• Parasites, Hosts and Diseases
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• 제62권1호
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• pp.42-52
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• 2024

Antimalarial drugs are an urgently need and crucial tool in the campaign against malaria, which can threaten public health. In this study, we examined the cytotoxicity of the 9 antimalarial compounds chemically synthesized using SKM13-2HCl. Except for SKM13-2HCl, the 5 newly synthesized compounds had a 50% cytotoxic concentration (CC₅₀) >100 μM, indicating that they would be less cytotoxic than SKM13-2HCl. Among the 5 compounds, only SAM13-2HCl outperformed SKM13-2HCl for antimalarial activity, showing a 3- and 1.3-fold greater selective index (SI) (CC₅₀/IC₅₀) than SKM13-2HCl in vitro against both chloroquine-sensitive (3D7) and chloroquine -resistant (K1) Plasmodium falciparum strains, respectively. Thus, the presence of morpholine amide may help to effectively suppress human-infectious P. falciparum parasites. However, the antimalarial activity of SAM13-2HCl was inferior to that of the SKM13-2HCl template compound in the P. berghei NK65-infected mouse model, possibly because SAM13-2HCl had a lower polarity and less efficient pharmacokinetics than SKM13-2HCl. SAM13-2HCl was more toxic in the rodent model. Consequently, SAM13-2HCl containing morpholine was selected from screening a combination of pharmacologically significant structures as being the most effective in vitro against human-infectious P. falciparum but was less efficient in vivo in a P. berghei-infected animal model when compared with SKM13-2HCl. Therefore, SAM13-2HCl containing morpholine could be considered a promising compound to treat chloroquine-resistant P. falciparum infections, although further optimization is crucial to maintain antimalarial activity while reducing toxicity in animals.

• International Journal of Stem Cells
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• 제15권3호
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• pp.258-269
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• 2022

Background and Objectives: Currently, safety pharmacological tests for the central nervous system depend on animal behavioral analysis. However, due to the subjectivity of behavioral analysis and differences between species, there is a limit to appropriate nervous system toxicity assessment, therefore a new neurotoxicity assessment that can simulate the human central nervous system is required. Methods and Results: In our study, we developed an in vitro neurotoxicity assessment focusing on neuronal function. To minimize the differences between species and fast screening, hiPSC-derived neurons and a microelectrode array (MEA) that could simultaneously measure the action potentials of the neuronal networks were used. After analyzing the molecular and electrophysiological characters of our neuronal network, we conducted a neurotoxicity assessment on neurotransmitters, neurotoxicants, illicit drugs, and new psychoactive substances (NPS). We found that most substances used in our experiments responded more sensitively to our MEA-based neurotoxicity assessment than to the conventional neurotoxicity assessment. Also, this is the first paper that evaluates various illicit drugs and NPS using MEA-based neurotoxicity assessment using hiPSC-derived neurons. Conclusions: Our study expanded the scope of application of neurotoxicity assessment using hiPSC-derived neurons to NPS, and accumulated evaluation data of various toxic substances for hiPSC-derived neurons.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제15권4호
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• pp.131-137
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• 2000

최근 독성 유해물질의 환경으로의 방출로 인해 인간 및 생태계에 대한 위해성 문제가 심각하게 제기되고 있다. 독성화학물질을 포함한 여러 환경 오염물질의 위해성평가는 화학물질의 유해성과 노출량 측정을 동시에 측정함으로써 가능한데 이 경우 생물지표(biomarker)가 최근 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 동물의 행동에 관련된 신경전달물질의 생성에 결정적 역할을 하는 tyrosine hydroxylase(TH)및 그 유전자가 생물지표로서 이용 가능성이 있는지를 검토하였다. Ovary cDNA library의 PCR 스크리닝을 통한 송사리 TH유전자를 부분적으로 를론하였으며(327 bp), DNA염기서열 분석 결과 쥐 (rat)의 TH유전자와 동일한 염기서열을 보였다. 그리고 다이아지논 처리구 및 무처리구에서 송사리의 머리부분(head)및 몸통 부분(body)에서 추출된 총RNA에 TH mRNA가 존재함을 RT-PCR를 통하여 확인하였다. 그러나 다이아지논의 처리효과가 송사리의 행동에 미치는 영향을 보기 위해서는 TH의 발현을 보다 정량적으로 검토할 필요가 있을 것으로 판단된다. 생물지표로서 TH의 활성 및 mRNA의 기관별 또는 조직별 검출은 독성물질에 영향을 받는 어류 신경행동 변화를 모니터링 할 수 있는 유용한 수단이 될 것이다. 나아가 환경관리에 있어서 신경화학물질과 분자생물학적 상관관계를 통한 이상반응행동의 분석은 환경 위해성평가에 상당히 기여할 것이다.

• 한국식품과학회지
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• 제10권2호
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• pp.237-244
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• 1978

여러 가지 재료(材料)로부터 pectinase 생산능(生産能)이 강(强)한 균주(菌株)를 검색(檢索)하고 우수균주(優秀菌株) AC-12를 1주선발(株選拔)하여 동정(同定)하고 독성시험(毒性試驗) 및 pectinase 생산조건(生産條件), 효소(酵素)의 특성(特性) 및 사과 과즙(果汁)의 청징화실험(淸澄化實驗)을 실시(實施)하고 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 선발우수균주(選拔優秀菌株)는 Raper와 Fennel의 분류방법(分類方法)에 따라 동정(同定)하였으며 Aspergillus sp. AC-12로 이름 붙였다. 2. 본효소제품(本酵素製品)은 백서(白鼠)의 사육시험(飼育試驗)에서 전연(全然) 독성(毒性)을 나타내지 않았다. 3. 탈지미당배지(脫脂米糖培地)가 밀기울 배지(培地)에 비(比)하여 pectinase의 생산량(生産量)이 현저하게 많았다. 4. 탈지미당배지(脫脂米糖培地)에서의 최적(最適) 배양시간(培養時間)은 72시간(時間), 최적(最適) 첨수량(添水量)은 80% 내외(內外), 최적(最適) 배양온도(培養溫度)는 $30{\sim}35^{\circ}C$, 최적첨수(最適添水)의 pH는 $3.0{\sim}5.0$ 이었다. 5. 탈지미당배지(脫脂米糖培地)에 pectin, 밀기울배지(培地)에 pectin, $NaNO_3$ 및 $K_2HPO_4$의 첨가(添加)는 pectinase의 생산(生産)을 약간 증가(增加)시켰다. 6. 본효소(本酵素)의 작용최적(作用最適) pH는 $3.0{\sim}4.0,$ 최적온도(最適溫度)는 $40{\sim}50^{\circ}C$, 안정(安定) pH범위(範圍)는 $2.0{\sim}8.0$이고 $40^{\circ}C$ 이하(以下)에서는 안전(安全)하나 $50^{\circ}C$ 이상(以上)에서는 급격(急擊)하게 불활성화(不活性化)되었고, $MnSO_4$와 $CaSO_4$의 첨가(添加)는 pectinase의 활성(活性)을 약간 증가(增加)시켰다. 7. 사과과즙의 청징화(淸澄化)에 대(對) 최적온도(最適溫度)는 $40{\sim}45^{\circ}C$ 최적(最適) pH는 3.0이었고, 사과과즙에 대한 효소제품(酵素製品)의 최적첨가농도(最適添加濃度)는 0.1%이며 $45^{\circ}C$에서 60분간(分間) 반응(反應)시켰을 때 과즙(果汁)은 거의 청징화(淸澄化)되었다.

• 한국자원식물학회지
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• 제26권4호
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• pp.441-449
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• 2013

본 연구는 식물자원을 재료로 하여 in vitro 항염증 및 항산화 활성을 분석함으로써 기능성소재로의 활용 가능성이 있는 유망 후보자원을 발굴하고자 수행하였다. 이를 위해 식물추출물 38종을 대상으로 세포증식에 대한 영향, 염증 관련지표(nitric oxide, TNF-${\alpha}$, IL-6, $I{\kappa}B{\alpha}$, iNOS, COX-2) 및 항산화항목(DPPH 라디칼 소거능, LDL 산화저해능) 및 총페놀 함량에 대한 효과를 탐색하고 결과로부터 8종의 시료를 1차로 선발하였다. 선발된 8종의 시료에 대해서는 다시 농도별로 세포증식에 대한 효과, iNOS, COX-2의 발현 및 NF-${\kappa}B$ 전사에 대한 영향, peroxynitrite, ROS, nitric oxide 생성에 대한 $IC_{50}$ 값을 분석하여 보다 가능성이 있는 식물을 유망후보자원으로 선발하고자 하였다. 그 결과, 소사나무(가지), 등골나물(잎), 으름(꽃) 및 개모시풀(뿌리)은 항염증 혹은 항산화활성이 우수하나 농도에 따라 세포독성을 나타내었으므로 활용에 주의가 필요해보였으며, 어저귀(잎)은 항염증활성과 항산화활성이 비교적 우수하고 실험된 처리농도에서 세포독성이 없어 향후 in vivo 활성 검정 등 심화연구를 통해 그 활용 가능성을 검토할 필요가 있다고 사료되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권3호
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• pp.165-170
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• 2013

본 연구에서는 벤즈이소시아졸리논의 초기 생태위해성을 평가하기 위해 물리 화학적 특성과 환경거동 및 경로를 조사하였고, 어류, 물벼룩 및 조류를 이용한 수생태 독성시험을 수행하였다. 조사 결과, 벤즈이소시아졸리논은 비휘발성으로 환경 중 주로 토양과 물에 분포하는 특성이 있으며, 토양 내 이동성과 생물농축 가능성이 낮은 편으로 나타났다. Oryzias laties를 이용한 급성 독성시험 결과 96시간-$LC_{50}$ 값은 4.7 mg/L(측정농도), Daphnia magna를 이용한 48시간-$EC_{50}$ 값은 3.3 mg/L(측정농도)이었다. Pseudokirchneriella subcapitata를 이용한 72시간-$EC_{50}$ 값은 0.456 mg/L(평균 성장률, 설정농도)와 0.262 mg/L(수율, 설정농도)이었다. 시험 종 가운데 독성에 가장 민감한 조류의 수율 $EC_{50}$ 값에 평가 계수 100을 적용한 예측무영향 농도는 2.62 ${\mu}g/L$이었다. 각 시험군의 독성 종말점을 GHS (Globally Harmonized System) 기준에 따라 분류한 결과 조류 독성은 급성독성 1등급, 어류 및 물벼룩 독성은 급성독성 2등급에 해당되었다. 본 결과를 토대로 볼 때 벤즈이소시아졸리논은 생태 환경에 대한 위해성이 예측된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권1호
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• pp.73-86
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• 2007

위해성에 근거한 복원 전략(risk-based remediation strategy, RBRS)은 위해성평가를 통하여 오염지역의 위해성 또는 오염원을 효율적으로 관리하기 위한 의사결정과정 중의 일부로서, 토양에 존재하는 독성물질이 인간이나 생태계와 같은 수용체로 전이되어 발현되는 독성을 감소시키는 것을 목적으로 한다. 토양오염에 대한 위해성평가는 토양에서 대기로 확산되어나가는 오염물질의 흡입, 토양에서 지하수로 용출된 오염물질의 섭취, 토양 자체의 섭취와 접촉 등에 의한 위해성평가를 포함하며, 오염물질의 특성뿐만 아니라 수리지질학적 자료, 토지이용용도, 수용체의 특성 등 현장의 특이적인 요소들을 충분히 고려해야 한다. 위해성에 근거한 복원전략은 위해성산정을 위한 현장조사로부터 시작하여, 구체화된 노출경로모델(conceptual site model, CSM)의 작성, 목표위해성 수준의 결정, 오염물질의 물리화학적 특성 및 독성학적 자료의 수집을 거쳐, 일반적이고 보수적인 조건 하에 가장 안전한 목표정화수준을 산정하는 Tier 1 평가와 보다 정확한 오염현장의 조사를 통하여 현장특수성을 반영하는 Tier 2 평가를 단계적으로 적용한다. 현장의 오염농도가 Tier 1으로 결정된 허용오염수준(risk-based screening level, RBSL)보다 높은 경우 Tier 2를 실시하여 현장의 특수성을 반영하는 목표정화수준(site-specific target level)을 산정하며, 이를 통하여 오염지역에 대한 과도한 정화처리나 비경제적인 복구사업 등을 피할 수 있다. 위해성에 근거한 복원전략은 이 밖에도 오염지역의 복원우선순위 결정, 토지이용용도에 따른 위해성 관리기준 수립 등 다양한 활용성을 가지지만, 여러 가지 전제조건들과 현장조사 시에 발생하는 현실적 한계 등으로 인하여 불확실성을 가진다. 이를 극복하기 위하여 정확한 CSM의 작성, 복합오염에 대한 고려, 오염물질의 이동과 거동에 영향을 미치는 환경매질의 특성과 모델 입력변수 등을 신중하게 검토해야 하며, 신뢰할 만한 현장조사기법과 독성검사기법의 확립, 국내실정에 맞는 토양 및 지하수 특성자료와 인체 노출인자 등에 대한 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것이다.

• 농약과학회지
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• 제14권2호
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• pp.79-85
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• 2010

2000년 이후 국내에 등록된 농약제품을 대상으로 원제 및 그 원제로 제조된 농약의 자극성 및 감작성에 대한 연관성을 연구하여 농약재등록, 신규등록 및 농약관리시 자극성 예측, 시험성적서 요구 결정 등에 대한 이용 가능성을 타진하고 농약관리의 기초 자료로 활용하기 위해 수행되었다. 농약의 자극성 및 감작성성적은 농약시험성적 정보집 및 농약등록 시 제출된 자료 등을 참고하여 원제 148성분 및 제품 149종의 자극성 및 감작성의 양성반응 빈도, 제형 간 반응차이, 원제와 제품간의 연관성 등을 조사 분석하였다. 원제 148성분 중 피부 자극성 133종, 안구 자극성 132종, 피부 감작성 97종의 성적이 이용되었으며, 항목별로 피부자극성 25(18.8%)종, 안구자극성 62(47%)종, 피부감작성 20(20.6%)종이 경도 이상의 양성반응을 보였다. 또한 149 품목 중 피부자극성 148종, 안구자극성 149종, 피부감작성 140종의 성적으로 분석한 결과 피부자극 22(14.9%), 안구자극 58(38.9%), 피부감작성 33(23.6%)품목이 경도 이상의 양성반응을 나타내었다. 동일제형 10품목 이상이 조사된 10종을 제형별, 독성반응별로 조사 분석하였다. 분석결과 원제와 제품간의 연관성은 피부자극성 73.1%, 안구자극성 44.7%, 피부감작성 66.2%로 분석되었으며, 성분함량간의 자극성 및 감작성은 아무런 상관성이 없는 것으로 판단되었다. 이상 원제와 제품간의 자극성 및 피부감작성에 관여하는 몇 가지 요인을 조사 분석한 결과 피부자극성 및 피부감작성은 원제와 제품간 각각 73.1%, 66.2%의 높은 상관성을 보였으나, 안구자극성은 제형 의존적인 것으로 판단되어 추후 더 많은 농약에 대하여 원제의 자극성성적, 제형특성 등을 참고하여 분석하면 자극성시험 수행 여부 결정을 위한 스크리닝 단계에 이용 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제12권1호
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• pp.1-8
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• 2008

배아줄기세포는 다양한 분화 유도 방법을 통해 신경계세포로 분화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 보다 더 엄격한 선발조건을 적용함으로써 특정 종류의 신경세포만을 확보할 수도 있게 되었다. 세포사멸연구를 포함한 신경생리학적 연구의 대상으로써 중요한 요건은 이렇게 확보한 배아줄기세포 유래의 신경계세포들이 정상적인 신경생리학적 특성을 갖고 있어야 하며, 동시에 그런 신경생리학적 특성이 체외에서 일정기간 동안 이상 자연적인 세포사멸없이 유지되어야 한다는 것이다. 생쥐 배아줄기세포를 retinoic acid로 처리한 후, astrocytes monolayer 위에서 신경계세포로 분화시키면 장기간 생존이 가능한 다수의 신경계세포를 손쉽게 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 면역세포화학적 방법을 통해 신경세포의 생사를 개별세포 수준에서 추적할 수 있다. 배아줄기세포 유래의 신경계세포는 glutamate agonist들에 대해 수용체 특이적 흥분성 신경독성 반응을 보이며, 이 반응은 신경계세포로의 분화가 진행될수록 더욱 뚜렷해지는 양상을 보인다. 신경계세포의 발생분화, 생존에 관여하는 Neurotrophin, GDNF 계열의 신경계 작용 성장인자들의 수용체가 배아줄기세포 유래의 신경계세포에서 발현되고 있으며, 이들에 의해 신경계세포로의 분화과정에서 세포의 생존능 및 신경독성처리에 대한 세포사멸반응이 조절될 수도 있다. 따라서 배아줄기세포 유래의 신경계세포는 신경세포의 생존과 사멸, 그리고 세포손상으로부터의 보호와 같은 신경약리학적 연구를 위한 중요한 특성을 나타내고 있기에 관련 연구를 위한 새로운 연구시스템이 될 수 있는 것이다. 특히 일반적인 신경세포는 유전적 변형이 어려워 다양한 신경약리학적 연구에 많은 제약을 받아 왔으나, 이제 유전자 변형 배아줄기세포로부터 얻은 신경세포를 활용하여 연구할 수 있게 됨으로써, 보다 복합적인 신경약리학적 기초연구도 가능하게 되었다. 특히 최근 인간 배아줄기세포 유래 신경계세포도 유사한 신경독성 반응을 보이고 있음이 확인됨으로써(Schrattenholz & Klemm, 2007), 이제 배아줄기세포는 신경약리학적 기초 연구만이 아닌, 나아가 대량의 약물 스크리닝과 같은 제약산업에도 활용될 수 있는 가능성을 제시하고 있다.

• 한국환경농학회지
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• 제30권3호
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• pp.316-322
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• 2011

국내 호소 수역 50지점에서 검출빈도가 비교적 높은 4종의 농약성분에 대해 성수기와 비성수기를 구분하여 오염도를 조사하였고, 위해지수방법과 확률론적인 방법을 적용하여 조류, 물벼룩, 어류, 양서류 등의 수생 종들에 대한 생태위해성 평가를 수행하였다. 조류 종에 대해서는 중간 위해성 수준으로, 그 외 다른 수생 종들의 위해성은 낮은 위해성 기준에 비해 훨씬 낮게 산정되어 위해성이 없는 것으로 평가되었다. 조류 종에 대한 위해성은 주로 제초제인 oxadiazon 성분에 기인하였고, 어류 및 양서류에서도 높은 위해 기여도를 보여주었다. $HC_5$값을 적용한 생태위해지수 또한 oxadiazon 성분에서만 중간 위해성 수준이었고, 이 성분이 수생 종에 위해 영향을 주는 주 기여요인으로 조사되었다. 각 농약성분의 농도가 $HC_5$값에 비해 낮은 수준으로 검출되었고, 혼합된 형태의 농약성분에 대한 결합된 생태위해확률 또한 허용기준인 5% 이하로서 생태위해성이 없는 것으로 평가되었다. 결론적으로, 농업용수를 공급하는 전국 호소 수역의 관리를 위해서는 주기적인 생태위해성평가가 필요하며, 급성독성과 노출량을 비교하는 위해지수와 확률론적 기법은 기초 위해성평가이며, 우리나라 고유 생물 종을 이용한 위해성평가, 만성독성, 환경 중 거동, 환경 요인 등을 모두 고려한 보다 높은 단계의 위해성평가 기법 연구가 반드시 필요할 것으로 사료된다.