• Journal of Ginseng Research
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• 제41권3호
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• pp.392-402
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• 2017

Background: Previously, we reported that Korean Red Ginseng inhibited liver fibrosis in mice and reduced the expressions of fibrogenic genes in hepatic stellate cells (HSCs). The present study was undertaken to identify the major ginsenoside responsible for reducing the numbers of HSCs and the underlying mechanism involved. Methods: Using LX-2 cells (a human immortalized HSC line) and primary activated HSCs, MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-tetrazolium bromide) assays were conducted to examine the cytotoxic effects of ginsenosides. $H_2O_2$ productions, glutathione contents, lactate dehydrogenase activities, mitochondrial membrane permeabilities, apoptotic cell subpopulations, caspase-3/-7 activities, transferase dUTP nick end labeling (TUNEL) staining, and immunoblot analysis were performed to elucidate the molecular mechanism responsible for ginsenoside-mediated cytotoxicity. Involvement of the AMP-activated protein kinase (AMPK)-related signaling pathway was examined using a chemical inhibitor and small interfering RNA (siRNA) transfection. Results and conclusion: Of the 11 ginsenosides tested, 20S-protopanaxadiol (PPD) showed the most potent cytotoxic activity in both LX-2 cells and primary activated HSCs. Oxidative stress-mediated apoptosis induced by 20S-PPD was blocked by N-acetyl-$\text\tiny L$-cysteine pretreatment. In addition, 20S-PPD concentration-dependently increased the phosphorylation of AMPK, and compound C prevented 20S-PPD-induced cytotoxicity and mitochondrial dysfunction. Moreover, 20S-PPD increased the phosphorylation of liver kinase B1 (LKB1), an upstream kinase of AMPK. Likewise, transfection of LX-2 cells with LKB1 siRNA reduced the cytotoxic effect of 20S-PPD. Thus, 20S-PPD appears to induce HSC apoptosis by activating LKB1-AMPK and to be a therapeutic candidate for the prevention or treatment of liver fibrosis.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제20권4호
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• pp.406-412
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• 2012

This study was performed to examine the hepatoprotective effect of isorhamnetin-3-O-galactoside, a flavonoid glycoside isolated from Artemisia capillaris Thunberg (Compositae), against carbon tetrachloride ($CCl_4$)-induced hepatic injury. Mice were treated intraperitoneally with vehicle or isorhamnetin-3-O-galactoside (50, 100, and 200 mg/kg) 30 min before and 2 h after $CCl_4$ (20 ${\mu}l/kg$) injection. Serum aminotransferase activities and hepatic level of malondialdehyde were significantly higher after $CCl_4$ treatment, and these increases were attenuated by isorhamnetin-3-O-galactoside. $CCl_4$ markedly increased serum tumor necrosis factor-${\alpha}$ level, which was reduced by isorhamnetin-3-O-galactoside. The levels of inducible nitric oxide synthase (iNOS), cyclooxygenase-2 (COX-2), and heme oxygenase-1 (HO-1) protein and their mRNA expression levels were significantly increased after $CCl_4$ injection. The levels of HO-1 protein and mRNA expression levels were augmented by isorhamnetin-3-O-galactoside, while isorhamnetin-3-O-galactoside attenuated the increases in iNOS and COX-2 protein and mRNA expression levels. $CCl_4$ increased the level of phosphorylated c-Jun N-terminal kinase, extracellular signal-regulated kinase and p38, and isorhamnetin-3-O-galactoside reduced these increases. The nuclear translocation of nuclear factor kappa B (NF-${\kappa}B$), activating protein-1, and nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) were significantly increased after $CCl_4$ administration. Isorhamnetin-3-O-galactoside attenuated the increases of NF-${\kappa}B$ and c-Jun nuclear translocation, while it augmented the nuclear level of Nrf2. These results suggest that isorhamnetin-3-O-galactoside ameliorates $CCl_4$-induced hepatic damage by enhancing the anti-oxidative defense system and reducing the inflammatory signaling pathways.

• 한국유기농업학회지
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• 제28권4호
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• pp.659-677
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• 2020

본 실험에서는 익모초 지상부 에탄올 추출물의 항산화 및 항염증 효과를 확인하여 건강 기능성 소재로서의 가능성을 평가하고자 하였다. DPPH 및 ABTS radical 소거 활성, 환원력, 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량을 통해 익모초의 항산화능을 측정한 결과, 400 ㎍/mL, 1500 ㎍/mL의 농도에서 57.8%, 62.3%의 DPPH 및 ABTS radical 소거활성을 보였고 환원력 또한 농도 의존적으로 증가하는 경향을 보였다. 총 폴리페놀 함량 및 플라보노이드 함량은 1 mg/mL의 농도에서 각각 51.40 ± 0.47 mg of gallic acid equivalents/g, 73.28 ± 0.10 mg of rutin equivalents/g로 나타났으며, 익모초 추출물은 세포 내 ROS의 생성 억제에 있어서 유의적인 효과를 보였다. 익모초의 항염증 효과를 측정한 결과, LPS로 자극해 활성화된 RAW 264.7 cell에서 익모초 추출물(0~400 ㎍/mL)의 세포 독성은 없었으며 LPS 처리로 유도된 세포의 형태학적 변화도 농도의존적으로 완화되는 경향을 보였다. NO 발생량은 LPS 처리군과 비교해 익모초 추출물 처리 시 농도 의존적으로 감소하였고, 400 ㎍/mL에서는 90.3%로 NO의 생성이 억제되었다. 염증성 cytokine (TNF-α, IL1-β)의 생성도 유의적으로 감소하였고 NO를 생성하는 염증성 단백질 iNOS의 발현 또한 억제되었으며 이와 같은 염증성 단백질의 전사를 조절하는 NF-κB (NF-κB, IκB-α) 및 MAPK (ERK, p38)의 인산화 및 활성화 또한 익모초 추출물 처리로 인해 억제됨을 확인하였다. 따라서 익모초 추출물은 NF-κB signaling pathway 및 ERK/p38 MAPK cascade pathway의 조절을 통해 염증성 단백질 및 염증인자의 발현을 감소시킨다고 볼 수 있다. 이러한 결과를 토대로 익모초 지상부 에탄올 추출물은 천연 기능성 소재로서 활용될 가능성이 있으며, 본 연구 결과는 익모초의 고부가가치 향상을 위한 기초자료로 도움이 될 것으로 생각된다.

• 대한약침학회지
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• 제22권1호
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• pp.28-34
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• 2019

Background: Breast cancer is a complex, heterogeneous disease and one of the most common malignancies in women worldwide. The efficacy of chemotherapy as an important breast cancer treatment option has been severely limited because of the inherent or acquired resistance of cancer cells. The molecular chaperone heat shock protein 90 (HSP90) upregulated in response to cellular stress is required for functions such as conformational maturation, activation and stability in more than 200 client proteins, mostly of the signaling type. In this study, the expression of HSP90 isoforms including $HSP90{\alpha}$ and $HSP90{\beta}$ in breast cancer cell lines before and after treatment with doxorubicin (DOX) was assessed. Material and Methods: The cell cytotoxicity of DOX in MDA-MB-231 and MCF-7 cell lines was determined using the MTT assay. immunofluorescence and western blotting techniques were used to determine the expression of $HSP90{\beta}$ in the cell lines before and after DOX treatment. Immunofluorescence was also conducted to ascertain the expression of $HSP90{\alpha}$. Results: The MTT assay results showed that the MDA-MB-231 cells ($IC_{50}=14.521{\mu}M$) were more sensitive than the MCF-7 cells ($IC_{50}=16.3315{\mu}M$) to DOX. The immunofluorescence results indicated that the expression of $HSP90{\alpha}$ in both cell lines decreased after exposure to DOX. The western blot and immunofluorescence analyses showed that $HSP90{\beta}$ expression decreased in the MCF-7 cells but increased in the MDA-MB-231 cells after DOX treatment. Conclusion: The obtained results suggested that $HSP90{\alpha}$ and $HSP90{\beta}$ expression levels were reduced in the MCF-7 cells after exposure to DOX. In the MDA-MB-231 cells, $HSP90{\alpha}$ expression was reduced while $HSP90{\beta}$ was found to be overexpressed following DOX treatment.

• 생명과학회지
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• 제29권9호
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• pp.977-985
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• 2019

쑥부쟁이는 국화과에 속하는 다년생 식물로서 다양한 질병의 예방 및 치료에 오랫동안 사용되어 왔다. 최근 연구에서 쑥부쟁이 잎 추출물이 항산화 및 항염증 효과가 있는 것으로 알려져 있지만, 정확한 효능 평가에 관한 연구는 여전히 미비한 실정이다. 본 연구에서는 RAW 264.7 대식세포에서 쑥부쟁이 잎 에탄올 추출물(EEAY)의 항산화 효능이 항염증 효능과 연관이 있는지의 여부를 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면, EEAY는 $H_2O_2$ 처리에 의한 RAW 264.7 세포의 세포 독성을 유의적으로 억제시켰으며, 이는 Nrf2 및 HO-1의 발현 증가와 관련이 있음을 보여 주었다. 또한 EEAY는 $H_2O_2$에 의한 apoptosis를 유의적으로 억제하였으며, 이는 caspase-3의 활성 억제에 따른 PARP의 분해 차단과 연관성이 있었다. 그리고 EEAY는 대표적인 항 염증성 사이토카인인 IL-10의 발현 및 생산을 증가시켰으며, 이는 전사 및 번역 수준에서의 TLR-4 및 Myd88 발현 증가와 관련이 있었다. 아울러 EEAY는 LPS에 의한 염증성 매개인자인 NO의 생성 증가를 현저히 억제하였으며, EEAY에 의한 NO 생성의 억제 효과는 HO-1 유도제인 hemin에 의해 더욱 증가되었다. 따라서 본 연구의 결과는 EEAY에 의한 산화적 및 염증성 스트레스에 대한 RAW 264.7 대식세포의 보호 효과에 최소한 Nrf2/HO-1 신호 경로의 활성화가 관여할 가능성을 보여주었다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제29권6호
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• pp.685-696
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• 2021

In this study, we investigated the inhibitory effect of 5-aminolevulinic acid (ALA), a heme precursor, on inflammatory and oxidative stress activated by lipopolysaccharide (LPS) in RAW 264.7 macrophages by estimating nitric oxide (NO), prostaglandin E2 (PGE2), cytokines, and reactive oxygen species (ROS). We also evaluated the molecular mechanisms through analysis of the expression of their regulatory genes, and further evaluated the anti-inflammatory and antioxidant efficacy of ALA against LPS in the zebrafish model. Our results indicated that ALA treatment significantly attenuated the LPS-induced release of pro-inflammatory mediators including NO and PGE2, which was associated with decreased inducible NO synthase and cyclooxygenase-2 expression. ALA also inhibited the LPS-induced expression of pro-inflammatory cytokines, such as tumor necrosis factor (TNF)-α, interleukin (IL)-1β, and IL-6, reducing their extracellular secretion. Additionally, ALA abolished ROS generation, improved the mitochondrial mass, and enhanced the expression of heme oxygenase-1 (HO-1) and the activation of nuclear translocation of nuclear factor-E2-related factor 2 (Nrf2) in LPS-stimulated RAW 264.7 macrophages. However, zinc protoporphyrin, a specific inhibitor of HO-1, reversed the ALA-mediated inhibition of pro-inflammatory cytokines production and activation of mitochondrial function in LPS-treated RAW 264.7 macrophages. Furthermore, ALA significantly abolished the expression of LPS-induced pro-inflammatory mediators and cytokines, and showed strong protective effects against NO and ROS production in zebrafish larvae. In conclusion, our findings suggest that ALA exerts LPS-induced anti-inflammatory and antioxidant effects by upregulating the Nrf2/HO-1 signaling pathway, and that ALA can be a potential functional agent to prevent inflammatory and oxidative damage.

• 한국자원식물학회지
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• 제32권4호
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• pp.282-289
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• 2019

본 연구는 에탄올과 염산으로 유도된 위염모델에 대해 익모초의 물 추출물이 위염예방효과를 나타내는지 알아보기 위해 진행하였고, 안전성 평가를 위해 유전독성평가인 소핵시험을 수행하였다. 익모초 물 추출물은 음성대조군 대비 위에서 분비되는 $PGE_2$의 농도를 증가시켰을 뿐만 아니라 염산과 에탄올 투여에 의한 점막 표피세포 및 선상피세포의 손상과 울혈을 충분히 예방하는 것을 확인하였다. 또한 익모초 물 추출물에 대한 소핵시험을 실시한 결과, 익모초 물 추출물은 소핵을 유발하지 않는 것으로 나타났다. 결과를 종합하였을 때 익모초 물 추출물은 자체적으로 위염 예방효과를 나타냈지만 정확히 어떤 기전을 통해 예방하는지 추가적인 실험이 필요하다고 사료되며, 익모초에 포함된 여러 단일 성분을 이용해 위염 예방평가를 실시하여, 위염에 대한 익모초의 효능과 효율을 높이는 연구가 필요하다고 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제31권1호
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• pp.100-108
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• 2021

구강에는 700여 종의 미생물이 부유성 세균(planktonic cells)으로 있거나 치아 표면에 부착하여 바이오필름(biofilms)을 형성하고 있으며 구강 바이오필름(oral biofilms)과 관련된 대표적인 구강질환에는 치아우식증과 치주질환이 있다. 구강 세균은 타액의 흐름, 숙주의 항균 단백질, 영양소의 가용성 및 pH 변화, 항생제, 방부제 등의 영향을 받고 있지만 바이오필름이 형성되면 바이오필름은 물리적으로 두꺼운 층을 이루고 있기 때문에 구강 세균은 이와 같은 구강 내부의 환경적 스트레스에 저항할 수 있을 뿐만 아니라 외부 물질의 침투가 어렵고 바이오필름 내 세포간 상호작용을 통해 유전자 변이가 일어나기 때문에 부유성 세균보다 항생제에 대한 저항성이 1,000배 정도 높다. 따라서 구강 세균의 바이오필름 형성을 억제하거나 제거하면 보다 효과적으로 세균 감염에 의한 구강질환을 예방하거나 치료할 수 있을 것이다. 특히 구강 바이오필름은 여러 세균이 모여서 바이오필름을 형성하는 특징을 가지고 있기 때문에 세포간 신호전달체계인 정족수 감지(quorum sensing)는 구강 바이오필름을 제어할 수 있는 목표점이 될 수 있다. 이외에도 구강세균의 알칼리 생성 기질인 아르기닌을 이용하여 구강 미생물의 분포를 건강한 치아와 유사한 환경으로 전환하거나 S. mutans의 glucosyltransferase 분비를 억제하여 비수용성의 글루칸 형성을 억제함으로써 바이오필름 형성을 억제하는 방법도 구강 바이오필름을 제어할 수 있는 목표점이 될 수 있다. 이처럼 구강 내 병원성 세균의 사멸을 유도하기 보다는 구강 세균의 바이오필름 형성을 억제하거나 제거하는 방법은 치아우식증을 비롯한 구강질환을 선택적으로 예방하거나 치료할 수 있는 새로운 전략이 될 것이다.

• 대한화장품학회지
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• 제48권3호
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• pp.213-223
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• 2022

본 연구에서는 과도한 산화 스트레스에 따른 각종 염증 질환과 피부 노화를 예방하기 위해 수영 지상부(aerial parts of Rumex acetosa L.) 추출물의 항염증, 항산화 효과를 확인하였다. ABTS assay를 시행한 결과 농도 의존적으로 radical 소거능이 증가함을 확인하였다. 활성산소종(reactive oxygen species, ROS) 억제능은 DCF-DA assay를 통하여 확인하였고, 농도 의존적인 ROS 생성억제를 확인하였다. ROS에 따른 세포 핵 손상 억제 효과는 DAPI staining을 통하여 확인하였다. 또한 iNOS, COX-2의 mRNA 발현 수준은 qPCR을 통하여 농도 의존적으로 억제함을 확인하였다. iNOS, COX-2의 단백질 수준을 western blotting을 통해 확인한 결과, iNOS는 모든 농도에서 유의하게 감소하였으며, COX-2는 800 ㎍/mL에서 유의하게 감소하였다. iNOS에 의해 생성된 NO의 생성 억제 효과는 NO assay로 확인하였으며 농도 의존적으로 NO가 감소하였다. 또한, MAPKs 신호전달 경로 중 ERK와 JNK의 인산화를 억제하였다. 따라서 Rumex acetosa L.은 MAPKs 경로를 통한 항염증 효과와 항산화 효과를 보여 항염증 및 항산화 화장품 원료로 사용될 수 있는 가능성이 있다.

• Nutrition Research and Practice
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• 제16권6호
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• pp.729-744
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• 2022

BACKGROUND/OBJECTIVES: 4-Hydroxy-2-nonenal (HNE) is a biomarker for oxidative stress to induce inflammation. Methionine is an essential sulfur-containing amino acid with antioxidative activity. On the other hand, the evidence on whether and how methionine can depress HNE-derived inflammation is lacking. In particular, the link between the regulation of the nuclear factor-κB (NF-κB) signaling pathway and methionine intake is unclear. This study examined the link between depression from HNE accumulation and the anti-inflammatory function of ⳑ-methionine in rats. MATERIALS/METHODS: Male Wistar rats (3-week-old, weighing 70-80 g) were administered different levels of ⳑ-methionine orally at 215.0, 268.8, 322.5, and 430.0 mg/kg body weight for two weeks. The control group was fed commercial pellets. The hepatic HNE contents and the protein expression and mRNA levels of the inflammatory mediators were measured. The interleukin-10 (IL-10) and glutathione S-transferase (GST) levels were also estimated. RESULTS: Compared to the control group, hepatic HNE levels were reduced significantly in all groups fed ⳑ-methionine, which were attributed to the stimulation of GST by ⳑ-methionine. With decreasing HNE levels, ⳑ-methionine inhibited the activation of NF-κB by up-regulating inhibitory κBα and depressing phosphoinositide 3 kinase/protein kinase B. The mRNA levels of the inflammatory mediators (cyclooxygenase-2, interleukin-1β, interleukin-6, inducible nitric oxide synthase, tumor necrotic factor alpha) were decreased significantly by ⳑ-methionine. In contrast, the protein expression of these inflammatory mediators was effectively down regulated by ⳑ-methionine. The anti-inflammatory action of ⳑ-methionine was also reflected by the up-regulation of IL-10. CONCLUSIONS: This study revealed a link between the inhibition of HNE accumulation and the depression of inflammation in growing rats, which was attributed to ⳑ-methionine availability. The anti-inflammatory mechanism exerted by ⳑ-methionine was to inhibit NF-κB activation and to up-regulate GST.