• 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.

• Nutrition Research and Practice
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• 제16권6호
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• pp.685-699
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• 2022

BACKGROUND/OBJECTIVES: Platycodon grandiflorum (PG) has long been known as a medicinal herb effective in various diseases, including bronchitis and asthma, but is still more widely used for food. Fermentation methods are being applied to increase the pharmacological composition of PG extracts and commercialize them with high added value. This study examines the hydrolyzed and fermented PG extract (HFPGE) fermented with Lactobacillus casei in RAW 264.7 cells, and investigates the effect of amplifying the immune and the probable molecular mechanism. MATERIALS/METHODS: HFPGE's total phenolic, flavonoid, saponin, and platycodin D contents were analyzed by colorimetric analysis or high-performance liquid chromatography. Cell viability was measured by the MTT assay. Phagocytic activity was analyzed by a phagocytosis assay kit, nitric oxide (NO) production by a Griess reagent system, and cytokines by enzyme-linked immunosorbent assay kits. The mRNA expressions of inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cytokines were analyzed by reverse transcription-polymerase chain reaction, whereas MAPK and nuclear factor (NF)-κB activation were analyzed by Western blots. RESULTS: Compared to PGE, HFPGE was determined to contain 13.76 times and 6.69 times higher contents of crude saponin and platycodin D, respectively. HFPGE promoted cell proliferation and phagocytosis in RAW 264.7 cells and regulated the NO production and iNOS expression. Treatment with HFPGE also resulted in increased production of interleukin (IL)-1β, IL-6, tumor necrosis factor (TNF)-α, C-X-C motif chemokine ligand10, granulocyte-colony-stimulating factor, granulocyte-macrophage colony-stimulating factor, and monocyte chemoattractant protein-1, and the mRNA expressions of these cytokines. HFPGE also resulted in significantly increasing the phosphorylation of NF-κB p65, extracellular signal-regulated kinase, and c-Jun N-terminal kinase. CONCLUSIONS: Taken together, our results imply that fermentation and hydrolysis result in the extraction of more active ingredients of PG. Furthermore, we determined that HFPGE exerts immunostimulatory activity via the MAPK and NF-κB signaling pathways.

• 대한화장품학회지
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• 제48권1호
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• pp.11-24
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• 2022

Piper methysticum 뿌리의 에탄올 추출물은 멜라닌 세포 자극 호르몬 활성화 B16 흑색종 세포에서 멜라닌 생성을 억제하는 것으로 알려져 왔다. 이 추출물로부터 분리한 flavokawain B (FKB)와 flavokawain C (FKC)는 항멜라닌 생성 활성을 기반으로 멜라닌 생성을 억제하는 것으로 밝혀져 있다. 본 연구는 melan-a 세포에서의 멜라닌 합성에 대한 FKB 및 FKC의 억제 및 그 과정을 알아보고자 하였다. FKB와 FKC는 각각 10 μM, 5 μM 농도에서 melan-a 세포의 멜라닌 생성을 억제하였다. 그러나 FKB와 FKC 모두 세포 외 타이로시네이즈 활성은 억제하지 않았다. FKB는 타이로시네이즈 (tyrosinase, Tyr), 타이로시네이즈 연관 단백질 1 (tyrosinaserelated protein 1, TRP-1)과 2(tyrosinase-related protein 2, TRP-2), microphthalmia-associated transcription factor (MITF)의 단백질 발현량을 감소시켰으며 Tyr와 TRP-1의 mRNA 발현량을 감소시켰다. FKC는 TRP-2와 MITF의 단백질 발현량을 감소시켰으며 Tyr와 TRP-1의 mRNA 발현량을 감소시켰다. Tyr와 TRP-1의 감소된 발현은 주요 멜라닌 생성 단백질을 조절하는 MITF발현 감소로 인한 것임을 예상할 수 있었다. 다만 MITF의 mRNA 발현량은 FKB와 FKC 처리에 의해 변하지 않았기 때문에, MITF의 분해를 조절한다고 알려진 세포 외 신호 조절 키나아제(ERK)/AKT 인산화에 대한 FKB와 FKC의 영향을 확인하였다. FKB와 FKC는 AKT의 인산화를 증가시키지는 않았지만 ERK1/2의 인산화를 유의미하게 증가시켰다. 이러한 결과는 FKB와 FKC가 다양한 색소 침착 증상들에 대한 잠재적인 미백제로 도움이 될 수 있음을 말해준다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제31권1호
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• pp.127-138
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• 2023

Glycogen synthase kinase-3β (GSK-3β) is an important serine/threonine kinase that implicates in multiple cellular processes and links with the neurodegenerative diseases including Alzheimer's disease (AD). In this study, structure-based virtual screening was performed to search database for compounds targeting GSK-3β from Enamine's screening collection. Of the top-ranked compounds, 7 primary hits underwent a luminescent kinase assay and a cell assay using human neuroblastoma SH-SY5Y cells expressing Tau repeat domain (Tau_RD) with pro-aggregant mutation ΔK280. In the kinase assay for these 7 compounds, residual GSK-3β activities ranged from 36.1% to 90.0% were detected at the IC₅₀ of SB-216763. In the cell assay, only compounds VB-030 and VB-037 reduced Tau aggregation in SH-SY5Y cells expressing ΔK280 Tau_RD-DsRed folding reporter. In SH-SY5Y cells expressing ΔK280 Tau_RD, neither VB-030 nor VB-037 increased expression of GSK-3α Ser21 or GSK-3β Ser9. Among extracellular signal-regulated kinase (ERK), AKT serine/threonine kinase 1 (AKT), mitogen-activated protein kinase 14 (P38) and mitogenactivated protein kinase 8 (JNK) which modulate Tau phosphorylation, VB-037 attenuated active phosphorylation of P38 Thr180/ Tyr182, whereas VB-030 had no effect on the phosphorylation status of ERK, AKT, P38 or JNK. However, both VB-030 and VB-037 reduced endogenous Tau phosphorylation at Ser202, Thr231, Ser396 and Ser404 in neuronally differentiated SH-SY5Y expressing ΔK280 Tau_RD. In addition, VB-030 and VB-037 further improved neuronal survival and/or neurite length and branch in mouse hippocampal primary culture under Tau cytotoxicity. Overall, through inhibiting GSK-3β kinase activity and/or p-P38 (Thr180/Tyr182), both compounds may serve as promising candidates to reduce Tau aggregation/cytotoxicity for AD treatment.

• Journal of Ginseng Research
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• 제47권1호
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• pp.97-105
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• 2023

Background: Hyperactivated airway mucosa cells overproduce mucin and cause severe breathing complications. Here, we aimed to identify the effects of saponins derived from Panax ginseng on inflammation and mucin overproduction. Methods: NCI-H292 cells were pre-incubated with 16 saponins derived from P. ginseng, and mucin overproduction was induced by treatment with phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA). Mucin protein MUC5AC was quantified by enzyme-linked immunosorbent assay, and mRNA levels were analyzed using quantitative polymerase chain reaction (qPCR). Moreover, we performed a transcriptome analysis of PMA-treated NCI-H292 cells in the absence or presence of Rg5, and differential gene expression was confirmed using qPCR. Phosphorylation levels of signaling molecules, and the abundance of lipid droplets, were measured by western blotting, flow cytometry, and confocal microscopy. Results: Ginsenoside Rg5 effectively reduced MUC5AC secretion and decreased MUC5AC mRNA levels. A systematic functional network analysis revealed that Rg5 upregulated cholesterol and glycerolipid metabolism, resulting in the production of lipid droplets to clear reactive oxygen species (ROS), and modulated the mitogen-activated protein kinase and nuclear factor (NF)-kB signaling pathways to regulate inflammatory responses. Rg5 induced the accumulation of lipid droplets and decreased cellular ROS levels, and N-acetyl-ⳑ-cysteine, a ROS inhibitor, reduced MUC5AC secretion via Rg5. Furthermore, Rg5 hampered the phosphorylation of extracellular signal-regulated kinase and p38 proteins, affecting the NF-kB signaling pathway and pro-inflammatory responses. Conclusion: Rg5 alleviated inflammatory responses by reducing mucin secretion and promoting lipid droplet-mediated ROS clearance. Therefore, Rg5 may have potential as a therapeutic agent to alleviate respiratory disorders caused by hyperactivation of mucosa cells.

• Journal of Ginseng Research
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• 제47권2호
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• pp.199-209
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• 2023

Background: Due to the interrupted blood supply in cerebral ischemic stroke (CIS), ischemic and hypoxia results in neuronal depolarization, insufficient NAD+, excessive levels of ROS, mitochondrial damages, and energy metabolism disorders, which triggers the ischemic cascades. Currently, improvement of mitochondrial functions and energy metabolism is as a vital therapeutic target and clinical strategy. Hence, it is greatly crucial to look for neuroprotective natural agents with mitochondria protection actions and explore the mediated targets for treating CIS. In the previous study, notoginseng leaf triterpenes (PNGL) from Panax notoginseng stems and leaves was demonstrated to have neuroprotective effects against cerebral ischemia/reperfusion injury. However, the potential mechanisms have been not completely elaborate. Methods: The model of middle cerebral artery occlusion and reperfusion (MCAO/R) was adopted to verify the neuroprotective effects and potential pharmacology mechanisms of PNGL in vivo. Antioxidant markers were evaluated by kit detection. Mitochondrial function was evaluated by ATP content measurement, ATPase, NAD and NADH kits. And the transmission electron microscopy (TEM) and pathological staining (H&E and Nissl) were used to detect cerebral morphological changes and mitochondrial structural damages. Western blotting, ELISA and immunofluorescence assay were utilized to explore the mitochondrial protection effects and its related mechanisms in vivo. Results: In vivo, treatment with PNGL markedly reduced excessive oxidative stress, inhibited mitochondrial injury, alleviated energy metabolism dysfunction, decreased neuronal loss and apoptosis, and thus notedly raised neuronal survival under ischemia and hypoxia. Meanwhile, PNGL significantly increased the expression of nicotinamide phosphoribosyltransferase (NAMPT) in the ischemic regions, and regulated its related downstream SIRT1/2/3-MnSOD/PGC-1α pathways. Conclusion: The study finds that the mitochondrial protective effects of PNGL are associated with the NAMPT-SIRT1/2/3-MnSOD/PGC-1α signal pathways. PNGL, as a novel candidate drug, has great application prospects for preventing and treating ischemic stroke.

• 생명과학회지
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• 제33권9호
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• pp.703-712
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• 2023

기존 혈관에서 새로운 혈관을 형성하는 혈관 신생은 혈관 신생 조절인자에 의해 조절되는 다단계 과정이며 배아 발달, 만성 염증 및 상처 복구를 포함한 다양한 생리학적 과정에 필수적이다. 혈관 신생의 조절장애는 암, 자가 면역 질환, 류마티스 관절염, 심혈관 질환 및 상처 치유 지연과 같은 많은 질병을 유발한다. 그러나 효과적인 혈관신생 억제 약물은 제한되어 있으며, 최근 연구에서는 천연 자원에서 잠재적인 약물후보를 식별하는 데 중점을 두고 있다. 예를 들어, 해양 천연물은 항암, 항산화, 항염증, 항바이러스 및 상처 치유 효과를 입증했다. 따라서 본 연구에서는 톳(갈조류) 추출물의 혈관 신생 억제 효과를 확인했습니다. H. fusiformis 추출물은 인간 제대 정맥 내피 세포(HUVECs)에서 세포 이동, 침윤 및 관 형성을 억제하며, 동시에 Matrigel 겔 플러그 분석을 통해 생체 내 혈관 신생을 억제를 확인했다. 또한, 톳 추출물 처리 후 VEGF, Erk, Akt의 활성이 감소하는 것을 확인했다. 이 결과를 토대로 H. fusiformis 추출물이 in vitro 및 in vivo 혈관 신생을 억제함을 시사한다.

• 우울조울병
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• 제10권1호
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• pp.13-21
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• 2012

자살은 다양한 신경생물학적, 심리사회적 요인들이 모두 관여하고 있는 복합적인 행동으로, 유전적 요인과 가족력, 신경생물학적인 특성, 발달 단계에서의 요인들과 성격적 특성 등의 취약한 체질적 소인을 가진 사람들에게서 환경적인 스트레스와 물질남용, 정신질환, 신체질환 등의 영향을 통해 최종적으로 발생하게 된다. 신경생물학의 발달로 인해 자살에는 정신질환과 무관하게 독립적으로 작용하는 유전적 소인이 있으며, 이와 관련된 신경전달물질, 신경호르몬, 신경영양인자, cytokine, 지질 대사의 이상 등이 신경회로의 신호 전달을 교란시켜 자살에 취약하도록 만든다는 사실이 밝혀졌다. 또한 그 중 가장 주된 역할을 하는 인자는 5-HT와 HPA 축의 기능부전인 것으로 생각할 수 있다. 이러한 소견들은 향후 자살의 생물학적 표지자를 설정하고, 임상적으로 자살 고위험군에 대한 조기 개입을 하는 한편 새로운 치료 방법을 개발하는데 많은 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권4호
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• pp.8-16
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• 2023

디바이스 소형화의 한계에 다다르면서, 이를 극복할 수 있는 방안으로 차세대 패키징 기술의 중요성이 부각되고 있다. 병목 현상을 해결하기 위해 2.5D 및 3D 인터커넥트 피치의 필요성이 커지고 있는데, 이는 신호 지연을 최소화 할 수 있도록 크기가 작고, 전력 소모가 적으며, 많은 I/O를 가져야 하는 등의 요구 사항을 충족해야 한다. 기존 솔더 범프의 경우 미세화 한계와 고온 공정에서 녹는 등의 신뢰성 문제가 있어, 하이브리드 본딩 기술이 대안책으로 주목받고 있으며 최근 Cu/SiO₂ 구조의 문제점을 개선하고자 SiCN에 대한 연구 또한 활발히 진행되고 있다. 해당 논문에서는 Cu/SiO₂ 구조 대비 Cu/SiCN이 가지는 이점을 전구체, 증착 온도 및 기판 온도, 증착 방식, 그리고 사용 가스 등 다양한 증착 조건에 따른 SiCN 필름의 특성 변화 관점에서 소개한다. 또한, SiCN-SiCN 본딩의 핵심 메커니즘인 Dangling bond와 OH 그룹의 작용, 그리고 플라즈마 표면 처리 효과에 대해 설명함으로써 SiO₂와의 차이점에 대해 기술한다. 이를 통해, 궁극적으로 Cu/SiCN 하이브리드 본딩 구조 적용 시 얻을 수 있는 이점에 대해 제시하고자 한다.

• 벤처창업연구
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• 제17권6호
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• pp.39-50
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• 2022

본 논문에서는 시그널링 이론을 기반으로 스타트업이 정부 R&D 지원금을 받았을 때 벤처 투자를 유치하게될 가능성이 높아지는지 살펴보았다. 먼저 벤처캐피털 투자자들의 투자 의사결정 과정과 투자 결정에 영향을 미치는 조건들을 선행연구를 통해 이해하였다. 정부 지원금의 시그널 효과와 정부 R&D 지원금의 민간자금 투자 유도 효과에 대한 선행연구를 토대로 정부 R&D 지원이 스타트업의 벤처투자를 유도하는 메커니즘을 밝혔다. 그리고 정부 R&D 지원이 실제 벤처투자를 유도하는 효과가 있는지 검증하기 위해 2021년 벤처기업으로 인증받은 업력 7년 이하의 스타트업 데이터를 바탕으로 실증분석을 수행하였다. 정부 R&D 지원과 벤처투자에 모두 영향을 미칠 수 있는 요인들을 제거하고 정부 R&D 지원이 벤처투자 유도에 미치는 순효과를 분석하기 위해 성향점수매칭법과 이중차분법을 순차적으로 적용하는 분석방법을 활용하였다. 실증분석 결과 창업 후 정부 R&D 지원금을 많이 받은 기업일수록 벤처 투자를 유치할 확률이 높아지며, 최초 정부 R&D 과제를 수행한 뒤 2년이 지난 시점부터 정부 R&D 지원의 벤처투자 유도 효과가 발생해 최초 과제수행 후 3년이 지난 시점까지 지속되는 것을 알 수 있었다. 본 논문의 결과는 정부 R&D 사업이 벤처투자 생태계에도 영향을 줄 수 있다는 것을 입증해 스타트업을 대상으로하는 정부 R&D 사업 기획에 정책적인 시사점을 줄 수 있을 것이다. 또한 신규 자금 조달이 필요한 스타트업에도 전략적 시사점을 줄 수 있을 것으로 기대된다.