간에서 Liver receptor homolog-1에 의한 Cystathionine g-lyase 조절 기전

박수영 계명대학교 대학원 2024 국내석사

Liver receptor homolog-1(LRH-1)은 고아핵수용체 계열의 전사인자로 주로 간, 췌장 그리고 난소에서 많이 발현되고, 담즙산 합성과 콜레스테롤 역수송에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으며, 특히 간에서는 포도당, 담즙산 및 미토콘드리아 대사의 조절자로 알려져 있다. 황화수소는 가장 최근에 발견된 신경전달물질로 세포 보호, 염증, 혈관 기능, 신경 기능, 미토콘드리아 기능, 에너지대사 및 노화에서 중요한 역할을 한다. 황화수소는 cystein, cystathionine, homocysteine 경로의 효소 중 cystathionine g-layse(CTH), cystathionine b-synthase와 3-mecaptopyruvate sulfurtransferase에 의해 촉매되는 반응에서 역 황화 경로를 통하여 생성된다. CTH는 주로 간, 혈관계 및 췌장에서 발현된다고 알려져 있으며, 황화수소 생성에 크게 기여한다. 하지만 CTH의 발현조절 기전에 대해서는 아직 보고된 바가 없다. 따라서 이 연구에서는 LRH-1에 의한 CTH의 발현조절 기전을 규명하고, 황화수소 생성이 간의 중성지방 축적에 미치는 영향을 밝히고자 하였다. 이전 RNA-seq 자료를 바탕으로 CTH 프로모터에 LRH-1 결합이 가능한 유전자 염기서열이 있음을 발견하였다. 인간 간암 세포주 HEK-293T 세포에 LRH-1을 과발현 유도 후 활성물질인 DLPC를 처리하였을 때 CTH의 프로모터 활성이 증가하는 것을 확인하였다. 그래서 CTH가 LRH-1의 표적 유전자임을 검증하기 위해 정상 및 간 특이적 LRH-1 결핍 마우스에 식이 또는 24 시간 금식 후 간 및 혈청을 분리하였다. 조직병리학적, mRNA 발현, 단백질 발현량을 분석한 결과, 선행연구에서 밝혀진 것과 같이 간 내 지질축적이 증가 되었고, CTH는 24시간 금식한 정상 마우스에서 발현이 증가하였으나, LRH-1이 결핍된 마우스에서는 증가하지 않았다. CTH가 황화수소 생성에 관여하는 효소이므로 황화수소의 활성을 정상 식이 또는 24 시간 금식한 마우스에서 각각 측정해 보았더니 금식한 정상 마우스에서만 황화수소의 생성이 증가하였고, LRH-1이 결핍된 마우스에서는 증가하지 않았다. 결론적으로 이 연구를 통하여 CTH가 LRH-1의 표적 유전자임을 규명하였으며, LRH-1 결핍에서 CTH 발현이 감소함으로써 황화수소의 생성이 감소하여 간 내 중성지방 축적이 가속화되는 기전을 규명하였다. Liver receptor homolog-1 (LRH-1) is a widely expressed transcription factor belonging to the family of orphan nuclear receptors. It plays a crucial role in bile acid synthesis and cholesterol reverse transport in the liver and pancreas. Hydrogen sulfide involved in cell protection, inflammation, vascular function, nerve function and mitochondrial function, is generated through areverse sulfur reaction catalyzed by enzymes like cystathione -layse (CTH), cystathione -synthase, and 3-mecaptopyruvate sulfur transferase. However, the regulatory mechanism governing CTH expression remains unknown. This study aimed to investigate how LHR-1 controls CTH expression and the impact of hydrogen sulfide on the hepatic accumulation of neutral fat. CTH expression was significantly increased by 24-hour fasting in normal mice. To assess hydrogen sulfide activity, mice were measured for hydrogen sulfide production under non-fasting or 24-hour fasting conditions, and it was confirmed that hydrogen sulfide production was significantly reduced in LRH-1 LKO mice than in WT mice. In conclusion, this study supports the notion that CTH is a target gene for LRH-1 and that LRH-1 deficiency leads to reduced hydrogen sulfide production by downregulating CTH expression. This decrease in hydrogen sulfide production impairs fatty acid oxidation, resulting in the accelerated accumulation of triglycerides in the liver.

Research on the functional role of epidermal keratinocytes in inflammatory responses to skin toxicants

이은영 서울대학교 대학원 2020 국내박사

피부는 자외선이나 미생물 침입, 외래물질 등 다양한 환경유해인자로부터 물리적, 면역학적 방법으로 인체를 보호하는 장벽 기능을 한다. 이러한 외부 유해인자로 인하여 피부를 보호하기 위하여 제약 및 화장품 산업에서는 피부의 가장 외각층인 각질형성세포에서의 다양한 환경 스트레스 요인에 의한 독성 기전 연구가 활발이 진행하고 있다. 그러나 외인성 자극원으로 유래된 피부 염증 반응에 대한 기전은 아직 완전하게 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 다양한 외래물질에 의해 유도된 자극에 대한 사람 표피 각질형성세포 내 생체표지자를 발굴하고 작용 기전을 연구하였다. 대기오염이나 다양한 종류의 제품을 통하여 매우 낮은 농도로 인체에 노출되어 염증을 유발하는 formalde-hyde, 피부염을 유도하는 대표 외래물질인 자극원과 항원, 화장품에서 여러가지 부작용을 유발하는 자외선 차단제를 이용하여 외래물질에 의한 각질형성세포의 독성 기전을 확인하고자 하였다. 저농도 formaldehyde에 의한 사람 표피 각질형성세포의 자극 반응에서 유전체 수준에서의 전사체를 이용한 온톨로지 기반 기능 정보 분석을 통해 소포체 미접힘 단백질 반응과 황전환작용 경로와 관련된 CTH와 CBS가 저농도 formaldehyde 처리 독성기전에서 염증유발 사이토카인을 조절하여 염증해소 반응에 중요한 역할을 한다는 것을 밝혔다. 또한 CTH와 CBS와 증가와 함께 감소하는 염증유발 사이토카인과 달리 함께 증가하는 VEGF가 염증 반응뿐만 아니라 염증 해소 반응에도 관여할 가능성이 있음을 보였다. 자극원 SLS와 항원 urushiol를 처리한 각질형성세포에서 온톨로지 기반 기능 정보 분석을 한 결과, 염증 조절과 표피 분화 과정에 관련된 DEGs가 증가하였고 세포내 단백질 대사과정과 관련된 DEGs가 유의하게 감소하였음을 확인하였다. 감소된 DEGs 중에서 CXCL14가 피부 감작성 시험에서 유의한 생체표지자임을 밝혔다. OECD TG429 참고 물질을 이용한 확인시험에서, 감작원의 62.5%가 CXCL14를 유의하게 감소시킴을 확인하였다. 염증반응 사이토카인으로 잘 알려져 있는 CXCL8(IL8)의 증가와 CXCL14의 감소를 함께 분석하면, 참고 감작원의 87.5%가 유의하게 CXCL8(IL8)을 증가시키거나 CXCL14를 감소시켰다. 또한 CXCL14의 감소는 각질형성세포에서 MAPK/ERK 경로와 JAK3/STAT6 경로를 통해 조절됨을 밝혔다. 자외선 차단제 중 BP-3와 BP-8는 PDE4B를 유의하게 증가시키지만, PDE4B의 광독성 기전은 잘 알려져 있지 않다. BP-3는 UVB가 조사된 각질성성세포에서 PGE2, TNF α, IL8 등 염증유발 사이토카인을 유의하게 증가시켰고, 표피 장벽에 중요한 역할을 하는 각질외피 단백질의 생성을 영향을 준다는 것을 확인하였다. 이를 통하여 PDE4B가 BP-3에 의한 광독성 기전에서 중요한 역할을 할 것임을 확인하였다. 본 연구를 통하여 다양한 외래물질의 독성 반응에서 새로운 생체표지자인 CTH와 CBS의 독성 해소 기전에서의 역할을 발굴하였고, JAK3/STAT6 경로를 통한 CXCL14의 감소가 염증 반응 증가에 관여한다는 것을 밝혔다. 또한 PDE4B가 CREB 인산화 억제를 통하여 염증유발 사이토카인을 증가시키고 표피 장벽을 손상시켜 염증반응이 증가함을 보였다. 또한, 외인성 자극원으로 유래된 염증반응의 기전 연구를 심화하기 위하여 각질생성세포에서 PPAR와 VEGFC, 염증 반응 기전의 연관성에 대한 추가적인 연구를 진행해야 할 것으로 생각된다. The skin has been extensively investigated as a physical and immunolog-ical barrier tis-sue to diverse harmful external effects, including ultraviolet (UV) radiation, microorganisms, and xenobiotic chemicals such as drugs, pes-ticides, cosmetics, industrial chemicals, and environmental pollutants. Using normal human keratinocytes (NHKs), we investigated the role of epidermal keratinocytes (KCs) in sensing responses to common xenobiotic chemicals in contact with the skin, including formaldehyde, sensitizers, and sunscreen agents, to elucidate molecular pathways of skin responses, as well as identify novel biomarkers in KCs to regulate and ameliorate skin inflammation. It is crucial to understand toxicological mechanisms underlying sub-cytotoxic for-maldehyde, widely present in various types of products at low levels, to inves-tigate the role of NHKs in xenobiotic sensing responses under normal living conditions. In the cellular transsulfuration pathway, sub-cytotoxic formalde-hyde upregulated two enzymes, cystathionine γ-lyase (CTH) and cystathi-onine-β-synthase (CBS). We proposed that CTH and CBS may play a role in the resolution of inflammation by suppressing the early pro-inflammatory re-sponses mediated by sub-cytotoxic formaldehyde in NHKs. Allergic contact dermatitis (ACD) and irritant contact dermatitis (ICD) are common inflamma-tory skin disorders. Although ACD and ICD are differentiated based on path-ophysiological backgrounds, both can present similar clinical aspects and his-topathologies. In this study, to elucidate the roles of NHKs in toxicological molecular mechanisms responsible for the pathogenesis of ACD and ICD, we demonstrated that interleukin-8 (IL-8, CXCL8) and C-X-C motif chemokine ligand 14 (CXCL14) were commonly altered by both sodium lauryl sulfate (SLS) and urushiol. IL-8 was upregulated in response to both SLS and urushiol but CXCL14 was down-regulated in NHKs. In a validation study performed using NHKs with OECD TG429 reference chemicals for skin sensitization, 87.5% of the reference sensitizing chemicals significantly induced either CXCL8 upregulation or CXCL14 downregulation, and 62.5% of reference sensitizers downregulated CXCL14 expression. In NHKs, the downregulation of constitutively expressed CXCL14 was regulated by both the mitogen-activated protein kinase (MAPK)/ERK and Janus kinase 3 (JAK3)/signal transducer and activator of transcription 6 (STAT6) pathways. Additionally, CXCL14 in NHKs may play important roles in the skin allergic response and could be used as a mechanism-based biomarker to improve the distinction be-tween allergenic sensitizers and non-sensitizers during in vitro skin sensitiza-tion test. Furthermore, we investigated whether phosphodiesterase 4B (PDE4B), playing a well-established role in inflammatory responses in im-mune cells, has a role in the mechanism of BP-3-induced phototoxicity in NHKs. UVB-irradiated BP-3 significantly upregulated PDE4B and pro-inflammatory mediators and downregulated the level of cornified envelope associated proteins. In conclusion, we proposed novel mechanism-based biomarkers in the xenobiotic sensing response; (1) role of ER-UPR-associated genes and CTB/CTH in inflammation resolution, (2) CXCL14 in the STAT6-dependent pathway as a novel biomarker for the in vitro sensitization test, and (3) PDE4B-related phototoxic mechanism for investigating the structure-toxicity relationship.

Heterogeneity of sulfur amino acid metabolism in human hepatocellular carcinoma cell lines

백가희 忠南大學校 大學院 2023 국내석사

CloudSat을 이용한 운정과 운저 고도 산출 및 위성, 항공, 지상 관측 비교

김수복 연세대학교 대학원 2014 국내석사

공군작전에서 필요한 구름의 연직 정보를 얻는 과정에서 기존의 적외(Infrared) 채널 위성은 운정 고도(Cloud Top Height; CTH)를 가늠하게 해주지만, 센서 특성상 운저 고도(Cloud Base Height; CBH)와 연직 정보는 제공할 수 없었다. 반면에 CloudSat 위성에는 94 GHz의 Cloud Profile Radar(CPR)가 탑재되어 있으며, 이 센서에서 관측된 Radar Reflectivity의 분포는 구름의 연직 정보를 가늠하게 해준다.본 연구에서는 첫 번째 연구로 2010년 8월에서 2011년 4월까지의 한반도 주변의 CloudSat 위성의 CPR과 CALIPSO 위성의 CALIOP에서 산출한 운저 고도(CBH)를 공군에서 운용중인 ceilometer, 기상청에서 운용중인 마이크로파 라디오미터(Microwave Radiometer; MWR), 공군의 METeorological Aviation Report(METAR) 관측 자료와 비교 분석을 수행하였다. 그 결과 위성과 ceilometer의 상관계수는 0.976, 위성과 METAR 상관계수는 0.920, 위성과 마이크로파 라디오미터의 상관계수는 0.683로 분석되었다.또 다른 연구로 CPR의 연직 reflectivity와 조종사 기상보고(Pilot Report; PIREP)의 구름 분포 및 천리안 위성의 운정 고도를 다섯 가지 분류로 사례를 선정하여 비교 분석하였다. CPR과 PIREP의 비교에서 고고도 및 중고도 구름 사례의 경우 두 관측 자료가 전반적으로 유사한 고도를 보였다. 강수를 포함한 저고도 구름 사례의 경우 CPR의 센서 특성으로 인해 강수에 의한 감쇠가 발생하여 CPR이 구름을 잘 탐지하지 못했고, 운저고도에서 큰 오차가 나타났다. 하지만 천리안 위성은 강수 구름의 운정 고도를 명확히 탐지했다. CPR과 천리안 위성의 운정 고도 비교에서는 구름의 두께가 증가할수록 두 관측값의 일치도가 높아졌지만, 구름의 두께가 감소할수록 천리안 위성의 관측 고도가 급격히 낮아지는 경향이 나타났다. CPR과 PIREP의 전체 사례 상관성에서 운저 고도 상관계수는 0.949, 운정 고도의 상관계수는 0.980로 매우 높은 상관성을 보였다. 따라서 향후 항공작전 기상 지원시 CPR reflectivity의 연직 분포가 운고 지원에 유용할 것으로 판단된다. 다만, 저궤도 위성의 특성상 시간해상도가 낮은 단점이 있으며, 이는 지상 기반의 구름 레이더, 마이크로파 라디오미터, ceilometer 등을 통해서 보완될 수 있을 것이다.

관세지식서비스가 기업의 관세위험에 미치는 효과에 관한 실증적 연구 : FTA 원산지관리위험을 중심으로

이호철 한성대학교 지식서비스&컨설팅대학원 2015 국내석사

우리나라는 글로벌 무역환경변화에 적극적으로 대처하는 과정에서 11개 자유무역협정(FTA; Free Trade Agreement)을 체결하여 49개국과 협정이 발효되어 지난 10여년동안 무역기업의 환경에 큰 변화가 있었다. 최근에는 환태평양경제동반자협정(TPP; Trans-Pacific Partnership), 지역경제동반자협정(RCEP; Regional Comprehensive Economic Partnership) 등이 진행되고 있어 세계무역환경은 더 큰 변화가 예상되고 있다. 대부분의 FTA협정에서는 협정국간 협정의 이행을 촉진시키고 협정국간 공정무역질서를 확립하여 교역을 증대시키는데 주된 목적을 두고 있다. 또한 양국간의 교역증대 및 무역이익 증가 등의 효과를 극대화시키기 위한 구체적 방법으로 양국간 특혜관세를 부여하고 있는 데 그 기준으로 복잡하고 엄격한 원산지관리 및 원산지검증요건을 규정하고 있다. FTA무역환경에서 협정국간 관세혜택을 누리기 위해서는 원산지관리를 협정내용에 적합하게 수행하여야 하는 데 현재 많은 무역기업들의 경우 관련 업무에 대한 위험관리가 부족하여 관세당국의 사후 검증과정에서 업무오류가 발견되고 있으며, 결과적으로 법규위반에 대한 관세추징, 과징금, 과태료 및 가산금 등의 부과는 무역기업들에게 뜻하지 않은 부담이 되고 있다. 이와 같은 사례들은 FTA의 효과를 반감시킴은 물론 향후 우리나라 대외무역에 부정적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 무역기업 자체에도 커다란 위험요인으로 작용할 것으로 보인다. 우리나라의 무역기업들은 급속히 진행되고 있는 FTA무역환경의 변화에 대한 대응의 중요성은 인식하고 있으나 실제로 무역거래에서 발생할 수 있는 여러 가지 위험요인들에 대한 체계적인 관리는 미흡한 수준에 머물고 있다. 더욱이 조직구성, 인원확충, 시스템구축 등 관세업무관련에 대한 투자를 확대시키는데 주저하고 있을 뿐만 아니라 관세업무관련 지식서비스의 수용도 필요한 부문에만 국한시켜 활용하는 정도인 것으로 평가되고 있다. 본 연구에서는 현재 무역기업들이 관세 관련업무를 처리하는 과정에서 발생되고 있는 여러 가지 오류들 중에서 전문지식의 부족, 인력부족 및 원산지관리 시스템의 미비 등으로 애로를 겪고 있는 기업의 FTA원산지관리 업무에 초점을 맞추어 분석하고, 기존의 많은 연구결과를 토대로 관세지식서비스를 통해 관련 오류들을 줄일 수 있는 대안을 마련해 보고자 한다. 또한 무역기업들이 당면하고 있는 FTA 원산지관리에 대한 업무위험을 평가하고, 위험을 효율적으로 관리할 수 있는 대응전략을 도출하기 위한 모형을 구축하였다. 연구모형에서 채택된 변수들의 설명력을 확보하기 위해 무역기업들을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 설문의 응답내용을 통계 처리하여 변수별 유의수준을 측정하였고, 실제로 원산지결정 및 원산지표시업무의 위험정도를 평가하였다. 무역기업들이 관련 위험요소를 완화 내지는 제거시키는 데 관세지식서비스의 역할의 정도 및 만족도를 측정하고, 그 동안의 원산지업무에서 발생된 법규 위반사례들과 대비하여 향후의 대응전략을 도출하였다.