• Animal Bioscience
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• 제35권5호
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• pp.763-777
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• 2022

Objective: Excessive lipid accumulation in adipocytes results in prevalence of obesity and metabolic syndrome. Curcumin (CUR), a naturally phenolic active ingredient, has been shown to have lipid-lowering effects. However, its underlying mechanisms have remained largely unknown. Therefore, the study aims to determine the effect of CUR on cellular lipid accumulation in porcine subcutaneous preadipocytes (PSPA) and to clarify novel mechanisms. Methods: The PSPA were cultured and treated with or without CUR. Both cell counting Kit-8 and lactate dehydrogenase release assays were used to examine cytotoxicity. Intracellular lipid contents were measured by oil-red-o staining extraction and triglyceride quantification. Apoptosis was determined by flow cytometry and the terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated deoxyuridine triphosphate-nick end labelling assay. Adipogenic and apoptosis genes were analyzed by quantitative polymerase chain reaction and Western blot. Results: The CUR dose-dependently reduced the proliferation and lipid accumulation of PSPA. Noncytotoxic doses of CUR (10 to 20 μM) significantly inhibited extracellular signal-regulated kinase 1/2 (ERK1/2) phosphorylation and expression of adipogenic genes peroxisome proliferation-activity receptor-γ (PPAR-γ), CCAAT/enhancer binding protein-α, sterol regulatory element-binding protein-1c, adipocyte protein-2, glucose transporter-4 as well as key lipogenic enzymes fatty acid synthase and acetyl-CoA carboxylase, while ERK1/2 activation significantly reversed CUR-reduced lipid accumulation by increasing PPAR-γ. Furthermore, compared with differentiation induced media treated cells, higher dose of CUR (30 μM) significantly decreased the expression of AKT and B-cell lymphoma-2 (BCL-2), while increased the expression of BCL-2-associated X (BAX) and the BAX/BCL-2 expression ratio, suggesting triggered apoptosis by inactivating AKT and increasing BAX/BCL-2 ratio and Caspase-3 expression. Moreover, AKT activation significantly rescued CUR inhibiting lipid accumulation via repressing apoptosis. Conclusion: These results demonstrate that CUR is capable of suppressing differentiation by inhibiting ERK1/2-PPAR-γ signaling pathway and triggering apoptosis via decreasing AKT and subsequently increasing BAX/BCL-2 ratio and Caspase-3, suggesting that CUR provides an important method for the reduction of porcine body fat, as well as the prevention and treatment of human obesity.

• 대한화장품학회지
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• 제33권2호
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• pp.87-92
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• 2007

본 연구에서는 천연 미백소재 개발을 위하여 제주도 연안에 서식하는 해조류 중 홍조류의 일종인 새발 추출물의 멜라닌 생성에 연관된 생리활성을 분석하였다. 그 결과, 새발 추출물의 폴리페놀 함량은 2.0 % 이하였고, 라디칼 소거활성(DPPH)은 $IC_{50}$값이 $2,000{\mu}g/mL$ 이상이었으며, 세포독성은 관찰되지 않았다. 그리고 생쥐의 B16/F10 흑색종 세포에서 멜라닌 생합성에 관련된 효소의 저해효과를 알아본 결과, 알파-멜라노사이트 자극 호르몬에 의해 유도된 extracellular signal-regulated kinase 1/2 (ERK 1/2)의 활성화를 억제함으로써 티로시나제와 티로시나제 연관 단백질 1을 저해하는 것으로 확인되었다. 따라서 새발 추출물은 멜라닌 생합성에 필수적인 효소인 티로시나제의 저해활성과 티로시나제 연관 단백질 1의 발현억제 효과가 뛰어난 것으로 분석되었다. 그러므로 홍조류인 새발(Acanthopeltis japonica)의 추출물은 멜라닌 생성 자극제로 유도된 신호전달경로를 저해하는 미백 기능성 화장품 소재로서의 활용 가능성이 높을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제33권3호
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• pp.234-241
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• 2023

최근 세계 여러 나라에서 대마초 및 대마제품을 합법화하고 대마를 이용한 다양한 치료법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 대마에는 생물학적 효과가 아직 확립되지 않은 여러 화합물들이 포함되어 있다. 본 연구에서는 인간 모유두 세포(HDPC)의 모발 성장에 대한 칸나비디올(CBD)의 효과를 조사하였다. 2,2'-Azino-bis (3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonic acid) (ABTS) 및 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) 라디칼 소거 분석법을 활용하여 CBD의 항산화 활성을 측정하였다. 모유두 세포에서 CBD의 세포생존률은 WST-1 분석법으로 측정하였다. CBD 처리에 의한 모유두 세포에서 모발 성장과 관련된 인자의 발현은 real-time PCR 및 western blot으로 측정하였다. CBD의 항산화 활성 측정결과, DPPH 및 ABTS 자유 라디칼 소거 활성의 IC50 값은 각각 15.46±0.24 μM 및 13.90±0.06 μM으로 뛰어난 활성 산소 제거능을 나타냈다. CBD 처리군은 대조군에 비해 세포 증식이 증가하는 경향을 나타냈다. 또한 모유두 세포에서 Real-Time PCR과 Western blotting을 통해 모발 성장 관련 인자를 측정한 결과, CBD 처리로 인하여 성장 관련 인자들이 증가하는 것으로 나타났다. 종합적으로, 항산화 활성이 높은 CBD는 모유두 세포에서 세포 증식을 증가시키고 모발 성장 관련 인자들을 긍정적으로 조절합니다. 이러한 결과는 CBD가 탈모증에 대한 잠재적으로 활용될 수 있음을 시사한다.

• ALGAE
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• 제29권4호
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• pp.343-353
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• 2014

Despite the extensive literature on marine algae over the past few decades, a paucity of published research and studies exists on red algae. The purpose of this study was to evaluate the potential therapeutic properties of the ethanol extract of the red alga Callophyllis japonica against lipopolysaccharide (LPS)-stimulated macrophage inflammation. The C. japonica extract (CJE) significantly inhibited the nitric oxide (NO) production and the induced dose-dependent reduction of the protein and mRNA levels of inducible nitric oxide synthase and cyclooxygenase-2. Additionally, the CJE reduced the mRNA levels of inflammatory cytokines, including tumor necrosis factor-${\alpha}$, interleukin (IL)-$1{\beta}$, and IL-6. We investigated the mechanism by which the CJE inhibits NO by examining the level of mitogen-activated protein kinases (MAPKs) activation, which is an inflammation-induced signaling pathway in macrophages. The CJE significantly suppressed the LPS-induced phosphorylation of c-Jun N-terminal kinase, extracellular signal-regulated kinase and p38 MAPK. Taken together, the results of this study demonstrate that the CJE inhibits LPS-induced inflammation by blocking the MAPK pathway in macrophages.

• Journal of Chest Surgery
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• 제34권3호
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• pp.203-211
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• 2001

배경: AT$_1$수용체의 길항제가 세포 수준에서 심근을 재관류 손사으로부터 보호할수 있다는 것으로 알려져 있지만, 생체내에서의 효과나 그 기전은 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 백서 심근 허혈 모델을 이용하여, AT$_1$ 수용체의 길항제들 중 하나인 irbesartan이 심근이 재관휴 손상에 미치는 효과를 알아보고, 재관류 손상을 매개하는 한 각지 기전으로서 세포자멸의 기여에 대하여 연구하고자 하였다. 대상 및 방법: Sprague-Dawley 백서에서 무작용 부형약(10% gum arabic: 1군, 개체수=14관) irbesartan(50mg/kg/day :II 군, 개체수=12)을 각각 3일 동안 24시간마다 경구로 투여하였다. 실험동물의 좌 관상 동맥을 45분간 결찰하였다가, 그 후 2시간 동안 재관류시킨 다음 심장을 적출 하였다. TTC(triphenyltetrazolium chloride) 염색법을 이용하여, 허혈 노출 부위에 대한 심근 경색 부위의 비율을 측정하였다. Agarose gel 전기영동상의 DNa 분절 양상과 TUNEL(TdT-mediated dUCP nick end labeling) 염색을 관찰하여 세포자멸이 일어난 정도를 평가하였다. 세포자멸을 조절하는데 관여하는 것으로 알려진 Bcl-2(B-cell lymphoma 2 gene), Bad 등의 단백과 ERK (extracellular signal-regulated kinase), p-38 등 신호전달체계에 작용하는 MAPKs(mitogen-activated protein kinases)의 발현을 측정하기 위하여 Western blot을 시행하였다. 결과: 허혈 노출부위에 대한 심근 경색부위의 비율은 II군(42$\pm$2.7%)이 I군( 64.1$\pm$4.65)에 비해 유의하게 작았다.(p< 0.05), Agarose gel 전기영동상의 DNA laddering 양상은 I군에서 보다 높게 발현되었다. Bad와 ERK2의 발현은 두 군간에 유의한 차이가 없었다. 결론: AT$_1$수용체 길항제인 irbesartan은 생체에서 심근의 재관류 손상을 줄이는 효과가 있었다. 이 효과는 적어도 부분적으로 나만 심근세포의 세포자멸이 감소한 것에 기인한 것으로 설명할 수 있으며, 이 항-세포 자멸 효과는 Bcl-2의 발현증가와 관련이 있는 것으로 추정되었다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제17권3호
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• pp.181-187
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• 2013

Reactive oxygen species (ROS) are generated in various cells, including vascular smooth muscle and endothelial cells, and regulate ion channel functions. $K_{Ca}3.1$ plays an important role in endothelial functions. However, the effects of superoxide and hydrogen peroxide radicals on the expression of this ion channel in the endothelium remain unclear. In this study, we examined the effects of ROS donors on $K_{Ca}3.1$ expression and the $K^+$ current in primary cultured human umbilical vein endothelial cells (HUVECs). The hydrogen peroxide donor, tert-butyl hydroperoxide (TBHP), upregulated $K_{Ca}3.1$ expression, while the superoxide donors, xanthine/xanthine oxidase mixture (X/XO) and lysophosphatidylcholine (LPC), downregulated its expression, in a concentration-dependent manner. These ROS donor effects were prevented by antioxidants or superoxide dismustase. Phosphorylated extracellular signal-regulated kinase (pERK) was upregulated by TBHP and downregulated by X/XO. In addition, repressor element-1-silencing transcription factor (REST) was downregulated by TBHP, and upregulated by X/XO. Furthermore, $K_{Ca}3.1$ current, which was activated by clamping cells with 1 ${\mu}M$ $Ca^{2+}$ and applying the $K_{Ca}3.1$ activator 1-ethyl-2-benzimidazolinone, was further augmented by TBHP, and inhibited by X/XO. These effects were prevented by antioxidants. The results suggest that hydrogen peroxide increases $K_{Ca}3.1$ expression by upregulating pERK and downregulating REST, and augments the $K^+$ current. On the other hand, superoxide reduces $K_{Ca}3.1$ expression by downregulating pERK and upregulating REST, and inhibits the $K^+$ current. ROS thereby play a key role in both physiological and pathological processes in endothelial cells by regulating $K_{Ca}3.1$ and endothelial function.

• 생명과학회지
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• 제29권2호
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• pp.191-197
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• 2019

파킨슨병은 운동완서, 근육경직, 진전 및 비정상적인 자세 등을 임상적 특징으로 하는 주로 운동 신경계에 영향을 주는 진행성 신경 퇴행성 질환이다. 파킨슨병은 산화 스트레스와 세포 내 신호 전달 경로의 조절 장애에 의한 뇌 흑색치밀부에서의 도파민성 신경세포의 사멸을 특징으로 한다. Quercetin의 주요 대사산물인 Quercetin-3-O-glucuronide (Q3GA)는 신경 보호 효과가 있는 것으로 보고 되어 왔다. 본 연구에서는 SH-SY5Y 세포에서 1-methyl-4-phenyl pyridinium ($MPP^+$)에 의해 유도된 신경 독성에 대한 Q3GA의 신경 보호 효과와 그 분자 조절 기전을 조사하였다. Q3GA는 $MPP^+$에 의해 유도된 세포 사멸을 유의적으로 감소시켰으며 PARP 절단을 감소시켰다. 또한, Bax/Bcl-2 비율의 감소와 함께 $MPP^+$에 의해 증가된 세포 내 ROS를 감소시켰다. Q3GA는 $MPP^+$에 의해 감소된 Akt와 CREB의 인산화를 유의적으로 회복시켰지만, ERK에는 영향을 미치지 않았다. 이 결과는 Q3GA가 ROS 생산 억제와 Akt/CREB 신호 전달 경로를 통해 $MPP^+$ 에 의해 유도된 신경 독성을 억제시킬 수 있음을 시사한다. 본 연구는 Q3GA가 파킨슨병에 대한 예방제 또는 치료제로 개발될 수 있는 가능성을 제시한다.

• 생명과학회지
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• 제24권6호
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• pp.664-670
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• 2014

비브리오균(Vibrio vulnificus)은 심각하고 치명적인 감염을 일으킬 수 있는 호염성의 식중독균이지만, 숙주세포 내에서 염증반응을 일으키는 분자적 기작은 아직 잘 알려지지 않았다. 본 연구에서는 오염된 식품 섭취를 통해 유입되는 비브리오균의 소장 특이적 염증 반응 위치와 기작을 알아보기 위해, 7주령의 수컷 마우스에 비브리오균($1{\times}10^9CFU$)을 16시간 동안 경구 투여하였다. 그 결과 비브리오균은 주로 회장(ileum) 부위에서 비브리오균(WT) 수가 가장 많이 증가하였고, 공장(Jejunum), 근위부대장(proximal colon), 원위부 대장(distal colon)에도 유의적으로 군집현성이 이루어짐을 알 수 있었지만, 십이지장(duodenum)과 비장(spleen), 그리고 간(liver) 조직들에서는 관찰되지 않았다. 특히 비브리오균의 표적기관인 회장상피조직에서는 비브리오균(WT)이 침입 시 융모 안으로 다량의 염증세포들이 유입되었고, 융포의 폭이 넓어지고 길이가 짧아지는 전형적인 조직학적 염증 반응을 보여주었다. 비브리오균이 유도한 조직 특이적 염증반응기작을 알아보기 위해, 비브리오에 감염된 회장상피조직으로부터 단백질과 mRNA를 분리하였다. 비브리오균은 숙주세포의 중추적 신호전달 단백질인 protein kinase C (PKC)의 인산화 및 $PKC{\alpha}$의 세포막이동을 촉진시켰고, mitogen-activated protein kinase (MAPK) 중 extracellular signal-regulated kinases (ERK)와 c-Jun N-terminal kinases (JNK)의 인산화를 유도하였지만, p38 MAPK 인산화에는 영향을 미치지 않았다. 특히 비브리오균은 inhibitory factor-kappa B (I-${\kappa}B$)의 활성을 촉진시킴으로써 nuclear factor-kappa B (NF-${\kappa}B$)의 인산화를 유도하였다. 마지막으로 비브리오균(WT)에 감염된 회장의 경우, 정상마우스에 비해 염증성 cytokine인 interleukin (IL)-6, IL-8, tumor necrosis factor (TNF)-${\alpha}$의 mRNA 수준이 유의적으로 증가되었다. 염증매개 수용체인 toll like receptor (TLR)-4, TLR-5, TLR-9의 mRNA의 발현 또한 비브리오균 처리에 의해 증가되어 있음이 관찰되었다. 종합적으로 오염된 식품 섭취를 통해 유입되는 비브리오균은 회장상피세포를 표적으로 염증반응을 일으키며, 그 기작은 PKC, ERK1/2, 그리고 JNK의 인산화를 통한 NF-${\kappa}B$ 활성의 촉진이며, 이로 인한 다양한 염증 매개 단백질 발현의 증가를 통해 이루어진다고 할 수 있다.

• Nutrition Research and Practice
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• 제17권4호
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• pp.616-630
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• 2023

BACKGROUND/OBJECTIVES: Indole-3-propionic acid (IPA) is a tryptophan-derived microbial metabolite that has been associated with protective effects against inflammatory and metabolic diseases. However, there is a lack of knowledge regarding the effects of IPA under physiological conditions and at the intestinal level. MATERIALS/METHODS: Human intestinal epithelial Caco-2 cells were treated for 2, 24, and/or 72 h with IPA or its precursors - indole, tryptophan, and propionate - at 1, 10, 100, 250, or 500 μM to assess cell viability, integrity, differentiation, and proliferation. RESULTS: IPA induced cell proliferation and this effect was associated with a higher expression of extracellular signal-regulated kinase 2 (ERK2) and a lower expression of c-Jun. Although indole and propionate also induced cell proliferation, this involved ERK2 and c-Jun independent mechanisms. On the other hand, both tryptophan and propionate increased cell integrity and reduced the expression of claudin-1, whereas propionate decreased cell differentiation. CONCLUSIONS: In conclusion, these findings suggested that IPA and its precursors distinctly contribute to the proliferation, differentiation, and barrier function properties of human intestinal epithelial cells. Moreover, the pro-proliferative effect of IPA in intestinal epithelial cells was not explained by its precursors and is rather related to its whole chemical structure. Maintaining IPA at physiological levels, e.g., through IPA-producing commensal bacteria, may be important to preserve the integrity of the intestinal barrier and play an integral role in maintaining metabolic homeostasis.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제33권5호
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• pp.742-752
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• 2020

Objective: This study investigated the effects of vitamin A (VA) supplementation during late-stage pregnancy on longissimus dorsi muscle tissue development, birth traits, and growth performance of postnatal Korean native calves. Methods: In the preliminary experiment, twenty-six pregnant cattle (initial body weight [BW] = 319 kg (standard deviation [SD] = 30.1; 1st parity) were randomly assigned to the control and treatment groups. The treatment group received VA supplementation at 24,000 IU/d from gestational day 225 until delivery. In the main experiment, twelve pregnant cattle (initial BW = 317 kg [SD = 31.3]; 1st parity) were treated with VA supplementation at 24,000 IU/d (gestational days 150 to 225) and at 78,000 IU/d (gestational day 225 until delivery). Serum VA levels were analyzed in pregnant cattle, and the growth performance, gene expression, and serum VA levels were analyzed in the offspring. Results: Serum VA levels in pregnant cattle decreased the late gestation in both experiments (p<0.001). In the main experiment, pregnant cattle at parturition and offspring at birth in the treatment group had higher serum VA levels than those in the control group (p<0.05). In the treatment groups, an increased birth weight was observed in the main experimental group (p = 0.022), and a tendency (p = 0.088) toward an increased birth weight was observed in the preliminary experimental group. However, no differences were observed in the feed intake, average daily gain, gain-to-feed ratio, or BW of 31-day-old calves. Gene expression was analyzed in longissimus dorsi muscles of 31-day-old calves. VA supplementation in pregnant cattle stimulated postnatal muscle development in offspring by elevating myogenic factor 5 (MYF5), MYF6, and myoblast determination levels (p<0.05). Moreover, preadipocyte-related marker genes such as extracellular signal-regulated kinase 2 and krüppel-like factor 2 were higher in the treatment group than in the control group (p<0.05). Conclusion: VA supplementation (78,000 IU/d) in late-stage pregnant cattle maintained serum VA levels. In addition, 78,000 IU/d VA supplementation increased the birth weight and expression of genes related to muscle and preadipocyte development in offspring. Overall, 78,000 IU/d VA supplementation in pregnant cattle is beneficial to newborn calves.