• 생명과학회지
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• 제34권2호
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• pp.94-104
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• 2024

β-lapachone은 다양한 유형의 질병을 치료하기 위해 남미 및 중미 지역의 전통 의학에서 널리 사용되어 온 Tabebuia vellanedae의 껍질에서 분리된 천연 퀴논 화합물의 일종이다. β-lapachone은 여러 유형의 암세포에서 강력한 항암 활성을 갖는 것으로 보고되었지만, 간세포암종 세포의 증식에 대한 효과는 아직 불분명하다. 따라서 본 연구에서는 β-lapachone 인간 간세포암종 Hep3B 세포의 증식에 미치는 영향을 조사하였으며, 본 연구의 결과에 의하면, β-lapachone 처리에 의한 Hep3B 세포의 세포생존율 감소는 세포사멸 유도와 밀접한 관련이 있었다. 또한, β-lapachone이 처리된 Hep3B 세포에서는 항세포사멸 인자인 Bcl-2의 발현이 감소한 반면, 세포사멸 유도 인자인 Bax의 발현은 증가하였으며, 이는 caspase cascade의 활성 증가와 연관성이 있었다. 그러나 pan-caspase 억제제가 존재하는 경우 β-lapachone에 의해 유발된 세포사멸은 약화되었으며, 이는 β-lapachone에 의한 세포사멸 유도가 caspase 의존적인 현상임을 의미한다. 아울러, β-lapachone의 처리는 ERK 경로를 활성화시키면서 PI3K/Akt 경로의 활성을 억제하였으며, β-lapachone 유도 세포사멸에 ERK 억제제의 효과는 미미했지만, PI3K 억제제는 β-lapachone에 의해 유도된 세포사멸을 유의하게 증가시켰다. 비록 생체 내 동물 모델에서의 확인이 필요하지만, 본 연구의 결과는 간세포암종 세포에서 β-lapa-chone의 항암 활성을 이해하는 데 유용한 자료로 활용될 것이다.

• 생명과학회지
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• 제26권1호
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• pp.50-58
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• 2016

왕느릅나무(Ulmus macrocarpa)의 껍질을 말린 유근피는 오랫동안 부종, 감염 및 염증 제어의 목적으로 사용되어져 왔음에도 불구하고 잠재적 면역조절 효과에 관해서는 연구가 이루어진 바 없다. 본 연구에서는 전통 약용자원에서 새로운 면역기능 증가 신소재 발굴의 일환으로 유근피 열수 추출물의 면역 조절 효능을 RAW 264.7 대식세포 모델을 이용하여 조사하였다. 이를 위한 대식세포의 활성화 관련 지표로서 NO, TNF-α, IL-1β 및 IL-10의 생성량 변화를 조사하였다. 비록 유근피 추출물이 처리된 RAW 264.7 대식세포에서 IL-1β의 유의적인 유리는 관찰할 수 없었으나, NO, TNF-α 및 IL-10의 생성은 세포독성을 나타내지 않는 범위에서 유근피 추출물 처리 농도 의존적으로 증가되었으며, 이는 또한 iNOS, TNF-α 및 IL-10의 단백질 발현 증가와 연관되어 있었다. 아울러 유근피 추출물은 LPS에 의한 과도한 NO의 생성 억제능도 함유하고 있었으며, 유근피 추출물에 의한 대식세포의 활성화에는 NF-κB와 PI3K/Akt 및 MAPKs 등과 같은 면역 활성을 유도하는 신호전달계의 활성화가 연관되어 있음을 알 수 있었다. 따라서 본 연구의 결과는 유근피 추출물이 대식세포 활성화를 통한 면역 증강제로서의 개발 가능성이 매우 높음을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제25권10호
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• pp.1156-1163
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• 2015

고량강(Alpinia officinarum), 산초(Zanthoxylum schinifolium), 황금(Scutellaria baicalensis Georgi), 왕느릅나무(Ulmus macrocarpa Hance), 네 종류의 식물성 한방 약재의 면역증강효능을 cyclophosphamide를 처리한 동물모델을 이용하여 조사하였다. 실험은 cyclophosphamide로 면역억제를 유도한 후 네 종류의 한방 약재를 식이하여 cyclophosphamide에 의해 억제된 면역인자의 회복 여부를 조사하였다. 네 종류의 한방 약재를 동일한 방법으로 열수 추출한 후 동일한 농도로 마우스에 처리하였다. 이 중 왕느릅나무 열수 추출물(DEU-7)이 cyclophosphamide의 영향으로 면역 억제된 마우스에서 면역인자 혈중 농도를 정상치 준하는 또는 가깝게 유지하는 것으로 나타내었다. DEU-7에 의해 비장의 무게와 비장세포수는 증가하였으나 간과 흉선과 같은 다른 장기에는 통계적으로 유의한 변화가 없었다. Ex vivo 조건에서 DEU-7은 비장세포의 사멸을 지연시키는 것으로 나타났다. 중요한 면역인자인 IL-2와 IL-4 cytokine은 면역억제로 농도가 감소되었으나 DEU-7이 약 2배와 3배 향상시키는 것으로 나타났으며, 이는 정상치의 약 1/2 수준이었다. IgM과 IgG의 농도는 cyclophosphamide 처리로 정상치의 약 1/2로 떨어졌으나, DEU-7에 의해서 정상치와 동일한 농도로 증가하였다. IL-2와 IL-4 결과에서 DEU-7은 T 림프구에 영향을 줄 수 있다고 생각되며, 또한 IgM과 IgG의 결과로서 B 림프구에 영향을 줄 수 있다고 생각된다. 선천성 면역에 중요한 면역인자인 TNF-α, IL-12과 IFN-γ 역시 cyclophosphamide에 의해 농도가 감소되었으나 DEU-7에 의해 정상치에 가깝게 회복되었다. 따라서, DEU-7은 면역 억제 또는 감소된 상태를 정상 상태로 회복 또는 유지하는 기능이 있는 것으로 생각된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제43권1호
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• pp.45-55
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• 2015

본 연구에서는 참치유의 항염증 효과를 알아보기 위하여 in vitro 및 in vivo type의 실험을 진행하였다. 먼저 참치유(TO)가 세포독성을 가지는지에 대해 알아보기 위해 MTT assay를 진행한 결과, 모든 첨가 농도에서 세포독성을 가지지 않는 것을 확인하였다. 세포독성을 가지지 않은 농도에서의 항염증 효과를 알아보기 위하여 염증성 매개 인자인 NO, IL-6, TNF-α 및 IL-1β에 대한 항염증 효과를 살펴본 결과, TO의 첨가에 따라 각각 45%, 93%, 97%, 83%의 억제효과를 보임을 확인하였다. 또한 그 up-stream의 전사인자인 NF-κB 및 MAPKs와 전염증성 효소인 iNOS, COX-2의 발현을 효과적으로 억제하는 것을 확인하였다. In vivo type 실험의 일환으로 croton oil 유도 마우스 귀 부종에 대한 억제 효과를 살펴본 결과, TO의 처리에 의해 경피 및 진피 두께의 발달과, 염증 부위로의 mast cell 침윤이 억제됨을 확인하였다. TO의 효과적인 이용을 위해 그 안전성에 대한 평가로 급성 경구독성 평가를 진행한 결과, 경구독성을 유발하지 않음을 확인하였다. 본 연구 결과로 TO의 적용이 in vitro 및 in vivo type의 염증 모델에서 우수한 효과를 보임을 확인하여, TO 가 효과적인 염증 예방 및 치료제로의 활용 가능성이 충분함을 입증하였다.

• 생명과학회지
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• 제30권4호
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• pp.343-351
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• 2020

마가목은 한방에서 기침, 천식, 기관지 질환 등의 치료에 이용되고 있다. 본 연구에서는 마가목(sorbus commixta) 수피의 chloroform 분획물로부터 3종의 triterpenoid 화합물과 1종의 coumarin 화합물을 분리하였다. 분리된 화합물의 구조는 MS와 1D-, 2D-NMR분석에 의해 확인하였으며, 이들은 lupeol, β-sitosterol, ursolic acid와 scopoletin으로 구조동정되었다. 분리된 화합물 중 scopoletin은 마가목에서 처음으로 분리된 화합물이다. Scopoletin은 식물에 널리 분포하고 있는 물질로써 항염증 활성을 가진 기능성 화합물이다. 분리된 화합물들의 혈관 염증 억제에 대한 효과를 평가하기 위해 in vitro에서 LDL 산화 억제능을 평가한 결과, 분리된 화합물 중 scopoletin (IC₅₀=10.2 μM)이 강한 억제 활성을 나타내었다. TNF-α로 활성화된 인체혈관내피세포(EA.hy926)를 이용한 실험에서 scopoletin은 세포부착인자인 ICAM-1, VCAM-1, E-selectin의 발현을 저해하였고, THP-1 단핵구와 EA.hy926 혈관내피세포 간의 부착력도 약화시켰다. 뿐만 아니라, scopoletin은 TNF-α로 유도된 NF-κB 전사인자의 핵내 이동 및 IκBα의 인산화도 저해하였다. 따라서 마가목 추출물로부터 분리된 scopoletin은 NF-κB 신호전달의 억제를 통해 세포부착인자의 발현을 감소시키고, 단핵구의 혈관내피세포로의 부착을 억제시켜 혈관내 항염증 활성을 나타내었다. 이러한 실험결과, scopoletin은 혈관염증 반응으로부터 유도되는 죽상동맥경화증 치료를 위한 후보소재로서 이용될 가능성이 있다고 사료된다.

• 한국생물물리학회:학술대회논문집
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• 한국생물물리학회 2003년도 정기총회 및 학술발표회
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• pp.80-80
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• 2003

${\beta}$-lapachone(${\beta}$-Lap), a natural o-naphthoquinone, presents in the bark of the Lapacho tree. ${\beta}$-Lap is cytotoxic against a variety of human cancer cells and it potentiates the anti-tumor effect of Taxol. In addition, ${\beta}$-Lap has been reported to radiosensitize cancer cells by inhibiting the repair of radiation-induced DNA damage.In the present study, we investigated the cytotoxicity of ${\beta}$-Lap against RKO human colorectal cancer cells as well as the combined effect of ${\beta}$-LaP and ionizing radiation. An incubation of RKO cells with 5 ${\mu}$M of ${\beta}$-Lap for 4 h killed almost 90％ of the clonogenic cells. An incubation of RKO cells with 5 ${\mu}$M of ${\beta}$-Lap for 4 h or longer also caused massive apoptosis. Unlike other cytotoxic agents, ${\beta}$-Lap did not increase the expression of p53 and p21 and it suppressed the NFkB expression. The expression of Caspase 9 and 3 was minimally altered by ${\beta}$-Lap. Radiation and ${\beta}$-Lap acted synergistically in inducing clonogenic cell death and apoptosis in RKO cells when ${\beta}$-Lap treatment was applied after but not before the radiation exposure of the cells. Interestingly, a 4 h treatment with 5 ${\mu}$M of ${\beta}$-Lap starting 5 h after irradiation was as effective as that starting immediately after irradiation. The mechanisms of ${\beta}$-Lap-induced cell killing is controversial but a recent hypothesis is that ${\beta}$-Lap is activated by NAD(P)H: quinone-onidoreductase (NQO1) in the cells followed by an elevation of cytosolic Ca$\^$2+/ level and activation of proteases leading to apoptosis. It has been reported that NQO1 level in cells is markedly up-regulated for longer than 10 h after irradiation. Indeed, using immunological staining of NQO1, we observed a significant elevation of NQO1 expression in RKO cells 5h after 2-4 Gy irradiation. Such a prolonged elevation of NQO1 level after irradiation may be the reasons why the ${\beta}$-Lap treatment applied S h after irradiation was as effective as that applied immediately after irradiation in killing the cells. In view of the fact that the repair of radiation-induced damage is usually completed within 1-2 h after irradiation, it is highly likely that the ${\beta}$-Lap treahment applied 5 h after irradiation could not inhibit the repair of radiation-induced damage. For in vivo study, RKO cells were injected S.C. into the hind-leg of Nu/Nu mice, and allowed to grow to 130 mm3 tumor. The mice were i.p. injected with ${\beta}$-lapachone or saline 2 h after irradiation of tumors with 10 Gy of X-rays. The radiation induced growth delay was increased by 2.4 $\mu\textrm{g}$/g of ${\beta}$-lapachone. Taken together, we may conclude that the synergistic interaction of radiation and ${\beta}$-Lap in killing cancer cells is not due to radiosensitization by ${\beta}$-Lap but to an enhancement of ${\beta}$-Lap cytotoxicity by radiation through an upregulation of NQO1. The fact that NQO1 is elevated in tumors and that radiation causes prolonged increase of the NQO1 expression may be exploited to preferentially kill tumor cells using ${\beta}$-Lap in combination with radiotherapy.