Prototypes of Panaxadiol and Panaxatriol Saponins Suppress LPS-mediated iNOS/NO Production in RAW264.7 Murine Macrophage Cells

Jin-Ik Kim(김진익),Nandintsetseg Narantuya(난딘셋세그 나르나투야),Yong-Won Choi(최용원),Dae-Ook Kang(강대욱),Dong-Wan Kim(김동완),Kyoung Lee(이경),Sung-Ryong Ko(고성룡),Ja-Young Moon(문자영) 한국생명과학회 2016 생명과학회지 Vol.26 No.12

본 연구는 RAW264.7 세포에서 lipopolysaccharide (LPS) 처리에 의한 염증매개인자의 유도에 대한 고려인삼 사포닌 분획인 20(S)-protopanaxadiol saponins (PDS)과 20(S)-protopanaxatriol saponins (PTS)의 조절효능을 탐구하였다. 이를 위해 RAW264.7 세포에 PDS 또는 PTS를 150 μg/ml의 농도로 LPS (10 μg/ml) 처리 이전이나 처리 이후 또는 LPS와 동시에 처리하였으며, 처리된 세포에서 nitric oxide (NO)의 방출량, 유도성 nitric oxide synthase (iNOS) 및 cyclooxygenase-2 (COX-2)의 발현 량을 분석하였다. PDS에 비하여 PTS는 RAW264.7 세포에 LPS와 동시에 처리하여 24시간 동안 배양했을 때 LPS 처리에 의해 유도된 NO의 생성을 강하게 감소시켰다. RAW 264.7 세포에 LPS (10 μg/ml)를 2시간 동안 처리한 후에 PDS 또는 PTS를 150 μg/ml 농도로 24시간 동안 처리하면 두 인삼 사포닌 성분 모두 NO의 생성을 강하게 감소시켰다. RAW264.7 세포에 PDS 또는 PTS를 150 μg/ml농도로 2시간 동안 처리한 후에 LPS (10 μg/ml)를 24시간 동안 처리했을 경우에도 두 인삼 사포닌 성분 모두 LPS 처리에 의해 유도된 NO 생성을 강하게 감소시켰다. LPS 처리에 의한 NO 생성을 저해하는 효과는 PDS에 비하여 PTS가 더 강하게 나타났다. PDS와 PTS 모두 150 μg/ml 처리농도에서 LPS (10 μg/ml)처리에 의해 유도된 iNOS와 COX-2의 발현 역시 상당히 감소시켰다. 따라서 본 연구의 결과는 RAW264.7 대식세포에서 PDS와 PTS 두 인삼 사포닌 성분은 LPS 처리에 의한 염증활성화에 강한 억제효과를 가지고 있음을 의미하며, 전염증성 효소인 iNOS와 COX-2 발현의 감소조절을 통하여 NO의 생성을 억제함으로써 항 염증효과가 나타남을 제시한다. This study was performed to investigate the modulatory effects of two prototypes of Panax ginseng saponin fractions, 20(S)-protopanaxadiol saponins (PDS) and 20(S)-protopanaxatriol saponins (PTS), on the induction of inflammatory mediators in lipopolysaccharide (LPS)-treated RAW264.7 murine macrophage cells. For this purpose, RAW264.7 cells were treated with LPS (10 μg/ml) before, after, or simultaneously with PDS or PTS (150 μg/ml), and the released level of nitric oxide (NO) and expression levels of inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase-2 (COX-2) were evaluated. When RAW264.7 cells were treated with LPS and ginseng saponin fractions simultaneously for 24 hr, PTS, compared to PDS, more strongly attenuated the NO production induced by LPS treatment. When the cells were pretreated with LPS for 2 hr followed by PDS or PTS treatment for 24 hr, both ginseng saponins strongly reduced NO release. The pretreatment of RAW264.7 cells with PDS or PTS for 2 hr followed by LPS treatment for 24 hr significantly attenuated the LPS-induced production of NO. PTS showed stronger inhibitory potency to NO generation than PDS. Our western blot experiment showed that both PDS and PTS (150 μg/ml) also significantly down-regulated the expressions of iNOS and COX-2 induced by LPS treatment. Our results suggest that both PDS and PTS possess strong protective effects against LPS-stimulated inflammation and that their protective effects are mediated by the suppression of NO synthesis via down-regulation of pro-inflammatory enzymes, iNOS, and COX-2 in the RAW264.7 cells.

오픈 소스 플랫폼(Open Source Platform)에 기반한 건축 프로젝트 프로세스 특성 연구

김진익(Kim, Jin-Ik),유명희(Yoo, Myoung-Hee) 대한건축학회 2015 대한건축학회 학술발표대회 논문집 Vol.2015 No.-

Antioxidant Activities of Peucedanum insolens Kitagawa Root Extracts and Their Anti-inflammatory Effects on LPS-treated RAW264.7 Cells

Jin-Ik Kim(김진익),Yong-Won Choi(최용원),Geun-June Choi(최근준),Ji-An Kang(강지안),In-Young Lee(이인영),Nandintsetseg Narantuya(나란투야 난딘셋세그),Myong-Seok Oh(오명석),Sik-Jae Cho(조식제),Ja-Young Moon(문자영) 한국생명과학회 2021 생명과학회지 Vol.31 No.1

본 연구는 Peucedanum insolens Kitagawa 뿌리의 여러 유기용매 분획물에 대한 항산화 활성과 LPS 처리된 RAW264.7 세포에서 항염증 효과를 조사하기 위해 수행되었다. 이 연구를 위해 P. insolens Kitagawa 뿌리를 먼저 실온에서 1 주일 동안 건조하여 잘게 썰고 70% 에탄올로 추출한 다음 hexane, chloroform, ethyl acetate 및 물로 연속적으로 분획하였다. DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 라디칼 소거능 분석과 total polyphenol 및 total flavonoid 함량을 측정하여 유기용매 분획물의 항산화 활성을 평가했다. RAW264.7 세포에서 iNOS, COX-2, IL-1β 및 IL-6과 같은 염증 매개 유전자의 발현 억제 수준을 측정하여 분획의 항 염증 효능을 평가했다. 본 연구 결과는 P. insolens Kitagawa 뿌리의 ethyl acetate 분획물이 상대적으로 높은 함량의 total flavonoid (34.08±1.68 μg QE/mg)와 total polyphenol (154.1±3.2 μg의 GE/mg)을 함유하고 있음을 분명히 보여주었다. DPPH 분석 결과 P. insolens Kitagawa는 ethyl acetate 분획에서 강력한 자유 라디칼 소거 활성을 가지고 있음을 보여주었다. Ethyl acetate 분획 및 hexane 분획은 모두 RAW264.7 세포에서 24시간 동안 LPS (1 μg/ml) 처리에 의해 유도된 산화질소 생성에 대해 강력한 억제력을 나타냈다. 본 연구결과는 또한 P. insolens Kitagawa의 hexane 분획 및 ethyl acetate 분획 모두 RAW264.7 세포에서 24시간 동안 LPS 처리에 의해 과발현된 iNOS, IL-1β 및 IL-6의 mRNA 수준을 강력하게 억제하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 P. insolens Kitagawa가 항 염증 활성에 강한 효능을 가진 화합물을 포함할 수 있음을 시사한다. 염증 조절에 대한 P. insolens Kitagawa 분획물의 더 자세한 효과를 이해하기 위하여 이 분획물이 cytokine 신호 전달 경로 및 염증 신호 경로에 대한 조절작용과 같은 추가적인 작용기전 연구가 필요하다. This study was performed to investigate the antioxidant activities of subfractions of Peucedanum insolens Kitagawa root in various organic solvents and their anti-inflammatory effects on LPS-treated RAW264.7 cells. First, P. insolens Kitagawa roots were dried at room temperature for one week, chopped, and extracted with 70% ethanol. The resulting extracts were successively sub-fractionated with hexane, chloroform, ethyl acetate, and water. The antioxidant potential of the fractions was evaluated using a DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) radical scavenging assay and by measuring total polyphenol and flavonoid contents. The anti-inflammatory potency of the fractions was evaluated by measuring the inhibition levels of the expressions of inflammatory-mediated genes and proteins (e.g., iNOS, COX-2, IL-1β, and IL-6) in RAW264.7 cells. The results clearly showed that the ethyl acetate fraction of the P. insolens Kitagawa root contained relatively high total flavonoid (34.08±1.68 μg of quercetin equivalents per mg) and total polyphenol (154.1±3.2 μg of gallic acid equivalents per mg) contents. The DPPH assay results showed that the P. insolens Kitagawa root possessed strong free radical scavenging activity in the ethyl acetate fraction. Both the ethyl acetate and hexane fractions showed strong inhibitory potencies to nitric oxide production induced by lipopolysaccharide (1 μg/ml) treatment for 24 hr in RAW264.7 cells. The results also showed that both the hexane and ethyl acetate fractions of the P. insolens Kitagawa root strongly inhibited mRNA levels of iNOS, IL-1β, and IL-6, which were overexpressed by LPS treatment for 24 hr in the RAW264.7 cells. These results suggest that P. insolens Kitagawa root may contain compounds that possess strong potency for anti-inflammatory activity. Further studies are needed to discover more detailed modes of action of P. insolens Kitagawa root fractions against inflammation modulation, such as the regulation of cytokine signaling and inflammatory signaling pathways.

Hsp70와 IKKγ에 의한 NF-κB 활성억제의 상승효과

김미정(Mi Jeong Kim),김가혜(Ka Hye Kim),김문정(Moon Jeong Kim),김진익(Jin Ik Kim),최혜정(Hye Jung Choi),문자영(Ja Young Moon),주우홍(Woo Hong Joo),김동완(Dong Wan Kim) 한국생명과학회 2016 생명과학회지 Vol.26 No.9

NF-κB는 anti-apoptotic gene을 유도하는 전사인자로서 대부분의 세포의 생존에 필요하다. 그러나 NF-κB가 많은 종류의 암세포에서 지속적으로 과다 활성화됨이 알려지면서 NF-κB의 활성억제가 암의 예방과 치료에 유효하다는 점이 알려지게 되었다. 한편, Hsp70가 NF-κB의 활성을 조절한다는 사실이 알려지면서 Hsp70를 이용한 암예방과 치료가 주목받게 되었으나 아직 Hsp70에 의한 NF-κB의 활성조절기전은 명확하지 않다. 본 연구에서는 Hsp70에 의한 NF-κB의 활성조절과정에서 IKK complex의 구성성분인 IKKγ의 역할을 검토하였다. IKKγ의 wild type과 deletion mutants를 이용하여 Hsp70와 관련된 NF-κB의 활성조절을 연구한 결과 Hsp70는 NF-κB의 활성화를 억제하였으며, 이러한 억제효과는 IKKγ가 과발현되었을 때 더욱 증가하였다. 또한 IKKγ의 N-말단의 IKKβ결합부위와 C-말단의 Leucine zipper 및 Zinc finger부위는 Hsp70와 연관된 NF-κB억제작용에 필요하지 않는 것으로 나타났으며, Hsp70와 IKKγ에 의한 NF-κB의 활성억제는 IκBα의 인산화와 분해를 저해함에 의해 일어나는 것으로 나타났다. 또한 RAW264.7 macrophage세포에서 LPS에 의한 COX-2의 발현유도는 Hsp70와 IKKγ가 동시에 발현 되었을 때 가장 효과적으로 억제되었다. 이상의 결과로부터 Hsp70에 의한 NF-κB의 활성억제작용은 IKKγ에 의해 상승됨을 알 수 있었으며, Hsp70와 IKKγ를 적절히 이용하면 NF-κB의 과다활성에 의해 발생하는 각종 질병의 예방과 치료에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다. NF-κB acts as a critical transcription factor for the survival of cells via the induction of antiapoptotic genes. Constitutive activation of NF-κB in many types of solid tumors suggests that the inhibition of NF-κB might prevent or inhibit tumorigenesis. Although a number of studies demonstrated that Hsp70 regulated NF-κB activity, the exact mechanism is not clear. This study investigated the functional relationship of Hsp70 and IKKγ in the regulation of NF-κB activation using expression plasmids of components of the IKK complex. Wild-type and deletion mutants of IKKγ were expressed together with Hsp70, and the combined regulatory effect of Hsp70 and IKKγ on NF-κB activation was assayed. Hsp70 suppressed the activation of NF-κB in a reporter plasmid assay. Hsp70 also suppressed the phosphorylation and degradation of IκBα. The suppressive effect of Hsp70 on NF-κB activation was synergistically elevated by IKKγ. The N-terminal IKKβ binding site, C-terminal leucine zipper, and zinc finger domains of IKKγ were not necessary for the suppressive effect. Furthermore, Hsp70 and IKKγ synergistically suppressed the induction of COX-2 expression by lipopolysaccharides in RAW264.7 cells. These results suggest that overexpression of Hsp70 and IKKγ may be a strategic method for inhibition of NF-κB and related diseases.

Protective Effect of the Ethyl Acetate-fraction of Methanol Extract of Ophiophogon japonicus on Amyloid beta Peptide-induced Cytotoxicity in PC12 Cells

Ja-Young Moon(문자영),Eun-Sook Kim(김은숙),Soo-Jin Choi(최수진),Jin-Ik Kim(김진익),Nack-Shik Choi(최낙식),Kyoung Lee(이경),Woo-Jin Park(박우진),Young-Whan Choi(최영환) 한국생명과학회 2019 생명과학회지 Vol.29 No.2

Amyloid β-단백질(Aβ)은 알츠하이머 질병의 특징인 노인성 반점의 주요 성분이며 in vivo와 in vitro에서 신경세포를 대상으로 독성효과를 유발한다. 항산화물질과 프로테오글리칸을 포함한 많은 환경인자들에는 Aβ의 독성을 완화하는 물질들이 존재한다. 특히, 천연물질들 중에서 자신은 독성이 없으며, 알츠하이머 환자에게 치료효능을 나타내는 천연화합물들을 순수 분리하는 것은 매우 가치가 있다. 본 연구에서는 소엽맥문동의 메탄올 추출물로부터 에틸아세테이트 유기용매로 분획한 물질(OJEA)을 대상으로 in vitro상에서 신경세포독성 제어효능을 탐색하였다. 본 실험을 위해 PC12 세포주에 Aβ25-35로 유발한 독성에 대한 OJEA 분획물의 억제효능을 MTT 환원법 분석으로 측정하였으며, β-secretase 활성에 대한 OJEA 분획물의 억제효능을 세포기반 β-secretase assay system으로 측정하였다. 또한 PC12 세포에서 Aβ25-35에 의해 유도된 산화적 스트레스에 대한 OJEA 분획물의 억제효과를 지질과산화 분석법으로 수행하였다. 본 연구의 결과는 OJEA 분획물이 PC12 세포에서 Aβ25-35에 의해 유도된 세포독성을 강하게 예방 또는 억제하는 효과가 있음을 확인하였으며, 또한 β-secretase의 활성을 억제함으로써 Aβ의 생성을 완화하는 효과를 예상할 수 있었다. OJEA 분획물은 또한 PC12 세포에서 Aβ25-35에의 노출에 의하여 유도 되는 malondialdehyde (MDA)의 생성을 강하게 억제하였다. 결론적으로, 본 연구의 결과에 의하면 OJEA 분획물에는 Aβ 독성에 대한 신경세포의 보호효능을 함유하는 생리활성물질이 함유되어 있음을 제시한다. Amyloid β-protein (Aβ) is the principal component of senile plaques characteristic of Alzheimer’s disease (AD) and elicits a toxic effect on neurons in vitro and in vivo. Many environmental factors, including antioxidants and proteoglycans, modify Aβ toxicity. It is worthwhile to isolate novel natural compounds that could prove therapeutic for patients with AD without causing detrimental side effects. In this study, we investigated the in vitro neuroprotective effects of the ethyl acetate fraction of methanol extract of Ophiophogon japonicas (OJEA fraction). We used an MTT reduction assay to detect protective effects of the OJEA fraction on Aβ25-35-induced cytotoxicity to PC12 cells. We also used a cellbased β-secretase assay system to investigate the inhibitory effect of the OJEA fraction on β-secretase activity. In addition, we performed an in vitro lipid peroxidation assay to evaluate the protective effect of the OJEA fraction against oxidative stress induced by Aβ25-35 in PC12 cells. The OJEA fraction had strong protective effects against Aβ25-35-induced cytotoxicity to PC12 cells and was strongly inhibitory to β-secretase activity, which resulted in the attenuation of Aβ generation. In addition, the OJEA fraction significantly decreased malondialdehyde (MDA) content, which is induced by the exposure of PC12 cells to Aβ25-35. Our results suggested that the OJEA fraction contained active compounds exhibiting a neuroprotective effect on Aβ toxicity.