Cognitive impairment is considered to be key research topics in the field of neurodegenerative diseases and in understanding of learning and memory. In the present study, we investigated neuroprotective effects of Schisandra chinensis (SC) and Ribes fasciculatum (RF) extracts in hydrogen peroxide-induced neuronal cell death in vitro and scopolamine-induced cognitive impairment in Sprague Dawley® (SD) rat in vivo. Apoptotic cell death in neuroblastic PC12 cell line was induced by hydrogen peroxide for 1 hour at 100 μM. However, mixture of SC and RF treatment prevented peroxide induced PC12 cell death with no neurotoxic effects. For in vivo experiment, the effect of SC and RF extracts on scopolamine-induced cognitive impairment in SD rat was evaluated by spontaneous alternation behavior in Y-Maze test. After 30 min scopolamine injection, the scopolamine-induced rats presented significantly decreased % spontaneous alteration and acetylcholine level, compared to non-induced group. However, treatment of SC+RF extracts rescued the reduced % spontaneous alteration with acetylcholine concentration from hippocampus in scopolamineinduced rats. These results suggested that mixture of SC and RF extract may be a potential natural therapeutic agent for the prevention of cognitive impairment.

본 연구에서는 고분자 전해질막을 구성하고 있는 고분자 주쇄의 반복단위 개수를 변경해 가며 수화채널 모폴로지 와 이온전도도의 변화를 비교하였고, 최종적으로 분자동역학 전산모사 수행 시에 적정한 고분자 모델을 선정하기 위한 기준 을 제시하고자 하였다. 고분자 주쇄의 길이가 가장 짧은 모델에서 주쇄 및 술폰산기의 움직임이 커지는 것을 관찰할 수 있었 지만, 수화채널 모폴로지는 특별한 상관관계를 발견할 수 없었다. 또한, 수화채널 모폴로지에 가장 큰 영향을 받는 수소이온 전달 능력의 특성 상, 수소이온 전도도에서도 고분자 주쇄의 길이와 큰 상관관계를 보이지는 않았다. 이러한 결과는 특히 바 인더용 이오노머 제조에 대한 중요한 정보를 제공한다. 일반적으로 바인더용 이오노머의 경우 고분자 전해질막 소재를 저분 자량으로 합성하여 사용하게 되는데, 이때 주쇄/술폰산기의 움직임이 향상되므로 촉매층을 잘 둘러싸는 역할을 할 수 있는 반면에, 수소이온 전달 능력 자체에 있어서는 특별한 변화가 없을 것을 예상할 수 있다. 결론적으로, 바인더용 이오노머 제조 시에는 수소이온 전달 성능보다는 물성에 좀 더 초점을 맞추어 분자량 및 구조 설계가 필요할 것이다.

화학물질 취급공정에서 발생하는 화학사고를 예방하기 위해 기본적으로 요구되는 위험성 분석 (Risk Analysis)시 공정의 특성을 잘 반영하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 CFD (computational fluid dynamics) 언어를 활용하여 화학공장의 고위험 공정을 대상으로 신뢰성 있는 사고 피해 결과를 분석하고 안전확보 방안을 제시하였다. 이를 위한 방법론적 사례로 화학공장의 RHDS (잔사유수첨탈황공정) 공정을 대상으로 실제공정의 운전조건, 설비 및 장치의 형태와 밀집도, 대기상태, 바람의 영향 등 여러 복합적 변수를 고려하여 FEA (Finite Element Analysis)와 CFD 시뮬레이션을 수행 하여 확산, 폭발 시뮬레이션을 수행하였으며, 3D Scanning 기술, 누출공 크기 산정, 누출량 산정을 위한 CFD 적용 가능성을 검토하였다.

Hydrogen peroxide (H2O2) is originally an endogenous small molecule which is reduced into water in cells. In order to know the H2O2-induced oxidative stress in RAW 264.7 cells, first of all, the optimum concentration of exogenous H2O2 which show reactive cellular responses was determined as 40 μM by MTT assay, and followed by 40 μM H2O2 application in RAW 264.7 cells for 30 min, 1, or 2 hours. The expressional changes of essential proteins for cellular proliferation, epigenetic modification, inflammation, apoptosis, survival, and protection were assessed by immunoprecipitation high performance liquid chromatography (IP-HPLC) using 51 antisera. 40 μM H2O2 treatment down-regulated proliferation-related proteins, Ki-67, PCNA, CDK4, cyclin D2, cMyc, and PLK4, induced histone methylation/ deacetylation and DNA methylation by increasing levels of HDAC10 and DMAP1 and by decreasing levels of DNMT1 and KDM4D, activated inflammatory reaction by increasing levels of MCP-1, COX-2, CD68, LTA4H, CXCR4, and lysozyme, and dramatically up-regulated cellular apoptosis-, survival-, and protection-related proteins, AIF, PARP-1, caspase 9, c-caspase 9, pAKT1/2/3, SOD-1, HO-1, NF-kB, NRF2, and GSTO1 in RAW 264.7 cells. These observations suggest exogenous 40 μM H2O2-induced oxidative stresses which resulted global cellular responses including not only antioxidant, inflammation, and apoptosis but also proliferation and epigenetic modification. Particularly, 40 μM H2O2-induced apoptosis was mainly derived from PARP-1/AIF signaling leading parthanatos, and 40 μM H2O2-induced suppression of cMyc/MAX/MAD network was relevant to reduction of RAW 264.7 cell proliferation. Accordingly, H2O2 appears to affect RAW 264.7 macrophages in several ways eliciting not only oxidative stresses but also genome-wide DNA damage.