• 생명과학회지
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• 제18권4호
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• pp.522-529
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• 2008

High-temperature requirement A2(HtrA2)는 대장균에서 42도 노출 시 세포 보호 기능을 하는 단백질인 HtrA의 human homologue로 동정되었다 현재까지 human HtrA2는 미토콘드리아에 존재하는 serine protaese로 세포사멸 기능에 관여하는 것으로 알려져 있으나, 그 생리적 기능 및 mammalian 세포 내에서 heat shock에 대한 보호기능에 대해서 명확히 알려진 바가 없다. 최근 HtrA2 유전자가 결실된 mouse embryonic fibroblast (MEF)가 보고되어 세포 내 HtrA2의 기능 연구가 가능해 졌으나, 이 세포에 대한 정보가 많은 부분 밝혀져 있지 않다. 생리기능연구를 위해서는 자체의 특성들에 대한 조사가 선행되어야 차후 기능연구가 가능할 것이다. 본 연구는 $HtrA2^{+/+}$, $HtrA2^{-/-}$ MEF 세포주를 확보하고, 두 세포주의 성장속도, 세포 형태 및, heat shock에 의한 세포사멸 정도를 측정하였다. 우선 $HtrA2^{+/+}$, $HtrA2^{-/-}$ MEF 세포주에서 HtrA2의 발현 유무를 PCR과 IB로 확인하였고, fractionation을 통해 $HtrA2^{+/+}$ 세포주에서만 HtrA2가 미토콘드리아에 위치함을 확인하였다. 두 세포에서 형태학적인 차이가 있음을 Coomassie staining으로 확인하였고, 성장속도 또한 $HtrA2^{-/-}$ 세포주가 1.4배 빠름을 확인하였다. 현재까지 보고되지 않은 HtrA2의 고온에 대한 반응연구를 위해 본 연구에서는 heat shock 자극에서 세포사멸을 측정하여, 기존에 알려진 세포사멸자극에서와 동일하게 heat shock에 의해서도 세포사멸이 야기됨을 확인하였다. $HtrA2^{+/+}$와 $HtrA2^{-/-}$ MEF 세포주를 이용한 연구에 있어, HtrA2 유무에 따른 세포의 생리학적 특징을 제공하였고, 향후 heat shock에 의한 세포사멸에서의 HtrA2 기능연구를 위한 중요한 기본 정보를 제공함으로써 HtrA2의 기능을 심도있게 연구하는데 사용할 수 있는 좋은 자료가 될 것이다.

• 생명과학회지
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• 제31권4호
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• pp.400-409
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• 2021

천연 benzophenanthridine alkaloid의 일종인 sanguinarine에 의한 인간 암세포에서의 세포사멸 유도는 암 치료를 위한 잠재적 치료 가능성으로 여겨져 왔으나 기본적인 항암 기전은 여전히 불분명하다. 종양 억제제 p53의 결실 또는 돌연변이는 결장암세포의 항암제 내성에 대한 주요 원인으로 작용하다. 따라서, 본 연구에서는 정상 p53을 가진 HCT116 (p53+/+) 및 p53이 결여된 HCT116 (p53-/-) 결장암세포를 대상으로 sanguinarine에 의해 유도되는 세포사멸에서 p53의 역할을 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면, sanguinarine은 HCT116 (p53-/-) 세포에 비하여 HCT116 (p53+/+) 세포의 생존력을 현저히 감소시켰다. 아울러 sanguinarine은 HCT116 (p53-/-) 세포보다 HCT116 (p53+/+) 세포에서 p53 및 cyclin-dependent kinase 억제제 p21^WAF1/CIP1의 발현을 증가시키면서 DNA 손상 및 세포사멸의 유도를 증가시켰다. Sanguinarine은 HCT116 (p53+/+) 세포에서 외인성 및 내인성 세포사멸의 개시에 관여하는 caspase-8 및 caspase-9의 활성을 증가시켰으며, 전형적인 효과기 caspase인 caspase-3을 활성화시켰다. 또한, sanguinarine은 HCT116 (p53+/+) 세포에서 Bax/Bcl-2의 발현 비율을 증가시키고 미토콘드리아 손상을 유발하였지만, HCT116 (p53-/-) 세포에서는 이러한 현상이 관찰되지 않았다. 결론적으로 본 연구의 결과는 sanguinarine은 HCT116 결장암세포에서 p53 의존적으로 외인성 및 내인성 세포사멸의 경로 활성을 통하여 세포사멸을 유도하였음을 의미한다.

• 생명과학회지
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• 제31권11호
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• pp.969-979
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• 2021

당뇨병은 만성대사성 질환으로 우리나라 국민의 사망요인 중 5위를 차지하고 있다. 제 2형 당뇨병에서 나타나는 인슐린 분비 감소는 베타세포의 자가사멸에 의한 베타세포질량의 급격한 감소로 인한 것으로 보고되고 있으며, 베타세포의 자가사멸을 촉진하는 요인으로 고혈당에 의한 당독성 및 활성산소종들의 증강에 의한 산화스트레스 등이다. 벼메뚜기 추출물은 고농도 포도당 처리된 INS-1 췌장 베타 세포에서 세포 생존율을 증가시키고, 지질과산화물, 세포 내 ROS 및 NO 수준을 감소시켰다. 세포사멸 관련 인자의 유전자 발현 결과 pro-세포자가사멸인자인 Bax, Cytochrome C, caspase-3 및 caspase-9의 단백질 발현을 유의적으로 감소시켰고, anti-세포자가사멸인자인 Bcl-2 발현을 증가시켰다. Annexin V/I propidium iodide 염색법을 통하여 벼메뚜기 추출물이 고농도 포도당으로 유도된 세포 사멸을 감소시키고, INS-1 췌장 베타세포에서의 인슐린 분비능을 증가시키는 것으로 사료된다. 그러므로 벼메뚜기 추출물이 고농도 포도당으로 손상된 INS-1 췌장 베타세포의 보호효과를 나타낸다. 본 연구의 결과는 벼메뚜기 추출물이 당뇨병 치료에 도움을 주는 항당뇨 기능성 식품 소재 및 개발에 기여할 수 있음을 시사한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제38권4호
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• pp.442-447
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• 2010

본 연구에서는 마늘성분 allicin에 의한 항암 기전 및 화학적 암 예방법의 분자 생물학적 기전을 이해하기 위한 연구의 일환으로, 마늘성분 중의 하나인 allicin이 인체 대장암 세포주 HCT116의 증식에 미치는 영향을 확인하였다. allicin의 처리에 따라 세포사멸이 나타나며 생존율이 감소함을 확인하였다. 또한 oligo DNA microarray 실험을 통하여 allicin에 의해 발현되는 유전자 중 발현양의 차이를 보인 유전자중 2배 이상 up-regulation된 유전자는 7,840개, 2배 이상 down-regulation 된 유전자는 10,010개로 각각 분류 되었다. 이 중, ATF3유전자의 발현을 확인하였고, 또 다른 항암유전자인 NAG-1 유전자의 발현을 RT-PCR로 확인하였다. 그 결과, allicin처리에 의해 항암유전자인 ATF3의 발현과 NAG1 유전자의 발현이 증가함을 확인하였다. 또한 p53 HCT116 세포주를 이용하여 allicin에 의한 NAG1 단백질의 발현을 확인한 결과, allicin은 p53 유전자 의존적으로 NAG-1 단백질을 발현함을 확인하였다. 결론적으로 allicin은 세포주기나 세포사멸에 관련된 많은 유전자들의 발현 변화를 유도함으로써 암세포 성장억제 활성을 갖는 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제25권11호
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• pp.1230-1234
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• 2015

GATA binding protein 6 (GATA6)는 초기 배반포 단계에서 발현이 시작되어, 심장, 췌장, 장 등의 분화와 발달에 중요한 유전자 발현을 조절하는 전사인자이다. 본 연구에서는 GATA6의 세포 분화와 개체 발달 과정에서의 역할을 마우스 배아줄기세포와 zebrafish를 이용하여 확인하였다. 먼저, 마우스 배아줄기세포를 박동하는 pacemaker 심근세포로 분화 유도하였다. RT-PCR을 실시하여 심근세포 분화 과정에서 GATA6 유전자 발현 변화를 확인한 결과, Gata6의 발현이 분화 4일째부터 증가함을 확인하였다. GATA6 유전자의 발현 증가는 심장 발달에 필수적인 전사인자인 NK2 homeobox 5 (Nkx2.5)나 myocyte enhancer factor 2C (MEF2C)의 발현 증가에 앞서 나타났다. GATA6 유전자가 발달 과정에 미치는 영향을 확인하기 위하여 GATA6의 morpholino를 zebrafish 배아에 microinjection하여 발생 변화를 관찰하였다. GATA6의 발현을 knockdown시킨 zebrafish의 심장은 크기가 감소하였고, 심박동률 또한 감소하였다. 한편, 뇌에서는 전체적인 뇌 퇴행이 관찰되었는데, acridine orange로 염색 한 결과, 뇌 전체에서의 세포사멸의 증가를 나타내었다. 흥미롭게도, GATA6의 발현 감소는 초기 bud 단계에서는 오히려 세포사멸을 감소시켰다. 본 연구는 심장과 뇌 발달에서의 GATA6 유전자의 중요성을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제22권11호
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• pp.1552-1557
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• 2012

Pipernonaline은 후추나무과에 속하는 필발(Piper longum Linn.)의 유도체로서 전립선 암세포에 대한 항암활성이 보고되고 있다. 하지만 실제 암세포 내에서 생물학적 정보를 가진 수 많은 유전자들에 대한 발현이 어떻게 이루어지고 있는지 알려진 바가 없다. 본 연구에 사용된 microarray 분석은 동시에 수 만개 이상의 유전자 발현양상을 한번에 관찰할 수 있는 기술로서 특정 질병의 유전학적 특성과 기전 연구를 더 광범위하게 연구 할 수 있는 기술이다. 본 연구에서는 전립선 암세포인 PC-3 세포에 pipernonaline을 처리하여 cDNA microarray를 실시하였다. 이후, DAVID database를 이용하여 gene ontology의 Biological Process를 분석하여 세포사멸과 세포주기, 세포성장 및 증식에 관련된 유전자들을 우선적으로 분석하였다. 그 결과, 세포주기관련 256개, 세포사멸관련 197개, 세포성장 및 증식관련에 154개의 유전자가 확인 되었다. 이러한 결과는 pipernonaline은 전립선 암세포 내에 존재하는 생물학적 신호전달체계에 관련된 유전자 발현을 조절함으로써 항암활성을 나타내 것을 알 수 있었고, 이후 이러한 microarray의 추가적인 분석은 암세포 내 새로운 유전자의 탐색 및 메커니즘을 규명하는데 유용하게 사용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제30권4호
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• pp.379-385
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• 2020

Phlojodicarpus sibiricus와 Artemisia kruhsiana Besser는 러시아 극한 지방에서 자생하며, 민간요법으로 널리 쓰여 왔다. 최근 연구에 따르면, 두 식물 추출액(PSE와 AKBE)은 항비만효과, 혈관신생 억제 효과 등 다양한 의학적 효과를 가진 것으로 나타났다. 본 연구논문에서는 PSE와 AKBE의 항림프종 효과와 기작을 분석하였다. PSE와 AKBE를 다양한 유전적 변이를 가진 DLBCL 세포주에 처리하였을 때, 농도 의존적으로 세포 생존율이 감소하였다. 하지만, 마우스의 골수나 비장으로부터 분리한 정상 세포에는 거의 영향을 미치지 않는 것으로 보아, 두 식물 추출액의 세포사멸 효과는 종양세포 특이적인 것으로 예상되며, 환자에 적용할 경우 부작용이 최소한만 나타날 것으로 예상된다. PSE와 AKBE의 세포사멸 효과는 Bcl-2, Bcl-xL, 그리고 Mcl-1 등의 anti-apoptotic Bcl-2 family member 유전자의 감소로 인한 미토콘드리아의 막 전위 붕괴에 기인함을 증명하였다. 흥미롭게도, 두 식물 추출액에 의한 세포사멸 효과는 Myc 종양유전자와는 독립적으로 일어났다. 이 결과를 종합하면, PSE와 AKBE는 항림프종 효과를 보유하고 있으며, 추후 연구를 통하여 세포사멸에 관여하는 단일 물질을 분리할 경우, 기존의 항암제를 대체할 수 있는 새로운 방법을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제29권10호
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• pp.1080-1085
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• 2019

본 연구에서는 연(Nelumbo nucifera)의 잎(leaf, NL), 자육(seed, NS), 자방(seedpod, NSP)의 에탄올 추출물을 제조하고 이들의 암세포 항 성장 활성과 세포사멸 활성을 연구하였다. 추출물 NL, NS, NSP는 농도의존적으로 세포 생존율을 감소시켰을 뿐 만 아니라 항암 유전자인 NAG-1 유전자와 단백질의 발현을 증가시켰다. 또한, NL은 NAG-1 단백질의 발현과 PARP cleavage를 시간 의존적으로 증가시켰다. PARP cleavage는 NAG-1 siRNA의 transfection에 의해 부분적으로 감소하였으며, 이러한 결과는 NAG-1이 NL에 의해 유도되는 apoptosis에 기여하는 유전자 중의 하나라는 것을 나타낸다. 그리고, 연근 유래의 순수물질인 neferine도 농도의존적으로 HCT116 세포 생존율을 감소시켰으며, NAG-1 단백질의 발현과 PARP cleavage를 농도의존적, 시간의존적으로 증가시켰다. Neferine에 의해 유도된 PARP cleavage는 NAG-1 siRNA의 transfection에 의해 부분적으로 회복되는 것을 확인하였으며, 이러한 결과는 NAG-1 단백질이 neferine에 의해 유도되는 apoptosis에도 기여하는 유전자 중의 하나라는 것을 시사한다. 종합적으로 본 연구 결과는 연근 부위별 추출물과 연근유래 순수물질인 neferine에 의한 암세포 항 성장 활성과 세포사멸 활성의 분자 생물학적 기전을 이해하는데 도움을 줄 것으로 생각된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제55권5호
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• pp.488-498
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• 2003

연구배경 : 세포에 방사선을 조사하면 세포사멸과 함께 AP-l, NF-${\kappa}B$와 같은 여러 전사인자가 활성화 되는 것으로 알려져 있다. 이중 염증과 면역반응의 중요한 전사인자인 NF-${\kappa}B$는 항아포프토시스의 기능이 있으며 NF-${\kappa}B$ 활성화를 차단함으로써 TNF-${\alpha}$나 daunorubicine 등에 의 한 항암효과를 상승시킬 수 있음이 밝혀져 있다. NF-${\kappa}B$의 항아포프토시스 기전은 NF-${\kappa}B$ 의존성 단백질인 cIAPI, 2의 전사발현 유도에 의한 것으로 cIAPl, 2는 caspase 3, 7, pro-caspase-9의 활성을 차단함으로써 아포프토시스를 억제하는 것으로 알려져 있다. 이에 저자들은 방사선 유도성 세포사멸에 비교적 내성을 보이는 A549 세포주에서 방사선에 의한 NF-${\kappa}B$ 활성화와 그에 따른 cIAP 발현유도를 조사하고 NF-${\kappa}B$ 활성화를 차단하여 방사선 유도성 세포사멸의 감작효과를 확인하기 위하여 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 세포주는 A549 폐암세포주를 이용하였고, 방사선 조사는 Varian사의 Clinac 1800C 선형가속기를 이용하였으며 조사량은 10GY를 사용하였다. 세포독성 검사는 MTT Assay를 이용하였고, NF-${\kappa}B$ 활성화 검사는 luciferase reporter gene assay, electromobility shift assay, $I{\kappa}B-{\alpha}$ degradation에 대한 westem blot을 이용하였다. NF-${\kappa}B$활성을 차단하기 위하여 proteosome inhibitor인 MGI32와 $I{\kappa}B{\alpha}$-superrepressor plasmid를 transfection한 안정적 세포주 A549-$I{\kappa}B{\alpha}$-superrepressor를 이용하였다. cIAP의 발현은 RT-PCR을 이용하였고, cIAP2 promoter 활성은 NF-${\kappa}B$ site를 포함한 cIAP2 유전자 5' f1anking region(1.4kb)을 pGL2-Basic luciferase vector에 cloning 한 construct를 사용하여 transfection 후 luciferase assay를 시행하였다. 결 과 : A549 cell에서 10Gy 방사선 조사에 의한 세포독성은 24hr, 48hr에 각각 $10.82{\pm}.3%$, $17.7{\pm}6.4%$로 비교적 내성이 있음을 확인하였다. 방사선에 의한 NF-${\kappa}B$의 활성은 $I{\kappa}B-{\alpha}$ 분해에 대한 western blot과 EMSA로 확인하였으며 luciferase assay에서도 약 1.6 배 정도의 NF-${\kappa}B$ 활성화가 있었다. NF-${\kappa}B$활성을 차단하기 위해 사용한 MG132는 방사선 유도성 세포사멸에 영향을 주지 않았으며 A549-$I{\kappa}B{\alpha}$-superrepressor 세포주에서도 세포사멸의 감작효과는 없었다. 또한 RT-PCR 결과 방사선에 의한 cIAP1,2 mRNA 발현유도는 관찰되지 않았고 cIAP2 promoter luciferase assay에서도 cIAP2 전사활성 유도는 없었다. 결 론 : A549 폐암세포주에서 방사선에 의해 NF-${\kappa}B$의 활성화는 확인하였으나 활성화 정도가 미약하였고 NF-${\kappa}B$ 의존성 항아포프토시스 유전자인 cIAP가 방사선에 의해 발현유도 되지 않았으며, NF-${\kappa}B$ 활성을 차단함에도 세포독성에 감작효과가 없었으므로 A549 폐암세포주에서 방사선 유도성 세포사멸에 내성을 보이는 기전에는 NF-${\kappa}B$의 역할이 미미하리라고 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제32권1호
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• pp.23-28
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• 2022

곤충에서 유래한 항균펩타이드 CopA3는 다양한 세포사멸 과정을 차단한다고 알려져 있다. 세균 톡신에 의한 상피세포 세포사멸이나 6-hydroxy dopamine이 야기하는 신경세포 세포사멸 모두를 차단한다. 연구자 등은 최근에 CopA3가 카스파제에 직접 결합하여 그들의 활성형-절단과정을 차단한다고 보고하였다. 하지만 강력한 CopA3의 항세포사멸 효능을 설명하기 위해서는 추가적인 규명이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 세포사멸경로의 핵심억제인자인 survivin 발현에 미치는 CopA3의 영향을 확인하였다. 인간 대장상피세포(HT29)에 CopA3를 처리한 뒤 survivin 발현을 추적한 결과, survivin 단백질 양이 유의하게 증가함을 확인하였다. RT-PCR을 통해서 CopA3가 survivin 유전자의 전사를 증가시킴을 확인하였다. 그리고 CopA3 자극이 Sp1 발현을 증가시키는 사실과, Sp1 억제 물질인 tolfenamic acid 처리가 CopA3에 의한 survivin 증가를 차단한다는 결과들을 바탕으로 우리는 CopA3가 Sp1을 통해 survivin 발현을 유도한다는 최종 결론을 도출하였다. 한편 본 연구를 통해서 CopA3의 강력한 항세포사멸 효능을 설명할 수 있는 분자기작을 새롭게 제시하였다고 사려된다.