테스토스테론-유도 양성전립선비대증에서 나노화 벌 화분의 효능 연구

박지아(Jia Bak),편해인(Hae-In Pyeon),소수정(Soojeong So),이승현(Seunghyun Lee),이승민(Seungmin Lee),서화진(Hwa-Jin Suh),강재선(Jae Seon Kang),최윤식(Yun-Sik Choi),정일경(Il Kyung Chung) 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.4

벌 화분은 오랫동안 전 세계적으로 이용되어 온 대체요법 중 하나이다. 벌 화분은 항진균 및 항균작용, 항암작용, 면역조절, 그리고 세포의 증식 등 다양한 생리활성을 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 설치류를 이용하여 벌 화분의 양성전립선비대증의 개선 효과를 밝히기 위해 진행되었다. 벌 화분은 활성 성분의 추출률을 극대화하고, 생체 흡수율을 높이기 위하여 나노 크기로 분쇄하여 이용하였다. 먼저, 나노 크기의 벌 화분은 만성 testosterone투여에 의한 전립선 크기 증가를 유의하게 완화하였다. 게다가 나노 크기의 벌 화분은 혈중 전립선 특이 항원의 농도를 뚜렷하게 감소시켰다. 흥미롭게도 나노 크기의 벌 화분은 testosterone에 의한 혈중 prostaglandin E₂ 증가에는 유의한 영향을 미치지 않았다. 이러한 나노 크기 벌 화분의 약리 효능은 dutasteride의 효과와 유사하였다. 마지막으로 나노 크기의 벌 화분은 androgen-반응성 인간 전립선 샘암종 세포인 LNCaP 세포의 손상을 유도하지 않았다. 이러한 결과를 종합하면, 나노화 된 벌 화분은 양성전립선비대증의 치료에 대체요법으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다. Bee pollen is one of many types of alternative remedies, and it has been used for a long time throughout the world. It has numerous health effects, including antifungal, antibacterial, and antioxidant properties, immune modulation, enhanced cell proliferation, and even anti-carcinogenic effects. This study was designed to elucidate the effects of bee pollen on benign prostatic hyperplasia in rodents. For this experiment, we used nano-sized bee pollen produced through wet-grinding technology, thereby the extraction efficiency of the active ingredients in the bee pollen was significantly enhanced. First, We found that nano-sized bee pollen significantly reduced the size of prostates enlarged by chronic testosterone administration. In addition, nano-sized bee pollen significantly reduced the plasma concentration of the prostate-specific antigen (PSA). Interestingly, nano-sized bee pollen did not reduce the testosterone-induced increase in the plasma concentration of prostaglandin E₂ (PGE₂). The beneficial effects of nano-sized bee pollen in reducing both the size of the prostate and the plasma concentration of PSA was comparable to that of dutasteride. Finally, nano-sized bee pollen did not cause damage in LNCaP cells which are androgen-sensitive human prostate adenocarcinoma cells. Together, these data indicate that nano-sized bee pollen may be able to be used as a good alternative remedy for the treatment of benign prostatic hyperplasia.

해양 환경의 미세 플라스틱과 인간의 건강에 미치는 영향

박지아(Jia Bak),강현본(Hyun Bon Kang),최윤식(Yun-Sik Choi) 한국생명과학회 2021 생명과학회지 Vol.31 No.4

The Role of Bmi1 in Pilocarpine-induced Status Epilepticus in Mice

Hae-In Pyeon(편해인),Jia Bak(박지아),Yun-Sik Choi(최윤식) 한국생명과학회 2020 생명과학회지 Vol.30 No.6

Bmi1은 PcG 단백의 일종으로 PRC를 구성하는 성분이다. Bmi1에 관한 초기의 연구는 주로 암세포에서의 역할에 집중되었고, 그 결과 Bmi1은 암세포의 증식과 생존에 중요한 역할을 하는 것으로 받아들여지고 있다. 그러나, 최근의 연구 결과 Bmi1은 퇴행성 신경계 질환이 있는 뇌에서 발현이 감소되어 있고 미토콘드리아의 기능과 활성산소 수준을 조절하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 Bmi1 발현 저하 동물을 이용하여 간질에서 Bmi1의 약물 치료 표적 가능성을 밝히고자 하였다. Bmi1의 발현은 pilocarpine에 의한 경련중첩증 이후 해마의 CA1, CA3 그리고 치상회에서 뚜렷하게 증가하였다. 경련 양상을 볼 때 경련중첩증이 유도되는 비율은 Bmi1<SUP>+/+</SUP>와 Bmi1<SUP>+/-</SUP> 생쥐에서 각각 43.14%와 53.57%로 나타났다. 그러나, 치사율과 해마의 신경세포 손상에는 두 군 간에 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 경련중첩증 유도 2개월 후에 나타난 간질 경련의 빈도수는 통계적 유의성은 없었으나 Bmi1<SUP>+/-</SUP> 생쥐에서 약 50% 낮게 나타났다. 반면, 이끼섬유발아는 Bmi1<SUP>+/-</SUP> 생쥐에서 통계적으로 유의하게 증가하였다. 이러한 결과를 종합하면, Bmi1의 발현이 감소할 때 pilocarpine에 의한 경련 유도와 이끼섬유발아가 증가함을 보여준다. B-cell-specific Moloney murine leukemia virus integration site 1 (Bmi1) is a polycomb group protein and a core component of polycomb repressive complex 1. Initial research into Bmi1 has focused on its role in tumorigenesis, and it is generally accepted that it is important for the proliferation and survival of cancer cells. However, more recent studies have revealed that Bmi1 is downregulated in brains with neurodegenerative disease and that it regulates the function of mitochondria and reactive oxygen species levels. In this study, we tested the therapeutic potential of Bmi1 in pilocarpine-induced seizures in Bmi1-knockout mice. Bmi1 expression transiently increased in the hippocampal CA1 and CA3 and the dentate gyrus following pilocarpine-induced status epilepticus (SE). In terms of seizure behavior, SE induction was 43.14% and 53.57% for Bmi1<SUP>+/+</SUP> and Bmi1<SUP>+/-</SUP> mice, respectively. However, there was no significant difference in mortality or hippocampal damage between the two groups. Two months after SE induction, the frequency of epileptic seizures in the Bmi1<SUP>+/-</SUP> mice was 50% lower than in the control group, although the difference was not statistically significant. In addition, mossy fiber outgrowth in the Bmi1<SUP>+/-</SUP> mice was significantly higher than in their wild-type littermates. Taken together, these data indicate that reduced Bmi1 activity increases pilocarpine-induced seizure probability and mossy fiber outgrowth.

아롱부챗말과 그의 활성성분인 fucosterol의 미백 효과

김혜경(Hye Kyung Kim),박지아(Jia Bak),강현본(Hyunbon Kang),김민지(Min-Ji Kim),김지민(Ji-Min Kim),민경성(Kyungsung Min),박성연(Sungyun Park),표재성(Jae Sung Pyo),최윤식(Yun-Sik Choi) 한국생명과학회 2020 생명과학회지 Vol.30 No.7

아롱부챗말은 갈조강에 속하는 갈조류의 일종이다. 이전의 보고에 의하면 아롱부챗말은 amyloid-β에 의한 신경병증을 완화하고 혈소판 응집도 억제하는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 아롱부챗말의 피부미백 효과를 평가하고 활성 성분을 확인하도록 고안되었다. 이러한 연구를 위하여 아롱부챗말 99% 에틸알코올을 이용하여 추출하였고 활성은 arbutin을 양성 대조군으로 하여 비교하였다. 먼저, 아롱부챗말 추출물은 멜라닌 생성의 속도조절효소인 tyrosinase의 활성을 용량 의존적으로 억제함을 확인하였다. 주목할만한 점으로, 200 μM arbutin은 tyrosinase의 활성을 58.1% 억제한 반면, 0.5% 아롱부챗말 추출물은 76.7% 억제하였다. 아롱부챗말 추출물은 α-melanocyte-stimulating hormone에 의한 TRP-1과 TRP-2 mRNA 발현 증가도 저해하였다. 게다가, 아롱부챗말 추출물은 흑색종 세포인 B16F10 세포에서 멜라닌의 합성을 유의하게 감소시켰다. 아롱부챗말의 활성성분으로는 fucosterol이 확인되었고 함량분석에서 0.66%로 확인되었다. Fucosterol은 흑생종 세포에서 멜라닌 합성 억제 효과가 고시 성분인 arbutin과 유사하였다. 마지막으로, 아롱부챗말의 세포독성을 MTT assay와 LDH release assay를 이용하여 분석하였다. 이 실험에서 아롱부챗말 추출물은 LDH 유출을 유의하게 감소시키는 것을 확인하였다. 종합하면, 본 연구에서는 아롱부챗말 추출물이 피부 미백용 화장품의 활성성분으로 사용되기에 충분한 가능성을 갖고 있는 것으로 확인하였다. Padina gymnospora is a brown algae of the class Phaeophyceae. It has been established that P. gymno-spora ameliorates amyloid-β-induced neuropathology and has an anticoagulation effect, but this study was designed to estimate its skin-whitening effect and identify its active component. The ingredients of P. gymnospora were extracted with ethanol and its activity was compared with arbutin. First, the P. gymnospora extract was observed to inhibit tyrosinase activity in a dose-dependent manner, tyrosinase being the rate-limiting enzyme of melanin synthesis. Notably, where 200 μM of arbutin inhibited tyrosinase activity by 58.1%, P. gymnospora extract (0.5%) achieved 76.7%. The P. gymnospora extract also significantly reduced α-melanocyte-stimulating hormone-induced TRP-1 and TRP-2 mRNA expression. In addition, it significantly inhibited melanin synthesis in B16F10 melanoma cells. We identified the 0.66% fucosterol content that inhibited melanin synthesis as comparable to that of arbutin. Additionally, we tested the potential cytotoxicity of P. gymnospora by MTT and LDH release assay and found that the extract significantly reduced LDH release in CCD-986sk cells. These results indicate that P. gymnospora extract could be a potential active ingredient of cosmetics with a skin-whitening effect.

생체 외 및 생체 내 실험조건에서 나노화 벌 화분의 안전성 규명

편해인(Hae-In Pyeon),소수정(Soojeong So),박지아(Jia Bak),이승현(Seunghyun Lee),이승민(Seungmin Lee),서화진(Hwa-Jin Suh),임제오(Je-Oh Lim),김정우(Jung-Woo Kim),김선연(Sun Youn Kim),이세라(Se Ra Lee),이용현(Yong Hyun Lee),정일경(Il Kyung 한국생명과학회 2018 생명과학회지 Vol.28 No.5

벌 화분은 영양보조제와 전통의약품으로 오랫동안 사용되어 왔다. 그러나 벌 화분은 두터운 외피를 갖고 있어 산이나 알칼리는 물론 위장관의 소화효소와 기계적 압력에 의해서도 잘 파괴되지 않는 단점이 있다. 이로 인해, 벌 화분을 경구로 섭취할 때 생체이용률은 10-15%에 불과한 실정이다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 본 연구진은 이전의 연구에서 습식나노분쇄 기술을 소개하였고 이를 통해 활성성분의 추출률이 약 11배 증가함을 보고하였다. 본 연구에서는 습식나노분쇄를 통해 제조한 나노화 벌 화분의 안전성을 증명하고자 하였다. 먼저, 흰쥐와 비글견에서 단회 투여 독성 시험을 진행하였다. 나노화 벌 화분의 투여 용량은 흰쥐는 5, 10 또는 20 g/kg, 비글견은 1.5, 3 또는 6 g/kg으로 설정하였다. 흰쥐에서는, 10 g/kg 또는 그 이상의 용량을 투여한 동물에서 색변이 관찰되었다. 비글견에서는 6 g/kg 투여군에서 나노화 벌 화분 투여 4시간 후에 설사가 관찰되었다. 그러나, 흰쥐와 비글견 모두에서 뚜렷한 임상증상이 관찰되지 않았으며 안락사 후 부검을 진행한 결과에서도 장기의 이상이 관찰되지 않았다. 다음으로 나노화 벌화분의 유전독성을 복귀돌연변이시험, 염색체이상시험 및 소핵시험을 이용하여 확인하였다. 소핵시험에서는 시험에 사용한 최대용량인 2,000 mg/kg에서도 독성이 발견되지 않았다. 마찬가지로 복귀돌연변이시험과 염색체이상시험에서는 실험에 사용된 최고 농도에서도 독성을 나타내지 않았다. 종합하면 나노화 벌 화분은 본 실험에서 설정한 최고 용량인 20 g/kg/day의 용량까지는 매우 안전한 것으로 판단되며 이러한 결과는 나노화 벌 화분을 기능성 식품 또는 천연물 의약품으로 개발하는 데 중요하게 이용될 것으로 기대된다. Bee pollen has an outer wall which is resistant to both acidic and basic solutions and even the digestive enzymes in the gastrointestinal tract. Therefore, the oral bioavailability of bee pollen is only 10-15%. A previous study reported on wet-grinding technology which increased the extraction of active ingredients from bee pollen by 11 times. This study was designed to investigate the safety of wetground bee pollen. First, a single dose of wet-ground bee pollen was tested in both rats and beagle dogs at dosages of 5, 10, and 20 g/kg and 1.5, 3, and 6 g/kg, respectively. In rats, compound-colored stools were found in those administered 10 g/kg or more of wet-ground bee pollen. In beagle dogs, 6 g/kg of wet-ground bee pollen induced diarrhea in one male for four hours. However, no obvious clinical signs were found through the end of the experiment in rats and beagle dogs. In addition, no histological abnormality was found in all animals. The data indicates that a single dose of up to 20 g/kg of wet-ground bee pollen is safe. Next, the genetic toxicity of nano-sized bee pollen was tested. This study employed a bacterial reverse mutation test, a micronucleus assay, and a chromosomal aberration assay. In the micronucleus assay, there was no genetic toxicity up to the dosage of 2 g/kg. There was also no genetic toxicity in the bacterial reverse mutation test and chromosomal aberration assay. This data provides important information in developing nano-sized bee pollen into more advanced functional foods and herbal medicines.

금전초 추출물의 피부장벽 강화 및 보습능 평가

강현본(Hyun Bon Kang),최윤식(Yun Sik Choi),박지아(Jia Bak),장영아(Young Ah Jang) 한국문화융합학회 2020 문화와 융합 Vol.42 No.12

화장품의 합성 화학물질들로 인한 부작용 때문에 친환경적이고 적은 독성을 가지는 천연물들에 대한 연구가 증가하고 있다. 피부 미백 또는 항주름 효과를 가지는 화장품 소재에 관한 연구들이 주를 이루었고 최근에는 피부장벽을 보호하는 천연물에 관한 연구가 등장하기 시작했다. 피부장벽의 붕괴는 건피증 뿐만 아니라 염증을 유발하며 이는 아토피와 같은 피부질환을 야기하기도 한다. 금전초는 항염증과 항산화 효과가 있어 이러한 피부질환으로부터 보호하는 효과가 있을 것으로 기대한다. 따라서 본 연구에서는 금전초가 피부장벽을 보호하는 효과에 대해서 평가하였다. 먼저 우리는 금전초 에탄올 추출물의 항산화 효과를 확인하였고 ascorbic acid와 유사한 항산화 효과를 보였다. 또한 금전초는 인간 각질형성세포에서 LDH release를 농도 의존적으로 감소시켰다. 더욱이, 에탄올 추출물은 인간 각질형성세포에서 filaggrin과 HAS2의 발현을 증가시켰다. 종합적으로, 이러한 결과들은 금전초 에탄올 추출물이 피부장벽 보호를 위한 화장품 소재로서 잠재력을 가지고 있음을 시사한다. Because of the adverse effects of synthetic chemical ingredients in various commercial products, natural compounds that are eco-friendly and have a lower toxicity have been recently used in the preparation of cosmetic products. In particular, skin-whitening or anti-wrinkle cosmetic products have been developed from eco-friendly raw materials, and recently, products based on natural compounds for skin barrier protection have been introduced. Disruption of the skin barrier causes xerosis as well as inflammation, resulting in skin disorders such as atopic dermatitis. Lysimachia christinae Hance is known to have anti-inflammatory and antioxidant activities, and is, thus, expected to have beneficial effects on skin disorders. This study was conducted to investigate the beneficial effect of Lysimachia christinae Hance on the protection of the skin barrier. It was observed that the ethanolic extract of Lysimachia christinae Hance exhibited an antioxidant effect, and its anti-oxidant potency was comparable to that of ascorbic acid. In addition, the ethanolic extract dose-dependently reduced the LDH release in cultured human keratinocytes. Furthermore, the ethanolic extract significantly increased the expression of filaggrin and HAS2 in cultured human keratinocytes. The experimental results of this study confirmed that the ethanolic extract of Lysimachia christinae Hance has considerable potential as a cosmetic ingredient for skin barrier protection.