엽산 수용체 발현 암세포 표적용 HBED-CC-EDBE-엽산 합성에 관한 연구

최평석 동국대학교 2015 국내석사

양전자 방출 핵종인 Ga-68은 방사성동위원소 발생장치 (Radioisotope Generator)를 통해 쉽게 생산이 가능하고 반감기는 68분이며 양전자 소멸반응에 의해 생성된 감마 에너지를 이용해 양전자방출단층촬영술 (Positron Emission Tomography, PET) 진단에 쓰인다. 양기능성 킬레이트인 HBED-CC (N,N′-bis[2-hydroxy-5-(carboxyethyl) benzyl] ethylenediamine-N,N′-diacetic acid)는 Ga-68과 표지 시 기존에 사용 되었던 DOTA (1,4,7,10-Tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid), NOTA (1,4,7-triazacyclononane-1,4,7-triacetic acid) 킬레이트 보다 구조적 안정성과 반응성이 높고 암세포 섭취율과 혈류 내 제거 속도가 더 뛰어난 것으로 보고된 바 있다. 엽산 수용체 (Folate receptor)는 주로 유방암, 자궁암, 직장암, 난소암 세포의 외벽에 발현되어 있는데 비타민의 한 종류인 엽산 (Folic acid)과 특이적으로 결합한다. 따라서 양기능성 킬레이트인 HBED-CC의 말단 카복실기에 엽산을 결합 시키면 Ga-68이 암세포에 특이적으로 전달되어 PET측정이 가능하고 높은 안정성과 암세포 섭취율을 바탕으로 보다 우수한 영상을 얻을 수 있을 것이라고 판단된다. 이에HBED-CC 양기능성 킬레이트제를 합성하고 엽산을 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide (EDC), N-hydroxysuccinimide (NHS)를 이용한 반응을 통해 컨쥬게이션 시켰고 친수성을 높이기 위해 polyethylene glycol 유도체 (2,2’-(ethylenedioxy)-bis-(ethylamine) (EDBE))를 도입하여 전구체 HBED-CC-EDBE-엽산을 합성하였다. 합성 여부는 NMR, HPLC, FAB-MS, 원소 분석을 통해 확인 하였다. Gallium-68 is known as positron emission radiometal produced easily in 68Ge/68Ga generator with a half life of 68 min hence, suitable for PET diagnosis. Ga3+ is hard acid so rapidly formed with hard base donor ligand. Bifunctional chelate HBED-CC N,N′-bis[2-hydroxy-5-(carboxyethyl)benzyl] ethylenediamine-N,N′-diacetic acid) was studied that stability, kinetics, renal clearance, tumor cell uptake are higher than DOTA, NOTA. In this study conjugated folic acid to target folate receptor expressed various cancer cells such as ovarian, breast, colorectal, renal, nesopharyngeal, cervical was used because Folic acid has an affinity with folate receptor. We synthesized precursor HBED-CC-EDBE-Folate using EDC/NHS reaction between folate and HBED-CC and introduced EDBE of small molecular PEG for raising hydrophilicity. The result of Its synthesis was characterized by spectroscopy like NMR, HPLC, FAB-MS. According to these properties, this precursor is prospected for PET diagnosis agent with Ga-68 and expected specific cell uptake, superior biodistribution, acquisition of sensitive PET image. Finally we will try to label Ga-68 in the precursor and be scheduled to conduct cell uptake for overexpressed folate receptor, biodistribution, measuring PET imange.

임신부와 수유부의 엽산섭취량이 혈청 엽산농도에 미치는 영향에 관한 연구

강명화 숙명여자대학교 1992 국내석사

엽산은 임신부와 수유부에게 매우 중요한 영양소로 이 기간 중에 엽산의 필요량이 증가하며 임신, 수유중 엽산의 부족은 빈혈, 저체중아, 조산아의 발생과 관계있는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 우리나라 임신부와 수유부의 혈청 엽산농도에 대한 자료를 얻고자 임신부 61명, 수유부 25명, 대조군 27명 총 123명을 대상으로 실시되었다. 총 123명의 대상자 중 엽산섭취량과 혈청 엽산농도에 대한 정보가 있는 임신부 26명, 수유부 25명, 그리고 대조군 17명을 대상으로 엽산섭취 수준과 혈청 엽산농도와의 상관관계를 분석하였다. 조사대상자의 엽산섭취량은 식품섭취 빈도 조사표에 의해 추정하였고, 엽산영양제 북용 여부도 조사했으며 혈청 엽산농도는 미생물학적 방법을 이용하여 분석하였다. 임신부의 일일 평균 엽산섭취량은 전기의 경우 245.8㎍, 후기의 경우 407.9㎍였다. 수유전후기 수유부의 일일 평균 엽산섭취량은 각각 396.8㎍, 419.0㎍였다. 대조군의 일일 평균 엽산섭취량은 139.5㎍였다. 임신부, 수유부의 엽산섭취량이 대조군의 섭취량에 비해 월등히 높은 이유는 이들의 1/3가량이 엽산을 포함한 영양제를 복용하고 있었기 때문이었다. 그러나 엽산영양제를 보충하지 않는 임신부, 수유부의 엽산섭취량은 각각 160.0㎍, 143.4㎍으로 비슷한 수준으로 식품섭취 만으로는 임신과 수유기간 중 엽산의 필요량을 충족시키기에 매우 부족한 것으로 나타났다. 높은 엽산섭취량에도 불구하고 임신부와 수유부의 혈청 엽산농도는 대조군에 비해 유의적으로 낮았다. 평균 혈청 엽산농도는 임신부의 경우 5.42ng/ml, 수유부의 경우는 4.14ng/ml 이었는데 반해 대조군의 평균 혈청 엽산농도는 7.06ng/ml였다. 임신부 26%, 수유부 36%, 대조군 40%가 혈청 엽산농도 3ng/ml 이하로 Herbert의 기준에 의한 거대적아구성 빈혈환자인 것으로 나타났다. 엽산섭취량과 혈청 엽산농도 사이에는 임신전기와 대조군에 있어 유의적인 상관관계가 있었다(p<0.05). 임신과 수유중에는 적당한 혈청 엽산농도를 유지하기 위해 식품을 통한 엽산섭취의 증가와 아울러 엽산영양제 보충이 필수적인 것으로 보인다. This study was carried out to determine dietary folate intake and serum folate levels of pregnant, lactating and nonpregnant adult women(control). Folate intake data were collected by food frequency questionnaire method and serum folate concentrations were analyzed microbiologically. The mean daily folate intakes were 326.9㎍ for pregnant women, 407.9㎍ for lactating women, and 139.5㎍ for nonpregnant adult women. The mean serum folate concentrations were 5.42ng/ml for pregnant women, 4.14ng/ml for lactating women, and 7.06 ng/ml for nonpregnant adult women. The survey showed that 42% of the pregnant women, 36x of the lactating women were taking folate containing vitamin supplements voluntarily. It was also found that for both pregnant and lactating subjects more than help of their folate intake was provided by folate containing vitamin supplements. Folate supplementation might be necessary to all pregnant and lactating women to insure optimum folate nutrition and to prevent a decline serum folate concentration.

가임기 여성의 엽산에 대한 인식 및 섭취실태에 관한 연구

이나혜 중앙대학교 의약식품대학원 2016 국내석사

올바른 엽산영양상태는 태아의 신경관손상증 예방 등 선천기형을 예방할 수 있지만 우리나라는 출산 전 가임기 여성들과 임신 및 출산에 대비한 건강관리는 아직까지 미흡하다. 따라서 본 연구는 가임기 여성을 대상으로 엽산의 인식정도 및 섭취실태를 파악하여 엽산의 섭취 제안과 교육방향을 제시하고자 하였다. 20~40대 가임기 여성 163명을 대상으로 엽산에 대한 인식 및 섭취실태에 대한 설문조사를 실시하였다. 조사결과 연구대상자 중 기혼 69.9%로 기혼이 많은 것에 비해 자녀가 있는 여성이 36.2%로 낮은 비율이고 첫째아이를 낳은 나이가 30대 61.0%로 초산이 늦고 낮은 출산율로 인해 1인 자녀인 가정이 많음을 알 수 있었다. 엽산보충제 복용계획 기간이 출산 시까지가 가장 높았다. 이는 학력이 높을수록 직장을 가진 여성이 많아 수유를 할 수 있는 여건이 좋지 않기 때문에 모유를 먹이는데 어려움이 있어 모유수유를 계획하지 않거나 엽산보충제 복용기간에 대한 지식이 부족한 것으로 추측된다. 엽산보충제의 효능에 대한 인식, 신뢰도 및 복용 후 만족도는 전반적으로 보통수준 이상으로 높게 나타났다. 엽산보충제 구입 시 원료 또는 성분표시를 가장 중요하게 고려하며 구입 장소는 약국 또는 한의원이 구매율이 높았다. 엽산에 대한 지식정도는 정답률이 전체 평균 45.5%로 다소 낮게 나타났다. 엽산보충제의 적절한 섭취시기에 대한 정답률은 교육수준이 높고 임신예정계획이 짧을수록 높았다. 이는 좋은 임신결과를 위해 산전관리와 영양교육을 받는 등 계획적인 임신을 준비의 결과라고 생각된다. 연구 결과 가임기 여성의 엽산 섭취의 인식수준을 높일 수 있는 방안이 필요하다. 다양한 엽산강화식품 개발을 통하여 선택적인 엽산섭취환경을 만들고 국가에서는 고등학교 교육과정에 엽산에 대한 교육시간을 편성하여 의무화 하며, 가임기 여성을 대상으로 체계적인 영양교육 실시 및 캠페인 등 적극적인 홍보가 필요하다. Proper folic acid intake can prevent congenital deformity such as neural tube defect of fetus. However, Korea does not have a sufficient health care of women of childbearing before delivery, pregnancy and delivery. The current research aims to contribute to intake proposal of folic acid and Educational path by analyzing cognitions and intake of folic acid of women of childbearing age before delivery. by analyzing cognitions and intake of folic acid of women of childbearing age before delivery. A survey was conducted to analyze the awareness and amount of intake of folic acid among 163 women in their 20’s to 40’s. As a result, amongst the responders, married women were 69.9% of the total responders, only 39.9% had children, and for 61.0%, the age they had their first child was in their 30’s, leading to a conclusion that age of first childbirth is late and there many mothers only had one child. The planned folic acid intake period was highest at until childbirth. This may represent a paradigm in which the more educated a mother is, the more likelihood the mother has a job, and the less chance the mother has a chance to breastfeed their children, and therefore result in not planning for breastfeeding and lack awareness of folic acid intake. Awareness of folic acid supplement, reliability of the product, and satisfaction after intake appeared to be higher than the normal level. Upon the purchase of folic acid supplement, their most important consideration was the ingredients, or the labeling of ingredients. The place they most frequently bought folic acid supplement was pharmacy or oriental medical clinic. The awareness of folic acid appeared to be low, as the percentage of correct answers was only 45.5%. The percentage of correct answers about the appropriate period of taking folic acid supplement was higher for those women who were more educated, and had a shorter plan of pregnancy. This represents a preparation of planned pregnancy by taking prenatal care and nutrition education for a better result of pregnancy. As a result of the research, there is a need to increase awareness of folic acid intake by women of childbearing age. In a nations, for a highscool course of study, it makes them mandatory for the folic acid school hours and An active publicizing of folic acid by nutrition education for women of childbearing age and campaign is needed, as well as development of various food that can enhance folic acid status, thus creating a alternative folic acid intake environment.

고엽산 생산능 선발 유산균을 이용한 공동 배양과 pH-조절 발효 조건에서의 엽산 생산

두경민 서울대학교 대학원 2014 국내석사

엽산은 수용성 비타민 B군으로, 생체 내에서 아미노산 및 핵산 합성의 필수 성분으로 세포 분화 및 성장에 중요한 역할을 한다. 한국인 엽산 일일 권장량은 200-400 ㎍이며, 임산부는 600 ㎍이다. 본 연구에서는 강력한 엽산 생성능력이 있는 유산균을 선발하여 엽산 생성을 증가시키는 것이 목적이다. 엽산 정량을 위해 엽산 의존성 균주인 Lactobacillus rhamnosus KCTC 3237을 이용한 microbiological assay법을 이용하였다. 유산균으로부터 생성된 엽산의 정성분석을 위해 LC-MS/MS(liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry)을 이용하였다. 총 67 균주의 Bifidobacterium과 Lactobacillus 중 3 균주인 Lactobacillus plantarum Fol 708, Lactobacillus reuteri ATCC 53608, Lactobacillus brevis 651에서 상대적으로 높은 엽산 생성을 확인하였다. 엽산 생성이 확인된 균주 중 가장 높은 생성을 보인 Lactobacillus plantarum Fol 708과 Lactobacillus brevis GABA 100을 1% glutamic acid가 첨가된 배지에서 공동 배양하여 Lactobacillus plantarum Fol 708 단독 배양한 경우와 엽산 생성을 비교하였다. Lactobacillus plantarum Fol 708의 엽산 생성은 단독 배양 조건보다, 공동 배양 조건에서 높은 생성을 확인하였다. 엽산 생성이 우수한 Lactobacillus plantarum Fol 708을 배양 초기부터 pH 조건을 각각 4.5, 5.5, 6.5 로 고정한 후, 각각의 pH에서 엽산 생성을 비교해 본 결과 pH 5.5에서 가장 높은 생성을 확인하였다. 이러한 높은 엽산 생성이 확인된 Lactobacillus plantarum Fol 708을 이용하면, 기존에 널리 연구된 유제품을 이용한 엽산 제품 이외에 한국의 전통 음식인 김치 등의 발효식품을 이용한 제품 계발 및 응용을 통한 엽산 공급의 효과를 기대해 볼 수 있다.

식이 엽산함량이 흰쥐의 혈장 엽산과 homocysteine 수준에 미치는 영향

김연수 梨花女子大學校 大學院 1998 국내석사

Low circulating folate is associated with impaired endothelial function, elevation of C-reactive protein and total homocysteine, and lipid profiles : 혈중 낮은 엽산 농도가 혈관 내피세포 기능 손상, C-반응성 단백질과 호모시스테인 농도의 상승 및 지질 농도에

김혜진 The Graduate School, Yonsei University 2003 국내박사

고호모시스테인혈증은 심혈관계 질환의 독립적인 위험인자로 알려져 왔으며, 엽산 보충을 통해 혈중 호모시스테인 농도를 낮추는 연구가 많이 진행되어 왔다. 그러나 최근 엽산이 호모시스테인 농도의 변화와 독립적으로 심혈관계 질환에 긍정적인 영향을 미친다는 연구가 보고되고 있다. 따라서, 본 연구는 건강한 성인을 대상으로 혈중 엽산 농도가 호모시스테인 농도, 혈관 내피세포의 기능 및 염증성 지표, 다른 심혈관계 질환의 위험요소에 미치는 영향에 대해 살펴보고자 하였다. 또한 이런한 심혈관계 질환의 위험 요소들 간의 상호 작용에 대해 관찰하였다. 총 196명의 대상자를 혈청 엽산 농도의 삼분위수를 기준으로 세 그룹으로 분류하였으며, 각 그룹간의 엽산 농도의 범위는 제1삼분위 (<6nml/L), 제2삼분위 (6~9nmol/L), 제3삼분위 (≥9nmol/L)로 나타났다. 혈장 총 호모시스테인 농도는 제1삼분위 엽산 그룹 (12.4±0.47μmol/L, p=0.000)과 제2삼분위 엽산 그룹 (10.5±0.27μmol/L, p=0.000)에서 제3삼분위 엽산 그룹 (8.94±0.27μmol/L)에 비해 유의적으로 높았고, 제1삼분위 그룹은 제 2삼분위 그룹에 비해 높은 호모시스테인 농도를 나타냈다 (p=0.001). 혈류 매개 혈관 확장 반응은 제3삼분위 엽산 그룹 (8.33±0.68%)이 제1삼분위 엽산 그룹 (5.75±0.68%, p=0.007)과 제2삼분위 엽산 그룹 (6.03±0.54%, p=0.004)에 비해 유의적으로 높았다. 또한 니트로글리세린 매개 혈관 확장 반응은 제3삼분위 엽산 그룹과 제1삼분위 엽산 그룹간의 유의적인 차이 (15.6±1.01% vs 19.9±1.13%, p=0.016)를 보인 반면, 총 NO 농도는 세 군간에 유의적인 차이가 없었다. 한편, C-반응성 단백질은 혈중 엽산 농도가 낮은 그룹 (제1삼분위)에서 증가하는 경향을 나타냈다 (p<0.1). 혈중 지질 농도를 측정한 결과, HDL 콜레스테롤은 제1삼분위 엽산 그룹 (43.2±1.27mg/dl), 제2삼분위 엽산 그룹 (48.2±1.49mg/dl), 제3삼분위 엽산 그룹 (49.5±1.55mg/dl) 순으로 나타났고, 엽산 농도가 낮은 그룹 (제1삼분위)의 HDL 콜레스테롤 농도는 엽산 농도가 중간인 그룹 (제2삼분위) (p=0.042)과 엽산 농도가 낮은 그룹 (제1삼분위) (p=0.007)에 비해 유의적으로 높았다. Apolipoprotein A1도 HDL 콜레스테롤과 유사한 경향을 나타냈다. 즉 엽산 농도가 높은 그룹 (제3삼분위)에서 엽산 농도가 중간인 그룹 (p=0.024)과 낮은 그룹 (p=0.028)에 비해 유의적으로 상승된 apolipoprotein A1 농도 관찰되었다. 혈중 낮은 엽산 농도는 혈장 총 호모시스테인 농도 (p=0.000)와 C-반응성 단백질 농도 (p=0.006)의 상승 및 혈류 매개 혈관 확장 반응 (p=0.000)과 HDL 콜레스테롤 (p=0.001)의 감소와 유의적인 상관관계를 보였다. C-반응성 단백질과 혈장 총 호모시스테인 농도는 혈류 매개 혈관 확장 반응 (p=0.007, p=0.006) 및 HDL 콜레스테롤 (p=0.000, p=0.022)과 유의적인 음의 상관관계를 보여 주었고, HDL 콜레스테롤은 혈류 매개 혈관 확장 반응과 유의적인 양의 상관관계를 나타냈다 (p=0.002). Multiple regression 분석을 통해 혈장 총 호모시스테인 농도에 직접적인 영향을 주는 인자로 남성 (step 1), 엽산 (step 2), HDL 콜레스테롤 (step 3)이 관찰되었고, 혈류 매개 혈관 확장 반응과 C-반응성 단백질의 직접적인 영향 인자는 각각 엽산 (step 1)과 HDL 콜레스테롤 (step 2) 및 HDL 콜레스테롤 (step 1), 나이 (step 2), 엽산 (step 3) 순으로 나타났다. C-반응성 단백질 (step 1)과 흡연 정도 (step 2)는 HDL 콜레스테롤의 독립적인 영향 인자로 나타났다. 본 연구를 통해 건강한 성인에서 혈중 낮은 엽산 농도는 혈장 총 호모시스테인, 혈류 매개 혈관 확장 반응, C-반응성 단백질 및 다른 심혈관계 질환의 위험 요인에 부정적인 영향을 미칠 것으로 보인다. 따라서 혈중 엽산 농도의 상승이 심혈관계 질관의 1차 또는 2차 예방에 효과적일 것으로 사료된다. Objective The purpose of this study was to investigate the effect of serum folate levels on plasma tHcy levels, endothelial function, inflammatory marker, high-sensitivity C-reactive protein (hs-CRP) and other traditional risk factors for cardiovascular disease (CVD) in healthy Koreans. This study also examined the interrelationships between folate, plasma tHcy levels, endothelial function and hs-CRP. Methods and Results Among healthy Koreans, subgroups were divided into three groups (the lowest tertile folate group, folate<6nmol/L, the middle tertile folate group, 6≤folate<9nmol/L and the highest tertile folate group, folate≥9nmol/L)on the basis of serum folate levels, using tertile. Mean plasma tHcy levels (μmol/L) were significantly higher in the lowest tertile group (12.4±0.47, p=0.000) and middle tertile folate group (10.5±0.27, p=0.001) than in the highest tertile group (8.94±0.27), as well as in the lowest tertile folate group than in the middle tertile group (p=0.001). Flow-mediated dilatation (FMD) (%) in the highest tertile folate group is significantly higher than the lowest (8.33±0.68 vs. 5.75±0.68, p=0.007) and the middle (8.33±0.68 vs. 6.03±0.54, p=0.004) tertile folate groups. In the case of NMD, the correlation between the lowest and the highest tertile folate group was found (15.6±1.01 vs 19.9±1.13, p=0.016), whereas no significantdifferences were presented in serum total nitric oxide levels. Serum levels of hs-CRP in the lowest tertile folate group were higher than the highest tertile folate group, but not significantly (p<0.1). HDL cholesterol levels (mg/dl) differed significantlyamong three groups: between the lowest and middle tertile folate groups (43.2±1.27 and 48.2±1.49, respectively; p=0.042) and between lowest and highest tertile folate groups (43.2±1.27 and 49.5±1.55, respectively; p=0.007), but not between middle and highest tertile folate groups (p=0.800). Also, serum levels of apolipoprotein A1 (mg/dl) differed significantly: between the lowest and highest tertile folate groups (134.5±2.50 and 144.2±2.60, respectively; p=0.028) and between middle andhighest tertile folate groups (134.3±2.83 and 144.2±2.60, respectively; p=0.024), but not between lowest andmiddle tertile folate groups (p=0.999). Pearson correlation coefficient was shown among variables. Lower serum levels of folate were seen with increasing plasma tHcy levels (p=0.000), serum hs-CRP levels (0.006). Serum folate levels showed an inverse correlation with FMD (p=0.000) and serum HDL cholesterol levels (p=0.001). Also, serum hs-CRP levels and plasma tHcy levels had a negative relationship with FMD (p=0.007 and p=0.006) and serum HDL cholesterol levels (p=0.000 and 0.022), whereas serum HDL cholesterol levels were positively associated with FMD (p=0.002). In a multiple regression analysis, we found independent relationships between tHcy and male gender (β-coefficient=-0.323, p=0.000), folate (β-coefficient=-0.239, p=0.000) and cigarette smoking (β-coefficient=-0.005, p=0.001). The main independent factors on FMD were folate (β-coefficient=0.337, p=0.006) and HDL cholesterol (β-coefficient=0.111, p=0.012). hs-CRP was independently related with HDL cholesterol (β-coefficient=-0.033, p=0.000), age (β-coefficient=0.032, p=0.000) and folate (β-coefficient=-0.478, p=0.032). HDL cholesterol was also accelerated by male gender (β-coefficient=7.828, p=0.001), hs-CRP (β-coefficient=-2.559, p=0.000) and cigarette smoking (β-coefficient=-0.171, p=0.050). Conclusions The present data showed that low serum folate levels are unfavorably related to tHcy, endothelial function, hs-CRP and other traditional risk factors for CVD in healthy Koreans. The increased serum folate levels may be of potential benefit in the primary and secondary prevention of CVD.

Roles of Folic Acid in Skeletal Muscle Cell Development

황성연 부산대학교 대학원 2017 국내박사

Folic acid is a water-soluble vitamin in the B-complex group, and exogenous intake is required for health, growth and development. As a precursor of cofactors, folic acid is required for one-carbon donors in the synthesis of DNA bases and other essential biomolecules. A lack of dietary folic acid can lead to folic acid deficiency and can therefore result in several health problems, including macrocytic anemia, elevated plasma homocysteine, cardiovascular disease, birth defects, carcinogenesis, muscle weakness, and difficulty walking. Previous studies implied that folic acid might exert a positive effect on skeletal muscle functions. However, the precise roles of folic acid in skeletal muscle differentiation are still poorly understood. In this study, the role of folic acid was investigated by using C2C12 myoblast cells. First, folic acid supplementation to C2C12 cells resulted in increase of formation of multinucleated myotubes, the fusion index, and creatine kinase activity in a concentration-dependent manner. In addition, Western blot analyses revealed that expressions of muscle-specific marker MyHC as well as myogenic regulatory factors, MyoD and myogenin, were increased in folic acid-treated myotubes during myogenic differentiation. Folic acid supplementation stimulated the Akt pathway and this was inhibited by LY294002 in C2C12 cells. This result revealed that Akt was required in mediating the stimulating effect of folic acid supplementation on muscle cell differentiation and fusion. These results indicate that folic acid supplementation stimulates differentiation of C2C12 cells through activation of Akt. Second, the effect of folic acid deficiency on myogenesis in skeletal muscle cells was studied and found that folic acid deficiency induced proliferation inhibition and cell cycle breaking as well as cellular senescence in C2C12 myoblasts, implying that folic acid deficiency influences skeletal muscle development. Folic acid deficiency also inhibited differentiation of C2C12 myoblasts and induced deregulation of the cell cycle exit and many cell cycle regulatory genes. Folic acid deficiency inhibited expression of muscle-specific marker MyHC as well as myogenic regulatory factor (myogenin). Moreover, immunocytochemistry and Western blot analyses revealed that DNA damage was more increased in folic acid-deficient medium-treated differentiating C2C12 cells. Furthermore, folic acid resupplementation reversed the effect on the cell cycle and senescence in folic acid-deficient C2C12 myoblasts but did not reverse the differentiation of C2C12 cells. Altogether, these results suggest that folic acid is necessary for normal development of skeletal muscle cells. 엽산(folic acid)은 비타민B군에 해당하는 수용성 비타민으로서 DNA 합성에 영향을 미치어 세포의 분열과 성장에 중요한 역할을 한다. 엽산은 근육의 기능과 연관이 있다는 보고가 있지만 이와 관련하여 정확한 분자기전과 근육세포 발달 과정에서의 역할에 대해서는 아직 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 엽산이 근육세포의 성장과 분화에 기여하는지와 엽산의 결핍이 근세포 발달에 미치는 영향을 살펴보았다. 첫번째로 생쥐 유래 근육모세포주인 C2C12 세포에 엽산을 처리하여 근육세포의 분화에 상승효과를 나타내는지 조사하였다. 연구 결과, 엽산을 C2C12 세포에 처리하였을 때 농도 의존적으로 근관세포(myotube)의 형성이 증가하였으며, 분화지표로 알려진 크레아틴키나아제(creatine kinase) 활성과 분화 표지인자인 MyoD, myogenin 및 MyHC의 단백질 발현이 대조군에 비하여 증가하였다. 또한 면역형광염색을 통하여 분화된 근관세포의 세포융합지수를 확인한 결과, 엽산의 농도별 처리에 따른 세포융합지수가 증가하였다. 엽산의 근육 형성에 관하여 어떠한 신호전달경로를 통하여 조절되는지를 확인한 연구에서는 Akt/mTOR 신호전달 체계를 통하여 4E-BP1과 p70S6K의 활성을 증가시킴으로서 근세포의 분화를 유도한다는 것을 확인하였다. 따라서 Akt의 저해제인 LY294002를 엽산과 함께 처리한 결과 LY294002가 Akt의 인산화를 억제하였으며, 그에 따라 MyoD, myogenin 및 MyHC의 발현이 감소시킨다는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 통해 엽산은 Akt 세포신호전달 경로를 통하여 C2C12의 세포분화를 유도한다는 것을 확인할 수 있었다. 두번째 연구에서는 엽산의 결핍이 근육 발달에 미치는 영향에 대해 조사한 결과, 세포 성장의 억제, 세포주기 장애, 세포의 노화 유도 및 근세포의 분화 억제가 나타났다. 엽산의 결핍에 따른 근세포 분화 억제에 대해 살펴보기 위하여 분화와 관련된 DNA 손상, 세포주기, 세포주기와 관련된 유전자 변화에 대해 살펴보았다. 연구 결과, 엽산의 결핍에 따라 DNA 손상, sub-G1의 증가 및 세포주기와 관련된 유전자의 조절 이상이 나타났다. 더 나아가 엽산이 결핍된 상태에서 엽산를 재보충하였을 때의 효과를 실험한 결과, 근육 세포의 성장에 있어서 엽산의 재보충은 세포의 재성장 및 정상적인 세포 주기를 보여주었으며, 또한 노화세포의 수가 더 이상 증가하지 않았다. 하지만 근세포의 분화 측면에서 엽산의 재보충은 엽산 결핍에 따른 분화 억제 효과를 막지는 못하였다. 위 결과를 종합해 볼 때 엽산은 정상적인 근육 발달에 중요한 영양성분임을 시사한다.

엽산과 셀레늄이 방사선에 의한 흰쥐 태아의 선천성기형 발생에 미치는 영향

정도영 인제대학교 일반대학원 2018 국내박사

Disasters are accompanied by loss of life, economic damage, and psychological shock. These damages occur even in the event of a radiation disaster. The serious problem with radiation damage is loss of life or genetic changes to the next generation and the effects of birth disorders. In this paper, using to compounds that folic acid which are tested to aid pregnant women and selenium which are antioxidants related to thyroid functions for experiment. Folic acid and selenium compound were orally administered to pregnant rat and irradiated 2 Gy and 13 Gy of radiation. The 2 Gy survey is for the baby rat experiment and 13 Gy survey is for the mother rat's experiment. The mother rat observed changes in blood corpuscle, in the activity of antioxidants and length of the small intestine. And the baby rat observed changes in blood corpuscle, in the activity of antioxidants activity, length of small intestine, and congenital malformation. The total number of 199 rats baby rats were born. In each group, 68 rats of control groups, 34 rats of irradiation group, 59 rats of folic acid and selenium compounds administration group and 38 rats of irradiation group after the administration of folic acid. The number of malformations occurred 2 rats(3%) in the control group, 33 rats(97%) in the irradiated group, 1 rats(2%) in folic acid and selenium administration group and 27 rats(71%) in the folate and selenium administration group. In measuring body length, there was a significant difference between the irradiation group(7.3±0.42 cm) and the irradiation group(8.56±41 cm) after the administration of folic acid(p<0.01). In measuring weight, there was a significant difference between the irradiation group(20.35±4.39 g) and the irradiation group(31.8±5.21 g) after the administration of folic acid(p<0.01). A similar number of hair loss was visual observed in the irradiation group(28 rats) and irradiation group(27 rats) after the administration of folic acid. Visual observation of tail malformations, 1 rat of folic acid and selenium compounds administration group and a significant difference between the irradiation group(13 rats) and the irradiation group(5 rats) after the administration of folic acid(p<0.01). In observation of eye malformations, appeared 3 rats in the radiation group only. On the observation of the loss and defects in the abdominal organs, 3 cases which were loss of left kidney, and 7 cases which were a full gas in the digestive tract. The brain's weight measurement could not find any significant difference in any of the experimental group. The weight of the spleen showed a significant difference between the irradiation group and the irradiation group after folic acid and selenium administration(p<0.05). Observation in maternal rat’s blood corpuscle in folic acid and selenium administration, lymphocyte counts were significantly higher than in the irradiation group at 1 day after irradiation(p<0.01). And, on the 3 days after irradiation, neutrophil counts were significantly higher than in the irradiation group(p<0.05). in addition, there were a significant difference in lymphocyte, neutriphil and platelet counts of the baby rats(p<0.05). In the measurement of the activity of SOD (superoxide dismutase) as an antioxidant, SOD activity was higher in both maternal(369.90 unit/ml of blood) and baby rats(366.66 unit/ml of blood) than irradiation group(254.34, 270.54 unit/ml of blood). In the measurement of the length of the villus from which the jejunum was extracted, the length of the small villus was longer in both maternal(487.34±67.2 ㎛) and baby rats(442.65±17.42 ㎛) than irradiation group(342.78±18.63 ㎛, 316.1±18.43 ㎛). Results of cerebral cortex observations performed to assess the intelligence, senses, and motor abilities of the baby rat are as follows. The cortical thickness of the irradiated group was thin(0.99±0.003 mm). On the other hand, after the administration of the folic acid and selenium compound, the irradiation group was close to a relatively normal value(1.13±0.005 mm). Studies have shown that folic acid and selenium compounds reduce the disturbance caused by radiation. Rat embryos were also found to reduce the incidence of abnormalities and impediments by irradiation. Therefore, folic acid and selenium are thought to reduce the occurrence of congenital malformations by radiation, thereby partially protecting the fetus from radiation disasters. 재난이 발생하면 인명 상실, 경제적 피해, 심리적 충격을 동반한다. 방사선에 의한 재난이 발생하여도 이러한 피해가 발생한다. 방사선의 피해가 심각하게 문제가 되는 이유는 인명 상실이나 다음 세대에 미치는 유전적 변화 및 선천성장해 영향이라고 할 수 있다. 본 논문에서는 임산부에 도움이 되는 엽산과 갑상선 기능에 관계된 항산화제인 셀레늄 화합물에 대하여 실험하였다. 엽산과 셀레늄 화합물을 임신한 흰쥐(Sprague Dawley rat)에 경구 투여한 후 신생 흰쥐의 실험을 위하여 2 그레이(Gray, 이하 Gy로 표기)를 조사하고, 어미 흰쥐의 실험을 위하여 13 Gy의 방사선을 조사하였다. 어미 흰쥐에서 혈구 성분 변화, 항산화효소 활성 변화, 소장융모의 길이 변화를 관찰하였다. 또한, 신생 흰쥐에서 혈구 성분 변화, 항산화효소 활성 변화, 소장융모의 길이 변화, 선천성기형을 관찰하였다. 출산한 흰쥐의 수는 총 199마리였다. 대조군 68마리, 방사선조사군 34마리, 엽산⋅셀레늄 투여군 59마리, 엽산⋅셀레늄 투여 후 방사선조사군 38마리였다. 기형이 발생한 개체 수는 대조군 2마리(3%), 방사선조사군 33마리(97%), 엽산⋅셀레늄 투여군 1마리(2%), 엽산⋅셀레늄 투여 후 방사선조사군 27마리(71%)였다. 신장(身長)의 측정에서 방사선조사군(7.3±0.42 cm)과 엽산⋅셀레늄 투여 후 방사선조사군(8.56±41 cm)에서는 유의성 있는 차이를 나타냈다(p<0.01). 체중의 측정에서도 방사선조사군(20.35±4.39 g)과 엽산⋅셀레늄 투여 후 방사선조사군(31.8±5.21 g)에서는 유의성 있는 차이를 나타냈다(p<0.01). 육안으로 탈모를 관찰한 결과 방사선조사군(28마리)과 엽산⋅셀레늄 투여 후 방사선조사군(27마리)에서는 비슷한 숫자의 탈모가 관찰되었다. 꼬리기형을 육안으로 관찰한 결과 엽산⋅셀레늄 투여군에서는 꼬리기형 1마리 나타났으며 방사선조사군(13마리)과 엽산⋅셀레늄 투여 후 방사선조사군(5마리)에서는 유의성 있는 차이를 나타냈다(p<0.01). 눈의 기형 관찰에서는 방사선조사군에서만 눈의 기형이 3마리 나타났다(p<0.05). 복부 장기의 결손 및 결함 관찰에서는 방사선조사군에서만 왼쪽 신장이 없는 신생 흰쥐가 3례, 소화관에 가스만 차있는 신생 흰쥐가 7례 관찰되었다. 뇌의 무게 측정에서는 모든 실험군에서 유의성 있는 차이를 발견할 수 없었다. 비장의 무게 측정에서는 방사선조사군과 엽산⋅셀레늄 투여 후 방사선조사군 사이에서 유의성 있는 차이를 나타냈다(p<0.05). 방사선조사 후 어미 흰쥐의 혈구 성분 관찰 1일차에서 엽산⋅셀레늄 투여 후 방사선조사군의 림프구 측정값이 방사선조사군에 비하여 유의하게 높게 측정되었다(p<0.01). 또한 3일 차에서 엽산⋅셀레늄 투여 후 방사선조사군의 호중구 측정값이 방사선조사군에 비하여 유의하게 높게 측정되었다(p<0.05). 그리고 신생 흰쥐의 혈구 성분 관찰에서는 림프구, 호중구, 혈소판에 방사선조사군과 엽산⋅셀레늄 투여 후 방사선조사군에서 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 항산화효소인 SOD(superoxide dismutase) 활성의 측정에서는 어미 흰쥐와 신생 흰쥐 모두에서 방사선조사군(254.34, 270.54)에 비하여 엽산⋅셀레늄 투여 후 방사선조사군(369.90, 366.66)에서 SOD 활성이 높게 나타났다. 공장(空腸) 부분을 적출한 소장융모의 길이 측정에서는 어미 흰쥐와 신생 흰쥐 모두에서 방사선조사군(342.78±18.63 ㎛, 316.1±18.43 ㎛)에 비하여 엽산⋅셀레늄 투여 후 방사선조사군(487.34±67.2 ㎛, 442.65±17.42 ㎛)에서 소장융모가 길게 관찰되었다. 신생 흰쥐의 지능, 감각, 운동능력을 간접평가하기 위해 시행한 대뇌피질 관찰의 결과는 다음과 같다. 방사선조사군에서 피질 두께가 얇은 것을 볼 수 있었다(0.99±0.003 mm). 한편 엽산⋅셀레늄 투여 후 방사선조사군에서는 정상수치에 가깝게 나타났다(1.13±0.005 mm). 연구결과, 엽산과 셀레늄 화합물이 방사선으로부터 발생하는 장해를 경감시키는 것을 확인하였다. 또한 흰쥐 태아에서도 방사선에 의한 기형 및 장해의 발생을 감소시키는 것으로 확인되었다. 따라서 엽산과 셀레늄이 방사선에 의한 선천성기형 발생을 감소시켜 방사선에 의한 재난으로부터 일정 부분 태아를 보호할 것으로 판단된다.

암 치료용 Bacteriobot에서 표적 지향성 향상을 위한 PLL-엽산 적용 연구

정한얼 전남대학교 대학원 2015 국내석사

Targeted drug delivery system이란 대상 세포에 특이적으로 결합하는 물질을 이용하여 약물을 전달하는 시스템을 의미한다. 본 연구에서는 엽산을 이용하여 PEG(Poly Ethylene Glycol) 마이크로 구조체에 엽산 수용체를 발현하는 암 조직에 특이적으로 결합하는 능력을 부여하였다. 엽산을 PEG 마이크로 구조체에 적용하기 위해서 PEG와 결합 가능한 PLL(Poly-L-Lysine)을 이용해 PLL-엽산을 제작 하였다. 약물전달을 위한 몸체가 될 PEG 마이크로구조체는 PEG-DA와 PEG-SH를 화학적으로 결합시키기 위해 에멀전 방식으로 제작하였으며 내부에 PLGA-Docetaxel 나노구조체를 담지하고 있다. DNEMs의 암 세포 표적지향성을 검증하기 위해 Flow cytometry를 이용하였다. DNEMs를 엽산 수용체의 발현을 유도한 HeLa 세포, 엽산 수용체를 blocking한 HeLa 세포, 엽산 수용체의 발현이 거의 없는 NIH3T3 세포에 각각 처리하고 24 시간 배양 후 PBS로 씻어낸다. 이후 세포가 나타내는 형광을 Flow cytometry로 측정하여 얼만큼의 DNEMs가 엽산 수용체에 의해 세포에 표적지향성을 나타내었는지 측정하였다. 이후에 DNEMs가 세포에 얼마나 엽산 수용체가 발현된 암 세포에 특이적으로 효과를 나타내는지 측정하기 위해 위와 동일한 세포를 이용하여 MTT assay를 시행하였다. 이 방법을 통해 엽산이 적용된 약물을 담지한 마이크로구조체가 암 세포에 더 효율적으로 약물을 전달하는 것을 검증하였다.

혈중 낮은 엽산 농도가 혈관 내피세포 기능 손상, C-반응성 단백질과 호모시스테인 농도의 상승 및 지질 농도에 미치는 영향

김혜진 연세대학교 대학원 2004 국내석사