막걸리는 일반적으로 신선한 상태로 소비되지만, 장기 저장 시 품질은 저장 조건에 따라 달라진다. 막걸리의 장기 품질에 대한 알코올 농도와 저장 온도의 상대적 영향은 정량적으로 평가된 바 없다. 본 연구에서는 알코올 농도를 6%, 9%, 12%로 조정한 막걸리를 4°C 또는 −2°C에서 200일간 저장하고, 이의 물리화학적 특성, 미생물, 대사체 프로파일을 조사하였다. 효모의 생존성은 시간이 지남에 따라 감소하였으나, 높은 알코올 농도와 영하 저장 조건에서 더 잘 유지되었으며, 젖산균은 더 큰 저온 민감성을 보였다. 주성분분석(PCA) 결과, 알코올 농도는 조성의 차이를 주로 결정한 반면, 온도는 시간에 따른 변화의 크기를 좌우하는 것으로 나타났다. 대사 변화의 속도는 누적 유클리드 거리/경과 일수로 정의하였으며 4°C에서 최대 3배까지 높았다. 높은 알코올 농도는 더 많은 유기산과 폴리올을 유지한 반면, 낮은 알코올 농도는 γ-아미노부티르산(GABA)의 축적을 촉진하였다. GABA, 사과산(malic acid), 소르비톨(sorbitol) 등 3개 대사체는 fold change(≥2)와 통계적 유의성(q < 0.05)을 기준으로 조건 특이적 마커로 동정되었다. 이러한 결과는 알코올 함량과 저장 온도가 미생물 생존과 대사 역학에 대해 상호 보완적인 영향을 미친다는 점을 보여주며, 막걸리 저장 최적화에 대한 통찰을 제공한다. • 저장 온도와 알코올 농도는 200일 저장 동안 막걸리의 대사체 프로파일을 함께 변화시켰다. • 알코올 농도는 조성의 차이를 규정한 반면, 온도는 대사 변화 속도를 결정하였다. • 영하 저장은 대사 드리프트를 억제하고 미생물 안정성을 유지하였다. • 냉장 저장은 GABA 축적을 포함한 동적 대사체 변화를 촉진하였다. • 조건 특이적 대사체(GABA, 티로신(tyrosine), 사과산(malic acid), 트레할로스(trehalose), 소르비톨(sorbitol))는 막걸리의 품질 마커로 확인되었다.

간암은 전 세계적으로 흔한 암의 한 형태이다. 따라서 화학요법의 부작용을 줄이기 위해 천연물 유래의 새로운 약물이 필요하다. 본 연구는 조직으로의 흡수가 용이한 수용성 대사산물인 harmine hydrochloride(HMH)가 간암 세포를 치료하는 데 있어 항암 특성과 효과를 분석하고자 하였다. HMH는 SK-Hep1 세포에서 농도 의존적으로 세포 성장, 이동, 침윤 및 군집 형성을 억제하였다. 또한 p-cdc2, cyclin B1 및 Rb(G2/M기 조절 단백질)의 발현을 농도 의존적으로 감소시켜 G2/M 정지를 유도하였다. HMH 처리는 caspase-9, caspase-3, PARP 및 Bcl-2의 발현을 감소시키고, 세포사멸 촉진 단백질인 Bax의 발현을 증가시켰다. 더 나아가 HMH 처리는 산화 스트레스로 인한 미토콘드리아 기능장애 때문에 활성산소종의 생성은 증가시키고, rhodamine 123의 세포 내 흡수는 감소시켰다. 또한 HMH 처리는 SK-Hep1 세포에서 JNK, p38 및 FOXO3a의 인산화를 상향 조절하고, PI3K/AKT 신호전달 경로를 하향 조절하였다. 이러한 결과는 HMH가 간세포암 세포에서 항암 효과를 유발하는 관련 화합물들을 활성화할 수 있음을 시사한다.

간세포암종(HCC) 세포의 성장에 대한 Leveille 추출물(DME)과 그 기저 기전을 조사하였다. DME는 사람 HCC 세포주 SK-Hep1의 증식, 이동, 침윤을 억제하였다. 또한 DME는 G0/G1기 조절 단백질인 cyclin-dependent kinase(CDK) 4, cyclin D, CDK2, cyclin E의 발현을 감소시켜 G0/G1 정지를 유도하였다. 더불어 DME 처리는 caspase-9, caspase-3, PARP, Bcl-2를 포함한 항아폽토시스 단백질의 발현을 감소시키고, proapoptotic 단백질 Bax의 발현을 증가시켰다. DME는 또한 활성산소종(ROS) 생성을 증가시키고 rhodamine 123의 세포 내 유입을 감소시켰다. DME 처리는 SK-Hep1 세포에서 용량 의존적으로 p-p38 및 p-FOXO3a의 수준을 증가시켰으며, p-PI3K, p-AKT, p-mTOR, p-p70의 수준은 감소시켰다. 추가로 DME와 AKT 억제제인 LY294002를 병용 처리하면 p-AKT 수준이 유의하게 감소하였다. 요약하면, 이러한 결과는 PI3K/AKT/mTOR 신호전달 경로가 DME에 의한 HCC 세포의 증식, 이동 및 침윤 억제와 아폽토시스 유도에 관여함을 보여준다.

재생간 인자-1(Phosphatase of regenerating liver-1, PRL-1)은 다양한 세포 과정과 간 재생을 조절한다. 그러나 융모막판(chorionic-plate) 유래 중간엽줄기세포(chorionic-plate-derived mesenchymal stem cells, CP-MSCs) 이식에 의해 유도되는 간 재생에서 PRL-1의 역할은 아직 알려져 있지 않다. 본 연구에서 우리는 CP-MSC 이식에 의해 PRL-1 발현이 증가하면 담도결찰(bile duct ligation, BDL) 쥐 모델에서 간 재생이 촉진됨을 확인하였으며, 이는 간세포의 이동과 증식을 촉진함으로써 이루어졌다. 이식된 CP-MSC는 in vivo 및 in vitro에서 PRL-1 발현 증가를 통해 간세포 증식을 향상시켜 간 기능을 촉진하였다. 또한 PRL-1의 증가된 발현 수준이 더 높을수록, Rho 계열 단백질을 증가시켜 이동 관련 신호를 강화함으로써 BDL로 손상된 쥐 간으로의 CP-MSC 이동을 조절하였다. PRL-1을 siRNA-PRL-1 처리로 침묵시켰을 때, 간세포 증식과 CP-MSC 이동에 대한 PRL-1의 이중 효과는 유의하게 감소하였다. 이러한 결과는 PRL-1이 CP-MSC 이식의 치료적 적용을 위한 다기능성 증진 인자로 작용할 수 있음을 시사한다.

막걸리는 일반적으로 신선한 상태로 소비되지만, 장기 저장 시 품질은 저장 조건에 따라 달라진다. 막걸리의 장기 품질에 대한 알코올 농도와 저장 온도의 상대적 영향은 정량적으로 평가된 바 없다. 본 연구에서는 알코올 농도를 6%, 9%, 12%로 조정한 막걸리를 4°C 또는 −2°C에서 200일간 저장하고, 이의 물리화학적 특성, 미생물, 대사체 프로파일을 조사하였다. 효모의 생존성은 시간이 지남에 따라 감소하였으나, 높은 알코올 농도와 영하 저장 조건에서 더 잘 유지되었으며, 젖산균은 더 큰 저온 민감성을 보였다. 주성분분석(PCA) 결과, 알코올 농도는 조성의 차이를 주로 결정한 반면, 온도는 시간에 따른 변화의 크기를 좌우하는 것으로 나타났다. 대사 변화의 속도는 누적 유클리드 거리/경과 일수로 정의하였으며 4°C에서 최대 3배까지 높았다. 높은 알코올 농도는 더 많은 유기산과 폴리올을 유지한 반면, 낮은 알코올 농도는 γ-아미노부티르산(GABA)의 축적을 촉진하였다. GABA, 사과산(malic acid), 소르비톨(sorbitol) 등 3개 대사체는 fold change(≥2)와 통계적 유의성(q < 0.05)을 기준으로 조건 특이적 마커로 동정되었다. 이러한 결과는 알코올 함량과 저장 온도가 미생물 생존과 대사 역학에 대해 상호 보완적인 영향을 미친다는 점을 보여주며, 막걸리 저장 최적화에 대한 통찰을 제공한다. • 저장 온도와 알코올 농도는 200일 저장 동안 막걸리의 대사체 프로파일을 함께 변화시켰다. • 알코올 농도는 조성의 차이를 규정한 반면, 온도는 대사 변화 속도를 결정하였다. • 영하 저장은 대사 드리프트를 억제하고 미생물 안정성을 유지하였다. • 냉장 저장은 GABA 축적을 포함한 동적 대사체 변화를 촉진하였다. • 조건 특이적 대사체(GABA, 티로신(tyrosine), 사과산(malic acid), 트레할로스(trehalose), 소르비톨(sorbitol))는 막걸리의 품질 마커로 확인되었다.

간암은 전 세계적으로 흔한 암의 한 형태이다. 따라서 화학요법의 부작용을 줄이기 위해 천연물 유래의 새로운 약물이 필요하다. 본 연구는 조직으로의 흡수가 용이한 수용성 대사산물인 harmine hydrochloride(HMH)가 간암 세포를 치료하는 데 있어 항암 특성과 효과를 분석하고자 하였다. HMH는 SK-Hep1 세포에서 농도 의존적으로 세포 성장, 이동, 침윤 및 군집 형성을 억제하였다. 또한 p-cdc2, cyclin B1 및 Rb(G2/M기 조절 단백질)의 발현을 농도 의존적으로 감소시켜 G2/M 정지를 유도하였다. HMH 처리는 caspase-9, caspase-3, PARP 및 Bcl-2의 발현을 감소시키고, 세포사멸 촉진 단백질인 Bax의 발현을 증가시켰다. 더 나아가 HMH 처리는 산화 스트레스로 인한 미토콘드리아 기능장애 때문에 활성산소종의 생성은 증가시키고, rhodamine 123의 세포 내 흡수는 감소시켰다. 또한 HMH 처리는 SK-Hep1 세포에서 JNK, p38 및 FOXO3a의 인산화를 상향 조절하고, PI3K/AKT 신호전달 경로를 하향 조절하였다. 이러한 결과는 HMH가 간세포암 세포에서 항암 효과를 유발하는 관련 화합물들을 활성화할 수 있음을 시사한다.

간세포암종(HCC) 세포의 성장에 대한 Leveille 추출물(DME)과 그 기저 기전을 조사하였다. DME는 사람 HCC 세포주 SK-Hep1의 증식, 이동, 침윤을 억제하였다. 또한 DME는 G0/G1기 조절 단백질인 cyclin-dependent kinase(CDK) 4, cyclin D, CDK2, cyclin E의 발현을 감소시켜 G0/G1 정지를 유도하였다. 더불어 DME 처리는 caspase-9, caspase-3, PARP, Bcl-2를 포함한 항아폽토시스 단백질의 발현을 감소시키고, proapoptotic 단백질 Bax의 발현을 증가시켰다. DME는 또한 활성산소종(ROS) 생성을 증가시키고 rhodamine 123의 세포 내 유입을 감소시켰다. DME 처리는 SK-Hep1 세포에서 용량 의존적으로 p-p38 및 p-FOXO3a의 수준을 증가시켰으며, p-PI3K, p-AKT, p-mTOR, p-p70의 수준은 감소시켰다. 추가로 DME와 AKT 억제제인 LY294002를 병용 처리하면 p-AKT 수준이 유의하게 감소하였다. 요약하면, 이러한 결과는 PI3K/AKT/mTOR 신호전달 경로가 DME에 의한 HCC 세포의 증식, 이동 및 침윤 억제와 아폽토시스 유도에 관여함을 보여준다.

재생간 인자-1(Phosphatase of regenerating liver-1, PRL-1)은 다양한 세포 과정과 간 재생을 조절한다. 그러나 융모막판(chorionic-plate) 유래 중간엽줄기세포(chorionic-plate-derived mesenchymal stem cells, CP-MSCs) 이식에 의해 유도되는 간 재생에서 PRL-1의 역할은 아직 알려져 있지 않다. 본 연구에서 우리는 CP-MSC 이식에 의해 PRL-1 발현이 증가하면 담도결찰(bile duct ligation, BDL) 쥐 모델에서 간 재생이 촉진됨을 확인하였으며, 이는 간세포의 이동과 증식을 촉진함으로써 이루어졌다. 이식된 CP-MSC는 in vivo 및 in vitro에서 PRL-1 발현 증가를 통해 간세포 증식을 향상시켜 간 기능을 촉진하였다. 또한 PRL-1의 증가된 발현 수준이 더 높을수록, Rho 계열 단백질을 증가시켜 이동 관련 신호를 강화함으로써 BDL로 손상된 쥐 간으로의 CP-MSC 이동을 조절하였다. PRL-1을 siRNA-PRL-1 처리로 침묵시켰을 때, 간세포 증식과 CP-MSC 이동에 대한 PRL-1의 이중 효과는 유의하게 감소하였다. 이러한 결과는 PRL-1이 CP-MSC 이식의 치료적 적용을 위한 다기능성 증진 인자로 작용할 수 있음을 시사한다.

유방암(BC)은 전 세계 여성에서 사망의 가장 흔한 원인 중 하나이다. 최근에는 부작용을 줄이면서도 새로운 접근을 모색하고자, 천연물 유래 약물로부터 개발된 신약에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구는 염산 하르민(harmine hydrochloride, HMH)을 유방암 세포에 처리하여 그 항암 효과와 기전을 규명하고자 하였다. HMH 처리는 호르몬 신호 전달과 무관하게 MCF-7 및 MDA-MB-231 세포에서 세포 성장, 이동, 침윤, 그리고 콜로니 형성을 억제하였다. 또한 PI3K, AKT, mTOR의 인산화를 감소시키고 FOXO3a의 발현을 증가시켰다. 더불어 HMH 처리는 MCF-7 세포에서 p38 인산화를 증가시켰고, MDA-MB-231 세포에서는 농도 의존적으로 c-Jun N-terminal kinase(JNK) 인산화를 활성화시켰으며, 활성화된 p38 및 JNK는 FOXO3a 발현을 증가시켰다. 활성화된 FOXO3a는 p53, p21 및 p-cdc25, p-cdc2, cyclin B1을 포함한 이들의 하위 단백질 발현을 증가시켜 G2/M 세포주기 정지를 유도하였다. 또한 HMH는 AKT 억제제인 LY294002와 병용 시 p-AKT 발현을 유의하게 감소시켜 PI3K/AKT/mTOR 경로를 억제하였다. 이러한 결과는 MAPK(mitogen-activated protein kinases)와 AKT/FOXO3a 신호 전달 경로가 HMH 처리 후 세포주기 정지 유도를 매개함을 시사한다. 따라서 HMH는 유방암 세포에서 항암 생물활성의 잠재적 활성 화합물이 될 수 있다.

본 연구는 세 가지 데이터셋인 혈장 대사체, 요 대사체, 장내 미생물 군집을 통합하면 과민성 장증후군(IBS)의 병태생리를 포괄적으로 조망할 수 있음을 보여주었다. 종합하면, 이러한 결과는 식이 지방산 대사를 포함하여 특히 지방산 대사와 관련된 전신 대사 변화와, 판별력을 갖는 장내 미생물 특징 간의 기능적 상호작용이 장내 이분증(dysbiosis)과 IBS의 대사적 발현 사이를 연결하는 기전적 고리가 될 수 있음을 시사한다.

발효 멸치 소스는 발효 과정에서 풍미 발달과 미생물 활성에 모두 기여하는 핵심 조미료이다. 본 연구는 발효 멸치 소스 및 이를 열처리한 처리물이 김치 발효에 미치는 영향을 조사하였다. 미생물 프로파일링 결과, 무처리 소스 처리군에서만 발효 초기에 Tetragenococcus muriaticus가 처음 관찰된 반면, 발효 후반에는 Latilactobacillus sakei가 모든 처리군에서 우점하였다. 6주차에 소스 처리군은 대조군에 비해 총 질소 수준이 약 1.4배 높았으며, 발효 전 과정에서 아미노산이 더 많이 축적되어 미생물 단백질분해효소작용을 통한 단백질 방출이 증가했음을 시사하였다. 열처리 처리군은 4-aminobutyric acid (GABA) 및 만니톨과 같은 기능성 대사물의 수준도 더 높게 나타났고, 프럭토스와 수크로스의 고갈 속도도 더 빠르게 관찰되어 발효가 가속됨을 보여주었다. 열처리는 단백질분해효소작용을 촉진하고 미생물 간 경쟁을 감소시키며 LAB의 우점성을 지지함으로써 발효 효율을 더욱 향상시킨다. 본 연구는 재료 수준의 가공이 발효 결과를 제어하고 김치에서 기능성 대사물 생산을 증진할 가능성을 보여준다. • 발효 멸치 소스의 첨가는 김치의 미생물 및 대사 프로파일을 유의하게 변화시킨다. • 무처리 소스는 Tetragenococcus muriaticus를 도입하여 초기 미생물 다양성에 영향을 준다. • 소스 첨가는 단백질분해를 촉진하여 김치의 아미노산 풀을 풍부하게 한다. • 열처리된 소스를 포함한 김치는 GABA 및 만니톨을 포함한 유익한 대사물 수준이 더 높다.

대사증후군(MetS)은 중심성 비만, 이상지질혈증, 고혈압, 인슐린 저항성을 특징으로 하는 다요인성 질환으로, 심혈관질환과 제2형 당뇨병의 위험을 증가시킨다. 임상적 중요성에도 불구하고 현재의 진단 방법은 침습적인 혈액 기반 평가에 의존한다. 본 연구는 대사증후군 진단을 위한 비침습적 대안으로서 요(尿) 대사체학의 잠재력을 조사하였다. 가스크로마토그래피-질량분석기(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)를 사용하여 임상 진단 기준에 따라 정상, 경계(BL), 대사증후군(MetS) 집단으로 분류된 127명의 요 대사체를 분석하였다. 총 80개의 대사체가 동정되었으며, 부분최소제곱 판별분석(partial least-squares discriminant analysis, PLS-DA)은 집단 간에 서로 구별되는 대사 프로파일을 보여주었다. 글루쿠로네이트(glucuronate), 갈락투론산(galacturonic acid), 시스틴(cystine)을 포함한 주요 대사체들은 대사증후군 및 그 진단 구성요소와의 유의한 연관성을 나타냈다. 경로 분석 결과, 탄수화물, 아미노산 및 지방산 대사에서 주로 대사 교란이 관찰되었다. 또한 수신자조작특성(receiver operating characteristic, ROC) 곡선 분석에서는 선정된 요 대사체 패널이 대사증후군 분류의 정확도를 향상시킴을 확인하였다. 이러한 결과는 요 대사체학 프로파일링이 대사증후군의 새로운 바이오마커를 제공할 수 있으며, 비침습적 선별 및 조기 발견을 위한 유망한 접근이 될 수 있음을 시사한다.