) 유전자는 단백질을 암호화하며, 이 단백질은 프로테아제를 억제하는 데 중요한 역할을 수행하고, 염증을 조절하며, 조직 수리를 촉진하고, 면역 반응을 조절한다. OA의 맥락에서 SLPI는 관절 항상성(joint homeostasis)의 핵심 조절인자로 확인되었다. 인간 조직에서의 SLPI 방출은 전염 또는 염증 과정 동안 분비되는 것과 같은 pro-inflammatory factor들에 의해 증가된다. 이러한 인자로는 인터루킨-1 및 6(IL-1 및 IL-6)과, 다수의 염증성 류마티스 질환에서 분비되는 종양괴사인자 알파(TNF-α)가 포함된다. 본 연구에서는 OA에서 SLPI 매개 염증, 그 생물학적 기능, 그리고 OA와의 연관성에 관한 포괄적 검토를 기술하여, SLPI의 잠재적 치료적 사용에 대한 향후 연구의 기반을 제공한다. 임상에서 OA를 치료하거나 예방할 효과적인 전략이 없으므로, 약물 개발을 위한 SLPI의 번역 가능성(translational possibility)을 탐색하기 위한 추가 연구가 권장된다.

노출은 다양한 간 질환 전반에서 간 손상에 대한 잠재적 임상적 함의를 제공할 수 있다.

알코올 섭취는 사회 전반에 널리 나타나는 문제로서, 상당한 건강상의 위험과 사회경제적 결과를 초래한다. 지방간 질환, 알코올성 간염, 만성 간염, 간 섬유화, 간경변증과 같은 알코올 유발 간 질환은 포괄적인 연구의 필요성을 보여준다. 에탄올의 증발로 인해 세포 시스템에서 만성 알코올 노출을 모사하는 데 어려움이 존재하므로, 혁신적인 접근이 요구된다. 본 연구에서는 장기간 알코올 노출에 대한 간세포의 생리적 반응을 살펴보기 위한, 단순하고 재사용 가능하며 제어 가능한 장치를 개발하였다. 우리의 접근은 배양 배지로 에탄올을 연속적으로 방출하여 수 일 동안 에탄올 농도를 일정하게 유지하도록 고안된 새로운 장치를 포함하였다. 장치의 성능은 장기간 에탄올 노출 동안 유전자 발현 양상과 사이토카인 분비 변화의 양상을 관찰하여 평가하였다. 이러한 양상은 알코올성 간염 환자에서 관찰된 양상과 상관관계를 보였다. 본 결과는 에탄올 방출 장치가 만성 알코올 매개 간 질환의 기전을 세포 수준에서 연구하는 데 유용한 도구로 활용될 수 있음을 시사한다. 본 장치는 만성 알코올 노출을 연구하기 위한 실용적인 해결책을 제공하며, 세포 연구를 위한 신뢰할 수 있는 플랫폼을 제공한다. 이러한 혁신적 도구는 만성 알코올 매개 간 질환에 관여하는 분자적 과정에 대한 이해를 진전시키는 데 기여할 가능성이 있다. 향후 연구에서는 더 광범위한 적용과 알코올 관련 질환의 예측 및 치료에 대한 잠재적 함의를 탐색해야 한다.

결과는 ddPCR이 미생물 검출 한계를 낮추고 정밀한 검출을 제공할 가능성이 있음을 시사하며, 이는 조기 PJI에 대한 그 효과를 의미한다.

) 유전자는 단백질을 암호화하며, 이 단백질은 프로테아제를 억제하는 데 중요한 역할을 수행하고, 염증을 조절하며, 조직 수리를 촉진하고, 면역 반응을 조절한다. OA의 맥락에서 SLPI는 관절 항상성(joint homeostasis)의 핵심 조절인자로 확인되었다. 인간 조직에서의 SLPI 방출은 전염 또는 염증 과정 동안 분비되는 것과 같은 pro-inflammatory factor들에 의해 증가된다. 이러한 인자로는 인터루킨-1 및 6(IL-1 및 IL-6)과, 다수의 염증성 류마티스 질환에서 분비되는 종양괴사인자 알파(TNF-α)가 포함된다. 본 연구에서는 OA에서 SLPI 매개 염증, 그 생물학적 기능, 그리고 OA와의 연관성에 관한 포괄적 검토를 기술하여, SLPI의 잠재적 치료적 사용에 대한 향후 연구의 기반을 제공한다. 임상에서 OA를 치료하거나 예방할 효과적인 전략이 없으므로, 약물 개발을 위한 SLPI의 번역 가능성(translational possibility)을 탐색하기 위한 추가 연구가 권장된다.

노출은 다양한 간 질환 전반에서 간 손상에 대한 잠재적 임상적 함의를 제공할 수 있다.

알코올 섭취는 사회 전반에 널리 나타나는 문제로서, 상당한 건강상의 위험과 사회경제적 결과를 초래한다. 지방간 질환, 알코올성 간염, 만성 간염, 간 섬유화, 간경변증과 같은 알코올 유발 간 질환은 포괄적인 연구의 필요성을 보여준다. 에탄올의 증발로 인해 세포 시스템에서 만성 알코올 노출을 모사하는 데 어려움이 존재하므로, 혁신적인 접근이 요구된다. 본 연구에서는 장기간 알코올 노출에 대한 간세포의 생리적 반응을 살펴보기 위한, 단순하고 재사용 가능하며 제어 가능한 장치를 개발하였다. 우리의 접근은 배양 배지로 에탄올을 연속적으로 방출하여 수 일 동안 에탄올 농도를 일정하게 유지하도록 고안된 새로운 장치를 포함하였다. 장치의 성능은 장기간 에탄올 노출 동안 유전자 발현 양상과 사이토카인 분비 변화의 양상을 관찰하여 평가하였다. 이러한 양상은 알코올성 간염 환자에서 관찰된 양상과 상관관계를 보였다. 본 결과는 에탄올 방출 장치가 만성 알코올 매개 간 질환의 기전을 세포 수준에서 연구하는 데 유용한 도구로 활용될 수 있음을 시사한다. 본 장치는 만성 알코올 노출을 연구하기 위한 실용적인 해결책을 제공하며, 세포 연구를 위한 신뢰할 수 있는 플랫폼을 제공한다. 이러한 혁신적 도구는 만성 알코올 매개 간 질환에 관여하는 분자적 과정에 대한 이해를 진전시키는 데 기여할 가능성이 있다. 향후 연구에서는 더 광범위한 적용과 알코올 관련 질환의 예측 및 치료에 대한 잠재적 함의를 탐색해야 한다.

결과는 ddPCR이 미생물 검출 한계를 낮추고 정밀한 검출을 제공할 가능성이 있음을 시사하며, 이는 조기 PJI에 대한 그 효과를 의미한다.

유도된 세포사멸은 caspase-3 활성화를 억제함으로써, Bax의 상향조절과 Bcl-2의 하향조절, 세 가지 미토겐 활성화 단백질 키나아스(MAPKs)의 활성화, cAMP 반응요소 결합 단백질(CREB) 및 NF-κB의 인산화, 그리고 iNOS의 유도를 통해 매개된다. 이러한 결과는 CBME가 SH-SY5Y 세포에서 산화적 손상에 대항하여 현저한 신경보호 특성을 지닌다는 근거를 제공하며, 신경퇴행성 질환의 예방 및 치료에서 CBME의 보완적 또는 심지어 대체적 역할이 추가 연구될 가치가 있음을 시사한다.

편집자께, 핵수질 세포(nucleus pulposus cells, NPCs)의 증식 감소 및 노화 증가가 추간판(intervertebral discs, IVDs)의 노화 과정과 연관되어 있으며, 그 결과 추간판 퇴행(intervertebral disc degeneration, IVDD)에 기여한다. 또한 노화 방지 단백질 클로토(Klotho, KL)의 결함 있는 발현은 IVDD를 포함한 다양한 연령 관련 질환과 연관된다. 본 연구의 결과는 NPCs에서 KL 발현이 감소하는 것이 자가포식의 변화, 미토콘드리아 기능장애, 그리고 세포 노화를 유발하는 핵심 요인임을 시사하며, IVD 퇴행의 분자적 기전과 관련된 새로운 통찰을 제공한다. KL 단백질의 세포 노화에서의 역할을 고려할 때, IVDD에서의 잠재적 기능이 제안된 바 있다(보충 파일 1, 주 S1). 우리는 인간 NPCs와 IVD 조직으로부터 얻은 두 데이터셋(GSE122429 및 GSE186542)에서 KL 및 세포외기질(extracellular matrix, ECM) 구성 성분의 유전자 발현을 조사하였다(보충 파일 2, 방법 S1). 배아 또는 만능줄기세포로부터 분화된 NPCs는 KL과 COL2A1이 증가하였으며(그림 1a–d 및 S1a–f), 이는 추간판의 잠재적 손상 복구 가능성을 시사한다(주 S2). 반면, 퇴행성 IVD 조직의 유전자 발현 분석에서는 KL 발현이 유의하게 감소하여, 건강한 추간판을 유지하는 데 있어 KL의 필수적 역할을 강조하였다(그림 1e–g 및 S1g–i; 주 S2). 또한 생체 내 마우스 연구에서는 노화된 IVD가 KL 및 그 공동수용체인 FGF-23의 감소와 연관되어 있었고(보충 파일 3, 방법 S2, 그림 1h 및 S2a), 세포노화 관련 마커의 증가도 확인되었다(그림 1i 및 S2b). 이는 KL 관련 세포 노화가 IVDD에 미치는 영향을 부각한다(주 S3). 우리는 더 나아가, 더 나이 든 마우스(그림 S3a)의 추간 요추 부위로부터 유래한 마우스 NPC(mNPCs)의 세포 역학을 탐색하였다. 1년령 마우스에서는 성장 속도 감소, 형태의 불규칙성, 그리고 5번째 계대(passage)에서의 클론형성 잠재력 감소로 인해 재생 능력이 저하되었으나, 1개월령 마우스의 mNPCs는 0–5번째 계대 동안 강한 성장 잠재력과 규칙적인 형태를 보였다(그림 1j–n). 또한 노화된 마우스로부터 유래한 NPCs에서는 노화 관련 β-galactosidase(SA-β-GAL) 활성 및 p53, p21, p16과 같은 다른 노화 마커의 증가가 관찰되었고, IL1-β 수준도 더 높았다(그림 1o, p 및 r). 노화된 NPCs에서는 계대가 더 진행될수록 KL과 ACAN의 발현이 감소하였으며, 젊은 마우스의 NPCs와 달리 matrix metalloproteinase-13(MMP-13) 수준은 증가하였다(그림 1q). GSE113199 데이터셋을 이용한 보완 분석도 이러한 결과를 뒷받침하였으며, IL1-β 처리 시 KL, ACAN, COL2A1의 발현이 감소하였다(그림 1s–v 및 S3b–d). 추가적인 세부 내용은 주 S4에 제시되어 있다. 더불어, 사람 NPC(hNPCs)를 대상으로 한 시험관 내 계대 배양 실험에서는 세포 인구 누적 배양 횟수의 수(NCPD)가 감소하고, 세포 인구 누적 배양 시간(CPDT)이 증가하는 것이 확인되었다(보충 파일 4, 방법 S3, 그림 2a). 초기 계대 세포(P0–P5; EA-hNPCs로 명명)는 후기 계대 세포(P10–P13; LA-hNPCs로 명명)와 비교하여 상대적으로 높은 KL 및 FGF-23 단백질 발현을 보였다(그림 2b). 자세한 내용은 주 S5에 포함되어 있다. 우리는 NCPD, CPDT, 그리고 KL 단백질 발현을 학습 데이터로 사용하여 LA-hNPCs와 건강한 EA-hNPCs를 포함하는 신경망을 심층 분석하였다(보충 파일 5, 방법 S4). 그 결과는, 이 모델이 EA-hNPCs에서는 KL 발현을 안정적으로 유지한다고 정확히 예측·분류하지만 LA-hNPCs에서는 유의하게 감소함을 확인하였고, 이는 증식 능력의 변화와 상관관계를 보였다(그림 2c 및 d 및 S4–S7, 표 S1). 추가 탐색은 주 S6에 제시되어 있다. 시험관 내 배양 동안 hNPCs의 증식 능력은 세포 형태, BrdU 삽입, 그리고 EA- 및 LA-NPC에서의 클론형성 능력을 확인함으로써 평가하였다. 조기 세포 노화는 SA-β-GAL 활성, 자가포식 플럭스 활성, 미토콘드리아 생체에너지 분석, 그리고 IL1β 수준과 같은 염증성 마커를 포함한 다른 기능성 분석을 통해 평가하였다(보충 파일 6, 방법 S5–S12, 표 S2). 실제로 LA-hNPCs는 세포 형태 변화, 세포노화 및 세포사멸 증가, IL1β 수준 상승, 증식률 감소, 그리고 ECM 발현의 변화가 나타났으며, 그 결과 조기 세포노화 및 IVDD 표현형이 유도되었다(그림 2e–l). LA-hNPCs에서는 자가포식 활성 감소와 미토콘드리아 ROS 수준 증가가 관찰되었고, 생체에너지 프로파일링에서 뚜렷한 전환이 나타났다(그림 2m–r 및 S8a, b). 또한 LA-hNPCs에서의 생체에너지 프로파일링은 산화적 인산화 및 해당 작용(glycolytic flux)의 증가와 함께 유의한 변화 양상을 보였으며(그림 2s–z 및 S8c–e), 이는 증가하는 영양 요구에 대한 반응으로 에너지 대사의 전환이 일어났음을 시사한다. 자세한 내용은 주 S7에 제시되어 있다. hNPCs에서 KL을 억제(knockdown)하면 세포 성장 저하, 미토콘드리아 ROS 증가, 그리고 호흡(respiration) 양상의 변화가 유발되었다(보충 파일 7, 방법 S13, 그림 3a–i). 더 나아가 KL 발현의 감소는 자가포식 감소, 세포노화의 가속, 그리고 ECM 균형의 붕괴를 초래하였다(그림 3j–q). 이러한 결과는 세포 항상성 유지 및 IVDD 예방에서 KL의 중요한 역할을 강조한다. 추가 논의는 주 S8에 포함되어 있다. 또한 재조합 KL(rKL) 처리에서는 LA-hNPCs에서 세포 증식을 촉진하여 성장 잠재력이 증가하고, 산화 스트레스가 감소하며, 미토콘드리아 기능이 향상되는 것이 관찰되었다(보충 파일 8, 방법 S14, 그림 4a–g 및 S9a–d). 추가 결과는 주 S9에서 논의된다. 3차원 세포 배양 분석에서 EA-hNPCs 스페로이드는 지속적으로 성장한 반면, LA-hNPCs 스페로이드는 성장 잠재력을 상실하였다(방법 S15, 그림 4h). 흥미롭게도 rKL 처리는 LA-hNPCs 스페로이드에서 성장 활성을 회복시켰다. rKL 처리는 항산화 효과를 유도하고 KL 발현 및 자가포식 활성을 증가시켰으며(그림 4i 및 j와 S10a, b), 이는 스페로이드 성장 역학의 조절, 산화 스트레스 감소, 그리고 자가포식 과정 촉진 측면에서 rKL의 다양한 치료 잠재력을 시사한다. 이는 주 S10에서 추가로 논의된다. 또한 자가포식 억제제인 클로로퀸(chloroquine, CQ)과 rKL을 병용했을 때, KL과 연관된 보호 기능은 자가포식 감소, 미토콘드리아 ROS 증가, 그리고 미토콘드리아 항상성의 붕괴로 인해 손상되었음이 확인되었다(그림 4k–u). 자가포식을 차단하면 rKL로 유도된 ECM 분비가 감소하고 세포노화가 촉진되어, 자가포식 조절을 통한 rKL의 치료 효과에서의 잠재적 역할을 시사한다. 추가 결과는 주 S11에 제시되어 있다. 결론적으로, 본 포괄적 연구는 노화된 NPC에서의 대사 변화와 함께 자가포식에서 KL이 유의미한 역할을 하며, 미토콘드리아 기능 장애 및 해당 작용(glycolysis) 증가를 포함한다는 점을 보여주었다(보충 파일 9, 주 S12, 그림 S12). 이러한 결과는 KL 관련 경로를 표적화하는 것이 IVDD의 지연 또는 예방을 위한 치료 전략을 제공할 수 있음을 강조한다. 특히 rKL 치료는 IVDD를 다루고, 잠재적으로 다른 연령 관련 질환의 완화에도 기여할 수 있는 유망한 접근으로 부상한다. M.E.B.는 개념을 구상하고 원고를 작성하였으며 모든 원래의 그림을 제작하였다. D.S.M.은 데이터를 분석하고 원고를 교정하였다. T.H.L.은 실험을 지원하고 원고를 교정하였다. J.S.H.는 실험을 지원하고 원고를 교정하였다. N.N.Q.와 R.F.H.는 실험을 지원하였다. J.Y.는 원고를 교정하였다. W.K.는 원고를 교정하였다. D.K.L.은 원고를 교정하였다. S.P.Y.는 원고를 교정하였다. J.H.B.는 원고를 교정하고 재정 지원을 제공하였다. D.R.K.는 개념을 구상하고 재정 지원을 제공하였으며 모든 그림을 편집하고 원고 작성에 기여하였다. 모든 저자는 출판된 원고를 읽고 동의하였다. 저자들은 모든 실험실 구성원에게 특별한 감사를 전한다. 저자들은 이해상충이 없음을 선언한다. 본 연구는 한국 국립연구재단(National Research Foundation of Korea)을 통한 Basic Science Research Program의 지원금(RS-2023-00219399, RS-2023-00238051)으로 수행되었다. 모든 동물 실험은 경상국립대학교(Institutional Animal Care and Use Committee, IACUC)의 승인(GNU-240702-M0130)을 받았으며, 대한민국 경상국립대학교 IACUC 지침에 따라 수행되었다. 본 연구에서 분석한 RNA sequencing 데이터셋은 GEO 데이터베이스(GSE11224429, GSE186542, GSE113199)를 통해 Gene Expression Omnibus(GEO) 저장소에서 이용 가능하다(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi). 모든 데이터는 본 논문 및 부가정보에 포함되어 있으며, 합리적인 요청 시 교신저자에게서도 제공받을 수 있다. 참고로, 출판사는 저자들이 제공한 부가정보의 내용 및 기능에 대해 책임지지 않는다. 부가정보의 누락을 제외한 모든 문의는 해당 논문의 교신저자에게 전달되어야 한다.

-유도 세포독성은 절단된 caspase-3 활성화를 감소시키고 Bax/Bcl-2 비율을 낮춤으로써 세포자멸사(apoptosis)를 억제하였다. 또한 DBE는 p38 MAPK 활성에는 영향을 주지 않으면서 JNK 및 ERK 인산화를 선택적으로 억제하였다. 염증 반응 역시 조절되었는데, DBE는 NF-κB p65 인산화를 억제하고 산화 스트레스 유도 염증의 핵심 매개자인 COX-2 발현을 하향 조절하였다. 이러한 결과는 DBE가 생존을 촉진하고 세포자멸사를 억제하며, 산화 스트레스 및 염증에 관여하는 주요 신호전달 경로를 조절함으로써 HaCaT 각질형성세포를 산화 스트레스 유도 세포 손상으로부터 보호함을 시사한다. 본 연구는 산화 스트레스 관련 피부 질환의 예방을 위한 DBE의 잠재적 치료 및 코스메틱 적용 가능성에 대한 기초적인 통찰을 제공한다.

시상하부 궁상핵(ARC)의 pro-opiomelanocortin(POMC) 뉴런은 교감신경계를 통해 갈색지방조직(BAT) 열발생(thermogenesis)을 조절하는 데 핵심적인 역할을 한다. 일시수용체전위(tranisent receptor potential) ankyrin 1(TRPA1)의 활성화는 특히 BAT에서 열 생산을 증가시키는 것으로 입증되었다. 그러나 TRPA1에 의해 조절되는 ARC POMC 뉴런이 매개하는 BAT 열발생에 대해서는 직접적인 증거가 보고되지 않았다. 본 연구는 TRPA1을 발현하는 시상하부 POMC 뉴런이 BAT 열발생에 미치는 역할을 규명하고자 하였다. ARC POMC 뉴런에서 TRPA1 발현을 확인하기 위해 단일세포 역전사 중합효소연쇄반응(single-cell reverse transcriptase polymerase chain reaction)과 면역표지(immunolabeling) 기법을 사용하였다. capsiate 및 ASP7663를 포함한 선택적 TRPA1 작용제는 ARC POMC 뉴런의 탈분극을 유도하였으며, 이 효과는 TRPA1에 선택적인 길항제 A967079에 의해 억제되었다. 또한 심실내( intracerebroventricular, i.c.v.)로 투여한 ASP7663는 BAT와 중심체온(core body temperature)을 증가시켰다. BAT에서의 ASP7663 열발생 효과는 A967079의 병용 투여에 의해 소실되었다. BAT 열발생 관련 표지자 중 peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha(PGC-1α)와 PR domain containing 16(PRDM16)의 발현은 i.c.v. 투여 후 ASP7663에 의해 유의하게 상향 조절되었다. 그러나 이 증가는 PRDM16을 제외하고 A967079에 의해 다시 반전되었다. 이러한 결과는 TRPA1 매개 시상하부 POMC 뉴런의 활성화가 BAT 열발생 조절 및 에너지 소모 증진에 필수적임을 시사한다.

배경: 레이저는 피부 재포면(Resurfacing)에서 흔히 사용되며, 정밀한 박피(ablation)와 조절된 진피 리모델링을 가능하게 한다. 임상 결과는 에너지와 펄스 설정에 따라 달라지지만, 동력(power)에 의존하는 조직 상호작용에 대한 비교 형태계측(morphometric) 및 조직계측(histometric) 자료는 제한적이다. 목적: 동결 외(Ex vivo) 돼지 피부 모델을 사용하여 피크 파워 30 W 및 40 W에서 유도된 미세 열 손상/열 구역(microscopic thermal zones, MTZs)의 박피 특성을 평가한다. 방법: 30 W 및 40 W 설정에서 40~240 mJ의 에너지 수준에 해당하는 레이저를 조사하였다. 박피 직경은 동결 조직을 이용해 피부경검사(dermoscopic)로 평가하였고, 박피 깊이는 생리적 온도(30–32°C)에서의 비동결 조직을 조직학적으로 분석하였다. 형태계측 및 조직계측 측정을 수행하고 통계적으로 분석하였다. 결과: 30 W 및 40 W 설정 모두에서 에너지에 따른 박피 깊이와 직경의 증가가 관찰되었다. 40 W 레이저는 표면 직경은 더 좁게(평균 7.3% 더 좁음) 하면서도 박피 기둥은 더 깊게 생성하였다(평균 11.8% 더 깊음). 또한 말초 탄화(carbonization)가 감소하였다. 선형 회귀 분석에서 에너지와 박피 깊이(r > 0.91), 직경(r > 0.91) 간의 강한 상관관계가 확인되었으며, 40 W 군에서 더 높은 기울기 계수(slope coefficient)가 나타나 더 큰 박피 효율을 시사하였다. 결론: 레이저 시스템은 동일한 총 에너지를 전달함에도 불구하고 30 W에 비해 더 향상된 정밀성, 더 깊은 진피 침투, 그리고 감소된 열 확산을 제공한다. 이러한 결과는 피크 파워 설정을 더 높이면, 특히 피부 광형(phototypes)이 더 어두운 집단에서 분획 재포면(fractional resurfacing) 시술의 안전성과 임상적 결과를 개선할 수 있음을 시사한다.