• 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.

• 생명과학회지
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• 제31권3호
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• pp.338-345
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• 2021

고장초는 오랫동안 식용 및 의약 목적으로 차를 만드는 데 사용되어 왔다. 그러나 고장초를 고부가가치 식용 재료로 사용하는 연구는 불충분하다. 이전 연구에서 우리는 tricin이 고장초의 주요 화합물임을 확인했다. 본 연구에서는 고장초 추출물의 HepG2 세포 보호 효과를 조사하였다. 고장초 추출물 또는 tricin의 HepG2 세포에 대한 독성 실험 결과, 사용한 모든 농도에서 고장초 추출물 또는 tricin에 대한 독성은 나타나지 않았다. 또한 tert-butyl hydroperoxide (t-BHP)에 의해 감소된 세포 생존율은 고장초 추출물(100 ㎍/ml에서 69.23%) 또는 tricin (100 ng/ml에서 74.47%)에 의해 증가되었다. 또한 고장초 추출물(250 ㎍/ml) 또는 tricin (250 ng/ml)은 산화적 손상에 의한 활성 산소종(ROS) 생성을 효과적으로 억제했다. 또한 항산화 효소로 알려진 superoxide dismutase 1(SOD1), catalase, heme oxygenase-1 (HO-1), nuclear factor erythroid-related factor 2 (Nrf2)의 단백질 발현은 고장초 추출물(100 ㎍/ml에서 2.1, 1.6, 1.7, 1.5배) 또는 tricin (250 ng/ml에서 2.6, 1.8, 2.2, 2.0배) 처리로 증가했으며, 이는 고장초 추출물의 HepG2 세포 보호 효과는 tricin의 활성과 관련이 있다는 것을 시사한다. 종합하면 고장초는 간 기능개선 관련 기능성 식품 소재로 개발이 가능할 것으로 기대된다.

• 대한약리학회지
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• 제31권1호
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• pp.95-102
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• 1995

당뇨병성 신증은 만성 당뇨병에서 흔히 동반되는 심각한 합병증이나 그 발생기전은 확실히 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 암, 노화, 염증등 여러 가지 질환의 발생에 관여한다고 알려진 산화성 스트레스의 증가가 당뇨병성 신증의 발생에 관여하는지를 알아 보았다. 쥐에서 신증의 유발을 용이하게 하기 위해 먼저 한쪽 신장을 적출한후 스트렙토조토신을 주사하여 당뇨병을 유발하였다(NEPH-STZ). 당뇨병 유발 8주후, NEPH-STZ쥐들은 심한 고혈당증, 단백뇨, 고혈압의 증상을 보였으며 신장조직은 보상성 비대와 함께 혈관간기질(mesangial matrix) 증대의 형태학적 변화를 보였다. 그러나 스트렙토조토신만을 주사한 쥐(STZ)에서는 단백뇨가 나타나지 않았고, 신장적출만을 한 쥐에서는(NEPH) 단백뇨의 증상은 나타났으나 신장조직의 형태학적 관찰에서 혈관간 기질의 증대는 보이지 않았다. 이화같이 그 증상이나 신장조직 병변의 정도는 모두 달랐음에도 불구하고, 신피질 조직 단백질의 산화는 NEPH, STZ, NEPH-STZ의 세 실험군 쥐에서 대조군(CONT)에 비해 유의하게 증가 되어 있었다. 이 실험결과는 세 실험군 모두에서 조직의 산화성 스트레스가 증가되어 있음을 나타내는 것으로, 산화성 스트레스의 증가가 당뇨병성 신증을 일으키는 유일한 발병기전은 아닐 가능성을 시사한다. 그러나 조직의 산화성 스트레스의 증가가 여러 질환에서 조직의 손상을 유발하는 공통된 최종 경로라는 것을 고려해 볼 때, 혈행학적(hemodynamic) 혹은 대사성 인자 등에 의해 증가된 산화성 스트레스가 당뇨병성 신증의 발생에 있어서도 기여할 가능성은 크다.id deptide의 양이 변해서가 아니라 다른 기전에 의하여 조절되어지고 있음을 시사한다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제29권4호
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• pp.299-306
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• 2009

저온 스트레스에 대한 내성을 지닌 신품종 톨 페스큐를 개발할 목적으로 CaMV35S 프로모터 하류에 NDP kinase 2 유전자가 항상적으로 발현하도록 제작한 벡터를 Agrobacterium법을 이용하여 톨 페스큐에 도입하였다. Hygromycin이 첨가된 선발배지에서 내성을 나타내며 재분화된 형질전환 식물체를 pot로 이식하여 기내순화 시킨 후, Southern blot 분석을 실시하여 본 결과, NDP kinase 2 유전자가 형질전환 식물체의 genome에 정상적으로 도입되었음을 확인하였다. 프로테옴 분석을 통하여 도입유전자의 조절을 받는 항산화관련 유전자들의 발현이 유도되었음을 확인 할 수 있었다. 형질전환 식물체 잎 절편을 산화스트레스 중의 하나인 저온 스트레스를 처리하여 세포의 손상 정도를 조사한 결과, 비형질전환체에 비해 형질전환체는 강한 내성을 나타내었다. 또한 유식물체 수준에서 저온 스트레스를 처리하여 내성을 비교한 결과, 비형질전환체에 비해 형질전환체는 높은 내성을 나타내었다. 이 형질전환 톨페스큐는 산화스트레스 내성 품종개발을 위한 소재로 활용 될 수 있을 것이다.

• 대한의생명과학회지
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• 제15권1호
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• pp.1-8
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• 2009

Human genomic DNA is continuously attacked by oxygen radicals originated from cellular metabolic processes and numerous environmental carcinogens. 2-deoxyribonolactone (dL) is a major type of oxidized abasic (AP) lesion implicated in DNA strand scission, mutagenesis, and formation of covalent DNA-protein crosslink (DPC) with DNA polymerase (Pol) ${\beta}$. We show here that human DNA polymerase (Pol)${\iota}$ and mitochondrial $Pol{\gamma}$ give rise to stable DNA-protein crosslink (DPC) formation that is specifically mediated by dL lesion. $Pol{\gamma}$ mediates DPC formation at the incised dL residue by its 5'-deoxyribose-5-phosphate (dRP) lyase activity, while $Pol{\gamma}$ cross links with dL thorough its intrinsic dRP lyase and AP lyase activities. Reactivity in forming dL-mediated DPC was significantly higher with $Pol{\gamma}$ than with $Pol{\iota}$. DPC formation by $Pol{\gamma}$, however, can be reduced by an accessory factor of $Pol{\gamma}$ holoenzyme that may attenuate deleterious effects of crosslink adducts on mitochondrial DNA. Comparative kinetic analysis of DPC formation showed that the rate of DPC formation with either $Pol{\iota}$ or $Pol{\gamma}$ was lower than that with $Pol{\beta}$. These results revealed that the activity of catalytic lyase in DNA polymerases determine the efficiency of DPC formation with dL damages. Irreversible crosslink formation of such DNA polymerases by dL lesions may result in a prolonged strand scission and a suicide of DNA repair proteins, both of which could pose a threat to the genetic and structural integrity of DNA.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제44권6호
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• pp.488-497
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• 2011

Oxygen is necessary to sustain life, yet cellular oxygen metabolism creates destructive elements called free radicals. Free radicals are chemically unbalanced and carrying free electrons that can damage molecules, potentially damaging the cell itself. For this reason, many antioxidant products, including supplements and functional foods, are being developed. In particular, natural products are rich sources of pharmacologically active compounds. The purpose of this study was to investigate the antioxidant effects of target biomaterials in Korean traditional spices such as diallyl sulfide (DAS), capsaicin (CAP), and gingerol (GGR), and to investigate the response of the antioxidant defense system to oxidative stress by hydrogen peroxide ($H_2O_2$) compared to sulforaphane (SFN) in HepG2 cells. After the analysis of the cell viability using Cell Counting kit-8 (CCK-8) assay, we determined that the optimum levels were $200{\mu}M$ DAS, $25{\mu}M$ CAP, $50{\mu}M$ GGR, and $12.5{\mu}M$ SFN. Antioxidant enzymes were measured and protein expression was detected by Western blotting. All treatments showed a significant decrease in antioxidant enzyme activity such as superoxide dismutase, catalse, and glutathione peroxidase in HepG2 cells. Additionally, DAS, CAP, GGR and SFN increased the antioxidant system-related transcription factor Nrf2 which was found to be regulated by the activation of MAPK-JNK in this study. In conclusion, these results indicate the protective effects of DAS CAP, GGR, and SFN against $H_2O_2$-induced oxidative stress.

• 생명과학회지
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• 제28권4호
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• pp.454-464
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• 2018

식품 원료로도 널리 애용되는 검은콩은 풍부한 천연 페놀 화합물을 함유하고 있기 때문에 기능성 소재로서의 개발에도 매우 유용한 자원이다. 본 연구에서는 3가지 검은콩 품종[소청자(SCJ), 소청2호(SC2) 및 청자2호(CJ2)]을 대상으로 TPCs과 항산화 능을 조사하였다. 그 중에서도 TPCs는 CJ2 $H_2O_2$ 처리에 의한 HaCaT 세포의 생존력 감소를 현저히 억제하여 산화적 스트레스에 대한 보호 효과가 있음을 알 수 있었다. SCJ와 SC2 전처리는 또한 HaCaT 세포에서 mitochondrial dysfunction의 차단과 pro-apoptotic Bax의 발현 변화의 정상화를 통해 $H_2O_2$에 의하여 유도된 apoptosis를 효과적으로 억제하였으며, DNA 손상에 대한 보호 효과와 연관성이 있었다. 또한 SCJ와 SC2는 Nrf2와 연관된 TrxR1의 발현을 효과적으로 유도하였으나, 산화적 스트레스에 대한 SCJ와 SC2의 보호 효과는 TrxR 억제제에 의하여 상쇄되었다. 이러한 결과는 SCJ와 SC2가 Nrf2 신호전달 경로 활성을 통하여 산화적 스트레스와 관련된 세포 손상을 차단함으로써 세포 보호 활성을 갖는다는 것을 의미한다. 결론적으로, SCJ와 SC2는 산화스트레스로 인한 피부 질환의 치료와 예방을 위한 응용 가능성이 높음을 보여주었다.

• 대한화장품학회지
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• 제48권2호
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• pp.169-180
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• 2022

Streptococcus sp.는 일반적으로 히알루론산을 생산하는 균주로 알려져 있다. 본 연구에서는 Streptococcus 균주가 배양하면서 만들어내는 여러 대사산물 중 히알루론산 이외의 영양성분에 주목하였다. 히알루론산이 생성되지 않은 조건에서의 Streptococcus sp. 배양 여과물로 모발 실험용 샘플(HAIRCLE^TM)을 제조하고 모발에 미치는 효과를 확인하였다. 모발의 인장강도는 만능시험기(universal testing machine, UTM)로 측정하였으며, 모발표면의 미세구조는 atomic force microscope (AFM)으로 분석하였다. 이 연구를 통해 Streptococcus sp. 배양 여과물은 손상된 모표피개선, 마찰력증가 및 모발강도의 증가 등의 모발개선 효과가 있는 것으로 확인되었다. 또한 in vitro 모발관련 실험을 통해 Streptococcus sp. 배양 여과물이 모발성장인자인 혈관내피세포 성장인자(vascular endothelial growth factor, VEGF), 간세포성장인자(hepatocyte growth factor, HGF), Wnt10b의 발현 촉진 효과가 있음을 확인 하였으며, 안드로젠 수용체(androgen receptor, AR)와 TGF-β2 발현을 저해시켜 남성형 탈모완화 효과도 있음을 확인 하였다. 또한 산화스트레스에 대해 장벽 관련 인자(INV, CLDN-1)의 발현을 증가시키고, 염증성 인자인 COX-2 발현을 억제시킴으로써 손상된 두피 장벽을 개선하고 유도된 염증을 완화시키는 효능이 있음을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제34권8호
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• pp.594-607
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• 2024

다양한 종류의 플라스틱 제품이 오랫동안 산업 및 생활 제품 분야에서 널리 사용되고 있다. 플라스틱 제품에서 파생된 크기가 작은 플라스틱 입자인 MPs와 NPs는 흡입, 섭취 또는 피부 접촉을 통해 인체 내로 유입될 수 있다. 세포 내 이입을 통해 세포 안으로 들어온 MNPs는 세포의 자가 포식을 활성화할 수 있지만, 리소좀 기능 장애로 인해 자가포식 플럭스가 차단될 수 있다. 나아가 세포질에 축적된 그들은 ROS 생성으로 인한 산화적 스트레스, 미토콘드리아 기능 장애, 염증 반응 증가 등과 같은 다양한 스트레스를 유발할 수 있다. 한편 많은 질병과 연관된 세포 노화는 노화의 특징으로, 세포 손상과 스트레스에 반응하여 세포 주기가 안정적으로 종료되는 것으로 정의된다. 특히 세포 노화 유도의 핵심 인자인 산화적 스트레스의 축적은 주요 노화 표지 인자들이 발현을 유도하고, 노화 세포는 염증성 cytokine과 chemokine을 포함한 SASP의 분비를 증가시킨다. 최근 MNPs에 의한 세포 노화 유도에 대한 관심이 높아지고 있지만, 이들에 의한 세포 노화 개시의 기전 및 치료 표적에 대한 연구는 여전히 부족한 실정이다. 따라서 이 총설에서는 MNPs로 인한 다양한 인체 기관계를 구성하는 주요 세포의 세포 노화 유도에 대한 최근 연구 동향을 파악하는데 중점을 두었으며, 아울러 이를 극복하기 위한 방향을 제시하였다.

• Nutrition Research and Practice
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• 제15권6호
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• pp.686-702
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• 2021

BACKGROUND/OBJECTIVES: Schisandrae Fructus, the fruit of Schisandra chinensis Baill., has traditionally been used as a medicinal herb for the treatment of various diseases, and has proven its various pharmacological effects, including anti-inflammatory and antioxidant activities. In this study, we investigated the inhibitory effect of Schisandrae Fructus ethanol extract (SF) on inflammatory and oxidative stress in particulate matter 2.5 (PM2.5)-treated RAW 264.7 macrophages. MATERIALS/METHODS: To investigate the anti-inflammatory and antioxidant effects of SF in PM2.5-stimulated RAW 264.7 cells, the levels of pro-inflammatory mediator such as nitric oxide (NO) and prostaglandin E₂ (PGE₂), cytokines including interleukin (IL)-6 and IL-1β, and reactive oxygen species (ROS) were measured. To elucidate the mechanism underlying the effect of SF, the expression of genes involved in the generation of inflammatory factors was also investigated. We further evaluated the anti-inflammatory and antioxidant efficacy of SF against PM2.5 in the zebrafish model. RESULTS: The results indicated that SF treatment significantly inhibited the PM2.5-induced release of NO and PGE₂, which was associated with decreased inducible NO synthase and cyclooxygenase-2 expression. SF also attenuated the PM2.5-induced expression of IL-6 and IL-1β, reducing their extracellular secretion. Moreover, SF suppressed the PM2.5-mediated translocation of nuclear factor-kappa B (NF-κB) from the cytosol into nuclei and the degradation of inhibitor IκB-α, indicating that SF exhibited anti-inflammatory effects by inhibiting the NF-κB signaling pathway. In addition, SF abolished PM2.5-induced generation of ROS, similar to the pretreatment of a ROS scavenger, but not by an inhibitor of NF-κB activity. Furthermore, SF showed strong protective effects against NO and ROS production in PM2.5-treated zebrafish larvae. CONCLUSIONS: Our findings suggest that SF exerts anti-inflammatory and antioxidant effects against PM2.5 through ROS-dependent down-regulating the NF-κB signaling pathway, and that SF can be a potential functional substance to prevent PM2.5-mediated inflammatory and oxidative damage.