• Parasites, Hosts and Diseases
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• 제62권1호
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• pp.42-52
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• 2024

Antimalarial drugs are an urgently need and crucial tool in the campaign against malaria, which can threaten public health. In this study, we examined the cytotoxicity of the 9 antimalarial compounds chemically synthesized using SKM13-2HCl. Except for SKM13-2HCl, the 5 newly synthesized compounds had a 50% cytotoxic concentration (CC₅₀) >100 μM, indicating that they would be less cytotoxic than SKM13-2HCl. Among the 5 compounds, only SAM13-2HCl outperformed SKM13-2HCl for antimalarial activity, showing a 3- and 1.3-fold greater selective index (SI) (CC₅₀/IC₅₀) than SKM13-2HCl in vitro against both chloroquine-sensitive (3D7) and chloroquine -resistant (K1) Plasmodium falciparum strains, respectively. Thus, the presence of morpholine amide may help to effectively suppress human-infectious P. falciparum parasites. However, the antimalarial activity of SAM13-2HCl was inferior to that of the SKM13-2HCl template compound in the P. berghei NK65-infected mouse model, possibly because SAM13-2HCl had a lower polarity and less efficient pharmacokinetics than SKM13-2HCl. SAM13-2HCl was more toxic in the rodent model. Consequently, SAM13-2HCl containing morpholine was selected from screening a combination of pharmacologically significant structures as being the most effective in vitro against human-infectious P. falciparum but was less efficient in vivo in a P. berghei-infected animal model when compared with SKM13-2HCl. Therefore, SAM13-2HCl containing morpholine could be considered a promising compound to treat chloroquine-resistant P. falciparum infections, although further optimization is crucial to maintain antimalarial activity while reducing toxicity in animals.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.93-105
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• 2024

연구목적: 사업장 주변에 배출되는 화학물질의 양을 선정하여 대기확산 프로그램으로 농도를 예측하여 인근 주민들에게 영향을 정량적으로 파악하는 것을 목적으로 하였다. 연구방법: 연구물질의 선정은 반감기, 독성, 이용 가능한 측정소 자료의 유무를 고려하였다. 또한 연구대상물질에서 배출되는 지역을 연구대상 지역으로 선정하였으며, 유동인구가 있는 4개 지역을 선정하여 건강위해성을 평가하였다. 연구결과: AERMOD를 구동하기 위하여 지형 및 기상 처리를 실시 후 예측 농도를 구하였다. 위해성 평가 결과 어린이에서만 디클로로메탄이 초과되는 것으로 나타났으나, 테트라클로로에틸렌과 클로로포름은 어린이와 성인 모두 무시할 수 없는 수준으로 나타났다. 결론: 현재 국내 건강위해성평가는 "환경보건법"의 규정에 따라 위해지수가 일정 기준을 초과할 경우 위해성이 있는 것으로 간주된다. 향후 화학물질배출계획서 대상물질이 2030년에는 415종으로 확대되어 사업장에서 효율적인 관리가 필요함을 시사한다. 위해성 평가에서 위해성지수를 초과하는 경우 대기확산 모델링을 통해 배경농도와 예측농도를 고려하여 우선순위를 부여함으로써 화학물질 관리를 효과적으로 수행할 수 있을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제34권2호
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• pp.79-85
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• 2024

SlyA는 Salmonella와 같은 장내세균과(Enterobacteriaceae)에 속하는 E. coli에서 용혈소(HlyE)의 발현을 조절하는 전사 조절인자로 알려져 있다. 그러나 Salmonella에는 slyA 유전자가 있지만 hlyE 유전자는 없다. Salmonella에서 SlyA의 역할을 탐구하기 위해 slyA 유전자가 결실된 돌연변이주를 사용하였다. S. Typhimurium CK295 (ΔslyA)는 allelic exchange 방법으로 제작되었다. 야생형 균주와 CK295 균주의 비교시험에서 생육 특성, 운동성, 총 단백질 분석, 분비 단백질 분석 등에서 특별한 차이가 발견되지 않았다. CK295 균주는 야생형에 비해 생물막을 약간 적게 생성하는 패턴을 보였다. 흥미롭게도, 대식세포에서의 생존능력을 비교한 결과, CK295 균주는 야생형에 비해 생존능력이 60% 감소하는 것으로 나타났다. 마우스의 독성을 테스트하기 위해 6주령 BALB/c 마우스에 경구 투여한 후 사망률을 측정하였다. 그 결과, BALB/c에서 CK295 (ΔslyA)의 LD₅₀ 값이 야생형 S. Typhimurium 𝜒3339의 값보다 100배 이상 높게 나타났다. 종합적으로, SlyA는 살모넬라균의 in vivo 생존에 관여하는 독성 인자를 코딩하는 유전자의 발현을 조절하는 것으로 추정된다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제66권
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• pp.39-45
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• 2023

Biorenovation은 미생물의 생체 촉매 대사를 통해 단일 화합물 또는 천연물을 생물 전환시켜 약리학적 효능을 증진시키고, 세포에 대한 독성을 완화시키는 기술이다. 접시꽃은 예로부터 한약으로 사용되어 왔으며, 항염증, 항암 등 다양한 생리학적 효능이 있다고 보고되고 있다. 또한, 본 연구에서 사용된 접시꽃캘러스는 손상부를 보호하기 위해 발달한 미분화 식물 조직으로, 항산화 및 미백 효과가 있는 것으로 보고되었지만 염증과 같은 다른 활성에 대한 연구는 아직 보고되지 않았다. 본 연구에서는 바이오리노베이션을 접시꽃 캘러스 추출물(ARBR)에 적용하여 RAW 264.7 대식세포에 대한 생물전환 추출물의 항염증 효능을 연구하였다. 그 결과 측정 농도(50, 100, 200 ㎍/mL)에서 세포에 대한 독성이 없었으며, 산화질소 생성 억제에 대한 효능이 기존 추출물에 비해 증진되었다. 또한, 프로스타글란딘 E₂와 전염증성 사이토카인, 고리형 산소화 효소, 산화질소의 유도 합성효소의 생성을 농도 의존적으로 억제하는 경향을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 ARBR이 과도하게 발현된 염증반응을 조절하여 기능성 화장품과 의약품의 소재로서 잠재력을 가지고 있음을 시사한다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제66권
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• pp.46-52
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• 2023

플라보노이드는 광범위한 생물학적 활성을 가진 중요한 식물 2차 대사 산물로, 본 연구에서 사용된 naringenin (NN)은 자몽에 가장 풍부한 플라바논의 하나로 간 보호, 항지질 과산화 및 항암 활성에 관한 연구가 보고되었다. 우리는 이전 연구에서 biorenovation 기법을 NN에 적용하여 naringenin-7-O-Glucoside(prunin), naringenin-7-O-phosphate (N7P), 6''-O-Succinyl prunin과 같은 3가지 유도체를 합성하였으며 그 중 생물학적 및 물리화학적 특성이 보고되지 않은 N7P가 NN보다 45배 증가한 수용해도를 나타냄을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 N7P의 추가적인 생리활성 조사하고자 RAW 264.7 세포에서 항염증 활성을 평가하였으며 N7P는 세포 독성이 나타나지 않는 농도에서 유효한 inducible NO synthase (iNOS), cyclooxygenase-2(COX-2) 억제 활성을 보였으며 이들의 발현 경로를 유의하게 억제함으로써 nitric oxide (NO) 및 prostaglandin E₂ (PGE₂)를 효과적으로 억제하였다. 뿐만 아니라 pro-inflammatory cytokines인 tumor necrosis factor-α (TNF-α)와 interleukin-6 (IL-6)의 발현 또한 유의하게 억제하는 것으로 확인되었다. 이러한 결과를 근거로 N7P가 다양한 염증 인자를 표적으로 하는 항염증 소재로 적용될 수 있음을 제안한다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제47권5호
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• pp.627-637
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• 2023

Background: Damage to the healthy intestinal epithelial layer and regulation of the intestinal immune system, closely interrelated, are considered pivotal parts of the curative treatment for inflammatory bowel disease (IBD). Plant-based diets and phytochemicals can support the immune microenvironment in the intestinal epithelial barrier for a balanced immune system by improving the intestinal microecological balance and may have therapeutic potential in colitis. However, there have been only a few reports on the therapeutic potential of plant-derived exosome-like nanoparticles (PENs) and the underlying mechanism in colitis. This study aimed to assess the therapeutic effect of PENs from Panax ginseng, ginseng-derived exosome-like nanoparticles (GENs), in a mouse model of IBD, with a focus on the intestinal immune microenvironment. Method: To evaluate the anti-inflammatory effect of GENs on acute colitis, we treated GENs in Caco2 and lipopolysaccharide (LPS) -induced RAW 264.7 macrophages and analyzed the gene expression of proinflammatory cytokines and anti-inflammatory cytokines such as TNF-α, IL-6, and IL-10 by real-time PCR (RT-PCR). Furthermore, we further examined bacterial DNA from feces and determined the alteration of gut microbiota composition in DSS-induced colitis mice after administration of GENs through 16S rRNA gene sequencing analysis. Result: GENs with low toxicity showed a long-lasting intestinal retention effect for 48 h, which could lead to effective suppression of pro-inflammatory cytokines such as TNF-α and IL-6 production through inhibition of NF-κB in DSS-induced colitis. As a result, it showed longer colon length and suppressed thickening of the colon wall in the mice treated with GENs. Due to the amelioration of the progression of DSS-induced colitis with GENs treatment, the prolonged survival rate was observed for 17 days compared to 9 days in the PBS-treated group. In the gut microbiota analysis, the ratio of Firmicutes/Bacteroidota was decreased, which means GENs have therapeutic effectiveness against IBD. Ingesting GENs would be expected to slow colitis progression, strengthen the gut microbiota, and maintain gut homeostasis by preventing bacterial dysbiosis. Conclusion: GENs have a therapeutic effect on colitis through modulation of the intestinal microbiota and immune microenvironment. GENs not only ameliorate the inflammation in the damaged intestine by downregulating pro-inflammatory cytokines but also help balance the microbiota on the intestinal barrier and thereby improve the digestive system.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.209-222
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• 2024

토압식(Earth Pressure Balance) 쉴드 TBM (Tunnel Boring Machine)은 기계화 터널 굴착 공법 중 이수식(Slurry) 쉴드 TBM에 비하여 슬러리 처리 시설을 필요하지 않아 설비가 간단하고 진동과 소음이 적어 최근에 터널 시공에 널리 사용되고 있다. 토압식 쉴드 TBM으로 터널 굴착 시 첨가제를 활용하여 굴착토 물성을 개선하는 쏘일 컨디셔닝(soil conditioning) 기법을 적용하며, 이를 통해 토압식 쉴드 TBM을 적용할 수 있는 지반의 범위를 확장할 수 있다. 본 연구에서는 쏘일 컨디셔닝을 위한 첨가제로 주로 사용되는 폴리머를 대체할 수 있는 바이오폴리머(biopolymer)의 일종인 잔탄검(xanthan gum)의 적용성을 검토하였다. 바이오폴리머란 생물학적 기원으로 생성된 폴리머로써 모두 생분해가 가능하다. 환경에 유해한 성분을 함유하고 있는 일반 폴리머(폴리아크릴산계 폴리머)와 달리 잔탄검은 유독성이 거의 없고 환경에 미치는 영향이 적어 친환경 소재로 각광받고 있다. 슬럼프 시험을 통해 유사한 워커빌리티(workability)를 보이는 시험조건을 선정하고, 실내 가압 베인전단 시험을 통해 유동학적(rheological) 특성을 평가하였다. 유사한 슬럼프 값을 보이더라도 잔탄검의 함유량이 증가할수록 유동곡선(flow curve)상에 첨두강도가 감소하는 경향이 나타났으며, 이를 통해 잔탄검 함량과 첨두강도 사이의 상관관계를 도출하였다. 일반 폴리머를 잔탄검으로 대체한다면 환경친화적이라는 장점과 더불어 장비 부하를 감소시켜 안정적인 TBM 운용이 가능할 것이다.

• International Journal of Stem Cells
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• 제15권3호
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• pp.258-269
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• 2022

Background and Objectives: Currently, safety pharmacological tests for the central nervous system depend on animal behavioral analysis. However, due to the subjectivity of behavioral analysis and differences between species, there is a limit to appropriate nervous system toxicity assessment, therefore a new neurotoxicity assessment that can simulate the human central nervous system is required. Methods and Results: In our study, we developed an in vitro neurotoxicity assessment focusing on neuronal function. To minimize the differences between species and fast screening, hiPSC-derived neurons and a microelectrode array (MEA) that could simultaneously measure the action potentials of the neuronal networks were used. After analyzing the molecular and electrophysiological characters of our neuronal network, we conducted a neurotoxicity assessment on neurotransmitters, neurotoxicants, illicit drugs, and new psychoactive substances (NPS). We found that most substances used in our experiments responded more sensitively to our MEA-based neurotoxicity assessment than to the conventional neurotoxicity assessment. Also, this is the first paper that evaluates various illicit drugs and NPS using MEA-based neurotoxicity assessment using hiPSC-derived neurons. Conclusions: Our study expanded the scope of application of neurotoxicity assessment using hiPSC-derived neurons to NPS, and accumulated evaluation data of various toxic substances for hiPSC-derived neurons.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제41권3호
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• pp.543-554
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• 2024

본 연구에서는 편백나무(Chamaecyparis obtusa) 잎 아임계 수 추출물의 항염, 항균 및 항산화 효능을 열수 추출물과 비교 분석하였다. 아임계 수 추출물 중 165℃ 이상의 조건으로 추출한 아임계 수 추출물의 수율이 39.4~48.5%로 열수 추출물(31.5%) 보다 높게 나타났다. Lipopolysaccaride (LPS)로 자극된 RAW 264.7 대식세포를 이용한 nitric oxide (NO) 생성 억제 활성 실험 결과, 아임계 수 추출물이 세포 독성 없이 농도 의존적으로 NO의 생성을 저해시키는 효과가 우수함을 확인하였다. 또한 Cutibacterium acnes 및 Staphylococcus epidermidis를 이용한 항균 활성 실험 결과, 아임계 수 추출물이 열수 추출물보다 효능이 우수하게 나타났다. DPPH 및 ABTS 양이온 라디칼 소거 활성 실험 결과, 아임계 수 추출물의 라디칼 소거능이 열수 추출물과 유사하게 나타났으며, 아임계 수 추출물(165℃, 80 bar)은 과산화수소(H₂O₂)로 유도된 세포 손상에 대한 세포보호 효과를 보였다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 편백나무 잎 아임계 수추출물은 항염, 항균 및 항산화 효과를 갖는 천연 화장품 소재로써 활용 가능할 것이라 사료된다.

• 대한화장품학회지
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• 제50권3호
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• pp.227-237
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• 2024

본 연구에서는 매실나무(Prunus mume, P. mume) 가지 추출물의 항산화, 항염, 항균 활성 및 유효성분을 연구하였다. 매실나무 가지의 ethyl acetate (EtOAc) 분획물에서 noreugenin (1), naringenin (2), prunin (3), procyanidin A2 (4) 및 epiafzelechin-(2β→O→7, 4β→8)-epicatechin (5)의 5개 화합물을 분리하여 NMR 스펙트럼을 포함한 분광 데이터를 기반으로 화학 구조를 동정하였다. DPPH 및 ABTS⁺ 라디칼을 이용한 항산화 실험에서 추출물, EtOAc 및 n-butanol (BuOH) 분획물과 분리된 화합물 4, 5는 강력한 라디칼 소거 활성을 보였다. RAW 264.7 대식세포를 이용한 항염 활성 실험 결과, n-hexane (Hex), EtOAc 분획물 및 분리된 화합물 1 ~ 5는 세포 독성 없이 농도 의존적으로 nitric oxide (NO)의 생성을 억제하였다. 또한, 추출물과 n-Hex, EtOAc 및 n-BuOH 분획물은 Staphylococcus epidermidis 및 Cutibacterium acnes에 대하여 항균 활성을 보였다. 이상의 연구 결과를 바탕으로 매실나무 가지 추출물, 용매 분획물 및 분리된 화합물은 항산화, 항염 및 항균 효과를 갖는 천연 화장품 소재로 적용 가능할 것이라 사료된다.