기도상피세포에서 Mentha piperita 발효물에 의한 MUC5AC 억제 효능

지혜진(Hye Jin Jee),Katrina Joy Bormate,임옥(Ok Lim),정이숙(Yi-Sook Jung) 한국식품영양과학회 2021 한국식품영양과학회지 Vol.50 No.4

본 연구에서는 다양한 치료적 효능이 보고된 페퍼민트의 효능을 증진하기 위하여 유산균으로 발효하여 페퍼민트 추출발효물(FEP)을 수득하였으며, FEP의 점액 과다분비에 대한 조절 효능을 확인하고 그 기전을 규명하여 호흡기 개선에 활용될 수 있도록 정확한 용량과 효능 관계를 증명하고자 한다. 먼저 FEP는 PMA에 의해 증가한 MUC5AC의 유전자 발현 및 단백질 분비를 농도 의존적으로 억제하였으며 100 μg/mL의 농도에서 가장 효과적이었다. 이러한 억제기전은 MUC5AC 발현에 주로 관여하는 것으로 알려진 ERK/MAPK 신호전달 체계를 통해 이루어지는 것으로 추정할 수 있다. 또한 FEP의 항산화 효능을 관찰한 결과 농도 의존적인 DPPH 라디칼 소거능에 대한 효능과 ROS 억제 능력을 통해 FEP의 항산화능이 우수함을 확인하였다. 이러한 결과는 FEP가 PMA에 의해 증가한 MUC5AC의 유전자 발현을 억제하고 ERK의 활성을 억제하여 활성산소 생성조절에 관여한다. 이를 통해 FEP가 점액 과분비를 억제할 수 있는 새로운 조절제로서의 활용 가능성이 있음을 시사한다. 또한 페퍼민트의 호흡기 개선 기능을 확인하여 기능성 허브 소재로 개발한다면 현대인의 건강증진 및 기능성식품 산업발전 모두에 기여할 수 있을 것으로 사료된다. Airway mucus hypersecretion is an important clinical manifestation of asthma and can be elicited by a wide variety of endogenous and exogenous stimuli leading to airway constriction and worsening of the disease. Gene expression for MUC5AC, a principal component of mucin, is known to significantly increase in the epithelial cells of patients with asthma. Therefore, many studies have proposed that regulating the MUC5AC expression in airway epithelial cells could be a target candidate as therapy for asthma treatment. Mentha piperita, also known as peppermint, is a popular medicinal herb due to its various pharmacological uses, and polyphenolic components with strong antioxidant activity. Based on these studies, we investigated whether peppermint could improve airway function through its inhibitory effect on phorbol myristate acetate (PMA)-induced expression of MUC5AC in NCI-H292 cells, a human airway epithelial cell line. Peppermint leaves were sourced from Herb Island and fermented with Bacillus subtillis. The fermented extract of peppermint (FEP) significantly reduced PMA-induced MUC5AC mRNA expression and protein release. FEP also inhibited the phosphorylation of extracellular signal regulated kinases (ERK) and U0126 (ERK inhibitor) inhibited PMA-induced MUC5AC expression and secretion. FEP also inhibited reactive oxygen species (ROS) production, and Trolox, a ROS scavenging agent, inhibited PMA-induced MUC5AC mRNA expression and protein secretion through the inhibition of ERK activation. These results suggest that FEP can protect the respiratory tract from inflammatory damage by reducing mucus hypersecretion through the ERK signaling pathway and antioxidant activity.

Modulation of Adhesion Proteins Integrin β1 and FAK, and Cytoskeletal Protein Actin by Spermine in MCF-7 Cells

Hye Jin Jee(지혜진),Byeong Gee Kim(김병기) 한국생명과학회 2012 생명과학회지 Vol.22 No.1

Polyamine은 모든 세포의 성장과 분화에 필수적인 요소지만 그 기작은 아직 정확하게 밝혀져 있지 않다. 본 논문에서는 MCF-7세포에서 spm의 세포독성 기작을 연구하였다. MTT assay 결과 저농도의 spm (<10 μM) 처리시 cell viability가 증가하는 반면 고농도의 spm 처리시 처리 시간과 처리 농도에 의존적으로 감소되었으며, 이는 고농도의 spm이 MCF-7 cell에 cytotoxic한 효과를 가지고 있는 것으로 사료된다. Cell cycle 분석 결과 spm 농도에 의존적으로 sub-G1 단계의 세포 양이 증가하는 것으로 나타났으며, 이는 spm이 세포분열을 억제함으로써 세포사를 유발하는 것으로 생각된다. 또한 고농도의 spm 처리 후 2시간이 지나자 cell 표면이 움츠려 들며 rounding되기 시작하여 하루가 지난 후 거의 모든 cell이 culture dish 에서 떨어진 것을 관찰할 수 있었다. 이는 spm이 세포부착에 관여하여 세포사를 유발하는 것이라 생각되며, 세포부착을 조절하는 Integrin β1은 저농도의 spm에선 별다른 차이를 보이지 않다가 농도가 높아질수록 조금씩 감소하였으며, cytoskeletal protein인 actin은 농도의 존적으로 감소하였다. 반면 adhesion protein인 FAK는 저농도의 spm 처리시에도 급격히 감소하였다. 이는 spm이 adhesion 및 cytoskeletal proteins의 발현을 억제하는 것으로 보이며, 특히 Integrin β1과 actin에 비해 FAK에 더 많은 영향을 끼치는 것으로 사료된다. 단백질들의 세포막상의 분포에 관한 연구에서, membrane 상에 위치하던 Integrin β1은 10 μM의 spm 처리시 세포 내로 약간의 위치변동이 일어났으나 그 양에는 크게 차이가 없었으며, 반면에 actin은 위치상엔 큰 변화가 일어나지는 않았지만 농도에 따라 크게 감소하는 것으로 나타났다. 세포이동과 형태조절에서 중추적인 역할을 하는 FAK는 세포막 안쪽에 위치하고 있다가 spm 처리시 세포 가운데로 이동하는 모습이 관찰되었으며 그 양도 크게 감소하였다. 이상의 실험에서 세포 내 spm의 변화는 MCF-7 cell의 adhesion protein인 Integrin β1과 FAK, 그리고 cytoskeletal protein인 actin의 발현을 조절하여 cell attachment를 억제함으로써 세포분열과 생장을 억제하는 것으로 분석된다. Polyamines are essential for cell growth and differentiation; however their precise roles are unclear yet. In the present study, the cytotoxic effect of spermine (spm) on MCF-7 cells was investigated. In the MTT assay of MCF-7 cells treated with spm, cell viability was significantly decreased in a time-and dose-dependent manner. Cell viability measurement was confirmed by trypan blue staining. FACS analysis shows that sub-G1 was increased in a time-and dose-dependent manner too. When the cells were treated with spm, cells started to show morphological changes within 2 hrs. The expression of adhesion proteins (FAK and integrin β1), and cytoskeletal protein (actin) was checked by Western blotting analysis. Integrin β1 levels were slightly decreased, and FAK and actin levels were rapidly decreased with spm treatment. In confocal laser scanning microscopy, the distribution of actin did not change but the expression decreased in a dose-dependent manner with spm treatment. FAK was evenly distributed under the plasma membrane in the untreated control. However, at 10 μM spm FAK seemed to move toward the cell nucleus. Integrin β1, which was mainly found in the focal point of the plasma membrane in the untreated control, dispersed through the entire plasma membrane in spm treatment. The present results indicate that cytotoxic effects of spm are triggered by the disruption of adhesion proteins and cytoskeletal protein.

수학적 모델을 이용한 신종인플루엔자 환자 예측 및 대응 전략 평가

서민아,이지현,지혜진,김영근,강대용,허남욱,하경화,이동한,김창수,Suh, Min-A,Lee, Jee-Hyun,Chi, Hye-Jin,Kim, Young-Keun,Kang, Dae-Yong,Hur, Nam-Wook,Ha, Kyung-Hwa,Lee, Dong-Han,Kim, Chang-Soo 대한예방의학회 2010 예방의학회지 Vol.43 No.2

Objectives: The pandemic of novel influenza A (H1N1) virus has required decision-makers to act in the face of the substantial uncertainties. In this study, we evaluated the potential impact of the pandemic response strategies in the Republic of Korea using a mathematical model. Methods: We developed a deterministic model of a pandemic (H1N1) 2009 in a structured population using the demographic data from the Korean population and the epidemiological feature of the pandemic (H1N1) 2009. To estimate the parameter values for the deterministic model, we used the available data from the previous studies on pandemic influenza. The pandemic response strategies of the Republic of Korea for novel influenza A (H1N1) virus such as school closure, mass vaccination (70% of population in 30 days), and a policy for anti-viral drug (treatment or prophylaxis) were applied to the deterministic model. Results: The effect of two-week school closure on the attack rate was low regardless of the timing of the intervention. The earlier vaccination showed the effect of greater delays in reaching the peak of outbreaks. When it was no vaccination, vaccination at initiation of outbreak, vaccination 90 days after the initiation of outbreak and vaccination at the epidemic peak point, the total number of clinical cases for 400 days were 20.8 million, 4.4 million, 4.7 million and 12.6 million, respectively. The pandemic response strategies of the Republic of Korea delayed the peak of outbreaks (about 40 days) and decreased the number of cumulative clinical cases (8 million). Conclusions: Rapid vaccination was the most important factor to control the spread of pandemic influenza, and the response strategies of the Republic of Korea were shown to delay the spread of pandemic influenza in this deterministic model.