• 대한한의학회지
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• 제26권2호
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• pp.1-12
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• 2005

Objectives: Malignant gliomas are often treated with cisplatin (cis-diamminedichloroplatinum(II), CDDP) and radiation but results remain unsatisfactory. Since malignant glioma displays moderate resistance to conventional therapy, a new treatment modality is needed to improve the outcome of patients with these tumors. The aim of this study was to investigate the effects of the combined use of Jongjihwan(JJH) and cisplatin(CDDP) on cultured malignant glioma cells, A172. Methodss & Results: The combined use of cisplatin and Jeongjihwan had synergistic effects on Al72 cells during 24 hr-incubation, This treatment resulted in a decrease of cell viability, Which was revealed as apoptosis Characterized by activation of caspase-3 protease as well as cleavage of poly ADP-ribose polymerase (PARP) with change of mitochondria membrane potential transition. The expression of members of the Bcl-2 protein family was modulated during co-treatment with Jeongjihwan and cisplatin. Activation of caspase-3 and mitochondrial alterations were central to co-treatment with Jeongjihwan and cisplatin-induced apoptosis. Conclusions: We conclude that co-treatment with Jeongjihwan and cisplatin-induced activation of the mitochondrial pathway enables cell death. Also, we suggest the combined theory of JJH and cisplatin could be a useful method for glioblastoma.

• BMB Reports
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• 제40권6호
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• pp.1058-1068
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• 2007

The post-translational modifications of Ser and Thr residues by O-linked $\beta$-N-acetylglucosamine (O-GlcNAc), i.e., O-GlcNAcylation, is considered a key means of regulating signaling, in a manner analogous to protein phosphorylation. Furthermore, it has been suggested that the increased flux of glucose through the hexosamine biosynthetic pathway (HBP) stimulates O-GlcNAcylation, and that this may be responsible for many of the manifestations of type 2 diabetes mellitus. To determine whether excessive O-GlcNAcylation of target proteins results in pancreatic $\beta$ cell dysfunction, we increased nucleocytoplasmic protein O-GlcNAcylation levels in $\beta$ cells by exposing them to streptozotocin and/or glucosamine. Streptozotocin and glucosamine co-treatment increased O-GlcNAcylated proteomic patterns as assessed by immunoblotting, and these increases in nuclear and cytoplasmic protein O-GlcNAcylations were accompanied by impaired insulin secretion and enhanced apoptosis in pancreatic $\beta$ cells. This observed $\beta$cell dysfunction prompted us to examine Akt and Bcl-2 family member proteins to determine which proteins are O-GlcNAcylated under conditions of high HBP throughput, and how these proteins are associated with $\beta$ cell apoptosis. Eventually, we identified ten new O-GlcNAcylated proteins that were expressed during $\beta$ cell apoptosis, and analyzed the functional implications of these proteins in relation to pancreatic $\beta$ cell dysfunction.

• 생명과학회지
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• 제25권12호
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• pp.1384-1392
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• 2015

적작약, 사간, 치자, 적복령, 승마 및 백출 등 6가지의 한약재로 구성된 사간탕은 동의보감에서 위완옹(胃脘癰)을 치료하는 처방으로 알려져 있으나, 항암 효능에 대한 구체적인 연구는 전혀 이루어진 바 없다. 본 연구에서는 사간탕의 항암활성 연구의 일환으로 AGS 인체 위암세포의 증식에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면 사간탕 추출물 처리 농도의 증가에 따라 AGS 위암세포의 증식 및 생존율이 억제되었으며, 이는 apoptosis 유발에 의한 것임을 염색질 응축, DNA 단편화 및 annexin-V 염색 등을 통하여 확인하였다. 사간탕 추출물 처리에 의한 apoptosis 유발에는 pro-apoptotic Fas 단백질의 발현 증가 및 anti-apoptotic Bcl-2 발현의 감소와 mitochondrial membrane potential의 소실이 동반되었다. 아울러 사간탕 추출물이 처리된 AGS 위암세포에서 extrinsic 및 intrinsic apoptosis 경로 활성의 개시에 중요한 caspase-8 및 -9 뿐만 아니라 effector caspase인 caspase-3의 활성도 증가하였으며, 활성화된 caspase-3의 기질 단백질인 PARP의 단편화도 관찰되었다. 그러나 pan-caspase inhibitor의 선처리에 의한 caspase 활성을 차단하였을 경우, 사간탕 추출물 처리에 의한 염색질 응축 및 DNA 단편화 현상이 관찰되지 않았으며, apoptosis 유발 및 증식억제 효과도 유의적으로 억제되었다. 따라서 사간탕 추출물 처리에 의한 AGS 위암세포의 apoptosis 유발은 extrinsic 및 intrinsic apoptosis 경로가 동시 활성을 통한 caspase 의존적인 과정을 통하여 이루어지고 있음을 알 수 있었으며, 그 과정은 아마도 pro-apoptotic Bid의 truncation이 관여할 것으로 추정된다. 이상의 결과는 향후 in vivo 모델을 이용한 사간탕 추출물의 항암활성 조사 및 사간탕 추출물 내 주요 생리활성 물질의 탐색 등을 위한 유용한 자료로 사용될 것이다.

• 대한한방내과학회지
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• 제35권3호
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• pp.317-331
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• 2014

Objectives: The root of Platycodon grandiflorum (PG) has been known to possess a range of pharmacological activities including anti-cancer, anti-inflammatory, and anti-oxidant effects. The present study was designed to investigate whether or not PG-induced cell death was connected with autophagy and apoptosis in NCI-H460 human lung cancer cells. Methods: Effects on the cell viability and apoptotic activity were quantified using MTT assays and flow cytometry analysis, respectively. Protein activation was measured by immunoblotting. Autophagy was measured by LC3 immunofluorescence and immunoblotting. ROS production and loss of mitochondria membrane potential (MMP) were checked with flow cytometry analysis. Results: Following exposure to PG, NCI-H460 cell proliferation decreased simultaneously inducing autophagic vacuoles and up-regulation of microtubule-associated protein 1 light chain 3 and beclin-1 protein expressions. Interestingly, pre-treated with autophagy inhibitors, 3-methyladenin or bafilomycin A1 further triggered reduction of cell viability. PG treatment also induced apoptosis that was related modulation of Bcl-2 family proteins, death receptors and activation of caspases. In addition, PG stimulation clearly enhanced loss of MMP and reactive oxygen species (ROS) generation. Conclusions: Our results suggest that PG elicited both autophagy and apoptosis by increasing loss of MMP and ROS production. PG induced-autophagy may play a cell protective role.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권1호
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• pp.50-57
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• 2012

Phospholipase C-${\gamma}l$ (PLC-${\gamma}l$) expression is associated with cellular transformation. Notably, PLC-${\gamma}$ is up-regulated in colorectal cancer tissue and breast carcinoma. Because exotoxins released by Clostridium botulinum have been shown to induce apoptosis and promote growth arrest in various cancer cell lines, we examined here the potential of Clostridium difficile toxin A to selectively induce apoptosis in cells transformed by PLC-${\gamma}l$ overexpression. We found that PLC-${\gamma}l$-transformed cells, but not vector-transformed (control) cells, were highly sensitive to C. difficile toxin A-induced apoptosis and mitotic inhibition. Moreover, expression of the proapoptotic Bcl2 family member, Bim, and activation of caspase-3 were significantly up-regulated by toxin A in PLC-${\gamma}l$-transformed cells. Toxin A-induced cell rounding and paxillin dephosphorylation were also significantly higher in PLC-${\gamma}l$-transformed cells than in control cells. These findings suggest that C. difficile toxin A may have potential as an anticancer agent against colorectal cancers and breast carcinomas in which PLC-${\gamma}l$ is highly up-regulated.

• Korean Journal of Acupuncture
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• 제38권3호
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• pp.133-139
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• 2021

Objectives : Parkinson's disease is a neurodegenerative disease caused by a decrease in the dopaminergic neurons in the substantia nigra. The abnormal expression of solute carrier family 6 member 4 (Slc6a4) has been reported in patients with Parkinson's disease. Methods : In this study, we used MPTP to examine the changes in the expression of Slc6a4 in the brain of mice with Parkinson's disease and investigate its effect on dopaminergic neuronal cell death. Results : In the examination of the Slc6a4 expression in the substantia nigra of MPTP-treated mice for 4 weeks. The gene expression was increased compared to the normal group. To investigate the relationship between Slc6a4 and dopaminergic neurons, we performed a study using siRNA of Slc6a4 in the dopaminergic neuronal cell line SH-SY5Y. Using the siRNA of Slc6a4 to evaluate gene expression, it revealed that the tyrosine hydroxylase (TH) expression increases when Slc6a4 decreases. Moreover, this confirms its effects on the dopaminergic neurons. Additionally, through the evaluation of factors related to apoptosis, in particular, it was established that the value of bax/bcl2 decreased and was affected. These results suggest that a decreased Slc6a4 expression induces an increase in TH expression, providing a mechanism of action for dopaminergic neurons regulated by Slc6a4 expression. Conclusions : Slc6a4 is deemed to be involved in the regulation of dopaminergic neurons, suggesting that an increased Slc6a4 expression induced by MPTP may influence a reduction of dopaminergic neurons.

• 생명과학회지
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• 제26권6호
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• pp.663-672
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• 2016

벌 사상자[Cnidium monnieri (L.) Cusson]는 중국과 한국에 분포하는 일년생 초본으로, 화농성피부염 및 여성의 생식기 질환의 치료에 널리 사용되고 있다. 이 외에도 면역기능개선과 천식 등에 대한 효과는 보고된 바 있으나 아직까지 암과 관련된 연구는 많이 이루어지지 않았다. 이에 따라 본 연구에서는 인간 대장암 세포인 HCT116 세포주에서 벌 사상자 에탄올 추출물(CME)의 apoptosis 및 세포주기정지 유도 효과에 대하여 알아보고자 하였으며, 이러한 효과가 AKT/mTOR/GSK-3β 신호경로의 조절을 통하여 이루어지는지 확인하고자 하였다. MTT assay와 LDH assay 결과, 벌 사상자 에탄올 추출물에 의하여 HCT116 세포의 세포생존율이 감소하였으며, 세포독성효과가 나타났다. 또한 벌 사상자 에탄올 추출물의 농도의존적으로 apoptotic body의 수와 apoptosis 비율이 증가하였으며, G1기에서 세포주기정지 유도 효과가 관찰되었다. 세포의 성장과 증식 및 분열에 관련된 단백질인 Akt는 mTOR, p53, GSK-3β와 같은 신호단백질들의 발현을 조절하는 것으로 보고되었다. 벌 사상자 에탄올 추출물을 처리하였을 때, Akt와 mTOR 단백질의 인산화가 저해되었으며, 이에 따라 하위 신호조절 단백질인 GSK-3β, Bcl-2 family, Caspase-3, PARP의 발현이 조절되었다. 또한 Akt와 GSK-3β, mTOR 저해제 처리를 통하여 CME에 의한 apoptosis 효과가 AKT/mTOR/GSK-3β 신호경로를 통하여 이루어지는 것을 확인하였다. 결론적으로, 본 연구를 통하여HCT116 대장암 세포주에서 벌 사상자 에탄올 추출물이 암세포의 apoptosis 및 세포주기정지 유도에 효과적임을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제20권7호
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• pp.1054-1065
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• 2010

생약복합물인 SH21B는 황금(Scutellaria baicalensis Georgi), 행인(Prunus armeniaca Maxim), 마황(Ephedra sinica Stapf), 석창포(Acorus gramineus Soland), 포황(Typha orientalis Presl), 원지(Polygala tenuifolia Willd), 하엽(Nelumbo nucifera Gaertner)의 혼합(비율 3:3:3:3:3:2:2)으로 이루어졌다. SH21B는 예로부터 한의학에서 비만의 치료에 사용되어 왔으나 자세한 분자적 메커니즘과 효능에 대한 연구는 이루어지지 않았다. 본 연구진은 선행연구를 통해 SH21B가 지방세포의 분화에서 adipogenesis (지방세포형성)와 관련된 유전자를 조절하여 중성지방의 축적을 억제함을 밝혔다. 본 연구에서는, microarray 기술을 이용하여 adipogenesis의 in vitro 모델인, 3T3-L1 세포에서 SH21B에 의한 지방세포형성 억제의 분자적 기작을 보다 상세하게 연구하고자 하였다. 전지방세포, 분화된 세포 그리고 SH21B에 의해 분화가 억제된 세포의 각각의 유전자 발현을 분석하기 위해 각 시료들에서 total RNA를 분리하여 cDNA를 합성한 후 microarray에 적용시켰다. 그 결과, 각각의 시료들의 비교에서 2배 이상의 유의한 발현 변화를 가지는 2,568개의 유전자를 확보하였다. 이 유전자들에 대해 Hierarchical clustering과 K-means clustering 분석을 진행하였고 서로 다른 양상을 가지는 9개의 군집(cluster)들을 분류하였다. 그 중, SH21B의 첨가에 의해 뚜렷하게 감소(cluster 4, cluster 6 및 cluster 9)하거나 반대로 뚜렷하게 증가(cluster 7와 cluster 8)하는 양상을 보이는 군집들을 따로 선별하여 그 군집들에 포함되어 있는 유전자들을 분석하였다. 선택 된 5개의 군집에는 지방세포형성과 세포증식에 관련된 유전자가 다수 포함되어 있었다. Cluster 4, cluster 6 그리고 cluster 9에는 peroxisome proliferator activated receptor gamma $\gamma$ ($PPAR{\gamma}$), CCAAT/enhancer binding protein $\alpha$ (C/$EBP{\alpha}$), sterol regulatory element binding transcription factor 1 (SREBF1), adiponectin (ADIPOQ), fatty acid synthase (FASN), lipoprotein lipase (LPL) 등의 지방세포형성 유도 및 관련 인자와 B-cell leukemia/lymphoma6 (BCL6), retinoblastoma 1 (RB1), cyclin-dependent kinase inhibitor 2C (CDKN2c), ras homolog gene family, member B (RHOB) 등의 많은 세포증식 억제 유전자가 포함되었다. 이와는 반대로, cluster 7과 cluster 8에는 $\beta$-catenin, cyclin D1 (CCND1), WNT1 inducible signaling pathway protein 2 (WISP2) 등과 같은 지방 세포형성 억제 조절자와 MARCKS-like1 (MARCKSL1), colony stimulating factor 1 (CSF1), discoidin domain receptor family, member 2 (DDR2), leukemia inhibitory factor receptor (LIFR) 등의 세포증식을 유도하는 조절자가 다수 포함되었다. 결론적으로, 이러한 결과들은 SH21B가 지방세포형성과 관련된 조절자 및 세포증식과 관련 된 조절자들의 유전자 발현을 조절하여 지방세포형성을 억제함을 제시한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권4호
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• pp.432-441
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• 2016

Machaerium cuspidatum은 Fabaceae과 legume속에 속하는 캐노피 덩굴식물(canopy liana)로, 열대 우림 지역에 분포하는 식물이다. 본 연구에서는 Machaerium cuspidatum 메탄올 추출물(MEMC)의 항산화능을 확인하고, 항암 활성 및 그 기전을 인체 폐암세포 A549, 인체간암세포 HepG2를 사용하여 분석하였다. 먼저 DPPH를 이용하여 MEMC의 radical 소거능을 분석한 결과, 소거능 50%의 MEMC 농도($IC_{50}$)는 $1.66{\mu}g/ml$l이었으며, MEMC가 추출물인 것을 감안할 때 효과적인 항산화능을 보유하고 있음을 알 수 있었다. 또한 MEMC는 A549, HepG2 및 HT29에 대해 농도의존적으로 세포 사멸 효과를 보였으며, 세포 형태 변화를 유도하였다. A549와 HepG2를 사용하여 세포주기를 분석한 결과, MEMC 처리 농도가 증가할수록 apoptotic 세포를 의미하는 subG1기의 세포가 증가하였다. 따라서 MEMC에 의한 A549 및 HepG2의 apoptosis 유도를 Annexin V/7AAD 염색으로 확인한 결과, A549 및 HepG2에서 MEMC 농도의존적으로 Annexin V 양성 세포의 비율이 증가하였으며, DAPI 염색결과 MEMC 농도의존적으로 A549와 HepG2의 apoptotic body가 증가하였다. 특히 MEMC에 의한 apoptosis는 p53과 Bax의 발현증가 및 Bcl-2의 발현감소와 연관되어 있으며, caspase-3, -8, -9의 활성화와 poly ADP ribose polymerase (PARP)의 단편화를 일으키는 것을 확인하였다. 이러한 결과들로부터 MEMC는 외인성 및 내인성 경로를 통한 apoptosis 유도에 의해 A549와 HepG2의 증식을 억제시키는 것으로 사료된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제5권3호
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• pp.143-148
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• 2003

Bax, a mammalian pro-apoptotic member of the Bcl-2 family induces cell death when expressed in yeast. To investigate whether Bax expression can induce cell death in plant, we produced transgenic Arabidopsis plants that contained murine Bax cDNA under control of a glucocorticoid-inducible promoter. Transgenic plants treated with dexamethasone, a strong synthetic glucocorticoid, induced Bax accumulation and cell death, suggesting that some elements of cell death mechanism by Bax may be conserved among various organisms. Therefore, we developed novel yeast genetic system, and cloned several Plant Bax Inhibitors (PBIs). Here, we report the function of two PBIs in detail. PBI1 is ascorbate peroxidase (sAPX). Fluorescence method of dihydrorhodamine123 oxidation revealed that expression of Bax in yeast cells generated reactive oxygen species (ROS), and which was greatly reduced by co-expression with sAPX. These results suggest that sAPX inhibits the generation of ROS by Bax, which in turn suppresses Baxinduced cell death in yeast. PBI2 encodes nucleoside diphosphate kinase (NDPK). ROS stress strongly induces the expression of the NDPK2 gene in Arabidopsis thaliana (AtNDPK2). Transgenic plants overexpressing AtNDPK2 have lower levels of ROS than wildtype plants. Mutants lacking AtNDPK2 had higher levels of ROS than wildtype. $H_2O_2$ treatment induced the phosphorylation of two endogenous proteins whose molecular weights suggested they are AtMPK3 and AtMPK6. In the absence of $H_2O_2$ treatment, phosphorylation of these proteins was slightly elevated in plants overexpressing AtNDPK2 but markedly decreased in the AtNDPK2 deletion mutant. Yeast two-hybrid and in vitro protein pull-down assays revealed that AtNDPK2 specifically interacts with AtMPK3 and AtMPK6. Furthermore, AtNDPK2 also enhances the MSP phosphorylation activity of AtMPK3 in vitro. Finally, constitutive overexpression of AtNDPK2 in Arabidopsis plants conferred an enhanced tolerance to multiple environmental stresses that elicit ROS accumulation in situ. Thus, AtNDPK2 appears to playa novel regulatory role in $H_2O_2$-mediated MAPK signaling in plants.