• 대한한의학방제학회지
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• 제32권1호
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• pp.11-28
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• 2024

Objectives : GunRyeong-Tang(GRT) is a traditional herbal prescription that combines Oryeongsan and Sagunja-tang. This study employed network analysis methods on the components of GRT and target genes related to diabetes complications to predict the improvement effects of GRT on diabetes complications. Methods : The collection of active compounds of GRT and related target genes involved the utilization of public databases and the PubChem database. We selected diabetes complication-related genes using GeneCards and confirmed their correlation through comparative analysis with the target genes of GRT. We constructed a network using Cytoscape 3.9.1 and conducted topological analysis. To predict the mechanism, we performed functional enrichment analysis based on Gene Ontology (GO) biological processes and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) pathways. Results : Through network analysis, 234 active compounds and 1361 related genes were collected from GRT. A total of 9,136 genes related to diabetes complications were collected, and 1,039 target genes overlapping with the components of GRT were identified. The core genes of this network were TP53, INS, AKT1, ALB, and EGFR. In addition, GRT significantly reduced the H9c2 cell size and the expression of myocardial hypertrophy biomarkers (ANP, BNP), which were increased by high glucose (HG). Conclusions : Through this study, we were able to predict the activity and mechanism of action of GRT on diabetes and diabetic complications, and confirmed the potential of GRT as a treatment for diabetes complications through the effect of GRT on improving myocardial hypertrophy for diabetic cardiomyopathy.

• Animal Bioscience
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• 제37권3호
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• pp.461-470
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• 2024

Objective: The objective of this study was to investigate the genetic diversity, population structure and whole-genome selection signatures of Luxi cattle to reveal its genomic characteristics in terms of meat and carcass traits, skeletal muscle development, body size, and other traits. Methods: To further analyze the genomic characteristics of Luxi cattle, this study sequenced the whole-genome of 16 individuals from the core conservation farm in Shandong region, and collected 174 published genomes of cattle for conjoint analysis. Furthermore, three different statistics (pi, F_st, and XP-EHH) were used to detect potential positive selection signatures related to selection in Luxi cattle. Moreover, gene ontology and Kyoto encyclopedia of genes and genomes pathway enrichment analyses were performed to reveal the potential biological function of candidate genes harbored in selected regions. Results: The results showed that Luxi cattle had high genomic diversity and low inbreeding levels. Using three complementary methods (pi, F_st, and XP-EHH) to detect the signatures of selection in the Luxi cattle genome, there were 2,941, 2,221 and 1,304 potentially selected genes identified, respectively. Furthermore, there were 45 genes annotated in common overlapping genomic regions covered 0.723 Mb, including PLAG1 zinc finger (PLAG1), dedicator of cytokinesis 3 (DOCK3), ephrin A2 (EFNA2), DAZ associated protein 1 (DAZAP1), Ral GTPase activating protein catalytic subunit alpha 1 (RALGAPA1), mediator complex subunit 13 (MED13), and decaprenyl diphosphate synthase subunit 2 (PDSS2), most of which were enriched in pathways related to muscle growth and differentiation and immunity. Conclusion: In this study, we provided a series of genes associated with important economic traits were found in positive selection regions, and a scientific basis for the scientific conservation and genetic improvement of Luxi cattle.

• 동의생리병리학회지
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• 제38권1호
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• pp.22-26
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• 2024

The purpose of this study was to identify the applicability, main compounds, and target genes of Cnidii Fructus (CF) in the treatment of gastritis using network pharmacology. The compounds in CF were searched in Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform (TCMSP) and a database of medicinal materials and chemical compounds in Northeast Asian traditional medicine (TM-MC). The target gene information of the compounds was collected from pubchem and cross-compared with the gastritis-related target gene information collected from Genecard to derive the target genes. Gene ontology (GO) analysis and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) analysis were performed on the derived target genes. Afterwards, network analysis between compounds and disease target genes was performed using cytoscape. We identified 121 active compounds and 139 target genes associated with gastritis. Pathways derived from the GO biological process and KEGG pathway DB primarily focus on target genes related to inflammation (IL-6, IL-8, TNF production, NF-κB transcription factor activity, and NF-κB signaling pathway) and cell death (PI3K-Akt, FoxO). Major targets for CF treatment of gastritis include TP53, TNF, BCL2, EGFR, NFKB1, ABCB1, PPARG, PTGS2, IL6, IL1B, and SOD1, along with major compounds such as coumarin, osthol, hexadecanoic acid, oleic acid, linoleic acid, and stigmasterol. This study provided CF's applicability for gastritis, related compounds, and target information. Evaluating CF's effectiveness in a preclinical gastritis model suggests its potential use in clinical practice for digestive system diseases.

• 식물분류학회지
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• 제46권3호
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• pp.314-325
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• 2016

광합성 경로의 전환은 현화식물의 계통에서 여러 번에 걸쳐서 독립적으로 일어난 진화적 사건으로서 사초과에서는 다섯 번 이상 발생한 것으로 추정되고 있다. 방동사니족에서 나타난 C4 광합성 경로로의 전환은 한 번 발생하였으며 이는 방동사니족 내 C4 식물의 공유파생형질로 여겨진다. 방동사니족에 포함된 속들의 형태학적 한계는 분자계통학적 유연관계와 일치하지 않으며, 특히 다계통군으로 여겨지는 방동사니속의 한계는 계통분류학적으로도 논란이 되고 있다. 본 연구에서는 한국산 방동사니족 식물의 광합성 경로와 분자계통을 비교하고자 하였다. 해부학적 관찰을 통해 우리나라 방동사니족 식물 20종(방동사니속 18종, 파대가리속 1종, 세대가리속 1종)의 광합성 경로를 확인하였다. 또한 nrITS, rbcL, trnL-F의 염기서열에 근거하여 각 분류군의 분자계통학적 위치를 파악하고자 하였으며, 분류군 전체의 계통을 파악하기 위하여 선행연구 결과와 함께 분석하였다. 엽록체가 밀집된 광합성 조직의 위치에 따라 우리나라 방동사니속 식물 중 병아리방동사니와 우산방동사니, 모기방동사니, 알방동사니의 네 종은 C3 식물로 확인되었고, 나머지 14종의 방동사니속 식물, 파대가리, 그리고 세대가리는 C4 식물로 결정되었다. 또한 분자계통학적 분석에서 방동사니족은 CYPERUS 분계군과 FICINIA 분계군으로 구분되었으며, 우리나라 방동사니족 식물은 모두 CYPERUS 분계군에 속하였다. CYPERUS 분계군내에서 C4 식물들은 단계통군을 형성하였지만 각 분류군 간의 유연관계는 명확하게 나타나지 않았다. 분자계통수에서 세대가리속과 파대가리속은 C4 식물인 방동사니속 식물들과 함께 단일 분계군을 형성함으로서 각각 독립된 속으로서 지지 되지 않는다. 이는 기존의 연구결과와 일치하며, CYPERUS 분계군에 속한 속들의 계통분류체계를 명확하게 하기 위해서는 면밀한 형태학적 연구와 더불어 높은 해상력을 갖춘 분자계통학적 연구가 이루어져야 할 것이다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제66권
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• pp.447-454
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• 2023

인간이 살아가는 환경에는 인체에 침입하여 건강한 삶을 영위하는 것을 방해하는 다양한 항원들이 존재하며, 면역 체계는 복잡한 기전을 통하여 이를 인식하고 제거한다. 대식세포는 선천 면역체계에 관연하는 면역세포로 체내 널리 분포하고 있으며, inducible nitric oxide synthase로 유도된 산화질소, cyclooxygenase-2로 유도된 prostaglandin E2 그리고 tumor necrosis factor-alpha 등의 전염증성 사이토카인 같은 다양한 면역 조절 물질을 생산한다. 흰점박이꽃무지유충은 미래 식량 수급 문제에 대한 대안으로 등장한 식용 곤충의 일종으로, 기존 mitogen activated protein kinases 및 nuclear factor-kappa B (NF-κB) 신호전달 경로를 경유하는 RAW264.7 대식세포의 활성화를 통한 면역 조절 효과가 보고되었다. 본 연구에서는 RAW264.7 세포에서 흰점박이꽃무지유충 추출물에 의해 유도된 면역 조절 물질의 발현이 toll-like receptor 4, mitogen activated protein kinases 및 nuclear factor-kappa B 신호전달 경로의 약리학적 억제제에 의해 어떻게 변화되었는지 확인하였다. 그 결과, 흰점박이꽃무지유충 처리에 의해 증가된 면역 조절 물질의 발현이 c-Jun N-terminal kinase (JNK) 억제제 및 NF-κB 억제제 처리에 의해 감소하는 것을 확인하였다. 또한, toll-like receptor 4(TLR4) 억제제 처리에 의해서는 흰점박이꽃무지유충 추출물 처리에 의해 증가된 면역 조절 물질의 발현과 JNK 및 NF-κB의 인산화 감소를 확인하였다. 우리의 이러한 연구는 흰점박이꽃무지유충이 TLR4-JNK/NF-κB 신호전달의 관여에 의해 RAW264.7 세포를 활성화하는 것을 시사한다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제27권2호
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• pp.119-128
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• 1984

미강유(米糠油)의 부(不)검화물(化物)을 분석(分析)하여 sterol조성(組成)을 살펴본 결과(結果)는 다음과 같았다. 4-Desmethylsterol로서는 10개가 동정(同定)되었으며 이 중(中) sitosterol이 주성분(主成分)을 이루고 있었다. 2개의 소량성분(少量成分)인 ${\Delta}^7$-stigmastenol(3%)과 ${\Delta}^7$-avenasterol(1%)를 제외(除外)하면 모두가 ${\Delta}^5$-sterol였으며 소위(所謂) ${\Delta}^5$형(型) sterol분포(分布)를 보이고 있었다. 4-monomethylsterol fraction에서는 9개가 확인(確認)되었으나 cycloeucalenol, citrostadienol, gramisterol가 주성분(主成分)이었다. 환계(環系)의 구조가 다양(多樣)하여 sterol의 생합성경로(生合成經路)의 중간단계(中間段階)임을 보여주고 있다. 4,4-Dimethylsterol(triterpene alcohol)로서는 4개가 동정(同定)되었으나 이들은 모두 9,19-cyclopropanering을 가지고 있다. 이들중(中) sterol생합성(生合成)의 초기단계(初期段階)의 물질(物質)인 cycloartenol와 24-methylenecyclo-artenol가 이 fraction의 96%를 점(占)하고 있는 것으로 봐서 미(米)강의 4,4-dimethylsterol는 짧은 경로(經路)를 거쳐 쉽게 4-monomethylsterol로 전환(轉換)되는 것 같다. Side chain에서 E-, Z-관계(關係)인 이성체(異性體)가 4-desmethylsterol로서는 fucosterol와 ${\Delta}^5$-avenasterol가 그리고 4-monomethylsterol로서는 28-isocitrostadienol와 citrostadienol로서 각각 1쌍식이 검출(檢出)된 것으로 미루어 볼때 sterol의 생합성과정(生合成過程)에서 side chain에서 보다 환계(環系)에서 먼저 변환(變換)이 일어나는 것으로 보아진다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제35권3호
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• pp.210-217
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• 1992

토양으로부터 ${\delta}-aminolevulinic$ acid(ALA)의 생산성이 우수한 광합성세균 KUP-74f주를 분리하여 균학적 성질을 검토한 결과 이 균주는 Rhodocyclus gelatinosus로 동정되었다. 균의 배양은 $30^{\circ}C$, pH 6.8, 4Klux 텅스텐 광조도하에서 혐기적 정치배양하였으며, 배양 10일 후의 균체외 ALA 생산량은 5mg/l이었다. L-Glutamic acid를 제외한 Lascelles의 기본배지에 glycerol 0.5%(v/v)를 첨가 배양함으로써 ALA는 8 mg/l까지 증가하였으며, glycine과 succinic acid를 각 10 mM 첨가 배양함으로써 12 mg/l의 ALA가 생산되었다. 30 mM glutathione(redo-cod)의 첨가배양에 의하여 ALA 생산은 저하 되었으며, D,L-glutamic acid 및 D,L-glutamine에 의하여 ALA 생산이 late induction 되어 최고 21 mg/1에 이르렀다. ALA의 최대 생산량에 소요되는 배양시간은 ALA 생합성에 관한 $C_4$, $C_5$ pathways의 precursors 첨가시 각각 107 시간과 262시간이었다. 기본배지에 10 mM levulinic acid(LA)와 10 mM glycine을 동시에 첨가 배양함으로써 ALA 생산량은 40mg/l로 증가하였다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제28권8호
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• pp.1075-1083
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• 2015

Adipose tissue deposited within muscle fibers, known as intramuscular fat (IMF or marbling), is a major determinant of meat quality and thereby affects its economic value. The biological mechanisms that determine IMF content are therefore of interest. In this study, 48 genes involved in the bovine peroxisome proliferator-activated receptor signaling pathway, which is involved in lipid metabolism, were investigated to identify candidate genes associated with IMF in the longissimus dorsi of Hanwoo (Korean cattle). Ten genes, retinoid X receptor alpha, peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARG), phospholipid transfer protein, stearoyl-CoA desaturase, nuclear receptor subfamily 1 group H member 3, fatty acid binding protein 3 (FABP3), carnitine palmitoyltransferase II, acyl-Coenzyme A dehydrogenase long chain (ACADL), acyl-Coenzyme A oxidase 2 branched chain, and fatty acid binding protein 4, showed significant effects with regard to IMF and were differentially expressed between the low- and high-marbled groups (p<0.05). Analysis of the gene co-expression network based on Pearson's correlation coefficients identified 10 up-regulated genes in the high-marbled group that formed a major cluster. Among these genes, the PPARG-FABP4 gene pair exhibited the strongest correlation in the network. Glycerol kinase was found to play a role in mediating activation of the differentially expressed genes. We categorized the 10 significantly differentially expressed genes into the corresponding downstream pathways and investigated the direct interactive relationships among these genes. We suggest that fatty acid oxidation is the major downstream pathway affecting IMF content. The PPARG/RXRA complex triggers activation of target genes involved in fatty acid oxidation resulting in increased triglyceride formation by ATP production. Our findings highlight candidate genes associated with the IMF content of the loin muscle of Korean cattle and provide insight into the biological mechanisms that determine adipose deposition within muscle.

• Applied Biological Chemistry
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• 제51권2호
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• pp.129-135
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• 2008

Berberine은 전통적인 중의약재로 이용되어지는 isoquinoline alkaloid로 황련, 황백과 같은 식물에서 주로 추출되며, 약리효과로는 항암, 항염, 항균과 같은 다양한 효과를 나타내는 것으로 알려져 있다. 그러나 간암세포에서 berberine의 산화적 스트레스에 의한 세포사멸기전에 대해서는 아직 밝혀진 바 없다. 따라서 본 연구는 사람의 간암세포인 HepG2 세포에서 berberien의 세포사멸기전에 reactive oxygen species(ROS)와 MAP kinase의 연관성을 조사하였다. Berberine은 HepG2 세포에서 처리 시간과 농도에 의존적으로 세포독성효과를 보였으며, $LD_{50}$은 berberine(50 ${\mu}M$) 처리 후 48시간에서 관찰 되었고, 세포고사의 특징인 핵의 응축 및 분절, DNA의 분절이 확인되었다. 또한 berberine에 의해 caspase-3, p53, p38 그리고 Bax의 발현이 현저하게 증가된 반면, anti-apoptotic 신호기전인 Bc1-2의 발현은 감소되었다. 이와 더불어 세포 내 nitric oxide(NO)와 ROS의 생성도 증가되었다. 본 연구 결과 HepG2 세포에서 berberine은 산화적 스트레스인 ROS와 NO의 생성을 유발하고 p38 MAP kinase와 p53의 인산화를 유도하였으며 미토콘드리아에서 Bcl-2의 감소와 bax의 증가, caspase-3의 활성을 경유하여 DNA의 손상을 통한 세포고사가 이루어지는 것을 확인 하였다.

• Molecules and Cells
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• 제37권7호
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• pp.547-553
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• 2014

Glioblastoma multiforme (GBM) is one of the most common brain malignancies and has a very poor prognosis. Recent evidence suggests that the presence of cancer stem cells (CSC) in GBM and the rare CSC subpopulation that is resistant to chemotherapy may be responsible for the treatment failure and unfavorable prognosis of GBM. A garlic-derived compound, Z-ajoene, has shown a range of biological activities, including anti-proliferative effects on several cancers. Here, we demonstrated for the first time that Z-ajoene specifically inhibits the growth of the GBM CSC population. CSC sphere-forming inhibition was achieved at a concentration that did not exhibit a cytotoxic effect in regular cell culture conditions. The specificity of this inhibitory effect on the CSC population was confirmed by detecting CSC cell surface marker CD133 expression and biochemical marker ALDH activity. In addition, stem cell-related mRNA profiling and real-time PCR revealed the differential expression of CSC-specific genes, including Notch, Wnt, and Hedgehog, upon treatment with Z-ajoene. A proteomic approach, i.e., reverse-phase protein array (RPPA) and Western blot analysis, showed decreased SMAD4, p-AKT, 14.3.3 and FOXO3A expression. The protein interaction map (http://string-db.org/) of the identified molecules suggested that the AKT, ERK/p38 and $TGF{\beta}$ signaling pathways are key mediators of Z-ajoene's action, which affects the transcriptional network that includes FOXO3A. These biological and bioinformatic analyses collectively demonstrate that Z-ajoene is a potential candidate for the treatment of GBM by specifically targeting GBM CSCs. We also show how this systemic approach strengthens the identification of new therapeutic agents that target CSCs.