• 환경생물
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• 제39권3호
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• pp.354-361
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• 2021

본 연구는 식물검역 분야에서 주요하게 사용되고 있는 메틸브로마이드 훈증제로 인해 발생하는 약해를 저감하기 위한 물질을 모델식물인 애기장대를 이용하여 스크리닝하였다. 사전연구를 통하여 메틸브로마이드 훈증제의 식물 독성 메커니즘으로 활성산소발생와 식물 성장 호르몬인 옥신의 식물체 내 분배억제효과가 발생하는 것을 바탕으로 하여, 약해 저감물질후보군으로 활성산소를 제거하는 역할을 하는 ROS scavenger 2종(NAC, GSH)과 옥신을 훈증제 처리 전 애기장대에 처리한 후 약해의 저감 정도를 육안평가와 더불어 관련 유전자의 발현을 확인하였다. 연구 결과 메틸브로마이드에 의해 유도된 약해는 옥신보다는 활성산소를 저감시키는 물질후보군들에서 약해 저감효과가 나타났다. 이 중 GSH을 이용하여 농도구배하여 전처리하였을 때, 5 mM GSH 전처리 후 메틸브로마이드 훈증시 약해 저감효과가 두드러졌다. GSH 전처리 시 식물체 내에 MBF1c와 HSP70 유전자 발현이 증가하는 것을 확인하였으며, 이는 메틸브로마이드 훈증으로 유도되는 약해를 방어하는 역할을 담당하였을 것이라고 평가된다. 따라서, 식물검역 훈증제 메틸브로마이드에 의해 발생하는 약해를 저감하는 데 GSH의 사용가능성을 평가하였으며, 이를 기반으로 다양한 식물체에 적용하여 수출입 시 약해로 인한 경제적 손실을 감소시킬 수 있기를 기대한다.

• 생명과학회지
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• 제23권8호
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• pp.1057-1063
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• 2013

진피(Citri Pericarpium)의 항암작용 기전 해석을 위하여 U937 백혈병 세포의 apoptosis 유발에 미치는 메탄올 추출물(EMCP)의 영향을 조사하였으며, apoptosis 조절에 중요한 몇 가지 유전자들의 발현 및 활성 변화, ROS의 생성 변화를 조사하였다. EMCP 처리에 의한 U937 세포의 증식 억제는 apoptosis 유도와 연관성이 있음을 DAPI 염색을 통한 apoptotic body 출현의 증가 및 Flow cytometry 분석에 의한 Sub-G1기 세포 빈도의 증가로 확인하였다. EMCP 처리에 의한 apoptosis 유도에서 Bax 발현 증가, caspases의 활성 및 PARP의 단편화 등이 동반되었으며, ROS 생성의 증가와 연관성이 있었다. 산화적 손상에 대해 세포나 조직을 보호하는 역할을 하는 것으로 알려진 세포 내 항산화 효소인 HO-1의 발현이 EMCP의 처리에 의해 증가되었으나 ROS 생성 억제제인 NAC의 전처리에 의해 감소된 HO-1의 발현은 전사인자인 Nrf2의 핵으로의 이동 억제와 관련되어 있었다. 이상의 결과에서 EMCP 처리에 의한 U937 세포의 apoptosis 유발에는 ROS 생성의 증가와 pNrf2에 의해 조절되는 HO-1의 발현 증가가 중요한 기전으로 작용한다는 것을 알 수 있었다. 이러한 자료는 진피의 항암기전 해석을 이해하는데 중요한 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권4호
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• pp.523-528
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• 2017

본 연구는 국내 산림자생 식물 추출물 5종(밤나무, 진달래, 산수유, 복분자딸기, 갈참나무)에 대한 지방세포 분화 억제 및 활성산소종(ROS) 생성 억제 효능을 평가하였다. 지방세포 분화 중 세포 내 지방축적 및 ROS 생성량을 비교한 결과, 국내 산림 식물 5종 모두 지방축적량 및 ROS 생성량을 농도 유의적으로 감소키는 것으로 나타났다. 특히 복분자딸기 추출물을 처리한 지방세포에서 지방 축적 및 ROS 저감에 가장 크게 나타났으며 양성대조군으로 사용된 N-acetyl-L-cysteine과 유사한 결과를 나타내었다. 또한, 복분자딸기 추출물을 처리함으로써 지방세포의 분화를 조절하는 전사인자인 $PPAR{\gamma}$, $C/EBP{\alpha}$ 및 aP2 발현이 억제됨을 확인하였다. 국내 산림 식물 5종 추출물은 천연물에서 유래한 항비만 및 항산화 활성 기능성식품 소재로 활용 가능할 것으로 생각한다.

• 생명과학회지
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• 제29권12호
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• pp.1305-1313
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• 2019

감초(Glycyrrhiza inflata)의 뿌리에서 분리된 Licochalcone (LC)은 항염증 및 항종양과 같은 많은 약리학적 효과를 가지고 있다. 현재까지 LCC는 구강암과 방광암에서 연구되었지만 폐암에서의 연구는 밝혀진 바 없다. 또한, 암에서 LCC에 의해 유도된 autophagy에 대한 연구는 없었다. 본 연구는 gefitinib-민감성 또는 내성을 갖는 폐암 세포에 대한 LCC의 효과 및 작용 메커니즘을 조사하기 위해 고안되었다. MTT 분석 데이터는 LCC가 비소세포폐암 세포주인 HCC827 (gefitinib-민감성) 및 HCC827GR (gefitinib-내성)에서 세포생존율을 유의하게 억제함을 보여주었다. 흥미롭게도, Annexin V/7-aminoactinomycin D 이중 염색 및 세포주기 분석에서 가장 높은 농도의 LCC 처리는 apoptosis를 유도하는 비율이 약 10%였다. LCC는 비소세포폐암 세포주에서 세포주기 G2/M 관련 단백질인 cyclin B1 및 cdc2의 발현을 감소시킴으로써 G2/M 정지를 야기하였다. LCC의 처리는 autophagy marker 단백질인 microtubule-associated protein 1 light chain 3 (LC3) 및 autophagy과정에 관여하는 단백질인 autophagy-related gene (Atg)5의 발현을 증가시킴으로써 autophagy를 유도하였다. 또한, LCC는 reactive oxygen species (ROS)의 생성을 증가시켰으며, ROS 억제제인 N-acetyl-L-cysteine (NAC)에 의해 세포생존율이 부분적으로 회복되었다. Western blotting 분석에서, NAC과 LCC의 동시처리에 의해 cdc2의 발현이 증가하고 LC3의 발현은 감소되었다. 이러한 결과는 LCC가 비소세포폐암에서 ROS-의존적 G2/M 정지 및 autophagy를 유도함으로써 항종양 효과에 기여할 수 있음을 나타낸다. 결론적으로, LCC 치료는 비소세포폐암에 대한 잠재적 치료제로서 유용할 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제23권11호
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• pp.1342-1350
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• 2013

본 연구는 화학적 허혈에 의해 손상된 마우스 간세포에서 hydrogen sulfide ($H_2S$)의 효과를 규명하기 위해 수행되었다. 본 연구에서 허혈 모방 화합물로 알려져 있는 cobalt chloride ($CoCl_2$)는 간세포 손상을 시간 및 농도 의존적으로 유의성 있게 증가 시켰다. $CoCl_2$에 의한 간세포 손상은 Sodium sulfide (NaHS, $H_2S$ 공여제)의 전처리에 의해 유의적으로 감소 되었다. $CoCl_2$는 세포 내 활성산소(reactive oxygen species, ROS)의 농도를 증가시켰으며, 이는 NaHS 및 N-acetyl-cysteine (NAC, a ROS 제거제)에 의해 감소하였다. 또한, $CoCl_2$에 의해 증가된 p38 MAPK 인산화가 NaHS 및 NAC에 의해 억제되었다. $CoCl_2$에 의해 증가된 Bax/Bcl-2 비율은 NaHS, NAC 및 SB 203580 (p38 MAPK 저해제)에 의해 차단되었으며, $CoCl_2$에 의해 유발된 간세포의 손상 또한 NaHS, NAC 및 SB 203580의 전처리에 의해 억제되었다. NaHS는 $CoCl_2$에 의해 증가된 COX-2의 발현을 억제하였다. 또한, NaHS의 효과와 유사하게 $CoCl_2$에 의해 증가된 COX-2의 발현이 NAC에 의해 억제되었다. 더욱이, NS-398 (COX-2 선택적 억제제)는 $CoCl_2$에 의한 Bax/Bcl-2 비율의 증가를 억제하였을 뿐 아니라, 간세포의 세포 손상 또한 억제하였다. 결론적으로, $H_2S$는 초대배양 된 마우스 간세포에서 $CoCl_2$에 의해 유발된 간세포의 손상을 ROS에 의해 유발된 p38 MAPK 및 COX-2 경로의 활성화를 억제함으로써 세포보호효과를 수행하는 것을 알 수 있었다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제33권4호
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• pp.211-220
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• 2018

Nitric oxide (NO) has an important role in oocyte maturation and embryonic development in mammals. This study examined the effect of exogenous NO donor S-nitroso-N-acetylpenicillamine (SNAP) in a maturation medium on meiotic progression and embryonic development after parthenogenesis (PA) and somatic cell nuclear transfer (SCNT) in pigs. When oocytes were exposed to $0.1{\mu}M$ SNAP for first 22 h of in vitro maturation (IVM) in Experiment 1, SNAP significantly improved blastocyst development in both defined and standard follicular fluid-supplemented media compared to untreated control (48.4 vs. 31.7-42.5%). SNAP treatment significantly arrested meiotic progression of oocytes at the germinal vesicle stage at 11 h of IVM (61.2 vs. 38.7%). However, there was no effect on meiotic progression at 22 h of IVM (Experiment 2). In Experiment 3, when oocytes were treated with SNAP at 0.001, 0.1 and $10{\mu}M$ during the first 22 h of IVM to determine a suitable concentration, $0.1{\mu}M$ SNAP (54.2%) exhibited a higher blastocyst formation than 0 and $10{\mu}M$ SNAP (36.6 and 36.6%, respectively). Time-dependent effect of SNAP treatment was evaluated in Experiment 4. It was observed that SNAP treatment for the first 22 h of IVM significantly increased blastocyst formation compared to no treatment (57.1% vs. 46.2%). Antioxidant effect of SNAP was compared with that of cysteine. SNAP treatment significantly improved embryonic development to the blastocyst stage (49.1-51.5% vs. 34.4-37.5%) irrespective of the presence or absence of cysteine (Experiment 5). Moreover, SNAP significantly increased glutathione (GSH) content and inversely decreased the reactive oxygen species (ROS) level and mitochondrial oxidative activity in IVM oocytes. SNAP treatment during IVM showed a stimulating effect on in vitro development of SCNT embryos (Experiment 7). These results demonstrates that SNAP improves developmental competence of PA and SCNT embryos probably by maintaining the redox homeostasis through increasing GSH content and mitochondrial quality and decreasing ROS in IVM oocytes.

• International Journal of Stem Cells
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• 제15권3호
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• pp.334-345
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• 2022

Background and Objectives: Flavonoids form the largest group of plant phenols and have various biological and pharmacological activities. In this study, we investigated the effect of a flavonoid, 3, 4'-dihydroxyflavone (3, 4'-DHF) on osteogenic differentiation of equine adipose-derived stromal cells (eADSCs). Methods and Results: Treatment of 3, 4'-DHF led to increased osteogenic differentiation of eADSCs by increasing phosphorylation of ERK and modulating Reactive Oxygen Species (ROS) generation. Although PD98059, an ERK inhibitor, suppressed osteogenic differentiation, another ERK inhibitor, U0126, apparently increased osteogenic differentiation of the 3, 4'-DHF-treated eADSCs, which may indicate that the effect of U0126 on bone morphogenetic protein signaling is involved in the regulation of 3, 4'-DHF in osteogenic differentiation of eADSCs. We revealed that 3, 4'-DHF could induce osteogenic differentiation of eADSCs by suppressing ROS generation and co-treatment of 3, 4'-DHF, U0126, and/or N-acetyl cysteine (NAC) resulted in the additive enhancement of osteogenic differentiation of eADSCs. Conclusions: Our results showed that co-treatment of 3, 4'-DHF, U0126, and/or NAC cumulatively regulated osteogenesis in eADSCs, suggesting that 3, 4'-DHF, a flavonoid, can provide a novel approach to the treatment of osteoporosis and can provide potential therapeutic applications in therapeutics and regenerative medicine for human and companion animals.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제18권5호
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• pp.403-409
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• 2014

The Bis protein is known to be involved in a variety of cellular processes including apoptosis, migration, autophagy as well as protein quality control. Bis expression is induced in response to a number of types of stress, such as heat shock or a proteasome inhibitor via the activation of heat shock factor (HSF)1. We report herein that Bis expression is increased at the transcriptional level in HK-2 kidney tubular cells and A172 glioma cells by exposure to oxidative stress such as $H_2O_2$ treatment and oxygen-glucose deprivation, respectively. The pretreatment of HK-2 cells with N-acetyl cysteine, suppressed Bis induction. Furthermore, HSF1 silencing attenuated Bis expression that was induced by $H_2O_2$, accompanied by increase in reactive oxygen species (ROS) accumulation. Using a series of deletion constructs of the bis gene promoter, two putative heat shock elements located in the proximal region of the bis gene promoter were found to be essential for the constitutive expression is as well as the inducible expression of Bis. Taken together, our results indicate that oxidative stress induces Bis expression at the transcriptional levels via activation of HSF1, which might confer an expansion of antioxidant capacity against pro-oxidant milieu. However, the possible role of the other cis-element in the induction of Bis remains to be determined.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제20권3호
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• pp.229-236
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• 2016

Resveratrol (RSV) may provide numerous protective effects against chronic inflammatory diseases. Due to local hypoxia and hypertonicity, the renal medulla is subject to extreme oxidative stress, and aldehyde products formed during lipid peroxidation, such as 4-hydroxy-2-hexenal (HHE), might be responsible for tubular injury. This study aimed at investigating the effects of RSV on renal and its signaling mechanisms. While HHE treatment resulted in decreased expression of Sirt1, AQP2, and nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2), mouse cortical collecting duct cells (M1) cells treated with HHE exhibited increased activation of p38 MAPK, extracellular signal regulated kinase (ERK), c-Jun N-terminal kinase (JNK), and increased expression of NOX4, $p47^{phox}$, Kelch ECH associating protein 1 (Keap1) and COX2. HHE treatment also induced $NF-{\kappa}B$ activation by promoting $I{\kappa}B-{\alpha}$ degradation. Meanwhile, the observed increases in nuclear $NF-{\kappa}B$, NOX4, $p47^{phox}$, and COX2 expression were attenuated by treatment with Bay 117082, N-acetyl-l-cysteine (NAC), or RSV. Our findings indicate that RSV inhibits the expression of inflammatory proteins and the production of reactive oxygen species in M1 cells by inhibiting $NF-{\kappa}B$ activation.

• Journal of Chest Surgery
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• 제45권1호
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• pp.1-10
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• 2012

Background: ${\alpha}$-Lipoic acid (${\alpha}$-LA) has been studied as an anticancer agent as well as a therapeutic agent for diabetes and obesity. We performed this study to evaluate the anticancer effects and mechanisms of ${\alpha}$-LA in a lung cancer cell line, A549. Materials and Methods: ${\alpha}$-LA-induced apoptosis of A549 cells was detected by fluorescence-activated cell sorting analysis and a DNA fragmentation assay. Expression of apoptosis-related genes was analyzed by western blot and reverse transcription.polymerase chain reaction analyses. Results: ${\alpha}$-LA induced apoptosis and DNA fragmentation in A549 cells in a dose- and time-dependent manner. ${\alpha}$-LA increased caspase activity and the degradation of poly (ADP-ribose) polymerase. It induced expression of endoplasmic reticulum (ER) stress-related genes, such as glucose-regulated protein 78, C/EBP-homologous protein, and the short form of X-box binding protein-1, and decreased expression of the anti-apoptotic protein, X-linked inhibitor of apoptosis protein. Reactive oxygen species (ROS) production was induced by ${\alpha}$-LA, and the antioxidant N-acetyl-L-cysteine decreased the ${\alpha}$-LA-induced increase in expression of apoptosis and ER stress-related proteins. Conclusion: ${\alpha}$-LA induced ER stress-mediated apoptosis in A549 cells via ROS. ${\alpha}$-LA may therefore be clinically useful for treating lung cancer.