• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제15권16호
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• pp.6485-6488
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• 2014

Research over the years has progressively and sequentially provided near complete resolution of regulators of the DNA repair pathways which are so important for cancer prevention. Ataxia-telangiectasia mutated kinase (ATM), a high-molecular-weight PI3K-family kinase has emerged as a master regulator of DNA damage signaling and extensive cross-talk between ATM and downstream proteins forms an interlaced signaling network. There is rapidly growing scientific evidence emphasizing newly emerging paradigms in ATM biology. In this review, we provide latest information regarding how oxidative stress induced activation of ATM can be utilized as a therapeutic target in different cancer cell lines and in xenografted mice. Moreover, crosstalk between autophagy and ATM is also discussed with focus on how autophagy inhibition induces apoptosis in cancer cells.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제21권6호
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• pp.640-644
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• 1998

AT cells exhibit defective cell cycle regulation following DNA damage. Previous studies have shown that induction of p53 and p2i proteins are delayed in response to ionizing rad iation, resulting in the failure of G1/S checkpoint in AT cells. In this study, further investigation of the molecular mechanisms underlying G1/S phase progression in AT cells was conducted. Exponentially growing normal and AT cells were exposed to 2 Gly of ionizing radiation and the expression levels and functional activities of Rb and E2F-1 proteins were determined. We observed overexpression of hyperphosphorylated Rb and E2F-1 proteins in AT cells, which was unaffected post-irradiation. Furthermore, gel shift assays showed that E2F-1-DNA binding was constitutive in AT cells, whereas it was inhibited in control cells following exposure to ionizing radiation. The data suggests that abnormalities in the function of Rb and E2F-1 proteins may also be responsible for the failure of AT cells to arrest in the G1/S checkpoint in response to DNA damage.

• BMB Reports
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• 제44권5호
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• pp.352-357
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• 2011

The effect of human MutY homolog (hMYH) on the activation of checkpoint proteins in response to hydroxyurea (HU) and ultraviolet (UV) treatment was investigated in hMYH-disrupted HEK293 cells. hMYH-disrupted cells decreased the phosphorylation of Chk1 upon HU or UV treatment and increased the phosphorylation of Cdk2 and the amount of Cdc25A, but not Cdc25C. In siMYH-transfected cells, the increased rate of phosphorylated Chk1 upon HU or UV treatment was lower than that in siGFP-transfected cells, meaning that hMYH was involved in the activation mechanism of Chk1 upon DNA damage. The phosphorylation of ataxia telangiectasia and Rad3-related protein (ATR) upon HU or UV treatment was decreased in hMYH-disrupted HEK293 and HaCaT cells. Co-immunoprecipitation experiments showed that hMYH was immunoprecipitated by anti-ATR. These results suggest that hMYH may interact with ATR and function as a mediator of Chk1 phosphorylation in response to DNA damage.

• Radiation Oncology Journal
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• 제12권1호
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• pp.1-8
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• 1994

미량의 변이 유발소에 노출된 세포는 그 다음에 투여되는 다량의 변이 유발소에 대하여 내성을 갖게 된다. 이같은 적응 반응(adaptive response)은 대장균에서 처음으로 밝혀진 이후 주로 인체 말초 혈액 임파구에서 연구가 진행되어 왔다. 그러나 적응 반응이 세포 종류를 막론하고 존재하는 일반적인 현상인지에 대하여, 또한 세포의 고유한 방사선 감수성과의 관계나 그 기전 등에 대하여도 규명되어야 할 필요가 있다. 본 연구는 이같은 의문에 보다 접근하기 위하여 방사선에 매우 민감한 ataxia telangiectasia hemozygote, ataxia telangiectasia heterozygote, 그리고 정상인에서 유래한 인체 임파양세포주를 대상으로 1 cGy의 감마선을 조사하고 일정 시간이 지난 후 다시 50 cGy의 감마선을 조사하여, 감마선에 의해 유도되는 염색체 손상을 측정하였다. 그 결과 1 cGy 전처치시 그 다음 50 cGy에 의한 염색체 손상이 50 cGy 단독 대조군에 비하여 의의 있게 감소하여 적응 반응이 존재함을 알 수 있었다. 세가지 세포주의 방사선 감수성이 각기 달랐으나 적응 반응의 표현 양상은 이와 무관하게 유사하였다. 또한 염색체 손상의 복구에 필수적인 poly(ADP-ribose) polymerase를 억제하는 3-aminobenzamide를 50 cGy 직후에 투여한 실험에서는 적응 반응이 완전히 소실됨을 관찰하여 적응 반응이 어떤 종류의 방사선 손상의 복구 기전과 관계 있음을 추측케하였다. 따라서 임파양세포에서도 적응 반응이 존재함을 본 연구를 통하여 최초로 알 수 있었다. 이는 세포의 방사선 감수성과는 무관한 것으로 나타났으며 그 기전에 있어서는 아직 잘 알려지지 않은 손상 복구 기전을 유도하는 것으로 생각된다.반림프절 비대가 국소치유율, 무병생존율, 생존율에 영향을 미치는 인자이었고 이들 세가지 인자와 전산화단층촬영상의 대동맥림프절 비대가 생존율에 영향을 미치는 인자이었다. 조사선량이 많았으나 치료실패율이 현저하게 높았다. 따라서 이들 환자들을 효과적으로 치료하기 위하여 단순히 치료선량을 증가시키는 것보다 다른 보조적치료, 즉 약물치료와의 병용치료 등이 절실히 요구되며, 또한 국소재발의 억제가 원격전이를 감소시킬 수 있는 한 방법일 수 있다. 따라서 자궁경부암 환자의 방사선 치료에 가장 적합한 방법은 외부조사와 강내 치료를 병행하는 것이나 강내 치료가 불가능한 환자군에 대해서는 적극적 수술방법의 도입을 고려해야하겠다. 합병증의 증가가 관찰되지 않는 점으로 보아 본 연구를 계속 진행함으로써 더 좋은 결과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.기 혈색소 수치 (p<0.0001), 강내 조사(p<0.0004)였고, 조직학적 소견(p<0.29), 유도 화학요법과의 병행치료(p<0.87)는 통계학적으로 유의하지 않았다..0093{\pm}0.0047)\;D^2+(13.31{\pm}7.309$) 였었다. 감마선에 대한 중성자선의 상대적 생물학적 효과비 (RBE)는 y=aD+$bD^2$+c를 다음과 같은 식으로 변형시켜 계산하였다. $$\frac{[-a{pm}\sqrt{a^2-4b\;(c-y}}]}{2{\times}6}$$ 미세핵 발생빈도가 세포당 0.05와 0.8사이에서의 중성자선의 상대적 생물학적 효과비는 $2.37{\pm}0.17$ 이었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 선량에 따른 미세핵 발생빈도는 기존의 방사선 감수성 test의 결과와 대동소이하여, 앞으로 방사선 감수성을 측정하는 방법으로 이용할 수 있으며, 또한

• Radiation Oncology Journal
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• 제17권4호
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• pp.299-306
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• 1999

목 적 : Ataxia-Telangiectasia (AT) 증은 여러 가지 유전적 결함을 갖는 질병으로 방사선 민감도가 비정상적으로 상승되어 있는 것이 특징이다 AT 환자에서 공통적으로 존재하는 ATM 유전자는 현재까지 방사선 신호전달에 관여하는 것으로 알려진 Pl-3 kinase와 유사한 구조임이 알려져 ATM이 방사선 신호전달경로에 중요한 작용을 할 것으로 추정하게 되었다. 본 연구에서는 AT 세포와 정상세포에 PKCI를 과발현 시킴으로써 방사선 신호전달에 관여하는 PKC를 억제하여 이것이 방사선 민감도에 미치는 영향을 관찰하고, 방사선에 의해 유도되는 early response gene인 c-fos transcription의 차이를 측정하여 ATM과 PKCI에 의한 신호전달이 c-fos 유전자 전사에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 대상 및 방법 : PKCI expression vector를 작제한 후 정상세포인 LM217과 AT세포인 AT5BIVA에 transfection 시킨 후 plasmid의 genomic DNA에 결합된 것은 polymerase chain reaction (PCR) 방법으로 확인하였고 PKCI의 mRNA 발현 여부는 northern blotting으로 확인하였다. 방사선 민감도는 아포토시스로 측정하였으며 PKCI가 과발현된 각 세포주에 5 Gy의 방사선을 조사한 후 48시간에 세포를 모아 TUNEL방법으로 아포토시스 세포의 수를 측정하였다. c-fos 유전자의 전사는 reporter 유전자로 c-fos CAT plsmid를 $\beta$-gal expression vector와 같이 각 세포주에 transfection 시키고 36시간이 지난 후 CAT assay를 하여 activity를 측정하고 동시에 $\beta$-gal assay를 시행하여 transfection 효율을 보정해 주었다. PKCI, Ras의 영향을 보기 위하여는 PKCI, Ras expression vector와 c-fos CAT plasmid를 cotransfection하고 CAT activity로 측정 하였다. 결 과 : 이 실험의 결과 LM과 AT 세포에서 PKCI가 방사선 민감도에 미치는 영향과 c-fos 전사에 미치는 영향을 처음으로 보여주었다. PKCI의 과발현이 LM 세포에서는 방사선 민감도를 증가시켰지만 AT세포에서는 오히려 약간 감소시키는 작용을 나타내었다. c-fos 전사는 AT 세포에서 LM 세포에 비하여 70배 낮게 나타났는데 PKCI가 과발현 됨으로써 LM 에서는 c-fos의 전사가 감소되었지만 AT 세포에서는 영향이 없었다. Ras 단백으로 c-fos를 유도시키고 여기에 PKCI 발현 백터를 contransfection 하면 LM세포에서는 induction 이 감소되었지만 AT 세포에서는 영향이 없었다. 즉 LM과 AT 세포에서의 PKCI에 의한 반응의 차이는 Ras와 관련된 signal transduction pathway라는 것을 알 수 있었다. 결 론 : PKCI는 정상세포에서는 방사선에 의한 세포 손상을 증가시키지만 AT 세포에서는 별 영향을 보이지 않는 것을 알 수 있었으며, 두 세포간의 이러한 차이는 c-fos proto-oncogene의 전사차이로 설명할 수 있겠다. 이러한 차이가 AT 세포의 방사선 민감도의 한 원인일 것으로 생각된다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제46권4호
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• pp.572-584
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• 2022

Background: Huntington's disease (HD) is a neurodegenerative disorder caused by the expansion of trinucleotide CAG repeat in the Huntingtin (Htt) gene. The major pathogenic pathways underlying HD involve the impairment of cellular energy homeostasis and DNA damage in the brain. The protein kinase ataxia-telangiectasia mutated (ATM) is an important regulator of the DNA damage response. ATM is involved in the phosphorylation of AMP-activated protein kinase (AMPK), suggesting that AMPK plays a critical role in response to DNA damage. Herein, we demonstrated that expression of polyQ-expanded mutant Htt (mHtt) enhanced the phosphorylation of ATM. Ginsenoside is the main and most effective component of Panax ginseng. However, the protective effect of a ginsenoside (compound K, CK) in HD remains unclear and warrants further investigation. Methods: This study used the R6/2 transgenic mouse model of HD and performed behavioral tests, survival rate, histological analyses, and immunoblot assays. Results: The systematic administration of CK into R6/2 mice suppressed the activation of ATM/AMPK and reduced neuronal toxicity and mHTT aggregation. Most importantly, CK increased neuronal density and lifespan and improved motor dysfunction in R6/2 mice. Conversely, CK enhanced the expression of Bcl2 protected striatal cells from the toxicity induced by the overactivation of mHtt and AMPK. Conclusions: Thus, the oral administration of CK reduced the disease progression and markedly enhanced lifespan in the transgenic mouse model (R6/2) of HD.

• Molecules and Cells
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• 제42권3호
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• pp.210-217
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• 2019

The maintenance of mitochondrial function is closely linked to the control of senescence. In our previous study, we uncovered a novel mechanism in which senescence amelioration in normal aging cells is mediated by the recovered mitochondrial function upon Ataxia telangiectasia mutated (ATM) inhibition. However, it remains elusive whether this mechanism is also applicable to senescence amelioration in accelerated aging cells. In this study, we examined the role of ATM inhibition on mitochondrial function in Hutchinson-Gilford progeria syndrome (HGPS) and Werner syndrome (WS) cells. We found that ATM inhibition induced mitochondrial functional recovery accompanied by metabolic reprogramming, which has been known to be a prerequisite for senescence alleviation in normal aging cells. Indeed, the induced mitochondrial metabolic reprogramming was coupled with senescence amelioration in accelerated aging cells. Furthermore, the therapeutic effect via ATM inhibition was observed in HGPS as evidenced by reduced progerin accumulation with concomitant decrease of abnormal nuclear morphology. Taken together, our data indicate that the mitochondrial functional recovery by ATM inhibition might represent a promising strategy to ameliorate the accelerated aging phenotypes and to treat age-related disease.

• BMB Reports
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• 제56권10호
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• pp.557-562
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• 2023

Dysregulation of the E3 ubiquitin ligase Parkin has been linked to various human cancers, indicating that Parkin is a tumor suppressor protein. However, the mechanisms of action of Parkin remain unclear to date. Thus, we aimed to elucidate the mechanisms of action of Parkin as a tumor suppressor in human lung and colorectal cancer cells. Results showed that Parkin overexpression reduced the viability of A549 human lung cancer cells by inducing G2/M cell cycle arrest. In addition, Parkin caused DNA damage and ATM (Ataxia telangiectasia mutated) activation, which subsequently led to p53 activation. It also induced the p53-mediated upregulation of p21 and downregulation of cyclin B1. Moreover, Parkin suppressed the proliferation of HCT-15 human colorectal cancer cells by a mechanism similar to that in A549 lung cancer cells. Taken together, our results suggest that the tumor-suppressive effects of Parkin on lung and colorectal cancer cells are mediated by DNA damage/p53 activation/cyclin B1 reduction/cell cycle arrest.

• 한국생물물리학회:학술대회논문집
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• 한국생물물리학회 1999년도 학술발표회 진행표 및 논문초록
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• pp.69-69
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• 1999

The human genetic disorder ataxia-telangiectasia (A-T) is a multisystem disease characterized by extreme radiosensitivity. The recent identification of the gene mutated in A-T, ATM, and the demonstration that it encodes a homologous of phosphatidylinositol 3-kinase (PI3-K), the catalytic subunit of an enzyme involved in transmitting signals from the cell surface to the nucleus, provides support for a role for this gene in signal transduction.(omitted)

• Journal of Ginseng Research
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• 제44권1호
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• pp.79-85
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• 2020

Background: Helicobacter pylori increases reactive oxygen species (ROS) and induces oxidative DNA damage and apoptosis in gastric epithelial cells. DNA damage activates DNA damage response (DDR) which includes ataxia-telangiectasia-mutated (ATM) activation. ATM increases alternative reading frame (ARF) but decreases mouse double minute 2 (Mdm2). Because p53 interacts with Mdm2, H. pylori-induced loss of Mdm2 stabilizes p53 and induces apoptosis. Previous study showed that Korean Red Ginseng extract (KRG) reduces ROS and prevents cell death in H. pylori-infected gastric epithelial cells. Methods: We determined whether KRG inhibits apoptosis by suppressing DDRs and apoptotic indices in H. pylori-infected gastric epithelial AGS cells. The infected cells were treated with or without KRG or an ATM kinase inhibitor KU-55933. ROS levels, apoptotic indices (cell death, DNA fragmentation, Bax/Bcl-2 ratio, caspase-3 activity) and DDRs (activation and levels of ATM, checkpoint kinase 2, Mdm2, ARF, and p53) were determined. Results: H. pylori induced apoptosis by increasing apoptotic indices and ROS levels. H. pylori activated DDRs (increased p-ATM, p-checkpoint kinase 2, ARF, p-p53, and p53, but decreased Mdm2) in gastric epithelial cells. KRG reduced ROS and inhibited increase in apoptotic indices and DDRs in H. pylori-infected gastric epithelial cells. KU-55933 suppressed DDRs and apoptosis in H. pylori-infected gastric epithelial cells, similar to KRG. Conclusion: KRG suppressed ATM-mediated DDRs and apoptosis by reducing ROS in H. pylori-infected gastric epithelial cells. Supplementation with KRG may prevent the oxidative stress-mediated gastric impairment associated with H. pylori infection.