• 생명과학회지
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• 제31권3호
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• pp.338-345
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• 2021

고장초는 오랫동안 식용 및 의약 목적으로 차를 만드는 데 사용되어 왔다. 그러나 고장초를 고부가가치 식용 재료로 사용하는 연구는 불충분하다. 이전 연구에서 우리는 tricin이 고장초의 주요 화합물임을 확인했다. 본 연구에서는 고장초 추출물의 HepG2 세포 보호 효과를 조사하였다. 고장초 추출물 또는 tricin의 HepG2 세포에 대한 독성 실험 결과, 사용한 모든 농도에서 고장초 추출물 또는 tricin에 대한 독성은 나타나지 않았다. 또한 tert-butyl hydroperoxide (t-BHP)에 의해 감소된 세포 생존율은 고장초 추출물(100 ㎍/ml에서 69.23%) 또는 tricin (100 ng/ml에서 74.47%)에 의해 증가되었다. 또한 고장초 추출물(250 ㎍/ml) 또는 tricin (250 ng/ml)은 산화적 손상에 의한 활성 산소종(ROS) 생성을 효과적으로 억제했다. 또한 항산화 효소로 알려진 superoxide dismutase 1(SOD1), catalase, heme oxygenase-1 (HO-1), nuclear factor erythroid-related factor 2 (Nrf2)의 단백질 발현은 고장초 추출물(100 ㎍/ml에서 2.1, 1.6, 1.7, 1.5배) 또는 tricin (250 ng/ml에서 2.6, 1.8, 2.2, 2.0배) 처리로 증가했으며, 이는 고장초 추출물의 HepG2 세포 보호 효과는 tricin의 활성과 관련이 있다는 것을 시사한다. 종합하면 고장초는 간 기능개선 관련 기능성 식품 소재로 개발이 가능할 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제31권5호
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• pp.527-535
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• 2021

라이소좀은 산성가수분해 효소를 가진 세포 내 소기관으로 단백질 및 고분자를 분해한다. 영양분 상태에 따라 세포 내 다양한 신호 전달 경로를 조절하는 신호 경로 중추로, 세포 항상성 조절에 중요한 역할을 한다. 따라서 이러한 라이소좀의 기능 이상은 라이소좀 저장질환, 퇴행성 신경질환 및 암을 발생시킬 수 있다. 암세포에서는 다양한 자극에 의한 lysosomal membrane permeabilization (LMP)가 일어날 수 있으며, 카텝신과 같은 라이소좀 내 효소 및 내용물이 세포질로 유출되어 다양한 형태의 라이소좀 의존적인 암세포사멸을 유도한다. 본 보고에서는 LMP 증가를 통한 다양한 형태의 세포사멸 유도 기전 및 항암제 민감성 증진에 대해 서술하였다. 미미한 LMP 유도는 일부 카텝신이 세포질로 유출되어 전형적인 세포사멸(apoptosis)을 일으키는 반면 강력한 LMP 유도는 라이소좀의 파열로 많은 카텝신 및 활성산소의 유출로 non-apoptotic 세포사멸을 일으킨다. 이러한 LMP 유도는 라이조솜 내에 포획된 항암제가 세포질로 유출되어 다른 타겟 소기관으로 작용하여 항암제에 대한 내성을 극복하고 민감성을 증진시킬 수 있다. 따라서, LMP 유도제 및 라이소좀 항성 작용제(lysosomotropic agent)에 의한 라이소좀 막 분열은 종양치료에 있어 새로운 전략이 될 수 있다.

• 대한본초학회지
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• 제29권2호
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• pp.1-6
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• 2014

Objectives : Reactive oxygen species (ROS) are involved in a wide spectrum of diseases including chronic inflammation and cancer. In this study, we investigated the antioxidant activities and anti-inflammatory effects of the extracts from the herbal teas such as Lonicera japonica Thunberg (L. japonica), Chrysanthemum morifolium Ramat (C. morifolium), Mentha arvensis L. (M. arvensis), and P.rhizoma. Methods : Anti-oxidant activity was evaluated using DPPH radical scavenging assay and $Fe^{2+}$ chelating assay. And DNA cleavage assay was performed to evaluate an anti-oxidative effect. Anti-inflammatory effect was performed using NO generation assay and western blot in LPS-stimulated RAW264.7 cell line. Results : L. japonica scavenged DPPH radical by 9.8% at 12.5 ${\mu}g/ml$, 24.8% at 25 ${\mu}g/ml$, 34.3% at 50 ${\mu}g/ml$, 61.1% at 100 ${\mu}g/ml$ and 75.8% at 200 ${\mu}g/ml$, respectively. In addition, C. morifolium and M. arvensis removed DPPH radical by 15.6% and 10.4% at 12.5 ${\mu}g/ml$, 34.8% and 22.8% at 25 ${\mu}g/ml$, 66.9% and 43.3% at 50 ${\mu}g/ml$, 87.4% and 69.1% at 100 ${\mu}g/ml$, and 92.1% and 73.2% at 200 ${\mu}g/ml$, respectively. However, P. rhizoma did not affect on DPPH radical scavenging. The $Fe^{2+}$ chelating activity was highest in L. japonica, but lowest in P. rhizoma among the herbal teas. In addition, the extracts from L. japonica, C. morifolium and M. arvensis inhibited oxidative DNA damage via its anti-oxidant activity. In anti-inflammatory effect, the extracts from C. morifolium inhibited NO production. In addition, it suppressed the $NF-{\kappa}B$ signaling pathway in LPS-stimulated RAW 264.7 cells. Conclusions : Together, this study indicates that L. japonica, M. arvensis and C. morifolium possess the protective effect against the oxidative DNA damage. Furthermore, C. morifolium exerts an anti-inflammatory effect.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제31권1호
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• pp.97-107
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• 2023

Aristolochic acid (AA), extracted from Aristolochiaceae plants, plays an essential role in traditional herbal medicines and is used for different diseases. However, AA has been found to be nephrotoxic and is known to cause aristolochic acid nephropathy (AAN). AA-induced acute kidney injury (AKI) is a syndrome in AAN with a high morbidity that manifests mitochondrial damage as a key part of its pathological progression. Melatonin primarily serves as a mitochondria-targeted antioxidant. However, its mitochondrial protective role in AA-induced AKI is barely reported. In this study, mice were administrated 2.5 mg/kg AA to induce AKI. Melatonin reduced the increase in Upro and Scr and attenuated the necrosis and atrophy of renal proximal tubules in mice exposed to AA. Melatonin suppressed ROS generation, MDA levels and iNOS expression and increased SOD activities in vivo and in vitro. Intriguingly, the in vivo study revealed that melatonin decreased mitochondrial fragmentation in renal proximal tubular cells and increased ATP levels in kidney tissues in response to AA. In vitro, melatonin restored the mitochondrial membrane potential (MMP) in NRK-52E and HK-2 cells and led to an elevation in ATP levels. Confocal immunofluorescence data showed that puncta containing Mito-tracker and GFP-LC3A/B were reduced, thereby impeding the mitophagy of tubular epithelial cells. Furthermore, melatonin decreased LC3A/B-II expression and increased p62 expression. The apoptosis of tubular epithelial cells induced by AA was decreased. Therefore, our findings revealed that melatonin could prevent AA-induced AKI by attenuating mitochondrial damage, which may provide a potential therapeutic method for renal AA toxicity.

• Journal of Ginseng Research
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• 제47권3호
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• pp.458-468
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• 2023

Background: As a complication of Type II Diabetes Mellitus (T2DM), the etiology, pathogenesis, and treatment of cognitive dysfunction are still undefined. Recent studies demonstrated that Ginsenoside Rg1 (Rg1) has promising neuroprotective properties, but the effect and mechanism in diabetes-associated cognitive dysfunction (DACD) deserve further investigation. Methods: After establishing the T2DM model with a high-fat diet and STZ intraperitoneal injection, Rg1 was given for 8 weeks. The behavior alterations and neuronal lesions were judged using the open field test (OFT) and Morris water maze (MWM), as well as HE and Nissl staining. The protein or mRNA changes of NOX2, p-PLC, TRPC6, CN, NFAT1, APP, BACE1, NCSTN, and Ab1-42 were investigated by immunoblot, immunofluorescence or qPCR. Commercial kits were used to evaluate the levels of IP3, DAG, and calcium ion (Ca²⁺) in brain tissues. Results: Rg1 therapy improved memory impairment and neuronal injury, decreased ROS, IP3, and DAG levels to revert Ca²⁺ overload, downregulated the expressions of p-PLC, TRPC6, CN, and NFAT1 nuclear translocation, and alleviated Aβ deposition in T2DM mice. In addition, Rg1 therapy elevated the expression of PSD95 and SYN in T2DM mice, which in turn improved synaptic dysfunction. Conclusions: Rg1 therapy may improve neuronal injury and DACD via mediating PLC-CN-NFAT1 signal pathway to reduce Aβ generation in T2DM mice.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제31권4호
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• pp.446-455
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• 2023

The mechanistic functions of 3-deoxysappanchalcone (3-DSC), a chalcone compound known to have many pharmacological effects on lung cancer, have not yet been elucidated. In this study, we identified the comprehensive anti-cancer mechanism of 3-DSC, which targets EGFR and MET kinase in drug-resistant lung cancer cells. 3-DSC directly targets both EGFR and MET, thereby inhibiting the growth of drug-resistant lung cancer cells. Mechanistically, 3-DSC induced cell cycle arrest by modulating cell cycle regulatory proteins, including cyclin B1, cdc2, and p27. In addition, concomitant EGFR downstream signaling proteins such as MET, AKT, and ERK were affected by 3-DSC and contributed to the inhibition of cancer cell growth. Furthermore, our results show that 3-DSC increased redox homeostasis disruption, ER stress, mitochondrial depolarization, and caspase activation in gefitinib-resistant lung cancer cells, thereby abrogating cancer cell growth. 3-DSC induced apoptotic cell death which is regulated by Mcl-1, Bax, Apaf-1, and PARP in gefitinib-resistant lung cancer cells. 3-DSC also initiated the activation of caspases, and the pan-caspase inhibitor, Z-VAD-FMK, abrogated 3-DSC induced-apoptosis in lung cancer cells. These data imply that 3-DSC mainly increased mitochondria-associated intrinsic apoptosis in lung cancer cells to reduce lung cancer cell growth. Overall, 3-DSC inhibited the growth of drug-resistant lung cancer cells by simultaneously targeting EGFR and MET, which exerted anti-cancer effects through cell cycle arrest, mitochondrial homeostasis collapse, and increased ROS generation, eventually triggering anti-cancer mechanisms. 3-DSC could potentially be used as an effective anti-cancer strategy to overcome EGFR and MET target drug-resistant lung cancer.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권5호
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• pp.591-599
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• 2023

Fisetin is a bioactive flavonol molecule and has been shown to have antioxidant potential, but its efficacy has not been fully validated. The aim of the present study was to investigate the protective efficacy of fisetin on C2C12 murine myoblastjdusts under hydrogen peroxide (H₂O₂)-induced oxidative damage. The results revealed that fisetin significantly weakened H₂O₂-induced cell viability inhibition and DNA damage while blocking reactive oxygen species (ROS) generation. Fisetin also significantly alleviated cell cycle arrest by H₂O₂ treatment through by reversing the upregulation of p21WAF1/CIP1 expression and the downregulation of cyclin A and B levels. In addition, fisetin significantly blocked apoptosis induced by H₂O₂ through increasing the Bcl-2/Bax ratio and attenuating mitochondrial damage, which was accompanied by inactivation of caspase-3 and suppression of poly(ADP-ribose) polymerase cleavage. Furthermore, fisetin-induced nuclear translocation and phosphorylation of Nrf2 were related to the increased expression and activation of heme oxygenase-1 (HO-1) in H₂O₂-stimulated C2C12 myoblasts. However, the protective efficacy of fisetin on H₂O₂-mediated cytotoxicity, including cell cycle arrest, apoptosis and mitochondrial dysfunction, were greatly offset when HO-1 activity was artificially inhibited. Therefore, our results indicate that fisetin as an Nrf2 activator effectively abrogated oxidative stress-mediated damage in C2C12 myoblasts.

• 생명과학회지
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• 제34권9호
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• pp.647-655
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• 2024

세륨 산화물 나노입자(CeO₂), 즉 나노세리아의 합성은 지난 10년 동안 다양한 과학 기술 분야에서 상당한 주목을 받아왔다. 특히 이 논문에서는 환경 친화적 합성 방법과 나노세리아의 항균 활성에 대한 집중적으로 다루고자 한다. 우선, 나노세리아 합성에 있어 식물 및 미생물과 같은 생물학적 소재를 사용하는 방식이 환경 친화적 접근으로 주목을 받고 있다. 예를 들어, 식물은 알칼로이드, 플라보노이드, 페놀, 단백질 및 기타 영양 성분을 포함한 파이토케미컬을 풍부하게 함유하고 있다. 한편, 미생물은 생리 활성 대사산물, 색소, 효소, 단백질, 산 및 항생제를 생성한다. 따라서, 이러한 파이토케미컬과 대사산물은 금속염을 나노세리아로 환원시키는 데 기여할 뿐만 아니라, 합성된 나노 입자에 안정성을 높여준다. 또한, 식물과 미생물을 사용한 나노세리아 합성은 단순하면서도 환경 친화적이라는 장점이 있으며, 결과적으로 합성된 나노세리아는 생체 친화적 특성을 지닌다. 나노세리아는 항암, 항염증, 살충제, 효소 저해, 항생물막 및 항균 작용 등 다양한 생물의학적 응용이 보고되었지만, 이 논문에서는 특히 나노세리아의 항균능력에 중점을 두어 설명하고자 한다. 특히, 나노세리아의 항균 활성은 과도한 반응성 산소종(ROS) 생성, 세포막 손상, 세포 메커니즘 억제를 통해 발현된다. 결국, 이 리뷰의 주요 목적은 다양한 미생물 병원체를 치료하고 다른 질병을 극복하는 데 나노세리아가 중요한 치료제로서 지닌 잠재력에 대해 독자들이 더 깊이 이해할 수 있도록 돕는 것이다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권6호
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• pp.659-670
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• 2017

산화스트레스와 염증은 간 손상의 진행과정에 중요한 인자로 작용한다. 굴가수분해물의 항산화 및 항염증 활성은 지질대사, 혈압 및 혈당, 면역기능의 조절과 같은 다양한 기능에 관여한다. 그러나 급성 간 손상 모델에서 굴가수분해물의 효과를 확인한 연구 결과는 아직 확인된 바 없다. 본 연구는 LPS/D-GalN에 의해 유도된 급성 간 손상 생쥐 모델에서 굴가수분해물의 효과를 확인하기 위해 수행되었다. 실험군은 대조군(생리식염수), LPS/D-GalN 간 손상군, LPS/D-GalN과 굴가수분해물(100 mg/kg, 200 mg/kg, 400 mg/kg)의 병합투여군 및 LPS/D-GalN과 silymarin(25 mg/kg) 병합투여군으로 나누었다. 급성 간 손상 모델은 $1{\mu}g/kg$의 LPS와 400 mg/kg의 D-GalN으로 유도되었다. 먼저 시료의 항산화 및 항염증 활성을 분석한 결과 굴가수분해물은 농도 의존적으로 높은 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성을 보였으며, 인간 정상 간세포주(Chang)에서 과산화수소에 의한 세포 내 활성산소의 생성을 유의적으로 감소시켰다. 또한, 굴가수분해물은 농도 의존적으로 높은 COX-2 및 5-LOX 억제능을 보였으며, LPS에 의해 활성화된 생쥐 대식세포주 RAW264.7에서 발현되는 $TNF-{\alpha}$, IL-6 및 $IL-1{\beta}$의 염증성 사이토카인의 mRNA 발현률을 감소시켰다. 굴가수분해물 투여는 LPS/D-GalN에 의한 혈청 ALT 및 AST 증가를 유의적으로 감소시켰으며, 간 조직의 출혈 및 간세포의 자멸사를 감소시켰다. 또한, 간 균질의 $TNF-{\alpha}$, $IL-1{\beta}$ 및 IL-6 함량을 감소시켰으며, 감소한 catalase의 활성을 유의적으로 증가시켰다. 이상의 결과로부터 굴가수분해물은 간 보호 효과를 가지는 것으로 판단되며, 급성 간 손상의 예방 및 치료에 도움이 될 수 있는 시료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제29권11호
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• pp.1273-1280
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• 2019

고령층 인구에서 노인성 황반변성(AMD)은 실명의 주요 원인 중 하나이며, 망막 항상성을 유지하는 망막색소상피(RPE) 세포의 산화적 스트레스에 의한 손상은 AMD의 발달에 기여한다. 감초는 한국을 포함한 아시아 국가의 다양한 질병 치료에 가장 널리 사용되는 약초 중 하나이다. 비록 감초는 다양한 실험 모델에서 항산화 효능이 있는 것으로 알려져 있지만, 망막색소상피세포의 손상에 대한 보호 기전은 알려진 바 없다. 본 연구에서는 ARPE-19 인간 망막색소상피에서 과산화수소($H_2O_2$)에 의해 유도된 산화적 손상에 대한 감초 에탄올 추출물의 효능을 평가하였다. 본 결과에 의하면 감초 추출물은 Nrf2 및 HO-1의 발현을 유도하면서 $H_2O_2$에 의한 ROS의 생성을 유의적으로 차단하였다. 또한 감초 추출물은 $H_2O_2$에 의해 유도된 DNA 손상을 억제하였으며, 미토콘드리아막 전위의 소실을 약화시켰다. 그리고 감초 추출물 $H_2O_2$에 의한 caspase-3의 활성을 억제하면서 apoptosis 유도를 차단하였다. 이러한 결과는 감초 추출물이 DNA 손상을 억제하고 apoptosis를 감소시킴으로써 산화적 손상으로부터 망막색소상피세포를 보호할 수 있음을 의미한다. 비록 감초 추출물에 함유된 생리활성 성분들의 분석과 Nrf2-매개 HO-1 발현의 조절에 대한 추가 연구가 수행되어야 하지만, 감초 추출물은 AMD의 위험을 감소시킬 잠재력을 지니고 있음을 시사한다.