S-allylcysteine (SAC) is a water-soluble organosulfur compound abundant in the aged garlic extract and has been drawing attention as a diet-derived alternative agent not only for the effects of anti-oxidation and anti-inflammation but also for the prevention and treatment of various types of cancer. However, there is no report about the anticancer effects of SAC on cervical cancer cells. The aim of this study was to analyze the inhibitory effects of SAC on cell proliferation of cervical cancer cell line, HeLa and to examine its effects on the apoptosis and cell cycle as the cellular mechanisms of anti-proliferation. For this, we examined effects of different concentrations of SAC on cell proliferation according to treatment periods. Treatment with SAC not only induced morphological changes but also resulted in the reduction of cell viability and the inhibition of concentration- and time-dependant cell proliferation of HeLa. Furthermore, SAC also induced fragmentation of DNA in both DNA fragmentation and TUNEL assays, and induced cell cycle arrest at the G2/M phase in cell cycle analysis. These results suggest that SAC inhibits proliferation of HeLa at least in part through the induction of apoptosis and the cell cycle arrest.
The tumor necrosis, factor-related, apoptosis-inducing ligand (TRAIL) is regarded as a potentially useful anticancer agent with excellent selectivity for cancer cells. However, a considerable number of cancer cells are resistant to apoptosis induction by TRAIL. Developing strategies to overcome this resistance are important for the successful use of TRAIL for cancer therapy. Here, we revealed that siRNA-mediated downregulation of SIRT1 or SIRT1 inhibitor Amurensin G upregulated DR5 and c-Myc and downregulated c-$FLIP_{L/S}$ and Mcl-1, which was associated with sensitization of TRAIL-resistant MCF-7 cells to TRAIL. This result was followed by the activation of caspases, PARP cleavage, and downregulation of Bcl-2 in both TRAIL-treated MCF-7 cells transfected with SIRT1 siRNA and cells co-treated with Amurensin G and TRAIL. Our results suggest that the induction of DR5 and downregulation of c-FLIP via suppression of SIRT1 expression may be a useful strategy to increase the susceptibility of TRAIL-resistant cancer cells to TRAIL-induced cell death.
Cancer is genetically, metabolically and infectiously induced life threatening disorder showing aggressive growing pattern with invasive tendency. In order to prevent this global menace from jeopardizing human life, enormous studies on carcinogenesis and treatment for chemotherapy resistance have been intensively researched. Hinokitiol (${\beta}$-thujaplicin) extracted from heart wood of cupressaceous is a well-known bioactive compound demonstrating anti-inflammation, anti-bacteria and anti-cancer effects on several cancer types via apoptosis and autophagy. This study proposed that hinokitiol activates transcription factor EB (TFEB) nuclear translocation for autophagy and lysosomal biogenesis regardless of nutrient condition in cancer cells. Mitophagy and ${\beta}$-catenin translocation into the nucleus under treatment of hinokitiol on non-small cell lung cancer (NSCLC) cells and HeLa cells were investigated. Hinokitiol exerted cytotoxicity on HeLa and HCC827 cells; moreover, artificially induced autophagy by overexpression of TFEB granted imperfect sustainability onto HeLa cells. Taken together, hinokitiol is the prominent autophagy inducer and activator of TFEB nuclear translocation. Alternative cancer therapy via autophagy is pros and cons since the autophagy in cancer cells is related to prevention and survival mechanism depending on nutrition. To avoid paradox of autophagy in cancer therapy, fine-tuned regulation and application of hinokitiol in due course for successful suppressing cancer cells are recommended.
Prunus mume Sieb. et Zucc is distributed throughout Asia and has traditionally been used as medicine and food. P. mume is known to contain large amounts of various organic acids, minerals, and phenol components. To date, the trend of P. mume research has focused only on the effects of antioxidant, anticancer and antibacterial, with only a few studies have focused on angiogenesis. Angiogenesis is a common characteristic of metastatic cancer through which oxygen and nutrients are delivered to the cells and tissues. In the present study, angiogenesis-inhibiting activity was investigated by evaluating the total polyphenol and flavonoid contents of the P. mume butanol fraction (PBF) and their ability to inhibit VEGF-induced human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) proliferation, migration, invasion, and capillary formation. The polyphenols (12.81 mg GAE/g) and flavonoids (28.4 mg QE/g) of the PBF exhibited high antioxidant activity. The results of this study showed that PBF did not inhibit the proliferation of HUVECs at concentrations of 25-200 ㎍/ml and did not exhibit toxicity to normal cells. However, PBF inhibited the VEGF-induced mobility, invasion, and capillary formation of HUVECs. These results show that PBF inhibits the angiogenesis of HUVECs induced by VEGF. Therefore, PBF could serve as a therapeutic agent for the inhibition of angiogenesis.
Benzo[a]pyrene (B[a]P) is a polycyclic aromatic hydrocarbon and ubiquitous environmental toxin with known harmful effects to human health. Abnormal phenotypes of keratinocytes are closely associated with their exposure to B[a]P. Resorcinol is a component of argan oil with reported anticancer activities, but its mechanism of action and potential effect on B[a]P damage to the skin is unknown. In this study, we investigated the effects of resorcinol on B[a]P-induced abnormal keratinocyte biology and its mechanisms of action in human epidermal keratinocyte cell line HaCaT. Resorcinol suppressed aryl hydrocarbon receptor (AhR) activity as evidenced by the inhibition of B[a]P-induced xenobiotic response element (XRE)-reporter activation and cytochrome P450 1A1 (CYP1A1) expression. In addition, resorcinol attenuated B[a]P-induced nuclear translocation of AhR, and production of ROS and pro-inflammatory cytokines. We also found that resorcinol increased nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2) activity. Antioxidant response element (ARE)-reporter activity and expression of ARE-dependent genes NAD(P)H dehydrogenase [quinone] 1 (NQO1), heme oxygenase-1 (HO-1) were increased by resorcinol. Consistently, resorcinol treatment induced nuclear localization of Nrf2 as seen by Western analysis. Knockdown of Nrf2 attenuated the resorcinol effects on ARE signaling, but knockdown of AhR did not affect resorcinol activation of Nrf2. This suggests that activation of antioxidant activity by resorcinol is not mediated by AhR. These results indicate that resorcinol is protective against effects of B[a]P exposure. The mechanism of action of resorcinol is inhibition of AhR and activation of Nrf2-mediated antioxidant signaling. Our findings suggest that resorcinol may have potential as a protective agent against B[a]P-containing pollutants.
Photothermal therapy is a treatment that necrotizes selectively the abnormal cells, in particular cancer cells, which are more vulnerable to heat than normal cells, using the heat generated when irradiating light. In this study, we synthesized a reduced graphene oxide with carboxyl groups (CRGO)-gold nanorod (AuNR) nanocomposite for photothermal treatment. Graphene oxide (GO) was selectively reduced and exfoliated at high temperature to synthesize CRGO, and the length of AuNR was adjusted according to the amount of AgNO3, to synthesize AuNR with a strong absorption peak at 880 nm, as an ideal photothermal agent. It was determined through FT-IR, thermogravimetric and fluorescence analyses that more carboxyl groups were conjugated with CRGO over RGO. In addition, CRGO exhibited excellent stability in aqueous solutions compared to RGO due to the presence of carboxylic acid. The CRGO-AuNR nanocomposites fabricated by electrostatic interaction have an average size of ~317 nm with a narrow size distribution. It was confirmed that under radiation with a near-infrared 880 nm laser which has an excellent tissue transmittance, the photothermal effect of CRGO-AuNR nanocomposites was greater than that of AuNR due to the synergistic effect of the two photothermal agents, CRGO and AuNR. Furthermore, the results of cancer cell toxicity by photothermal effect revealed that CRGO-AuNR nanocomposites showed superb cytotoxic properties. Therefore, the CRGO-AuNR nanocomposites are expected to be applied to the field of anticancer photothermal therapy based on their stable dispersibility and improved photothermal effect.
Background: Ginsenoside Rb2, a major active component of Panax ginseng, has various physiological activities, including anticancer and anti-inflammatory effects. However, the mechanisms underlying the rejuvenation effect of Rb2 in human skin cells have not been elucidated. Methods: We performed a senescence-associated β-galactosidase staining assay to confirm cellular senescence in human dermal fibroblasts (HDFs). The regulatory effects of Rb2 on autophagy were evaluated by analyzing the expression of autophagy marker proteins, such as microtubule-associated protein 1A/1B-light chain (LC) 3 and p62, using immunoblotting. Autophagosome and autolysosome formation was monitored using transmission electron microscopy. Autophagic flux was analyzed using tandem-labeled GFP-RFP-LC3, and lysosomal function was assessed with Lysotracker. We performed RNA sequencing to identify potential target genes related to HDF rejuvenation mediated by Rb2. To verify the functions of the target genes, we silenced them using shRNAs. Results: Rb2 decreased β-galactosidase activity and altered the expression of cell cycle regulatory proteins in senescent HDFs. Rb2 markedly induced the conversion of LC3-I to LC3-II and LC3 puncta. Moreover, Rb2 increased lysosomal function and red puncta in tandem-labeled GFP-RFP-LC3, which indicate that Rb2 promoted autophagic flux. RNA sequencing data showed that the expression of DNA damage-regulated autophagy modulator 2 (DRAM2) was induced by Rb2. In autophagy signaling, Rb2 activated the AMPK-ULK1 pathway and inactivated mTOR. DRAM2 knockdown inhibited autophagy and Rb2-restored cellular senescence. Conclusion: Rb2 reverses cellular senescence by activating autophagy via the AMPK-mTOR pathway and induction of DRAM2, suggesting that Rb2 might have potential value as an antiaging agent.
Excessive activation and aggregation of platelets is a major cause of cardiovascular disease. Therefore, inhibition of platelet activation and aggregation is considered an attractive therapeutic target in preventing and treating cardiovascular diseases. In particular, strong platelet activation and aggregation by collagen secreted from the vascular endothelium are characteristic of vascular diseases. Artesunate is a compound extracted from the plant roots of Artemisia or Scopolia species, and has been reported to be effective in anticancer and Alzheimer's disease fields. However, the effect and mechanism of artesunate on collagen-induced platelet activation and aggregation have not been elucidated. In this study, the effect of artesunate on collagen-induced human platelet aggregation was confirmed and the mechanism of action of artesunate was clarified. Artesunate inhibited the phosphorylation of PI3K/Akt and Mitogen-activated protein kinases, which are phosphoproteins that are known to act in the signal transduction process when platelets are activated. In addition, artesunate decreased TXA2 production and decreased granule secretion in platelets such as ATP and serotonin release. As a result, artesunate strongly inhibited platelet aggregation induced by collagen, a strong aggregation inducer secreted from vascular endothelial cells, with an IC50 of 106.41 µM. These results suggest that artesunate has value as an effective antithrombotic agent for inhibiting the activation and aggregation of human platelets through vascular injury.
Jee-Hyung Lee;Jin Ho Choi;Kyung-Min Lee;Min Woo Lee;Ja-Lok Ku;Dong-Chan Oh;Yern-Hyerk Shin;Dae Hyun Kim;In Rae Cho;Woo Hyun Paik;Ji Kon Ryu;Yong-Tae Kim;Sang Hyub Lee;Sang Kook Lee
Biomolecules & Therapeutics
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v.32
no.1
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pp.123-135
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2024
Although gemcitabine-based regimens are widely used as an effective treatment for pancreatic cancer, acquired resistance to gemcitabine has become an increasingly common problem. Therefore, a novel therapeutic strategy to treat gemcitabine-resistant pancreatic cancer is urgently required. Piceamycin has been reported to exhibit antiproliferative activity against various cancer cells; however, its underlying molecular mechanism for anticancer activity in pancreatic cancer cells remains unexplored. Therefore, the present study evaluated the antiproliferation activity of piceamycin in a gemcitabine-resistant pancreatic cancer cell line and patient-derived pancreatic cancer organoids. Piceamycin effectively inhibited the proliferation and suppressed the expression of alpha-actinin-4, a gene that plays a pivotal role in tumorigenesis and metastasis of various cancers, in gemcitabine-resistant cells. Long-term exposure to piceamycin induced cell cycle arrest at the G0/G1 phase and caused apoptosis. Piceamycin also inhibited the invasion and migration of gemcitabine-resistant cells by modulating focal adhesion and epithelial-mesenchymal transition biomarkers. Moreover, the combination of piceamycin and gemcitabine exhibited a synergistic antiproliferative activity in gemcitabine-resistant cells. Piceamycin also effectively inhibited patient-derived pancreatic cancer organoid growth and induced apoptosis in the organoids. Taken together, these findings demonstrate that piceamycin may be an effective agent for overcoming gemcitabine resistance in pancreatic cancer.
The regulation of platelet aggregation is crucial for maintaining normal hemostasis, but abnormal or excessive platelet aggregation can contribute to cardiovascular disorders such as stroke, atherosclerosis, and thrombosis. Therefore, identifying substances that can control or suppress platelet aggregation is a promising approach for the prevention and treatment of these conditions. Artemisinin, a compound derived from Artemisia or Scopolia plants, has shown potential in various areas such as anticancer and Alzheimer's disease research. However, the specific role and mechanisms by which artemisinin influences platelet activation and thrombus formation are not yet fully understood. This study investigated the effects of artemisinin on platelet activation and thrombus formation. As a result, cAMP production were increased significantly by artemisinin, as well as phosphorylated VASP and IP3R which are substrates to cAMP-dependent kinase by artemisinin in a significant manner. The Ca2+ normally mobilized from the dense tubular system was inhibited due to IP3R phosphorylation from artemisinin, and phosphorylated VASP by artemisinin aided in inhibiting platelet activity via αIIb/β3 platelet membrane inactivation and inhibiting fibrinogen binding. Finally, artemisinin inhibited thrombin-induced thrombus formation. Therefore, we suggest that artemisinin has importance with cardiovascular diseases stemming from the abnormal platelets activation and thrombus formation by acting as an effective prophylactic and therapeutic agent.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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