사람의 피부 섬유아세포 및 중간엽 줄기세포에서 항산화 활성의 반응에 대한 비교 분석

공지원,박력,박준우,이주영,최연주,문선하,김현지,전병균 한국응용과학기술학회 2019 한국응용과학기술학회지 Vol.36 No.2

The cellular senescence may be due to damage by the reactive oxygen species (ROS). This study has compared the antioxidant activity in the human cell lines of various origins, including 10S and 50S-derived normal skin fibroblasts, and 10S bone marrow, dental tissue and adipose-derived adult stem cells. After being exposed to H 2 O 2 , half inhibitory concentration (IC 50 ) values by cytotoxicity assay was significantly (P<0.05) lower in 50S-derived skin fibroblasts, than in 10S-derived skin fibroblasts and various adult stem cell lines. The cell population doubling time (PDT) and the cell frequency with high senescence associated-β-galactose activity were remarkably increased in 50S-derived fibroblasts exposed to 50 ppm H 2 O 2 for 7 days, than those of 10S-derived fibroblasts and various adult stem cell lines. Further, the expression level of antioxidant-related genes, glutathione peroxidase (GPX) and catalase (CAT), was investigated in 10S and 50S-derived skin fibroblasts, and 10S-derived various adult stem cells by reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). The expression level of GPX was higher in most of cell lines, compared to CAT, and a significantly (P<0.05) higher expression level of GPX was observed in 10S-derived skin fibroblasts and adult stem cell lines, compared to 50S-derived skin fibroblasts. We concluded that old-aged skin fibroblasts seemed to be less resistant against ROS than young-aged skin fibroblasts and adult stem cells. 본 연구는 사람의 다양한 세포주를 이용하여 활성산소종(과산화수소수)이 세포의 노화에 미치는 영향을 비교 조사하였다. 여러 농도의 과산화수소수에 세포주를 일주일 동안 배양하여 MTT 방법 으로 과산화수소수에 대한 세포 성장의 반억제농도를 구하였다. 그 결과, 50대에서 유래하는 피부 섬유 아세포와 10대의 노화 유도 피부 섬유아세포와 비교하여 10대에서 유래하는 피부 섬유아세포에서 과산 화수소수에 대한 반억제농도의 값이 유의적으로 더 높았고, 10대의 피부 섬유아세포보다는 10대의 여러 조직 기원하는 성체줄기세포에서 반억제농도의 값이 유의적으로 더 높게 관찰되었다. 또한, 50 ppm 과산화수소수를 1주일 동안 처리한 후, 50대의 피부 섬유아세포에서 다른 세포주에 비해 세포 성장이 현저히 억제되었고, 노화 관련 베타-갈락토시다아제의 활성이 증가되는 것을 관찰하였다. 또한, 활성산소의 세포 독성을 중화시키는 두 유전자, 글루타티온 과산화효소(GPX)와 카탈라아제(CAT)의 발현을 각세포주에서 조사하였을 때, CAT의 발현은 모든 세포주에서 대체로 낮았지만, GPX 유전자의 발현이 50 대의 피부 섬유아세포보다 10대의 피부 섬유아세포와 성체줄기세포에서 현저히 높게 발현되는 것을 관찰하였다. 이상의 결과에서 활성산소는 세포 노화를 유도하고, GPX의 발현이 높은 10대의 피부 섬유아 세포와 줄기세포보다는 50대의 피부 섬유아세포와 노화된 피부 섬유아세포에서 활성산소종에 대해 더큰 민감성을 가지고 있는 것을 알 수 있었다.

스티렌이 흰쥐의 간 조직 중 항산화계 효소 활성에 미치는 영향

이종렬(Jong-Ryol Lee),김동훈(Dong Hun Kim),이상민(Sang-Min Lee) 한국콘텐츠학회 2021 한국콘텐츠학회논문지 Vol.21 No.4

스티렌은 플라스틱과 같은 생활용품에 광범위하게 사용되며, 건강에 위해를 야기시킬 수 있다. 스티렌이 간 조직 중 항산화계 효소 활성에 미치는 영향을 확인하기 위해 50 mg/kg, 200 mg/kg 및 400 mg/kg 용량을 4일 동안 1일 2회 복강 투여하였다. 혈청 ALT 및 AST 활성 변동은 대조군에 비해 400 mg/kg 투여군에서 각각 약 1.2배 (p<0.05) 및 약 43.3% (p<0.05) 유의하게 증가하였다. 이는 투여용량이 증가할수록 간손상이 심화되었다는 것을 의미한다. MDA 함량 변동은 대조군에 비해 400 mg/kg 투여군에서 약 37.1% (p<0.05) 증가하였고, XO 활성도는 200 mg/kg 투여군에 비해 400 mg/kg 투여군에서 약 15.2% 증가하였고, CYPdAH 활성도는 약 40.4% (p<0.05) 유의하게 증가하였다. 생성된 과잉의 활성산소종을 제거하기 위한 항산화계 효소인 GPx, CAT, SOD 및 GST 활성도는 대조군에 비해 400 mg/kg 투여군에서 각각 약 33.0%(p<0.05), 약 41.2% (p<0.05), 약 47.2% (p<0.05) 및 약 27.6% (p<0.05) 유의하게 감소하였다. GSH 함량은 200 mg/kg 투여군에 비해 400 mg/kg 투여군에서 34.5% (p<0.05) 유의하게 감소하였고, 소모된 GSH 함량은 스티렌과 스티렌 중간대사산물에 의한 것으로 생각된다. 이상의 결과로 보아 스티렌의 대사과정에서 생성된 과잉의 활성산소종과 독성 중간대사산물에 의해 간 손상이 유발되었고, 이는 해독에 관여하는 항산화 효소계와 불균형과 관련이 있을 것으로 생각된다. Styrene is a commercially important chemical used mainly in the production of raw materials and plastics. To determine the effect of styrene on hepatic activities of antioxidant enzymes, styrene was treated to Sprague-Dawley rats at 50 mg/kg, 200 mg/kg and 400 mg/kg (i.p) twice a day for 4 days. There were determined the significantly increased activities of serum AST (aspartate aminotransferase), ALT (alanine aminotransferse), and the increased content of MDA (malondialdehyde) at the dose of 400 mg/kg compared to the control. The hepatic activities of XO (xanthine oxidase) and CYPdAH (cytochrome P450 dependant aniline oxidase) in the dose of 400 mg/kg compared to the dose of 200 mg/kg were more increased, which means the excessive ROS (reactive oxygen species)s were produced during Phase I. In addition, significantly decreased were rates of the hepatic activities of GPx (glutathione peroxidase), CAT (catalase), SOD (superoxide dismutase) and GST (glutathione S-transferase) at the dose of 400 mg/kg compared to the control. And, the group at the dose of 400 mg/kg showed more significantly decreased GSH (glutathione) level than the group at the dose of 200 mg/kg. The decrease in GSH could ascribe to the toxic metabolites of styrene, such as styrene oxide. In conclusion, these results indicate that the excessive ROSs and the toxic metabolites of styrene may result in the hepatotoxicity, and be related to their imbalanced activities for antioxidant enzymes.

비만세포모델에서 저선량방사선의 활성산소종 조절 효과 연구

강수진,주해미,남선영,김차순,양광희,이인경,김지영 대한방사선방어학회 2015 대한방사선방어학회 학술발표회 논문요약집 Vol.2015 No.04

인간 각질세포에서 프로토파낙사트리올의 피부 항광노화 효과

고예은,김경훈,임창진 강원대학교 기초과학연구소 2013 기초과학연구 Vol.24 No.-

인간 각질세포(human keratinocyte HaCat cell line)를 대상으로 하여, 인삼 사포닌의 배당체의 한 종류인 프로토파낙사트리올(protopanaxatriol, PPT)의 피부 항광노화 효능을 구명하였다. 프로토파낙사트리올은 UV-B 조사에 의해 증가된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS) 수준과 matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) 활성을 감소시켰다. 사용된 농도 범위에서 프로토파낙사트리올은 일산화질소(nitric oxide, NO) 수준 및 세포 생존능에는 영향을 주지 않았다. 요약컨대, 프로토파낙사트리올은 활성산소종 및 MMP-2 수준을 낮춤으로써 피부 항광노화 활성을 보유한다.

상피성 난소암 세포주에서 1-Cys Peroxiredoxin의 발현과 Cisplatin에 대한 저항성과의 관계

주원덕 ( Won Duk Joo ),박장호 ( Jang Ho Pak ),김종혁 ( Jong Hyeok Kim ),이신형 ( Shin Hyung Lee ),김대연 ( Dae Yeon Kim ),서대식 ( Dae Shik Suh ),김용만 ( Yong Man Kim ),김영탁 ( Young Tak Kim ),목정은 ( Jung Eun Mok ),남주현 ( Jo 대한산부인과학회 2006 Obstetrics & Gynecology Science Vol.49 No.10

목적: 상피성 난소암 세포주에서 1-Cys peroxiredoxin (Prx)과 cisplatin 저항성의 관계를 연구했다. 연구 방법: 정상 난소 및 상피성 난소암 조직에 1-Cys Prx에 대한 면역조직화학염색을 시행하고 SKOV-3, OVCAR-3, SNU-8에 cisplatin 투여 후 western blot으로 1-Cys Prx를 측정했다. SKOV-3의 cisplatin 투여 후 경과 시간과 투여량에 따른 1-Cys Prx 발현량 및 cisplatin 투여 후 활성산소종 생성과 항산화제 처리시 세포 생존율을 측정했으며 1-Cys Prx를 과발현시키고 cisplatin 투여 후 TUNEL 측정법을 시행했다. 결과: 정상 난소 및 난소암의 상피와 기질에서 1-Cys Prx가 발현되었고 특히 상피세포의 세포질에 강하게 발현되었다. SNU-8과 OVCAR-3는 SKOV-3보다 약 1.5배 더 발현되었고 SKOV-3에 cisplatin 투여 후 48시간 및 cisplatin 3 ㎍/㎖ 투여시 최대발현을 보였다. Cisplatin 투여 후 활성산소종 생성이 증가하였고 항산화제 농도와 세포 생존율 간에 유의한 상관관계를 보였으며 1-Cys Prx 과발현시 cisplatin 투여 후 세포자멸사를 일으키지 않았다. 결론: 상피성 난소암 세포주에서 1-Cys Prx는 cisplatin 저항성을 증가시키는데, 그 기전은 1-Cys Prx의 과발현으로 cisplatin에 의해 생성된 활성산소종이 제거되어 세포자멸사가 일어나지 않기 때문으로 생각된다. Objective: To investigate the relationship between expression of 1-Cys peroxiredoxin (Prx) and resistance to cisplatin in epithelial ovarian cancer cell lines. Methods: Immunohistochemistry of 1-Cys Prx was performed on both normal ovarian tissues and the tissues of epithelial ovarian cancer. Western blot was performed to measure the expression of 1-Cys Prx in SKOV-3, OVCAR-3 and SNU-8 after treatment with cisplatin. Expression of 1-Cys Prx in SKOV-3 was also measured according to both time after treatment with cisplatin and concentration of cisplatin. The generation of reactive oxygen species (ROS) was measured with and without antioxidants in SKOV-3. SKOV-3 was transfected with 1-Cys Prx green fluorescent protein plasmid to overexpress 1-Cys Prx and TUNEL assay was performed after treatment with cisplatin to examine apoptosis. Results: 1-Cys Prx was strongly expressed in both stroma and epithelium of both normal ovary and epithelial ovarian cancer, especially in the cytoplasm of epithelial cells. SNU-8 and OVCAR-3 exhibited about 1.5 fold higher expression than SKOV-3. SKOV-3 showed the peak expression at 48 hours after treatment with cisplatin and in 3 ㎍/㎖ concentration of cisplatin. The generation of ROS was increased after treatment with cisplatin to SKOV-3 and the survival of SKOV-3 against cisplatin was correlated with the concentration of antioxidants (p<0.001). No apoptosis occurred in 1-Cys Prx overexpressed SKOV-3 cells. Conclusion: 1-Cys Prx was shown to increase the resistance to cisplatin in epithelial ovarian cancer cell line. The result suggests that the resistance may be due to overexpression of 1-Cys Prx, which is responsible for removal of ROS generated by cisplatin.

인진쑥 노루궁뎅이 버섯균사체 발효물의 항산화 활성

김승섭,경인구,이미라,김동구,신지영,양진이,이광호,음원식,강정훈 한국유화학회 2014 한국응용과학기술학회지 Vol.31 No.4

노루궁뎅이 버섯균사체(Hericium erinaceum)를 인진쑥(Artemisia capillaris)에 배양하여 조제한 AC-HE 열수 추출물이 생체고분자의 산화적 손상과 세포사멸을 보호할 수 있는 지를 관찰하였다. AC-HE의 항산화 활성을 DPPH radical, ABTS radical, peroxyl radical 소거활성 측정을 통해 알아보았다. 그 결과 DPPH radical 소거활성은 500μg/mL 농도에서 61.73%, ABTS radical 소거활성은 250μg/mL 농도에서 97.39%, peroxyl radical 소거활성은 100μg/mL 농도에서 44.18%로 나타났다. AC-HE은 DNA의 산화적 손상을 효과적으로 억제하였다. 또한 생체고분자물질인 사람의 혈청단백질의 산화적 손상을 억제하였다. 세포에 H2O2를 처리하였을 때 세포생존율에 비하여 발효물을 100μg/mL 농도로 전 처리한 세포생존율은 11.47% 증가했으며, 발효물을 50μg/mL 농도로 처리했을 경우 세포내 ROS의 축적이 유의적으로 감소되었다. 따라서 AC-HE은 항산화 활성뿐만 아니라 산화적 스트레스에 의해 야기되는 세포 독성에 대한 보호 작용이 뛰어난 것으로 사료되었다. The hot water extract from Artemisia capillaris fermented with Hericium erinaceum mycelium (AC-HE) were assessed for the protection against oxidative modification of biological macromolecules and cell death. Antioxidant activity of AC-HE evaluated using 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical, 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) radical and peroxyl radical scavenging assays. AC-HE showed 61.73% DPPH radical scavenging activity at 500μg/mL, 97.39% ABTS radical scavenging activity at 250μg/mL, and 44.18% peroxyl radical scavenging activity at 100μg/mL. AC-HE were shown to significantly inhibited DNA strand breakage induced by peroxyl radical. AC-HE also prevented peroxyl radical-mediated human serum albumin modification. AC-HE effectively inhibited H2O2 induced cell death and significantly increased of the 11.47% cell survival at 100μg/mL. AC-HE also decreased intracellular reactive oxygen species (ROS) levels in H2O2-treated cells. The results suggested that AC-HE can contribute to antioxidant and protected cells from oxidative stress-induced cell injury.

수중 유기오염물질 분해를 위한 오존 나노기포 /초음파 공정에서 활성산소종의 생성

이상빈,박재우 한국퇴적환경준설학회 2023 한국환경준설학회 학술대회논문집 Vol.2023 No.5

초음파와 오존 나노기포를 사용한 수중 유기물 산화 공정에서 활성산소종의 생성을 조사하였다. 다양한 초음파 주파수와 전력 조건에서 공정의 과산화수소 생성을 확인하였다. 초기 pH 4, 7, 10에서 실험을 수행하여 pH가 공정의 과산화수소 생성에 끼치는 영향을 확인하였다. 쿠마린을 화학 프로브로 사용하여 수산화라디칼 생성을 조사하였다. 라디칼 제거제를 투입하고 로다민 B 분해실험을 진행하여 공정의 유기물 산화에 과산화수소와 수산화라디칼이 끼치는 영향을 확인하였다. 초음파는 캐비테이션 효과를 통해 과산화수소를 생성하였다. 오존 나노기포는 산소를 공급하여 과산화수소 생성을 증가시켰다. 생성된 과산화수소는 오존과 함께 Peroxone 공정으로 작용하여 수산화라디칼 생성을 증가시켰다. 공정은 25분 반응에서 99% 이상의 로다민 B 분해를 달성하였으며 초음파와 나노기포의 결합으로 증가된 활성산소종 생성이 오존 공정의 유기물 분해를 개선하는 것을 확인하였다.

인진쑥 노루궁뎅이 버섯균사체 발효물의 항산화 활성

김승섭(Seung-Sub Kim),경인구(Inn-Goo Kyeong),이미라(Mi-La Lee),김동구(Dong-Goo Kim),신지영(Ji-Young Shin),양진이(Jin-Yi Yang),이광호(Gwang-Ho Lee),음원식(Won-Sik Eum),강정훈(Jung-Hoon Kang) 한국유화학회 2014 한국응용과학기술학회지 Vol.31 No.4

The hot water extract from Artemisia capillaris fermented with Hericium erinaceum mycelium (AC-HE) were assessed for the protection against oxidative modification of biological macromolecules and cell death. Antioxidant activity of AC-HE evaluated using 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical, 2,2 -azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) radical and peroxyl radical scavenging assays. AC-HE showed 61.73% DPPH radical scavenging activity at 500μg/mL, 97.39% ABTS radical scavenging activity at 250 μg/mL, and 44.18% peroxyl radical scavenging activity at 100 μg/mL. AC-HE were shown to significantly inhibited DNA strand breakage induced by peroxyl radical. AC-HE also prevented peroxyl radical-mediated human serum albumin modification. AC-HE effectively inhibited H2O2 induced cell death and significantly increased of the 11.47% cell survival at 100 μg/mL. AC-HE also decreased intracellular reactive oxygen species (ROS) levels in H2O2-treated cells. The results suggested that AC-HE can contribute to antioxidant and protected cells from oxidative stress-induced cell injury. 노루궁뎅이 버섯균사체(Hericium erinaceum)를 인진쑥(Artemisia capillaris)에 배양하여 조제한 AC-HE 열수 추출물이 생체고분자의 산화적 손상과 세포사멸을 보호할 수 있는 지를 관찰하였다. AC-HE의 항산화 활성을 DPPH radical, ABTS radical, peroxyl radical 소거활성 측정을 통해 알아보았다. 그 결과 DPPH radical 소거활성은 500 μg/mL 농도에서 61.73%, ABTS radical 소거활성은 250μg/mL 농도에서 97.39%, peroxyl radical 소거활성은 100 μg/mL 농도에서 44.18%로 나타났다. AC-HE은 DNA의 산화적 손상을 효과적으로 억제하였다. 또한 생체고분자물질인 사람의 혈청단백질의 산화적 손상을 억제하였다. 세포에 H2O2를 처리하였을 때 세포생존율에 비하여 발효물을 100 μg/mL농도로 전 처리한 세포생존율은 11.47% 증가했으며, 발효물을 50 μg/mL 농도로 처리했을 경우 세포내 ROS의 축적이 유의적으로 감소되었다. 따라서 AC-HE은 항산화 활성뿐만 아니라 산화적 스트레스에 의해 야기되는 세포 독성에 대한 보호 작용이 뛰어난 것으로 사료되었다.

버섯균사체 발효 뽕잎 추출물의 항산화 활성

강정훈(Jung Hoon Kang) 한국유화학회 2017 한국응용과학기술학회지 Vol.34 No.4

본 연구에서는 뽕잎(Morus alba)을 노루궁뎅이 버섯균사체(Hericium erinaceum)로 발효시킨 열수 추출물(MA-HE)의 항산화 활성을 확인하고자 하였다. MA-HE의 항산화 활성을 DPPH radical, ABTS radical 소거활성 측정을 통해 알아보았다. 그 결과 DPPH radical 소거활성은 500 μg/mL 농도 에서 61.73%, ABTS radical 소거활성은 250 μg/mL 농도에서 97.39%로 나타났다. MA-HE은 DNA 의 산화적 손상을 효과적으로 억제하였다. 또한 생체고분자물질인 사람의 혈청단백질의 산화적 손상을 억제하였다. 세포에 H 2 O 2 를 처리하였을 때 세포생존율에 비하여 발효물을 100 μg/mL 농도로 전 처리한 세포생존율은 8% 증가했으며, 발효물을 50 μg/mL 농도로 처리했을 경우 세포 내 활성산소의 축적이 유의적으로 감소되었다. 본 연구 결과는 MA-HE이 항산화 활성을 가지고 있으며 산화적 스트레스에 의해 야기되는 세포 독성에 대한 보호 작용도 뛰어난 것으로 사료되었다. In this study, the hot water extract from Mulberry (Morus alba) Leaves fermented with Hericium erinaceum mycelium (MA-HE) was assessed for antioxidant activity. Radical scavenging activity of MA-HE evaluated using 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) radical and 2,2 -azino-bis(3-ethyl-benzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS) radical. MA-HE showed 63% DPPH radical scavenging activity at 500 μg/mL and 98.27% ABTS radical scavenging activity at 250 μ g/mL. MA-HE was shown to significantly inhibited DNA strand breakage induced by free radical. MA-HE also inhibited free radical-mediated human serum albumin modification. MA-HE effectively inhibited H 2 O 2 induced cell death and significantly increased of the 8% cell survival at 100 μg/mL. MA-HE decreased intracellular reactive oxygen species (ROS) levels in H 2 O 2 -treated cells. The results suggested that MA-HE can contribute to antioxidant and protected cells from oxidative stress-induced cell injury.

Accumulation of Soluble Solids and Activation of Antioxidant Enzymes by Deficit Irrigation in Fresh Tomato Fruits

Nam Jun Kang(강남준),Myeong Whan Cho(조명환),Kyung Hee Kang(강경희) 한국원예학회 2009 원예과학기술지 Vol.27 No.3

관수개시점을 적용하여 관수량을 조절한 결과, 과실의 평균 무게는 -20㎪ 처리구의 246g에 비해 -30과 -40㎪처리구에서는 각각 12.2%와 25.2% 감소하였고 과실의 건물률은 -20㎪ 처리구의 4.23%에 비해 각각 35.5%와 84.4% 증가하였다. 과실의 당 함량은 -20㎪ 처리구의 생체 1g 당 28.98mg에 비해 -30과 -40㎪ 처리구에서는 각각 27.6%와 57.8%가 증가하였다. 토마토 과실의 주된 유기산은 구연산으로 분석되었는데, -20㎪ 처리구의 구연산 함량은 생체 1g 당 3.13mg인데 비해 -30과 -40㎪ 처리구에서는 각각 27.0%와 60.7% 증가하였다. 관수량 조절에 따른 토마토 과실의 항산화효소 활성에서도 처리간 차이가 뚜렷하였는데, -20㎪ 처리구의 SOD, POD, PPO 및 G6PDH의 활성은 수분 후 50일경에 가장 높은 활성을 보인 반면 -30과 -40㎪ 처리구에서는 각각 수분 후 40일과 30일경에 가장 높은 활성을 보였다. The effects of deficit irrigation on the accumulation of soluble solids and activation of antioxidant enzymes in fresh tomato (Lycopersicon esculentum Mill) fruits were investigated. Although fruit weight was reduced by deficit irrigation, dry matter was significantly increased. Deficit irrigation significantly increased sugars and organic acids compared with the normal irrigation. Content of hexoses (glucose and fructose) in fruits of moderate deficit-irrigated (MDI, -30 ㎪) and severe deficit-irrigated (SDI, -40 ㎪) plants was higher as 127.6% and 157.8% than those in fruit of normal-irrigated (NI, -20 ㎪) plants. Content of citric acid was significantly increased to 127.0% and 160.7% by MDI and SDI compared with the fruit of NI plants, respectively. Activation of antioxidant enzymes exhibited differential patterns in terms of specific and gel activity by irrigation levels through developmental stages. The specific and gel activities of SOD, POD, PPO and G6PDH in fruits of NI plants were activated 50 d at ripening stage after anthesis. However, both activities of these antioxidant enzymes are activated as early as 10 d and 20 d by MDI and SDI treatment, respectively. These results suggest that accumulation of soluble solids by deficit irrigation is associated with activation of antioxidant enzymes, and its activation seems to play a critical role in the restriction of fruit size and acceleration of ripening.