• 한방재활의학과학회지
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• 제15권2호
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• pp.31-43
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• 2005

목적 : 방풍은 임상적으로 관절염을 포함한 다양한 염증성 질환 치료제로 사용되어 왔다. 본 연구에서는 인간 비만세포를 이용하여 세포 독성에 영향을 주지 않는 농도에서 방풍의 항염 효과 및 그 기전을 검토했다. 방법 : 인간의 HMC-1세포를 IMDM에서 페니실린, 스트렙토마이신, 모노티오글리세린을 첨가하여 배양하고 방품추출액을 투여하였다. 그 다음 MTT, CLISA, RT-PCR, 세포내 칼슘측정, 핵단백분석을 이용하여 TNF-${\alpha}$, IL-6, IL-8 각각의 형성과 mRNA발현, 세포내 칼슘 수준, NF-${\kappa}B$ 발현에 대한 방풍추출액의 반응을 측정하고 통계처리 하였다. 결과 : 방풍은 PMA와 calcium ionophore A23187로 활성화된 비민세포에서 세포내 칼슘 수준과 NF-${\kappa}B$, TNF-${\alpha}$와 IL-6의 발현을 억제시켰고 RT-PCR을 이용한 mRNA 발현에서 TNF-${\alpha}$와 IL-6의 발현을 억제하였다. 결론 : 방풍은 비만세포내 칼슘 수준 및 NF-${\kappa}B$의 활성을 억제하고 염증성 세포 활성 물질인 TNF-${\alpha}$와 IL-6의 분비도 억제하여 항염효과를 나타냄을 암시하고 있다.

• 생명과학회지
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• 제16권3호
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• pp.433-441
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• 2006

폴리아민은 거의 모든 세포에 있어서 성장과 분화에 필수적인 물질이다. 이들 폴리아민의 기작은 상당히 복잡하고 다양하여 그 정확한 작용기전은 아직 확실하지가 않다. 본 논문에서는 폴리아민이 세포 증식을 유도 하기도 하지만 일정농도 이상에서는 오히려 세포사멸을 초래한다는 결과를 밝히고자 한다. 본 실험에 사용된 인간의 전립선 암세포(LNCaP cells)에 있어서, 폴리아민 가운데 putrescien은 세포 증식에 거의 영향을 미치지 않았으나 spermidine과 spermine의 경우 10 ${\mu}M$ 이하에서는 세포 증식을 촉진하였다. 그러나, 20 ${\mu}M$ 이상의 농도에서는 농도와 시간의존적으로 세포사별을 유도 하였다. 폴리아민 처리에 의한 세포사멸의 초기과정인 핵 응축과 염색질 condensation이 Hoechst와 PI 염색에서 뚜렷이 관찰되었다. 또한, 폴리아민 처리시 anti-apoptotic protein으로 알려진 Bcl-2 protein의 발현은 거의 완전히 억제된 반면, pro-apoptotic protein으로 알려진 Bax의 발현은 현저히 증대되었다. 본 연구의 결과에 따르면, 폴리아민에 의해서 유도되는 세포사멸은 세포 내 칼슘농도 변화에 의한 것으로 사료된다. 전립선 암세포에 있어서 폴리아민 처리시 시간과 농도 의존적으로 세포 내 칼슘농도가 증가되었다. 세포막을 통한 칼슘이동을 억제하는 nifedipine과 flufenamic acid 등의 억제제를 처리한 실험 결과 세포내 칼슘증가는 세포 내부의 저장소로부터 칼슘의 유출보다는 주로 세포막상에 있는 비선택적 칼슘통로를 통한 외부의 칼슘 유입에 의한 것으로 판단된다.

• 대한약리학회지
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• 제28권1호
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• pp.91-102
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• 1992

칼슘을 함유하는 반응액에서 arachidonic acid는 뚜렷하게 superoxide와 $H_2O_2$의 생성을 자극하였고 NADPH oxidase를 활성화하였다. 칼슘이 없는 반응액에서 NADPH oxidase에 대한 arachidonic acid의 자극 작용은 나타나지 않았다. Arachidonic acid에 의하여 자극된 respiratory burst는 EGTA, TMB-8, verapamil, diltiazem, nifedipine, dibucaine, lidocaine, CCCP, 2,4-dinitrophenol, sodium arsenate, chlorpromazine, theophylline, $HgCl_2$, PCMB와 PCMBSA에 의하여 억제되었으나, tetrodotoxin, tetraethyl ammonium chloride와 procaine의 영향은 받지 않았다. EGTA는 거의 완전히 arachidonic acid에 의한 ${\beta}-glucuronidase$의 유리를 억제하였으며, verapamil, CCCP와 theophylline은 약간 억제하였으나, 이에 반하여 dibucaine은 유의한 효과를 나타내지 않았다. Arachidonic acid는 중성호성 백혈구로 부터 칼슘을 유리시켰으며, 이는 TMB-8에 의하여 감소되었다. Arachidonic acid에 의한 세포내 유리 칼슘 농도의 상승은 EGTA와 CCCP에 의하여 억제되었고 TMB-8에 의하여 약간 억제되었다. Arachidonic acid와 verapamil 또는 arachidonic acid와 dibucaine의 동시 첨가에 의하여 상승된 세포내 유리 칼슘 농도의 양은 arachidonic acid 단독에 의한 것보다 현저하였다. 이상의 결과로 부터 다양한 생화학적 변화가 arachidonic acid에 의하여 활성화된 중성호성 백혈구의 기능 표현에 관여할 것으로 시사된다. Arachidonic acid는 세포내 칼슘 저장고로부터 칼슘유리를 자극하여 세포내 유리 칼슘 농도를 상승시킬 것으로 추정된다. 중성호성 백혈구의 활성화증에 칼슘 유입과 유출은 동시에 이루어질 것으로 추정된다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2017년)
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• pp.703-707
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• 2017

배아줄기세포 유래 심근세포는 심근경색 등으로 심장이 제 기능을 다 하지 못할 때 치료적 목적으로 주사하여 환자의 심기능을 정상화 시키는 데에 쓰인다. 배아줄기세포 유래 심근세포는 페이스메이커 활동을 보이면서 막전압 고정상태에서도 주기적인 일과성 내향전류를 보이는 특징을 갖고 있다. 본 연구는 기존에 발표된 배아줄기세포 유래 심근세포의 시뮬레이션 모델을 이용하여 어떻게 하여 페이스메이커 활동이 나타나는지 그 기전을 밝히고자 하였다. 세포내 모든 이온을 고정하였을 때 모델 세포는 여전히 페이스메이커 활동을 보였다. 근장그물내 칼슘 이온을 고정하였을 때도 모델 세포는 페이스메이커 활동을 보였다. 그러나 Na-Ca 교환 전류를 차단하였을 때는 모델 세포의 페이스메이커 활동이 사라졌는데, 여기서 L-type $Ca^{2+}$ 전류의 칼슘 의존성 비활성화 기전을 제거하자 페이스메이커 활동이 지속되었다. 또한 Na-Ca 교환전류와 L-type $Ca^{2+}$ 전류만으로는 페이스메이커 활동이 보이지 않았으나 L-type $Ca^{2+}$ 전류의 크기를 3배로 증가시키자 페이스메이커 활동이 다시 나타남을 확인하였다. 따라서, 배아줄기세포 유래 심근세포의 페이스메이커 활동은 Na-Ca 교환전류와 L-type $Ca^{2+}$ 전류의 역할이 매우 중요하며, Na-Ca 교환전류는 L-type $Ca^{2+}$ 전류가 비활성화되지 않도록 칼슘 이온의 농도를 조절하는 데에 큰 역할을 하는 것으로 결론을 내렸다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2017년)
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• pp.698-702
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• 2017

배아줄기세포 유래 심근세포는 심근경색 등으로 심장이 제 기능을 다 하지 못할 때 치료적 목적으로 주사하여 환자의 심기능을 정상화 시키는 데에 쓰인다. 배아줄기세포 유래 심근세포는 페이스메이커 활동을 보이면서 막전압 고정상태에서도 주기적인 일과성 내향전류를 보이는 특징을 갖고 있다. 본 연구는 기존에 발표된 배아줄기세포 유래 심근세포의 시뮬레이션 모델을 이용하여 어떻게 하여 페이스메이커 활동이 나타나는지 그 기전을 밝히고자 하였다. 세포내 모든 이온을 고정하였을 때 모델 세포는 여전히 페이스메이커 활동을 보였다. 근장그물내 칼슘 이온을 고정하였을 때도 모델 세포는 페이스메이커 활동을 보였다. 그러나 Na-Ca 교환 전류를 차단하였을 때는 모델 세포의 페이스메이커 활동이 사라졌는데, 여기서 L-type $Ca^{2+}$ 전류의 칼슘 의존성 비활성화 기전을 제거하자 페이스메이커 활동이 지속되었다. 또한 Na-Ca 교환전류와 L-type $Ca^{2+}$ 전류만으로는 페이스메이커 활동이 보이지 않았으나 L-type $Ca^{2+}$ 전류의 크기를 3배로 증가시키자 페이스메이커 활동이 다시 나타남을 확인하였다. 따라서, 배아줄기세포 유래 심근세포의 페이스메이커 활동은 Na-Ca 교환전류와 L-type $Ca^{2+}$ 전류의 역할이 매우 중요하며, Na-Ca 교환전류는 L-type $Ca^{2+}$ 전류가 비활성화되지 않도록 칼슘 이온의 농도를 조절하는 데에 큰 역할을 하는 것으로 결론을 내렸다.

• 월간양계
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• 제24권7호통권273호
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• pp.134-137
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• 1992

광물질 중에서 칼슘(Ca)과 인(P) 다음으로 동물체내에 많이 함유되어 있는 광물질이 나트륨(Na), 카리(K) 및 염소(CI)이다. 칼슘과 인이 주로 골격에 많이 함유되어 있는데 비해서 이들 3가지 원소들은 주로 체액(혈액 등)과 연초지에 널리 분포되어 있다. 동물체내에서의 이들 세가지 원소들의 분포와 관련된 한가지 특징적인 사실은 카리(K)는 주로 세포내에 존재하고 나트륨(Na)과 염소(CI)는 주로 세포밖의 체액에 존재한다는 것이다. 사실상 혈청내의 염기의 93$\%$가 나트륨일 정도로 나트륨은 혈액을 구성하는 중요한 광물질이다.

• 자연과학논문집
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• 제9권1호
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• pp.1-7
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• 1997

칼슘/calmodulin-의존적 단백질 인산화 효소 II (CaMK-II)는 세포의 여러 기능을 조절하는 다양한 단백질들을 인산화시키는 효소이다. 세포 내부의 칼슘의 농도는 세포의 주기에 따라 변하므로 CaMK-II의 활성도 역시 세포주기에 따라 변하는 지를 조사함으로 세포주기에서의 CaMK-II의 역할을 알아보려 하였다. NIH3T3 세포를 CaMK-II의 활성도에는 전혀 영향을 주지 않는 여러 가지 약제로 처리하여 세포주기상의 특정한 시점에 동일하게 정지시킨 후, 세포내의 CaMK-II 활성도를 합성 펩타이드기질을 이용하여 측정하였다. 또한 일정 시점으로부터 동조화된 세포내의 CaMK-II의 활성도의 변화를 측정하여 한 세포주기 동안 효소의 활성도 변화의 양상을 조사하였다. 세포주기상 각각 G0, G1, G1/S, G2/M기에 정지된 세포내의 CaMK-II 총활성도는 대조군과 차이가 없었으나 M기에서는 낮았다. 그러나 자가인산화에 의한 CaMK-II의 칼슘-비의존성 활성도는 M기에서 가장 높았다. 이러한 양상은 G1기에서부터 동조화된 세포내 CaMK-II의 칼슘-비의존성 활성도 변화 양상과도 일치하였다. CaMK-II의 생리학적 의미를 지닌 활성도는 인산화에 의한 calcium-비의존성 활성도임을 비추어 볼 때 M기에서 CaMK-II가 세포분열의 과정에서 중요한 기능을 하고 있음을 보여주고 있다.

• 대한약리학회지
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• 제31권1호
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• pp.123-133
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• 1995

삼환계 항우울제들은 calmodulin 억제 작용을 갖고 있으며, 칼슘 유입, 산화성 인산화 반응 및 ATPase 활성도를 억제하는 것으로 제시되고 있지만 사람 호중구에서의 기능 표현에 대한 효과는 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 amitriptyline, imipramine과 doxepine이 superoxide와 $H_2O_2$ 생성, myeloperoxidase 유리, leukotriene $B_4$ 생성과 세포내 칼슘의 상승에 나타나는 효과를 조사하였다. 변성된 IgG에 의하여 활성화된 호중구에서 superoxide와 $H_2O_2$ 생성은 amitriptyline, imipramine과 doxepine에 의하여 억제되었고 EDTA, EGTA, verapamil과 bepredil은 superoxide 생성을 억제하였다. Chlorpromazine, trifluoperazine, staurosporine 및 H-7 또한 superoxide 생성을 억제하였다. PMA에 의한 superoxide 생성은 amitriptyline, imipramine과 doxepine, chlorpromazine과 H-7에 의하여 억제되었다. Amitriptyline, imipramine, chlorpromazine과 trifluoperazine은 변성된 IgG에 의한 myeloperoxidase 유리를 억제하였다. 변성된 IgG에 의하여 활성화된 호중구에서 $LTB_4$와 5-HETE 형성은 amitriptyline, imipramine과 doxepine에 의하여 억제되었다. 변성된 IgG에 의한 세포내 칼슘의 증가는 amitriptyline, imipramine, doxepine, chlorpromazine과 EGTA에 의하여 억제되었고, verapamil은 세포내 칼슘의 증가를 약간 억제하였으나 H-7은 세포내 칼슘의 증가에 영향이 없었다. 이상의 결과로부터 변성된 IgG에 의하여 활성화된 호중구에서의 respiratory burst, myeloperoxidase 유리와 LTB, 생성에 대한 amitriptyline, imipramine과 doxepine의 억제효과는 칼슘동원, calmodulin과 protein kinase C의 억제에 기인할 것으로 추정된다.

• 생명과학회지
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• 제18권9호
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• pp.1177-1185
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• 2008

폴리아민은 미생물에서부터 동.식물에 이르기 까지 모든 세포들에서 발견되는 극성을 띈 분자이다. 세포의 성장과 분화에 폴리아민이 중요한 역할을 한다는 것은 이미 오래 전부터 알려져 온 사실이나 정확한 작용 기작은 잘 밝혀져 있지 않다. 최근에 와서는 폴리아민이 다양한 방법으로 세포 독성을 유발한다는 결과가 보고되고 있다. 본 연구에서는 spm의 세포독성 효과가 세포 내 칼슘이온 농도 증가에 따른 미토콘드리아-의존 기작에 의하여 일어난다는 것을 보여준다. Spm에 의해 유도된 세포 내 칼슘이온 농도 증가는 주로 외부로부터의 칼슘 유입에 의한 것으로 생각되며, 세포 내 칼슘 증가는 미토콘드리아로부터의 cytochrome c 방출과 미토콘드리아막의 탈분극에 의한 membrane potential 변화를 초래하였다. 세포사멸에 주도적인 역할을 하는 caspase의 확인에 있어서는, MCF-7 세포는 caspase-3이 결핍되어서 caspase-7이 중심적인 역할을 하는 것으로 이미 알려져 있다. 본 연구에서 확인 한 결과 spm 처리 시 caspase-7과 -12가 활성화되었다. 또한 세포사멸 조절 단백질인 Bcl-2 종류 단백질들의 발현을 조사 한 결과 세포사멸 억제 단백질인 Bcl-2의 발현은 크게 억제되었으며, 촉진단백질인 Bax는 spm 처리시 단백질 양이 거의 2배로 증가되었다. 이상의 결과에 의하면, spm에 의해 유도되는 세포사멸과정은 세포질 내 칼슘이온 농도 증가에 의한 미토콘드리아의 변화가 주도적인 역할을 하는 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제20권9호
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• pp.1324-1331
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• 2010

Mifepristone (MIF)와 Tamoxifen (TAM)은 각각 전립선암과 유방암치료제로 오랫동안 사용되고 있다. MIF는 안드로겐수용체(AR) 양성인 세포와 음성이 세포 모두에서 세포사멸을 유도하며, TAM 은, 리간드-수용체작용 기작의 다양한 특성에 의하여 에스트로겐(ER) 양성인 세포뿐 만 아니라 다른 종류의 암세포에서도 세포사멸을 유도하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 AR 음성인 DU-145 전립선암세포에 있어서, MIF와 TAM의 세포독성이 세포 내 칼슘농도 변화에 기인된 세포사멸기작에 의한 것임을 보여준다. MIF와 TAM을 처리시 세포성장은 농도와 시간의존적으로 감소하였으며, confocal laser scanning microscopy (CLSM)과 fluorescence-activated cell sorting (FASC)로 세포를 분석한 결과 각각 MIF와 TAM을 2일간 처리한 세포에서 세포사멸이 진행되는 것을 관찰하였다. 세포독성효과를 비교했을 경우, TAM이 MIF 보다 강하게 작용하였다. MIF와 TAM을 처리한 세포 내 칼슘변화 측정 시, 칼슘농도 또한 처리 약물의 농도와 시간 의존적으로 증가하였다. 1.5 mM 칼슘배지와 칼슘제거된 배지에서의 실험결과를 비교한 바, 세포 내 칼슘증가는 외부로부터의 유입에 의한 것으로 생각된다. 세포독성효과와 마찬가지로 칼슘증대 효과 역시 TAM에서 뚜렷하게 나타났다. 수용체 매개 세포사멸기작의 초기에 관여하는 procaspase-8은 MIF 처리 시 뚜렷이 활성화 되었으나, TAM의 경우 활성화가 MIF의 경우에 비해 강하지 못하였다. 그러나, 세포사멸의 중추적인 역할을 하는 caspase-3은 TAM 을 처리한 세포에 있어서 활성 정도가 훨씬 높았다. 세포사멸과정의 중요한 조절 단백질인 Bcl-2 그룹단백질의 발현을 조사해 본 결과, 세포사멸 억제단백질인 Bcl-2의 발현은 MIF, TAM 처리 시 동일하게 감소한 반면, 촉진단백질인 Bax의 발현은 2-3배 가량 증대되었다. 이상의 결과로 보아 MIF와 TAM은 세포 내 칼슘조절을 통하여 세포사멸을 유도하나, 세포사멸의 초기단계는 MIF와 TAM이 서로 다른 경로를 경유할 가능성이 있는 것으로 생각된다.