score and spinal demyelination. Rg3-KRGE inhibited Evan's blue dye leakage in spinal cord, suppressed increases of adhesion molecule platelet endothelial cell adhesion molecule-1, extracellular matrix proteins fibronection, and matrix metallopeptidase-9, and prevented decreases of tight junction proteins zonula occludens-1, claudin-3, and claudin-5 in spinal cord following EAE induction. Rg3-KRGE repressed increases of proinflammatory transcripts cyclooxygenase-2, inducible nitric oxide synthase, interleukin (IL)-1 beta, IL-6, and tumor necrosis factor-alpha, but enhanced expression levels of anti-inflammatory transcripts arginase-1 and IL-10 in the spinal cord following EAE induction. Rg3-KRGE inhibited the expression of oxidative stress markers (MitoSOX and 4-hydroxynonenal), the enhancement of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) oxidase 2 (NOX2) and NOX4, and NADPH activity in the spinal cord of chronic EAE mice. Furthermore, apocynin, a NOX inhibitor, mimicked beneficial effects of Rg3-KRGE in chronic EAE mice. Conclusion: Our findings suggest that Rg3-KRGE might alleviate behavioral symptoms and pathological features of MS by improving BBB integrity through modulation of NOX2/4 expression.

• Journal of Ginseng Research
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• 제41권1호
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• pp.23-30
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• 2017

Background: Ginsenoside Rg1 is a class of steroid glycoside and triterpene saponin in Panax ginseng. Many studies suggest that Rg1 suppresses adipocyte differentiation in 3T3-L1. However, the detail molecular mechanism of Rg1 on adipogenesis in 3T3-L1 is still not fully understood. Methods: 3T3-L1 preadipocyte was used to evaluate the effect of Rg1 on adipocyte development in the differentiation in a stage-dependent manner in vitro. Oil Red O staining and Nile red staining were conducted to measure intracellular lipid accumulation and superoxide production, respectively. We analyzed the protein expression using Western blot in vitro. The zebrafish model was used to investigate whether Rg1 suppresses the early stage of fat accumulation in vivo. Results: Rg1 decreased lipid accumulation in early-stage differentiation of 3T3-L1 compared with intermediate and later stages of adipocyte differentiation. Rg1 dramatically increased CAAT/enhancer binding protein (C/EBP) homologous protein-10 (CHOP10) and subsequently reduced the $C/EBP{\beta}$ transcriptional activity that prohibited the initiation of adipogenic marker expression as well as triglyceride synthase. Rg1 decreased the expression of extracellular signal-regulated kinase 1/2 and glycogen synthase kinase $3{\beta}$, which are also essential for stimulating the expression of $CEBP{\beta}$. Rg1 also reduced reactive oxygen species production because of the downregulated protein level of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate hydrogen (NADPH) oxidase 4 (NOX4). While Rg1 increased the endogenous antioxidant enzymes, it also dramatically decreased the accumulation of lipid and triglyceride in high fat diet-induced obese zebrafish. Conclusion: We demonstrated that Rg1 suppresses early-stage differentiation via the activation of CHOP10 and attenuates fat accumulation in vivo. These results indicate that Rg1 might have the potential to reduce body fat accumulation in the early stage of obesity.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제54권3호
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• pp.321-333
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• 2021

본 연구에서는 진피-황금 혼합물 (CS)이 급성 역류성 식도염에 미치는 식도 점막 보호 효과를 평가하기 위하여 CS를 경구투여한 후 수술을 통해 역류성 식도염을 유발하였으며, 실험 종료 후 혈액 채취 및 식도 조직을 적출하였다. 동물에게서 적출한 식도 점막의 손상 정도를 육안으로 확인한 결과 CS투여군에서 식도 점막의 손상이 유의하게 감소하였으며, H&E staining을 통해 관찰한 결과 마찬가지로 CS투여군에서 식도 상피의 탈락 및 염증세포의 침윤이 현저하게 감소한 것을 확인하였다. 혈액을 이용하여 역류성 식도염의 원인으로 유효하다고 알려진 ROS의 수치를 확인한 결과, CS투여군에서 ROS 수치가 유의적으로 감소하였으며, western blotting을 통해 NADPH oxidase인 NOX4, p47^phox, p22^phox의 발현을 확인한 결과, 마찬가지로 CS 투여군에서 유의하게 감소하였고, 특히 CS200투여군에서 Normal군과 비슷한 수치를 나타냈다. 또한, CS투여는 염증성 단백질인 MAPK와 NF-κB 경로를 유의적으로 억제하였을 뿐 아니라 tight junction 단백질인 claudin-1과 claudin-4의 발현을 유의하게 조절한 것을 확인하였다. 이상의 결과를 종합해보면 진피-황금 추출물은 산화적 스트레스를 억제함으로써 염증성 단백질의 발현을 조절할 뿐 아니라 tight junction 단백질의 발현을 조절하여 식도 점막을 보호하는 것으로 판단되나 역류성 식도염은 음식물의 섭취와 밀접한 관련이 있는 만큼 추후 동물의 식이 섭취량을 조사하는 등 세부적인 추가 연구가 필요할 것으로 보인다.

• 한방재활의학과학회지
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• 제31권1호
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• pp.17-32
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• 2021

Objectives The present study was designed to find out the therapeutic effects and possible underlying mechanism of Buja-tang, a herbal complex formula on experimental monosodium iodoacetate (MIA)-induced osteoarthritis. Methods Osteoarthritis models were created via intra-joint injection of MIA (50 μL with 80 mg/mL) in rats. Rats were divided into five groups and each group consisted of seven. Normal group was not injected MIA and did a normal diet. Control group injected MIA and received distilled water. Indo injected MIA and oral administration of 5 mg/kg of indomethacin. BJTL injected MIA and oral administration of 100 mg/kg of Buja-tang. BJTH injected MIA and oral administration of 200 mg/kg of Buja-tang. We analyzed weight-bearing ability of hind paws, oxidative stress related factor, antioxidant protein, inflammatory protein, inflammatory messenger and cytokine in joint tissue. Pathological observation of knee cartilage tissue structures was also performed with hematoxylin & eosin and safranin-O chromosomes. Results Weight-bearing ability of hind paws showed a tendency to reduce pain. The incidence of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase and p22phox in articular tissue was significantly reduced, and the incidence of nuclear factor-erythroid 2-related factor 2 and heme oxygenase-1 and superoxide dismutases was significantly increased. The incidence of phosphorylated inhibitor of κBα, nuclear factor-kappa B p65, inducible nitric oxide synthase, cyclooxygenase-2, tumor necrosis factor alpha, interleukin (IL)-6, and IL-1β decreased significantly. In pathological observation, cartilage tissue damaged by MIAs in biopsy has significantly recovered from Buja-tang administration. Conclusions Buja-tang has anti-inflammation, antioxidation and pain relief effects. So this is thought to inhibit the progress of osteoarthritis in rat caused by the MIA.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제51권10호
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• pp.1096-1101
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• 2008

목적: 만성 육아종 질환은 백혈구 내에서 반응성 산소 대사물을 생성하는 효소인 NADPH oxidase의 유전적인 결함으로 인하여 반복적이고 치명적인 세균 감염과 진균 감염이 발생되는 유전성 면역 결핍 질환이다. 만성적인 염증 상태의 원인과 염증성 육아종 형성의 기전은 잘 알려져 있지 않으나 만성육아종질환의 염증 조절 부전과 관련이 있을 것으로 생각된다. 본 연구는 만성육아종질환 환자의 단핵구에서 $TNF-{\alpha}$의 자극으로 발현되는 IL-8과 IL-10을 측정하여 염증성 시토카인과 항염증성 시토카인의 발현 양상과 만성육아종질환 환자의 만성적인 염증 상태와의 관련성을 알아보고자 하였다. 방법: 만성 육아종 질환 환자 8명과 건강 대조군 10명의 말초 혈액에서 magnet cell isolation kit를 이용하여 단핵구를 분리하고, $TNF-{\alpha}$ (10 ng/mL)로 6시간 동안 자극한 후 실시간 정량적 중합효소 연쇄반응과 ELISA법으로 IL-8과 IL-10의 발현 정도를 측정하였고, 건강 대조군의 단핵구에 항산화제를 전처리한 후 $TNF-{\alpha}$로 자극하여 IL-8과 IL-10의 발현 정도를 측정하였다. 결 과: 만성육아종질환 환자에서 $TNF-{\alpha}$ 자극에 의한 IL-8의 발현 양상은 건강 대조군과 달리 최고 발현치가 60분 정도 늦게 관찰되었고, IL-8의 발현도 자극 시간이 경과하여도 지속되었다. 그리고 건강 대조군의 단핵구에 항산화제를 처리하여 만성육아종질환과 유사한 조건하에서 IL-8을 측정하였을 때 항산화제를 처리한 군에서 처리하지 않은 대조군에 비하여 IL-8의 발현이 증가하였고, catalase와 apocynin을 처리한 군에서 DPI를 처리한 군보다 IL-8의 발현이 증가하였다. $TNF-{\alpha}$ 자극에 의한 IL-10의 발현도 IL-8의 발현 양상과 유사하게 지연 반응과 과발현이 관찰되었다. 그러나 건강 대조군의 단핵구에 항산화제를 처리하였을 때의 IL-10 발현은 처리하지 않은 군과 큰 차이를 보이지 않았다. 결 론: 만성육아종질환 환자의 단핵구에서 $TNF-{\alpha}$ 자극에 의하여 염증성 시토카인인 IL-8과 항염증성 시토카인인 IL-10의 지연 반응과 과발현이 동시에 관찰되었으며, 건강 대조군의 단핵구에 항산화제를 처리하였을 때 IL-8의 발현 증가가 관찰되었다. 이는 만성육아종질환의 만성 염증 상태가 시토카인의 생성 조절의 부전과 연관이 있고, NADPH oxidase의 결함에 의한 반응성 산소대사물의 생성 부전과도 연관되어 있음을 알 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제33권2호
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• pp.129-137
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• 2023

활성산소는 세포의 다양한 생리활성에 중요한 역할을 수행한다. 본 연구에서는 리소포스파티드산에 의해 유도되는 SKOV-3 세포의 이동을 조절하는 신호전달 기전 연구를 수행하였다. IGF-1 및 LPA는 처리시간 그리고 용량 의존적으로 SKOV-3 세포의 이동을 촉진시켰으며, 리소포스파티드산은 이에 따라 Akt의 인산화도 촉진하였다. 리소포스파티드산에 의한 세포이동은 리소포스파티드산 수용체 억제제에 의해 길항되었으나 IGF-1에 의한 세포이동에는 영향이 없었다. PI3K 및 ROCK의 억제는 리소포스파티드산에 의한 세포의 이동을 길항하였으나 MAPK 억제제에 의해서는 길항되지 않았다. 리소포스파티드산에 의해 형성되는 활성산소는 PI3K 및 ROCK의 억제제에 의해 길항되었으며 활성산소를 킬레이트화하면 리소포스파티드산에 의한 세포의 이동이 억제되었다. 또한 리간드에 의해 활성산소를 형성하는 NOX를 억제하면 리소포스파티드산에 의한 세포의 이동도 억제 되는 것이 관찰되었다. Rictor 및 Akt1의 발현을 억제하면 활성산소 및 세포의 이동이 저해되었으나 Raptor 및 Akt2의 발현조절은 모두 영향이 없는 것으로 관찰되었다. 마지막으로 우성활성화형태인 Akt1의 과발현은 리소포스파티드산의 자극이 없어도 SKOV-3 세포의 이동을 촉진하는 것으로 관찰되었다. 이러한 결과들을 바탕으로 리소포스파티드산은 mTORC2/Akt1/NOX 신호전달 기전을 통해 활성산소를 형성하고 SKOV-3 난소암세포의 이동을 촉진한다는 것을 제안한다.

• 생명과학회지
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• 제34권7호
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• pp.443-452
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• 2024

아가로오스의 효소가수분해산물로 부터 확보할 수 있는 3,6-무수갈락토오스(L-AHG), 네오아가로비오스(NA2), 네오아가로테트라오스(NA4) 및 네오아가로헥사오즈(NA6)의 항염증 활성을 규명하고자, 마우스 대식세포주 RAW264.7 세포를 대장균 유래 지질다당류(LPS)로 자극할 때 세포표면의 TLR4 수용체의 역할을 통해 유도되는 친염증성 M1 분극화 및 이에 따른 친염증성 반응에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과로서, 이들 아가로오스 분해산물들 중에서 단당류인 L-AHG만이 유일하게, LPS 자극에 의해 RAW264.7 세포에서 유도될 수 있는 M1 분극화의 대표적인 마커인 iNOS 효소의 발현과 이에 따른 NO 생성을 농도의존적으로 현저하게 저해하였고 염증 매개체인 프로스타글란딘 E2의 생성을 촉매하는 COX-2의 발현 수준도 LPS 자극후에는 증가하였지만, L-AHG의 존재에 의해서는 그 증가 수치가 다소 저해되는 것으로 나타났다. 이때 RAW264.7 세포에 대한 L-AHG의 세포독성은 확인되지 않았다. 또한 L-AHG는 LPS로 처리된 RAW264.7 세포내에서 유도되는 친염증 신호전달경로에 있어서 초기 신호전달 단계인 TAK1 활성화 단계까지는 별 영향을 나타내지 않았으나 TAK1의 촉매작용에 의한 JNK 및 p38 MAPK의 활성화 인산화(activating phosphorylation)는 현저하게 저해되었다. 특히, 대식세포의 친염증 신호전달경로에서 TAK1 활성화는, 그 하류 단계에서 NF-kB의 활성화가 성공적으로 일어날 수 있도록 해주며, 또한 TAK1에 의한 하류 신호분자인 p38 MAPK 활성화는 NADPH 활성화 및 이에 따른 친염증성 ROS 분자들의 생성을 유발하기 때문에, LPS에 의해 자극된 대식세포내의 친염증 신호전달경로에 있어서 TAK1-JNK/p38 MAPK 경로의 L-AHG에 의한 저해는 대식세포의 M1 분극화 및 친염증 반응을 억제하는 효과적인 기전이 되며, 그 활용성이 크게 기대된다. 아울러 L-AHG가 LPS와 RAW264.7 세포의 표면분자인 TLR4와 상호작용을 방해할 수 있는지에 대해서도 유세포분석기와 형광표지가 된 FITC-LPS를 이용하여 조사한 결과, L-AHG는 대식세포의 표면에서 이루어지는 LPS-TLR4 상호결합은 방해하지 않는 것으로 확인되었다. 이는 L-AHG의 항염증 작용의 표적이 LPS가 TLR4 수용체를 통해 유도하는 세포 내 신호전달경로에 있음을 지지해 준다. 이상의 연구결과들은 아가로오스 유래 희귀 단당류인 3,6-무수갈락토오스(L-AHG)가 LPS 자극에 의해 유발되는 RAW264.7 마우스 대식세포의 M1 분극화 및 염증 반응에 대해, TLR4의 친염증 신호전달경로의 TAK1-JNK/p38 MAPK 단계를 저해하는 항염증 활성을 효과적으로 발휘할 수 있음을 시사한다.