• 한국미생물·생명공학회지
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• 제32권1호
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• pp.72-77
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• 2004

본 연구진은 토양미생물의 배양액으로부터 cyclin-dependent kinase 저해활성의 Toyocamycin을 분리하였으며 〔16〕, 화학적 전합성을 통하여 활성이 개선된 유도체인 신물질 MCS-5A를 합성하였다〔3〕. 이 MCS-5A를 이용한 항암 기전규명을 위한 연구를 통하여 , human promyelocytic leukemia cell(HL-60)에서 MCS-5A에 의해 cyclin-dependent kinase inhibitor p16$^{INK4A}$ 단백질의 발현증가가 암세포의 세포주기 억제와 동시에 HL-60 cell희 세포사멸을 유도하는 것을 확인하였다(data not shown). 그러나 HL-60 cell의 경우와는 달리 non small cell lung cancer cell(NSCLC)인 A549 cell(p16$^{INK4A}$ 결핍 세포주)에 MCS-5A를 처리할 경우에는 전혀 세포사멸이 유도되지 않았다. 따라서 MCS-5A에 의한 HL-60 cell에서의 세포사멸 유도는 발암억제 유전자인 P16$^{INK4A}$의 세포 내 발현 및 존재 여부에 의해 좌우되는 것으로 판단되었다. 이러한 배경에서 본 연구는 p16$^{INK4A}$.의 기존에 알려진 세포주기 억제를 유발하는 cyclin-dependent kinase inhibitor(CKI)로서의 역할 뿐 아니라, p16$^{INK4A}$ 유전자가 세포사멸을 유도할 수 있다는 새로운 기능을 규명하기 위하여 다음의 연구를 시도하였다. 즉 $p^{INK4A}$ 결핍 세포주인 A549(-p16/+p53)와 H1299(-pl6/-p53) 그리고 p16$^{INK4A}$ 함유 세포주인 HeLa(+p16/+p53)세포에 외부로부터 p16$^{INK4A}$ 유전자를 도입시켜, 각 세포주에서의 세포사멸 유도 여부를 비교하고자 하였다. 우선 wild-type p16$^{INK4A}$ 유전자를 가진 HeLa cell에서 총 RNA를 추출하여, 역전사 반응으로 cDNA를 만들고, PCR을 통해 p16$^{INK4A}$ 유전자를 증폭하였다. pcDNA3.1/His is A vector에 p16$^{INK4A}$ 유전자를 끼워 넣고 competent cell (XL1-Blue)에 형질 전환하여 cloning한 후, p16$^{INK4A}$ clone을 다량으로 추출하였다. 위에 언급한 각각의 cell line에 p16$^{INK4A}$유전자를 농도(0, 1, 5, 10$\mu\textrm{g}$)별로 transfection 시킨 후, p16 단백질을 일정 시간 동안(12시간) 발현시킨 뒤, TUNEL등의 분석을 통해 세포사멸이 유도되는지를 확인하였으며, 또한 Western blot 분석을 통하여 p16단백질과 세포사멸 유도 인자인 caspase 3의 발+현 양상을 확인하였다. 연구 결과, Western blot을 통해 transfection시킨 p16/INK4A/유전자의 농도에 따라 각각의 cell line에서 Pro-caspase 3의 감소함을 관찰할 수 있었고, TUNEL분석을 통해 A549및 HeLa cell에서 세포사멸이 유도됨을 확인할 수 있었다 특히 A549(-p16/+p53)와 HeLa cell(+p16/+p53)에서는 TUNEL 분석 및 Western blot을 통한 pro-caspase 3의 caspase 3로의 전환 등을 통해 세포사멸이 발생하였음을 확연하게 확인할 수 있었으나, 반면 H1299(-pl6/-p53) cell에서는 단지 Western blot을 통한 pro-caspase 3의 활성화만을 통해 간접적으로 세포사멸을 확인 할 수 있었다. 또한 p53이 결핍된 H1299(-pl6/-p53)세포주에서의 $^{INK4A}$ 에 의한 세포사멸 유도는 p53 비의존적으로 작용한다는 사실을 확인할 수 있었다. 결론적으로 발암억제 유전자인 $^{INK4A}$ 는 CKI로서의 기능뿐 아니라, 세포사별 유도와도 밀접하게 관련되어 있으며, 이 기능은 발암 억제 유전자인 p53과는 독립적으로 작용한다는 사실을 확인하였다. 세포사멸 유도 기전연구에서 $p16^{INK4A}$ 가 세포사멸을 유도하는 기전에 대해서는 아직 명확하게 밝혀진 바는 없으며, 현재 본 연구실에서 다양한 실험을 통해 연구가 진행 중이다.

• 한국가축번식학회지
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• 제27권2호
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• pp.169-177
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• 2003

본 연구는 착상전 이배체 단위발생 돼지난자를 체외 배양시 우태아혈청 (FBS), 우혈청 알부민 (BSA) 및 상피세포성장인자 (EGF)를 배양액에 첨가하였을 때 배반포, 총 세포수, 세포사멸 및 세포사멸에 관여하는 유전자의 발현을 조사하고자 수행하였다. 0.4% BSA를 배양액에 첨가하였을 때 2세포기 단위발생 난자의 배반포까지의 발달율이 증가되었다(P<0.01). FBS는 배반포의 총세포수를 감소시 켰고 세포사멸을 증가하였다(P<0.01). 그리고 EGF는 BSA가 존재하는 조건하에서 배반포의 총세포수를 증가하였는데 EGF와 BSA가 각각 단독으로 존재할 때는 이런 작용이 없었다. 세포사멸도 이와 이슷한 경향을 보였는데 EGF와 BSA가 각각 존재할 때에는 비처리군과 차이가 없었지만 함께 존재할 때에는 세포사멸을 감소시켰다. RT-PCR의 결과에 의하면 EGF는 BSA가 존재하는 배양액에서 Bcl-xL 유전자의 상대적 발현량을 증가시키고 Bak 유전자의 상대적 발현량에는 영향을 주지 않는 과정을 통하여 세포사멸을 감소시키는것 같다. 반면에 FBS는 Bcl-xL의 발현량을 감소시키고 Bak 유전자의 상대적 발현량을 증가시킨다. 이러한 결과는 세포사멸에 관여하는 유전자의 발현은 배양액의 첨가물에 따라 유의적으로 영향을 받으며, 체외배양시 배아의 초기발달에 관여함을 시사한다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2016년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.193-194
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• 2016

세포사멸(apoptosis)이란 유전자에 의해 제어되는 세포의 능동적인 죽음을 의미하며 진핵세포만이 가지는 기작으로 세포자살을 일컫는 말이다. 단백질 정보 DB인 UNIPROT으로부터 진핵 생물 종의 세포사멸 단백질(apoptotic protein)을 수집하여 아미노산 서열에 대한 서열비교분석(alignment)을 진행하였다. 그 결과에 따라 다양한 종에 걸쳐 그 서열이 유사하게 유지되는 세포사멸 단백질을 중심단백질로 선정하였다. 비교단백체 분석을 통해서 생물 계통도에서 보여지는 생명종과 이들 단백질과의 연계성을 비교 분석함으로써 단순한 진핵세포에서 점진적으로 확대되는 종까지의 세포사멸 과정을 추론하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.3843-3849
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• 2013

이배체 단위발생 돼지 난자를 체외 배양시 배반포 형성 단계에서 FBS (우태아 혈청), BSA (우혈청 알부민), EGF(상피세포 성장인자)를 배양액에 첨가하였을 때 이배체 단위발생 에서 총세포수, 세포사멸 및 세포사멸에 관여하는 유전자의 발현 효과를 조사하고자 본 연구를 수행하였다. 0.4% BSA를 배양액에 첨가 하였을 때 2 세포기 단계 단위발생의 발달은 배반포 까지는 강화 되었다 (p<0.01). FBS 처리 시는 배반포의 세포 수는 감소시켰으나 세포 사멸률은 증가하였다(p<0.01). 하지만 EGF가 존재할 때 BSA 처리는 총 세포수를 증가 시켰다. RT-PCR의 결과에 의하면 EGF는 0.4% BSA가 존재하는 배양액에서는 Bcl-xL mRNA 발현을 증가시키고 BSA와 EGF 가 단독으로 존재 할 때는 효과가 없었다. 하지만 FBS 처리시 Bcl-xL 유전자 발현은 감소하고 Bak 유전자의 발현은 증가시킨다. 이러한 결과 세포사멸에 관여하는 유전자의 발현은 배양액의 첨가물에 따라 유의적으로 영향을 받으며, 돼지 배아의 체외 배양시 세포사멸과 초기발달에 관여함을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제18권4호
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• pp.461-466
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• 2008

Transforming growth $factor-{\beta}$ ($TGF-{\beta}$)에 의해 유도되는 세포사멸 과정은 정상 조직에서 손상 받은 조직이나 비정상 적인 조직을 제거하는데 중요한 역할을 담당한다. Gadd45b는 p38 kinase를 활성화시킴으로 $TGF-{\beta}$에 의해 유도되는 세포사멸 과정을 매개한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 $TGF-{\beta}$에 의해 세포사멸이 일어나는 EpH4 세포에서 Gadd45b 유전자의 발현이 $TGF-{\beta}$에 의해 촉진됨을 보여주었다. 어떠한 기작으로 $TGF-{\beta}$에 의해 Gadd45b 유전자의 발현이 촉진되는지 알아보기 위해 Gadd45g 유전자의 5'-flanking region을 cloning하였으며, EpH4 세포에서 $TGF-{\beta}$에 의해 그 promoter activity가 증가함을 확인하였다. 여러 가지 deletion mutants를 제조하여 promoter activity를 조사한 결과 전사 개시점으로부터 220 bp upstream 부위 에 promoter activity에 필수적인 sequence가 존재함을 확인하였다. 또한 $TGF-{\beta}$에 의한 Gadd45b 유전자의 promoter activity에 Smad2, Smad3, 그리고 Smad4가 중요한 기능을 담당함도 확인하였다. 마지막으로 ras 유전자가 도입되어 $TGF-{\beta}$에 의한 세포사멸이 억제되어있는 EpRas 세포에서 $TGF-{\beta}$에 의한 Gadd45b 유전자의 발현을 확인한 결과 EpRas 세포에서 $TGF-{\beta}$에 의한 Gadd45b 유전자의 발현이 억제됨을 확인하였다. 이러한 결과는 Gadd45b 유전자가 EpH4 세포에서 $TGF-{\beta}$에 의한 세포사멸을 유도하는데 중요한 기능을 담당할 가능성이 높음을 의미하는 것이다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제46권6호
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• pp.541-547
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• 2003

목 적 : HSVtk 유전자를 암세포에 도입하여 GCV에 대해 선택적으로 감수성을 증가시키는 HSVtk/GCV 유전자 치료에서 방관자 효과는 모든 암세포에 유전자를 도입하지 않고도 치료효과를 얻을 수 있으므로 방관자 효과를 증강시킬 수만 있다면 HSVtk/GCV 유전자 치료의 효과를 극대화시킬 수 있다. HSVtk의 방관자 효과에 관한 기전으로는 간격결합분자들이 주요 역할을 하리라고 알려져 있다. 간격결합분자들은 세포간의 통신을 담당하는 connexin family이며, 주로 Cx43에 관해서는 많이 알려져 왔다. Cx37을 암의 유전자 치료에 이용 가능한 유전자로서의 가능성을 타진하기 위하여 HSVtk/GCV 유전자 치료에 Cx37 유전자를 직접 세포에 발현을 시켜 방관자 효과를 증가시킬 수 있는 새로운 방법의 가능성을 검토하였다. 방 법 : 효과의 검증을 위한 세포주로는 NIH3T3를 사용하였다. HSVtk가 형질도입된 NIH3T3 세포에 GCV의 농도별로 세포사를 관찰하였다. 또한 Cx37의 발현 여부에 따른 세포사멸의 효과를 검토하기 위하여 Cx37 발현 세포주와 비발현 세포주를 서로 다른 비율로 혼합 배양후 나타나는 세포사를 관찰하였다. 최종적으로 Cx37이 세포사멸을 직접적으로 매개하고 있음을 규명하기 위하여 Cx37 발현 표적세포를 크로미움으로 표지화한 후 Cx37 발현 세포주와 비발현 작동세포와 혼합 배양 시 사멸되는 세포로부터 유리되는 크로미움의 양을 측정하였다. 결 과: HSVtk 발현 세포는 GCV 농도에 비례하여 세포가 사멸되었으며 HSVtk/Cx37 동시 발현 세포는 HSVtk만 발현된 세포에 비해 2배 이상의 사멸 효과가 나타났다. 아울러 Cx37에 의해 유도되는 방관자 효과는 표적세포와 작동세포 모두에 Cx37이 발현되는 경우는 세포의 혼합배양 비율에 상관없이 80%에 이르는 세포가 사멸되었다. 특히 작동세포에 Cx37이 없더라도 표적세포에 Cx37이 발현하면 세포사멸은 Cx37이 매개되지 않는 경우에 비교하여 2배 이상의 증가를 보였다. 이러한 결과는 크로미움 유리 실험에서도 동일한 결과가 유도되어 Cx37은 세포사멸을 직접적으로 매개하고 있음이 나타났다. 결 론 : 이상의 결과로부터 HSVtk/GCV 유전자 치료에서 방관자효과를 나타내는 분자의 하나로 Cx37의 기능을 확인하였으며, Cx37은 방관자 효과를 증가시켜 유전자치료의 낮은 유전자 전이율을 극복하고 암의 자살 유전자 치료의 효과를 극대화할 수 있는 분자로 예측된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제40권12호
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• pp.1654-1661
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• 2011

AKE의 농도별 처리가 인체 유방암 세포 MDA-MB-231의 세포사멸에 미치는 영향을 확인하기 위하여 세포 화학적인 방법인 MTT 분석, 이중 핵 염색법(Hoechst 33342/EtBr staining), FACS를 통하여 세포사멸을 관찰하였다. MTT 분석 결과, 150 ${\mu}g$/mL 처리 군에서 대조군에 대비하여 약 50%의 세포사멸을 나타내었으며 세포사멸이 농도 의존적으로 증가되었고(p<0.05), 이중 핵 염색법을 이용하여 세포사의 구분 결과 능동적 세포예정사인 apoptosis가 농도 의존적으로 급격히 증가하였으며(p<0.05), 특히 150 ${\mu}g$/mL 처리군에서 현저한 증가율을 나타내었다. 보다 더 명확한 세포사멸을 확인하기 위하여 FACS를 이용한 apoptosis 측정 결과, 처리군 간 크게 차이를 보이며 농도 의존적으로 증가되었다. 세포사멸관련 mRNA 유전자 발현을 관찰한 결과, 세포사멸 억제 유전자 Bcl-2는 처리농도가 증가할수록 유의적 증가를 보였으며(p<0.05), 세포사멸 유도 유전자 Bax는 유의적 감소를 나타내었다(p<0.05). 세포사멸의 지표인 Bcl-2/Bax의 비율은 농도 의존적인 감소를 나타내었으며(p<0.05), 세포사멸유도의 마지막 단계의 실행자인 caspase-3의 활성도 첨가 농도 의존적으로 증가하여 세포사멸을 유도하는 것으로 확인되었다(p<0.05). 결론적으로, AKE는 유방암 세포 MDA-MB-231의 세포사멸을 유도하는 것으로 나타나 신선초의 항암효과의 가능성을 제시해주었다. 향후 in vivo 실험에서도 신선초의 항암효과에 대한 심층적 연구가 이뤄져야 할 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제16권4호
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• pp.699-703
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• 2006

옥수수(Zea mays)는 단성화 식물로서 암꽃과 수꽃이 한 식물체내에 분리되어서 존재하며 수정시 이질성을 높이는 방향으로 진화되었다. 암꽃과 수꽃 각각은 단성화 상태로 분화하기 전에 한 개의 암술과 세 개의 수술 원시세포가 동일하게 형성된다. 옥수수가수꽃으로 분화할 때는 암술 원시세포에서 세포사멸 현상이 일어나는데 이것은 TASSELSEED 유전자들에 의해 매개된다. 이와 대조적으로 암꽃의 암술에서는 TASSELSEED 유전자들에 의한 세포사멸이 억제되는데 여기에는 SILKLESS1 유전자가 관여한다. 한편, 암꽃의 수술에서는 세포주기 멈춤 현상이 오랜 시간 지속되다가 결국에는 수술이 죽게 된다. 이때 세포주기를 조절하는 유전자인 CYCLIN B 와 WEE1 유전자가 이 과정에 참여한다. 이와 더불어, 지베렐린 생합성의 시간적 공간적 조절이 수술의 세포주기 멈춤의 원인이 된다. 본 총설에서는 옥수수의 성 결정 과정 중에 일어나는 세포사멸, 세포 방어, 세포주기 멈춤에 대하여 분자세포 발생 생물학 및 유전학적인 견지에서 고찰하였다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제63권1호
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• pp.52-58
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• 2007

연구배경: 광역학 치료는 폐암 치료에 실질적으로 이용 가능하며, 많은 연구들에서 폐암 세포에서 세포사멸을 일으킨다는 것이 이미 알려져 있다. 그러나 이 세포사멸의 기전은 아직 정확히 알려져 있지 않으며, 이에 암세포의 전사에서 초기 변화가 어떻게 일어나는 지를 알아보기 위하여 실험을 수행하였다. 방 법: 광과민성 물질인 DH-I-180-3으로 A549 세포에 처리를 하고 광역학 치료를 한 후 관찰하였다. 광역학 치료 후 DEG kit를 이용하여 폐암 세포주에서의 유전자 발현을 보았으며, 유세포 분석기를 이용하여 세포 사멸을 측정하였다. 광역학 치료 후 의미있는 변화를 보인 유전자는 염기서열분석으로 확인하였다. 결 과: 유세포분석 결과 폐암세포주는 대부분 세포괴사에 의하여 사멸되었다.광역학 치료 후, 9개의 유전자에서 명확한 변화가 있음을 발견했으며 이 중8개의 유전자를 밝혀내었다. 3-phosphoglycerate dehydrogenase와 리보솜 단백질 S29의 유전자 발현이 증가되어 있었으며, carbonic anhydrase XII, clusterin, MRP3s1 protein, complement 3, membrane cofactor protein, ${\beta}$-1 integrin의 유전자 발현은 감소되어 있었다. 결 론: 본 연구는 광과민성 물질인 DH-I-180-3을 이용한 광역학 치료에서 폐암 세포의 세포사멸의 주된 기전이 세포괴사에 의해 이루어 진 것임을 밝혀냈으며, 이와 관련된 유전자들 대부분이 막단백의 변화를 통해 이루어짐을 알 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2017년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.299-300
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• 2017

세포사멸(Apoptosis)은 유전자에 의해 일어나는 세포의 능동적인 죽음을 의미한다. 본 연구에서는 식물의 세포사멸과 동물의 세포사멸을 진화적 관점에서 접근함으로써 세포사멸이라는 기작을 분석하고자하였다. 먼저 인간에서는 세포사멸에 관여하는 단백질이지만 식물과 효모에서는 다른 기능을 하는 단백질 정보를 확인하였다. 확인한 단백질 정보를 바탕으로 다른 생물종과의 유전체 비교분석을 통해 해당 단백질과 세포사멸기작에 대한 정보를 확인 할 수 있었다.