요소는 가장 보편적인 질소비료 중 하나인데 빠른 가수분해와 환경으로의 질소 손실로 인해 작물에 질소 이용효율이 낮다. 따라서 요소 비료에서 질소 방출을 제어하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 토양의 요소가수분해효소를 억제하여 요소에서 과도한 질소 용출을 방지하기 위해 목초액을 처리하였다. 목초액의 유효성분은 목초액을 처리하지 않은 토양에 비해 암모늄태 질소의 추출량을 79.7% 감소시켜 토양에서 요소의 암모니아화를 억제한 것으로 나타났다. 목초액이 요소의 시비 효율에 미치는 영향을 평가하기 위해 요소와 목초액을 처리한 토양에서 배추(Brassica campestris var. Pekinensis)를 각각 포트와 포장에서 재배하였다. 목초액을 요소와 같이 처리했을 때 관행적으로 사용하는 요소량의 반을 사용하였으며 관행과 비교하여 유사한 배추 생체중을 보였다. 배추의 질소 함량은 목초액 처리구에서 낮아 배추가 질소를 효율적으로 사용한 것으로 판단된다. 따라서 요소를 목초액의 유효성분과 같이 처리하면 시비량과 시비 횟수를 감소시킬 수 있다.

저장기간에 따른 산딸기 당 침지액의 일반성분, 항산화 활성, 관능평가 및 대사물질을 비교 분석하고 이들의 상관관계를 분석한 결과, 저장기간의 증가에 따른 색의 변화는 주로 갈변반응 때문인 것으로 사료되며 이 과정에서 향기성분들도 새롭게 생겨나는 것으로 확인되었다. 맛과의 상관성을 분석한 결과, 저장 초기에 sucrose가 완전히 fructose와 glucose로 분해되어 단맛이 급속히 감소되었으나 저장기간의 증가에 따른 차이는 없었으며 저장기간의 증가에 따라 succinic acid 함량 증가로 인해 신맛이 증가한 것으로 확인되었다. 휘발성 향기성분인 경우 linalool과 hydroxybenzaldehyde을 제외한 대부분의 성분들이 저장기간이 증가할수록 증가하는 경향을 보였다. 특히 항산화물질로 알려진 citronellol, octanoic acid, hexanoic acid 등의 함량은 저장 10일에 가장 높은 함량을 보였으며 이때 항산화 활성도 가장 높은 것으로 확인되었다. 본 연구에서 산딸기 당 침지액의 저장 중 미생물의 변화 및 갈변반응에 대한 연구를 수행하지 못하였지만 본 연구결과들은 산딸기 당 침지액의 품질이 저장기간에 따라 크게 영향을 받는 것을 확인 할 수 있었으며 산딸기 당 침지액의 제품화 연구에 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

생약 중 잔류농약의 안전성을 확보하기 위해 metalaxyl에 대해 백출과 우슬의 잔류농약 분석법을 개발하고자 하였다. LC-MS/MS를 사용하여 QuEChERS법을 기반으로 백출과 우슬 중 metalaxyl을 분석하기 위하여 물로 습윤화 시켜 acetonitirile로 추출하여 MgSO4와 NaCl을 첨가해 층 분리 후 SPE-NH2 cartridge로 정제하였다. 본 분석법의 기기정량한계와 분석정량 한계는 0.002 μg/mL과 0.01 mg/kg이었고 표준검량선은 0.001-0.05mg/L 범위에서 결정계수(R2) 0.999의 직선성을 확인하였다. 백출과 우슬에 대한 회수율은 MLOQ 수준, MLOQ의 10배 수준에서 88.1-109.1%의 우수한 회수율을 보였고, 변이계수는 2.0-6.2%로 10%이하였다. 본 연구에서 확립한 LC-MS/MS를 이용한 잔류분석법의 회수율 및 분석오차는 국제적인 기준을 만족하고 있으므로 생약 백출 및 우슬 중 metalaxyl의 안전성 검사를 위한 분석법으로 활용할 수 있을 것이라고 판단된다.

Oxidative stress and neuroinflammation play important roles in the pathogenesis of Alzheimer's disease (AD). This study investigated the protective effects of paeoniflorin (PF) against neuronal oxidative stress and neuroinflammation in lipopolysaccharide (LPS)-induced mice. The brains of LPS-injected control group showed significantly increased neuroinflammation by activating the nuclear factor kappa B (NF-κB) pathway and increasing inflammatory mediators. However, administration of PF significantly attenuated oxidative stress by inhibiting lipid peroxidation, nitric oxide levels, and reactive oxygen species production in the brain; PF at doses of 5 and 10 mg/kg/day downregulated the expression of NF-κB pathway-related proteins and significantly decreased inflammatory mediators including inducible nitric oxide synthase and cyclooxygenase-2. Moreover, the levels of brain-derived neurotrophic factor and its receptor, tropomycin receptor kinase B, were significantly increased in PF-treated mice. Furthermore, acetylcholinesterase activity and the ration of B-cell lymphoma 2 (Bcl-2)/Bcl-2 associated X were significantly reduced by PF in the brains of LPS-induced mice, resulting in the inhibition of cholinergic dysfunction and neuronal apoptosis. Thus, we can conclude that administration of PF to mice prevents the development of LPS-induced AD pathology through the inhibition of neuronal oxidative stress and neuroinflammation, suggesting that PF has a therapeutic potential for AD.

Esculetin (also known as 6, 7-dihydroxycoumarin) a type of coumarin, has been exhibited anti-inflammatory and anti-aging effects. Biorenovation is the microbe-mediated enhancement of biological efficacies and structurally diversified compounds relative to their substrate compounds. The production of different kinds of esculetin derivatives using Bacillus sp. JD3-7 and their effects on lipopolysaccharide (LPS)-triggered inflammatory response in RAW 26.7 cells were assessed. One of the biorenovation products, identified as esculetin 6-O-phosphate (ESP), at concentrations of 1.25, 2.5, and 5 μM inhibited the LPS-stimulated production of inflammation markers of nitric oxide synthase 2 and cyclooxygenase 2 as well as their respective enzymatic reaction products of nitric oxide and prostaglandin E2 in the order of increasing concentrations (1.25, 2.5, and 5 μM). Additionally, ESP treatment suppressed the LPS-stimulated secretion of pro-inflammatory cytokines of interleukin (IL)-1β, IL-6, and tumor necrosis factor- α. Furthermore, these anti-inflammatory effect of ESP was associated with the downregulation of mitogen-activated protein kinase signaling, that is, extracellular signal-regulated kinase, c-Jun NH2-terminal kinase, and p38 mitogen-activated protein kinase signaling pathways. This study would therefore provide interesting insights into the biorenovation-assisted generation of a novel anti-inflammatory compound. ESP may be used to develop treatments for inflammatory disorders.

많은 약리학적 효과가 입증되고 안전하다고 인정되는 생약제를 포함한 천연물은 오랫동안 사용되어 왔다. 다만 생약제로 사용되는 천연물의 안전성 등 부작용은 명확하게 확인되지 않았다. 이번 연구의 목적은 통증, 비염, 폐렴 치료에 사용되는 신이의 안정성 평가를 확인하기 위하여 SD 랫드 동물모델을 이용하여 4주 반복 용량 결정 독성시험으로 신이의 독성평가를 수행하였다. 수컷과 암컷 SD 랫드에 신이추출물을 28일 동안 1,500, 3,000 mg/kg의 농도로 하루 1회 경구 투여하였다. 신이추출물의 안정성 평가는 일반증상관찰, 체중 및 사료섭취량 측정, 혈구 및 혈액생화학 분석, 부검소견 관찰 및 상대적 장기무게 측정으로 판단하였으며 실험기간동안 신이추출물의 투여로 독성 관련 유의미한 변화는 나타나지 않았다. 따라서 이러한 연구결과는 4주 반복 용량 결정 독성시험에서 신이추출물이 독성 등 부작용은 나타나지 않았으며, 신이추출물의 독성이 나타나지 않는 최대무독성량은 3,000 mg/kg 이상으로 추정되었다.

Biorenovation은 미생물의 효소적 기능을 이용하여 천연 추출물과 같은 소재를 생물전환하는 기법으로 생리활성이 증진되거나 세포독성을 감소시키는 효능이 보고되었다. 이에 본 연구는 천연 소재의 생리활성을 증진하고 가치를 향상시키고자 biorenovation 기법을 적용하여 고란초 전엽체 추출물(CH)을 생물전환하였고, LPS로 자극된 RAW 264.7 세포를 사용하여 항 염증 활성을 평가하였다. 세포 사멸을 보이지 않는 50-200 μg/mL 농도에서 CH와 생물 전환 추출물(CHB)의 Inducible nitric oxide synthase (iNOS), cyclooxygenase-2 (COX-2)의 발현량 및 전 염증성 사이 토카인의 생성량을 조사한 결과, CHB는 CH보다 산화질소, prostaglandin E2 및 사이토카인(interleukin-6, interleukin-1β, tumor necrosis factor-α)의 생성을 억제하였으며, 특히 CHB는 200 μg/mL 농도에서 LPS 자극에 의한 iNOS 및 COX-2 단백질의 발현을 무 처리군과 유사한 수준으로 억제하였다. 이러한 결과는 biorenovation 생물 전환을 통해서 기존 식물 추출물의 항 염증 활성이 증진될 가능성을 나타내며, CHB가 효과적인 항 염증 소재로서 화장품 및 건강기능식품에 적용될 가능성을 시사한다.

혈소판의 과도한 활성화 및 응집은 심혈관계 질환의 주요원인이 된다. 따라서, 혈소판 활성화 및 응집을 억제하는 것은 심혈관계 질환을 예방하고 치료하는데 있어서 매력적인 치료 표적으로 여겨진다. 특히, 혈관 내피세포에서 분비되는 collagen에 의한 강력한 혈소판 활성화와 응집이 혈관질환에서 특징적이다. Artesunate는 Artemisia 또는 Scopolia 속 식물의 뿌리에서 추출한 화합물이며, 항암 및 알츠하이머 병 분야에서 효과가 있다고 보고된 바 있다. 그러나, artesunate가 collagen 유도의 혈소판 활성화와 응집에 미치는 영향과 그 기전에 대해서는 규명된 바가 없다. 본 연구에서는 collagen이 유도하는 사람 혈소판 응집에 있어 artesunate이 미치는 영향을 확인하였고, artesunate의 작용 기전을 명확히 하였다. Artesunate은 혈소판가 활성화 될 때 신호 전달 과정에 작용한다고 알려진 인단백질인 PI3K/Akt 및 MAPK의 인산화를 억제하였다. 또한, artesunate는 TXA2 생성을 감소시켰고, ATP 및 serotonin 방출 등의 혈소판 내 과립 분비를 감소시켰다. 그 결과, artesunate는 혈관 내피세포에서 분비되는 강력한 응집 유도 물질인 collagen으로 유도된 혈소판 응집을 106.41 μM의 IC50로 강력하게 억제하였다. 이 결과들을 통해, artesunate가 혈관 손상을 통해 일어나는 사람 혈소판의 활성화 및 응집을 억제하는 데 유효한 항혈전 물질로 가치가 있음을 제안한다.

Microbial dysbiosis in the gut is associated with human diseases, and variations in mucus alter gut microbiota. Therefore, we explored the effects of mucin on the gut microbiota using a community of 19 synthetic gut microbial species. Cultivation of these species in modified Gifu anaerobic medium (GAM) supplemented with mucin before synthetic community assembly facilitated substantial growth of the Bacteroides, Akkermansia, and Clostridium genera. The results of 16S rRNA microbial relative abundance profiling revealed more of the beneficial microbes Collinsella, Bifidobacterium, Ruminococcus, and Lactobacillus. This increased acetate levels in the community cultivated with, rather than without (control), mucin. We identified differences in predicted cell function and metabolism between microbes cultivated in GAM with and without mucin. Mucin not only changed the composition of the gut microbial community, but also modulated metabolic functions, indicating that it could help to modulate microbial changes associated with human diseases.

겨우살이(Viscum album var. coloratum)의 80% 에탄올 추출물의 항산화, α-glucosidase 저해 및 항응고 효과를 확인하였다. 겨우살이 추출물의 수율은 30.9±0.4%이었고, 폴리페놀 함량은 57.6±1.5 mg GAE/g으로 나타났다. 겨우살이 추출물의 농도에 비례하여 유리라디칼 및 양이온라디칼 소거능, 아질산염 소거능, 환원력의 항산화 효과가 증가하였다. 또한 겨우살이 추출물은 α-glucosidase의 활성을 저해하였고, 혈액응고 체계의 외인성 경로와 공통 경로를 주로 저해함으로써 혈장 응고를 억제하였다.