• 대한치과마취과학회지
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• 제14권3호
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• pp.157-165
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• 2014

Background: Incisional site of surgical operation become transient ischemic state and then occur reoxygenation due to vasodilatation by inflammatory reaction, the productive reactive oxygen species (ROS) give rise to many physiologic results. Apoptosis have major role on elimination of inflammatory cell and formation of granulation tissue in normal wound healing process. Remifentanil can prevent the inflammatory response and can suppress inducible nitric oxide synthase expression in a septic mouse model. After cardiopulmonary bypass for coronary artery surgery, remifentanil can also inhibit the release of biomarkers of myocardial damage. Here we investigated whether remifentanil pretreatment has cellular protective effect against hypoxia-reoxygenation in HaCaT human keratinocytes, if so, the role of apoptosis and autophagy on this phenomenon. Methods: The HaCaT human keratinocytes were exposed to various concentrations of remifentanil (0.01, 0.05, 0.1, 0.5 and 1 ng/ml) for 2 h before hypoxia (RPC/HR group). These cells were cultured under 1% oxygen tension for 24h at $37^{\circ}C$. After hypoxia, to simulate reoxygenation and recovery, the cells were reoxygenated for 12 h at $37^{\circ}C$. 3-MA/RPC/HR group was treated 3-methyladenine (3-MA), autophagy inhibitor for 1h before remifentanil treatment. Cell viability was measured using a quantitative colorimetric assay with thiazolyl blue tetrazoliumbromide (MTT, amresco), showing the mitochondrial activity of living cells. To investigate whether the occurrence of autophagy and apoptosis, we used fluorescence microscopy and Western blot analysis. Results: The viability against hypoxia-reoxygenation injury in remifentanil preconditioning keratinocytes were increased, and these cells were showed stimulated expression of autophagy 3-MA suppressed the induction of autophagy effectively and the protective effects on apoptosis. Atg5, Beclin-1, LC3-II and p62 were elevated in RPC/HR group. But they were decreased when autophagy was suppressed by 3-MA. Conclusions: Remifentanil preconditioning showed the protective effect in human keratinocytes, and we concluded that autophagy may take the major role in the recovery of wound from hypoxia-reoxygenation injury. We suggest that further research is needed about the cell protective effects of autophagy.

• International Journal of Oral Biology
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• 제32권2호
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• pp.51-57
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• 2007

Cyclosporin A (CsA) plays an important role in clinical medicine and basic biology as an immunosuppressant and a mitochondrial permeability blocker, respectively. It was reported that CsA has a protective role by preventing apoptosis and promoting the proliferation in severed neurons. However, the molecular mechanisms for CsA-induced neuronal cell proliferation are unclear. In this study, we examined the mechanisms underlying the CsA-induced proliferation of PC12 cells. CsA increased the viability of PC12 cells in a dose(over $0.1{\sim}10\;{\mu}M$)-and time-dependent manner. The level of ROS generation was decreased in the CsA-treated PC12 cells. Expression of Bcl-2, an antiapoptotic molecule that inhibits the release of cytochrome c from the mitochondria into the cytosol, was upregulated, whereas Bax, a proapototic molecule, was not changed in the CsA-treated PC12 cells. CsA downregulated the mRNA expression of VDAC 1 and VDAC 3, but VDAC 2 was not changed in the CsA-treated PC12 cells. The level of cytosolic cytochrome c released from the mitochondria and the caspase-3 activity were attenuated in the CsA-treated PC12 cells. These results suggest that the mitochondria-mediated apoptotic signal and Bcl-2 family may play an important role in CsA-induced proliferation in PC12 cells.

• 대한본초학회지
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• 제31권4호
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• pp.101-109
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• 2016

Objectives : HT070 is a mixture of herbal extracts from root of Scutellaria baicalensis and stem bark of Eleutherococcus senticosus , which have long been used for stroke therapy in traditional Korean Medicine. The purpose of this study was to investigate the neuroprotective effects of HT070 on global cerebral ischemia and its potential mechanisms.Methods : Transient global cerebral ischemia was produced by 10 min of four-vessel occlusion (4-VO) in male Wistar rats. HT070 was administered orally at a dosage of 200 mg/kg twice at 0 and 90 min after reperfusion. Hippocampal neuronal damage was measured 7 days after reperfusion. To explore the potential mechanisms, we used hydrogen peroxide (H₂O₂)-induced rat pheochromocytoma (PC12) cells as an in vitro model. PC12 cells were pretreated with HT070 for 1 h and then exposed to 100 μM H₂O₂ for 6 h in the presence of HT070. Cell viability was measured by MTT assay and the mRNA expression of Bax, Bcl-2, iNOS and COX-2 were measured by quantitative RT-PCR.Results : Oral administration of HT070 at a dose of 200 mg/kg significantly reduced neuronal death in the hippocampal CA1 region by 13.4% as compared to the vehicle-treated group. HT070 increased cell viability, reversed the down-regulated Bcl-2 mRNA level, and suppressed the up-regulated mRNA expressions of Bax, iNOS, and COX-2 in H₂O₂-treated PC12 cells.Conclusions : HT070 protects against delayed neuronal death after global cerebral ischemia and its neuroprotection properties might be attributed to the inhibition of mitochondrial apoptosis and ROS-generating enzymes.

• Reproductive and Developmental Biology
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• 제33권4호
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• pp.273-281
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• 2009

Antioxidants partially ameliorated the detrimental effects of reactive oxygen species (ROS) on sperm characteristics during in vitro storage. The objective of the present study was to investigate the single or synergetic antioxidative effect of curcumin and Vit. E on the characteristics of fresh boar sperm during in vitro storage. The sperm viability in curcumin, Vit. E supplementation and curcumin+Vit. $E+H_2O_2$ groups remained over 85.0% in 3 hr incubation period, but in 6 hr incubation period, curcumin+Vit. $E+H_2O_2$ groups was sharply dropped than those of curcumin and Vit. E group. The membrane intergrity in all evaluated groups except for $H_2O_2$ group did not significantly difference in 3 hr incubation period. The viability in curcumin or Vit. E supplementation were significantly increased than in curcumin+$H_2O_2$ and Vit. $E+H_2O_2$ group in 6 hr incubation period. The percentage of mitochondrial activity and acrosome intergrity obtained similar trends within same incubation periods irrespective of treatment. The lipid peroxidation of spermatozoal plasma membrane ranged from $11.6{\sim}17.5\;nM/l{\times}10^6$ and $14.0{\sim}19.0\;nM/l{\times}10^6$ in 3 hr and 6 hr incubation periods. In conclusion, curcumin or Vit. E surpplementation alone or cooperatively improved sperm viability index (motility, membrane intergrity, viability and survival rates) and fertility index (mitochondria activity, acrosome intergrity and lipid peroxidation) of fresh boar sperm, indicating that curcumin and Vit. E have a antioxidative properties through its scavenging activity against hydrogen peroxide.

• Molecules and Cells
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• 제40권8호
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• pp.567-576
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• 2017

The $Na^+/H^+$ exchanger is responsible for maintaining the acidic tumor microenvironment through its promotion of the reabsorption of extracellular $Na^+$ and the extrusion of intracellular $H^+$. The resultant increase in the extracellular acidity contributes to the chemoresistance of malignant tumors. In this study, the chemosensitizing effects of cariporide, a potent $Na^+/H^+-exchange$ inhibitor, were evaluated in human malignant mesothelioma H-2452 cells preadapted with lactic acid. A higher basal level of phosphorylated (p)-AKT protein was found in the acid-tolerable H-2452AcT cells compared with their parental acid-sensitive H-2452 cells. When introduced in H-2452AcT cells with a concentration that shows only a slight toxicity in H-2452 cells, cariporide exhibited growth-suppressive and apoptosis-promoting activities, as demonstrated by an increase in the cells with pyknotic and fragmented nuclei, annexin V-PE(+) staining, a $sub-G_0/G_1$ peak, and a $G_2/M$ phase-transition delay in the cell cycle. Preceding these changes, a cariporide-induced p-AKT down-regulation, a p53 up-regulation, an ROS accumulation, and the depolarization of the mitochondrial-membrane potential were observed. A pretreatment with the phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) inhibitor LY294002 markedly augmented the DNA damage caused by the cariporide, as indicated by a much greater extent of comet tails and a tail moment with increased levels of the p-histone H2A.X, $p-ATM^{Ser1981}$, $p-ATR^{Ser428}$, $p-CHK1^{Ser345}$, and $p-CHK2^{Thr68}$, as well as a series of pro-apoptotic events. The data suggest that an inhibition of the PI3K/AKT signaling is necessary to enhance the cytotoxicity toward the acidtolerable H-2452AcT cells, and it underlines the significance of proton-pump targeting as a potential therapeutic strategy to overcome the acidic-microenvironment-associated chemotherapeutic resistance.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제61권4호
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• pp.366-373
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• 2006

연구배경 : Paraquat는 P-450 reductase에 의해 반응성 산소유리기(ROS)를 발생시켜 세포막, 단백질, 핵산 등과 반응함으로써 세포손상을 유도하며 급성 폐 손상을 일으킨다. 최근 급성 폐 손상 및 급성 호흡곤란 증후군에 있어서 폐상피세포의 아포프토시스가 중요한 역할을 한다고 알려지기 시작하였다. 이에 반응성 산소유리기에 의한 폐 손상의 대표적 물질인 paraquat로 인한 폐상피세포의 세포죽음이 아포프토시스인지 확인하고 dexamethasone, N-acetylcysteine, 그리고 bcl-2가 paraquat로 인한 폐상피 세포죽음에 어떠한 영향을 미치는지 등을 연구하였다. 방법 : 폐상피세포주인 A549와 BEAS-2B 세포주, 그리고 bcl-2 construct를 유전자 주입한 A549 pcDNA3-bcl-2 세포주를 이용하였다. 아포프토시스는 Annexin V assay를 이용하여서 판정하였으며 세포독성 검사는 MTT assay를 이용하였다. Paraquat는 0, $1{\mu}M$, $10{\mu}M$, $100{\mu}$M, 1 mM, 10 mM의 농도로 사용하였다. Dexamethasone은 $1{\mu}M$의 농도로 paraquat 투여 12시간 전에 전처치하였고, N-acetylcysteine은 1 mM의 농도로 paraquat 투여 1시간 전에 전처치하였다. 결과 : 양 세포주 모두에서 paraquat는 농도와 시간 경과에 따라서 세포죽음을 증가시켰고, 이러한 세포죽음은 아포프토시스였다. N-acetylcysteine과 dexamethasone은 시간과 농도에 따라 약간의 차이가 있으나 전반적으로 10~30%의 방어효과가 있었다. Bcl-2를 과발현시킨 A549-bcl-2 세포주에서 A549-neo 세포주에 비해 paraquat에 의한 세포독성이 약 20~30% 정도 차단되었다. 결론 : Paraquat는 폐상피세포에서 아포프토시스를 유도하며, paraquat에 의한 아포프토시스는 마이토콘드리아 경로에 의해 일어날 것으로 추정된다.

• 생명과학회지
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• 제20권1호
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• pp.133-141
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• 2010

LED의 간 보호 기능을 연구하기 위하여 $CCl_4$ 및 ethanol로 SD rat에 간독성을 유발한 다음, LED를 처리하였다. LED의 간 기능 보호효과는 간장치료제인 Silymarin과 비교하였다. $CCl_4$로 간 독성을 유발한 경우, LED는간의 항산화효소인 SOD, catalase, GSH peroxidase 효소활성의 항진을 유도하였고, 산화물인 TBARS의 함량을 감소시켰다. 또한 간 손상의 지표인 혈장의 GOT, GPT 및 LDH의 활성을 감소시켰다. Ethanol로 간 독성을 유발한 경우 LED는 간의 SOD, catalase, GSH preoxidase 효소활성 및 GSH 함량을 항진시켰고, 총 cholesterol, triglyceride 및 TBARS의 함량을 감소시켰다. 또한 ethanol 대사에 관여하는 ADH 효소 활성을 증진시켰고, ROS 생성에 관여하는 CYP2E1 효소의 발현을 감소시킴으로써, 혈장의 GOT, GPT 및 LDH 효소활성이 감소되었다. 또한 LED는 DPPH 및 mouse liver mitochondrial system에서 항산화효과를 보였다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 LED는 in vitro와 in vivo에서 항산화효과에 의한 간 기능 보호효과를 갖는 것으로 추정된다.

• 생명과학회지
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• 제29권11호
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• pp.1273-1280
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• 2019

고령층 인구에서 노인성 황반변성(AMD)은 실명의 주요 원인 중 하나이며, 망막 항상성을 유지하는 망막색소상피(RPE) 세포의 산화적 스트레스에 의한 손상은 AMD의 발달에 기여한다. 감초는 한국을 포함한 아시아 국가의 다양한 질병 치료에 가장 널리 사용되는 약초 중 하나이다. 비록 감초는 다양한 실험 모델에서 항산화 효능이 있는 것으로 알려져 있지만, 망막색소상피세포의 손상에 대한 보호 기전은 알려진 바 없다. 본 연구에서는 ARPE-19 인간 망막색소상피에서 과산화수소($H_2O_2$)에 의해 유도된 산화적 손상에 대한 감초 에탄올 추출물의 효능을 평가하였다. 본 결과에 의하면 감초 추출물은 Nrf2 및 HO-1의 발현을 유도하면서 $H_2O_2$에 의한 ROS의 생성을 유의적으로 차단하였다. 또한 감초 추출물은 $H_2O_2$에 의해 유도된 DNA 손상을 억제하였으며, 미토콘드리아막 전위의 소실을 약화시켰다. 그리고 감초 추출물 $H_2O_2$에 의한 caspase-3의 활성을 억제하면서 apoptosis 유도를 차단하였다. 이러한 결과는 감초 추출물이 DNA 손상을 억제하고 apoptosis를 감소시킴으로써 산화적 손상으로부터 망막색소상피세포를 보호할 수 있음을 의미한다. 비록 감초 추출물에 함유된 생리활성 성분들의 분석과 Nrf2-매개 HO-1 발현의 조절에 대한 추가 연구가 수행되어야 하지만, 감초 추출물은 AMD의 위험을 감소시킬 잠재력을 지니고 있음을 시사한다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제54권6호
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• pp.618-630
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• 2021

본 연구에서는 생강을 효소처리하여 수용화율을 높인 후 고초균을 이용하여 발효시킨 생강발효물 (FGEs)을 제조하고, 이를 SH-SY5Y에 6-OHDA와 함께 처리하여 세포 보호 효과 및 AChE 저해 활성을 평가하였다. 그 결과, 6-OHDA로 자극된 신경세포에서 FGE를 처리한 모든 실험군에서 세포 생존율이 증가하고 LDH 농도가 감소하였다. 6-OHDA로 유발된 세포자멸사를 억제할 수 있는지 확인하기 위해 핵의 형태학적인 변화 및 caspase-3 활성을 확인하였다. FGE를 처리한 모든 실험군에서 핵의 손상 및 apoptotic body의 감소와 caspase-3 억제 활성을 확인할 수 있었다. 또한 FGE는 AChE의 활성을 유의적으로 감소시켰다. 시료 간의 활성 차이를 비교하였을 때, 생강에 효소 처리 후 고초균으로 발효한 추출물군 (E/BKG와 E/BCG)의 신경세포 보호 활성이 효소 처리하지 않은 발효생강군 (BKG와 BCG) 보다 유의적으로 크게 나타났다. 그러나 발효에 사용된 고초균 2종 간의 활성은 유사하였으며 처리군 간 유의적인 차이를 보이지 않았다. 본 연구 결과로부터 효소처리하여 수용화율을 높여 고초균으로 발효한 FGE는 신경세포 보호 및 AChE 저해 효과를 나타내어 향후 신경질환 연구를 위한 기초자료 제공 및 고부가가치 식품소재 개발에 이용 가능할 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제33권12호
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• pp.1002-1014
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• 2023

다양한 질병의 발병 및 진행을 예방하기 위해 오랫동안 사용되어 온 대계는 항산화 활성을 포함하여 광범위한 생리 활성을 갖는 것으로 보고되었으나, 간세포에서의 효능에 대한 연구는 여전히 미비한 실정이다. 본 연구에서는 간세포에서 대계 에탄올 추출물(EECJ)의 항산화 활성 및 관련 기전을 조사하기 위해 인간 간세포암종 HepG2 세포주를 선택하였고, 산화적 스트레스를 모방하기 위해 H₂O₂를 처리하였다. 본 연구 결과에 따르면 EECJ는 H₂O₂가 처리된 HepG2 세포에서 세포 생존율의 감소와 LDH의 방출을 유의적으로 억제하였다. EECJ는 또한 세포 형태학적 변화의 관찰, 유세포 분석 및 LC3의 발현 결과에서 입증된 바와 같이 H₂O₂에 의해 유도된 자가포식을 유의하게 감소시켰으며, H₂O₂에 의해 유도된 세포사멸과 세포주기의 교란을 약화시켰다. 이는 H₂O₂에 노출된 HepG2 세포가 EECJ에 의하여 지속적인 세포 분열과 증식이 유지되고 있음을 의미한다. 또한, EECJ가 강력한 항산화 활성을 가지고 있음을 세포 내 ROS 및 미토콘드리아 슈퍼옥사이드 생산의 차단으로 확인하였으며, 이는 H₂O₂에 의해 감소된 세포 내 GSH 함량의 회복과 MnSOD 및 GPx의 발현 및 활성을 보존과 연관성이 있었다. 비록 EECJ에 함유된 활성 성분의 분석과 in vivo 동물 모델에서의 검증이 요구되지만, 본 연구의 결과는 EECJ가 산화적 스트레스로 인한 간세포의 손상을 예방하고 치료하기 위한 잠재적인 후보로 사용될 수 있음을 의미한다.