본 연구에서는 고광발광 탄소 나노입자(CNPs)를 고압 및 고온 조건에서 피페라진 시트레이트(piperazine citrate)의 열분해(pyrolytic decomposition)로 제조하였다. 피페라진은 가수분해(hydrolytic), 표면 패시베이션(surface-passivating), 그리고 N-도핑(N-doping) 제 역할을 하며, 광중합체의 형성을 촉진한다. 표면 보호/패시베이션 없이 합성된 CNPs는 우수한 광발광 특성을 보였고, 최대 양자수율은 84%이다. N-도핑된 CNPs의 평균 입자 크기는 0.89±0.05 nm이다. 또한 N-도핑된 CNPs는 균일한 직경과 거의 구형에 가까운 형상을 나타낸다. X선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy) 결과에 따르면 CNPs는 탄소(64.4 wt%), 산소(18.5 wt%), 그리고 질소(17.1 wt%)로 구성되어 있으며, CNPs 내에 질소 도핑 및 탄소가 풍부한 작용기(moieties)가 존재함을 시사한다. 특히, 본 연구에서 개발한 절차로 정제한 CNPs는 기존의 투석(dialysis) 막으로 정제한 것보다 더 안정적인 발광 특성을 보였다. 아울러, 넓은 투여 범위(dosing window)를 제공하고 다색(multicolor) 발광을 나타내는 형광 생체이미징 프로브로서 CNPs의 잠재적 응용 가능성을 평가하기 위해, A549 세포를 CNPs와 직접 공기양성(cultur-ing)하였다. 그 결과, CNPs는 뛰어난 광학적 안정성뿐 아니라 우수한 생체적합성 및 세포 표지 능력을 함께 나타내는 것으로 확인되었다. A549 세포를 CNPs와 배양한 후, CNPs는 세포질에서 과립(granulated) 형태를 띠면서 핵을 보존한 채 핵주위(perinuclear) 소포와 유사한 형태로 국소화되었다. 특히 핵 수축(nuclear contraction)과 같은 유의미한 형태학적 손상은 관찰되지 않았다.

본 연구는 MSM이 AMPK/mTOR/ULK1 의존적 신호전달 경로를 통해 자가포식 플럭스를 증진함으로써 간 지방증을 완화함을 시사한다. 이러한 결과는 비만 관련 MAFLD 치료를 위한 MSM의 치료적 잠재력을 보여준다.

(IO)는 신경보호 효과가 있는 것으로 알려져 있으나, 국소 뇌 허혈(fCI)에서 이들의 치료적 상승작용에 기저하는 관련 기전은 아직 명확히 규명되지 않았다. 본 연구는 실험적 fCI에 대해 혼합 버섯 균사체(MMM)가 나타내는 신경보호 효과를 입증하고자 하였다. 고체발효 기법을 이용하여 보리 배지에서 배양한 MMM의 수분획, 에탄올분획, 에틸아세테이트분획(PL, GL 및 IO)을 제조하고, PC-12 세포에서 글루타메이트에 의해 유도된 흥분독성에 대한 보호 효과를 비교하였다. 독성이 가장 낮고 효능이 가장 높은 형태로서 MMM의 수추출물(wMMM)을 규명한 후, Hoechst 33258 기반 핵 염색, 형광활성화 세포분류, 반응성 산소종(ROS) 검출 분석을 포함하는 wMMM의 항아폽토시스 효과 평가를 위한 추가 분석을 수행하였다. 쥐에 90분간 중대뇌동맥 폐색과 재관류를 시행한 뒤, wMMM 처리는 여러 지표에서 용량 의존적인 유의미한 개선을 나타냈다. 또한 세포 내 ROS와 항산화 효소 수준을 측정한 결과, wMMM 매개 ROS의 억제와 항산화 효소의 상향 조절이 확인되었다. 우리는 wMMM이 항아폽토시스 및 항산화 효과를 통해 fCI에 대해 신경보호 작용을 한다고 제안한다.

아토피 피부염(AD)은 재발성 가려움과 피부 건조를 특징으로 한다. 병인적 다면성과 현재 치료제의 부작용으로 인해 경피 약물 전달 시스템(transdermal drug delivery system)의 개발이 관심의 대상이 되고 있다. 본 연구에서는 Rhus verniciflua 추출물(RVE)을 탑재한 풀루란 하이드로겔(pullulan hydrogel)인 RVE@PH로 제조한 새로운 국소용 필름을 합성하고, 신생아 캡사이신 주사 방법으로 모델링한 AD 흰쥐에서 치료 효능을 평가하였다. RVE@PH는 푸리에 변환 적외선 분광법(Fourier-transform infrared spectroscopy)과 in vitro 방출 시험을 통해 특성화하였다. 새끼 흰쥐는 무작위로 두 군으로 나누었다: 대조 용매 처리(vehicle-treated, VEH; n = 5) 군과 캡사이신 처리(capsaicin-treated) 군(n = 15). 후자는 AD 유도를 위해 출생 24 h 후 캡사이신을 피하로 투여하였으며, 이후 세 군으로 추가 분류하였다(n = 5씩): 미처치(CAP), 풀루란 하이드로겔 적용(PH), RVE@PH 적용(RVE-PH). 풀루란 하이드로겔과 RVE@PH는 출생 후 42일에서 56일까지 14일 동안 어깨 부위 병변에 국소적으로 적용하였다. 이들의 표현형은 피부염 점수, 표피 두께, 비만세포 침윤, 그리고 혈청 마이엘로퍼옥시다아제(myeloperoxidase, MPO) 활성도를 기준으로 비교하였다. PH 군은 CAP 군에 비해 위에서 언급한 모든 지표에서 유의한 완화를 보였으며, 이는 풀루란 하이드로겔 자체가 AD에 대해 치료 활성을 가짐을 시사한다. 특히 완화 효과는 PH 군보다 RVE-PH 군에서 더 강하게 나타났는데, 이는 탑재된 제약물질인 RVE의 존재가 AD에 대한 치료 효능을 증강함을 의미한다. 종합하면, 본 결과는 RVE@PH가 풀루란 하이드로겔 매개 물리적 작용과 RVE 매개 제약학적 작용의 이중 역할을 통해 AD를 억제함을 보여준다. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res Part B: Appl Biomater 107B: 2325-2334, 2019.

푸시딕산(fusidic acid)은 스테로이드성 항생제로서 항균, 항산화 및 항염증 작용을 지니지만, 신경퇴행성 질환 관련 세포사멸에 대한 푸시딕산의 효과는 연구되지 않았다. 본 연구에서는 C6 교세포에서 나트륨 니트로프루사이드(sodium nitroprusside, SNP)로 유도된 독성에 대한 푸시딕산의 보호 효과를 조사하였다. 푸시딕산(5–20 μM)은 SNP(100 μM)로 유도된 세포사멸을 용량 의존적으로 억제하였고, SNP로 유도된 산화질소(NO), 총 반응성 산소종(ROS), 퍼옥시니트라이트(ONOO)의 생성을 효과적으로 감소시켰다. 또한 푸시딕산(20 μM) 전처치는 핵 응축 및 caspase-3 활성화와 같은 SNP(100 μM) 유도성 세포자멸사 사건을 유의하게 억제하였다. 더불어 푸시딕산은 GRP78, IRE1, ATF6, PERK, XBP1s, eIF2α, CHOP, caspase-12 등 SNP로 유도된 소포체(endoplasmic reticulum, ER) 스트레스 표지자들의 증가를 효과적으로 억제하였다. 아데노신 일인산 활성화 단백질 키나아제(adenosine monophosphate-activated protein kinase, AMPK)의 특이적 억제제인 compound C(10 μM)는 SNP 유도 세포독성, CHOP 상승 및 caspase-3 활성화에 대한 푸시딕산의 예방적 효과를 역전시켰다. 이러한 결과는 푸시딕산이 AMPK 경로 및 세포자멸사 사건의 조절을 통해 C6 교세포를 세포독성으로부터 보호할 수 있음을 시사한다.

뇌졸중은 전 세계 성인의 주요 사망 및 이환 원인이다. 그러나 에리트로포이에틴(erythropoietin, EPO)을 포함한 가능한 약물 후보의 대부분을 이용한 뇌졸중 치료는 혈액-뇌 장벽(blood-brain barrier, BBB)이 존재함에 따라 뇌로의 침투가 부족하여 여전히 문제가 크다. 이를 극복하기 위해 우리는 새로운 EPO 전달 시스템, 즉 EPO를 탑재한 콜산 코팅 폴리(젖산-코-글리콜산)poly lactic-co-glycolic acid(PLGA) 나노입자(erythropoietin, EPO-CA-NPs)를 합성하여, EPO-CA-NPs가 BBB를 효율적으로 통과하여 뇌에 도달할 수 있도록 하는 것을 목표로 하였다. 뇌졸중 동물 모델에서 EPO-CA-NPs의 치료 효능을 EPO와 비교하였다. 실험적 뇌졸중 모델은 래트를 중대뇌동맥 폐쇄 및 재관류(middle carotid artery occlusion and reperfusion, MCAO/R) 기법에 노출시켜 제작하였다. 그 결과, EPO-CA-NPs는 수술 후 1일(postoperative day, POD) 1에서 EPO 단독보다 뇌경색 용적의 범위와 세포 아폽토시스를 더 큰 정도로 감소시켰다. 또한 EPO-CA-NPs는 POD 1, 3, 5 및 7에서 EPO 단독보다 감각운동 기능에서 더 우수한 성능을 보였다. 종합하면, 새로 합성된 뇌 표적화 EPO 전달 시스템인 EPO-CA-NPs는 EPO를 뇌로 효율적으로 전달함으로써, EPO 단독보다 뇌졸중에 대한 치료 효과가 더 크다.