• Molecules and Cells
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• 제24권3호
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• pp.378-387
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• 2007

The Bcl-2 family of proteins interacts at the mitochondria to regulate apoptosis. However, the anti-apoptotic Bcl-2 and $Bcl-X_L$ are not completely localized to the mitochondria. In an attempt to generate Bcl-2 and $Bcl-X_L$ chimeras that are constitutively localized to the mitochondria, we substituted their C-terminal transmembrane tail or both the C-terminal transmembrane tail and the adjacent loop with the equivalent regions from Bak or Bax mutant (BaxS184V) as these regions determine the mitochondrial localization of Bak and Bax. The effects of these substitutions on subcellular localization and their activities were assessed following expression in HeLa and CHO K1 cells. The substitution of the C-terminal tail or the C-terminal tail and the adjacent loop of Bcl-2 with the equivalent regions from Bak or the Bax mutant resulted in its association with the mitochondria. This change in subcellular localization of Bcl-2 chimeras triggered cells to undergo apoptotic-like cell death. The localization of this Bcl-2 chimera to the mitochondria may be associated with the disruption of mitochondrial membrane potential. Unlike Bcl-2, the loop structure adjacent to the C-terminal tail in $Bcl-X_L$ is crucial for its localization. To localize the $Bcl-X_L$ chimeras to the mitochondria, the loop structure next to the C-terminal tail in $Bcl-X_L$ protein must remain intact and cannot be substituted by the loop from Bax or Bak. The chimeric $Bcl-X_L$ with both its C-terminal tail and the loop structure replaced by the equivalent regions of Bak or Bax mutant localized throughout the entire cytosol. The $Bcl-X_L$ chimeras that are targeted to the mitochondria and the wild type $Bcl-X_L$ provided same protection against cell death under several death inducing conditions.

• 생명과학회지
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• 제13권1호
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• pp.118-127
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• 2003

Phenylalanine의 구조유사체인 p-fluotophenylalanine (FPA)은 인체 급성백혈병세포주인 Jurkat T 세포의 세포자살을 유도한다. FPA에 의한 세포자살에 미치는 Bcl-2 또는 Bcl-xL의 영향을 조사하기 위해, Bcl-2 또는 Bcl-xL을 stable transfection하거나 empty vectors만을 Transfection한 Jurkat 세포를 이용하여 FPA의 세포독성과 FPA에 의한 세포내 세포자살 신호전달경로를 비교 분석하였다. Jurkt T 세포에 0.63∼3.0 mLf의 FPA를 처리하였을 때 세포의 생육도는 농도에 비례하여 감소하였다. 또한 세포자살관련 DNA fragmentation, caspase-8 activatoin, Bid cleavage, mitochondria로 부터의 cytochrome c 방출, caspase-9 및 -3 activation, PARP degradation 등이 유도되었다. 한편, FPA에 의해 유도되는 이러한 일련의 생화학적 현상들은 Bcl-2 또는 Bcl-xL의 overexpression에 의해 현저히 저해되었다. 이상의 결과들은 caspase-8 activation, Bid cleavage, mitochondnal cytochrome c 방출에 의해 활성화되는 casuase cascade 등의 현상이, Bcl-2 또는 Bcl-xL에 의해 억제됨을 나타내며 FPA에 의해 유도되는 세포자살에 필요한 과정임을 시사한다.

• BMB Reports
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• 제45권5호
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• pp.287-292
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• 2012

FGF-2 is involved in cell survival, proliferation, apoptosis, and angiogenesis in a wide variety of cells. FRGRs, PI3K and MAP kinases are well known mediators of FGF signaling. Despite its known roles during many developmental processes, including osteogenesis, there are few known targets of FGF-2. In the present study, we identified Bcl2-A1 and Bcl-xL as two prominent targets involved in promoting cell survival. Pretreatment of ATDC5 cells with FGF-2 increased cell survival, while siRNAs specific for Bcl2-A1 and Bcl-xL compromised the anti-apoptotic effect of FGF-2, sensitized the cells to apoptosis triggered by TNF-${\alpha}$. Chemical inhibition of FGFR, NFkB, and PI3K activity by PD173074, pyrrolidine dithiocarbamate, and LY294002 respectively abrogated the FGF-2-mediated induction of Bcl2-A1 and Bcl-xL expression. Taken together, our data demonstrate that a subset of Bcl2 family proteins are the targets of FGF-2 signaling that promotes the survival of ATDC5 cells.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제22권5호
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• pp.448-453
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• 1999

In ginsenoside Rh2-treated rat glioma C6Bu-1 cells, apoptotic morphological changes, such as cell shrinkage, chromatin condensation and pyknosis were confirmed by means of electron microscopy. To evaluate whether induction of apoptosis by ginsenoside Rh2 is mediated by the members of Bcl-2 family, we first established C6Bu-1 cells overexpressing Bcl-2. It was demonstrated that the expression of Bcl-2, Bcl-xL, and Bax was not altered in ginsenoside Rh2-treated C6Bu-1 overexpressing C6Bu-1 cells failed to prevent from ginsenoside Rh2-induced cell death. These results suggest the existence of other apoptotic pathway that requires induction of apoptosis by ginsenoside Rh2 rather than the pathway through Bcl-2, $Bcl-x_{L}$ or Bax in C6Bu-1 cells.

• Radiation Oncology Journal
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• 제20권3호
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• pp.246-252
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• 2002

목적 : 전리 방사선에 의해 유도되는 세포의 apoptosis에서 Fas:Fas ligand 상호 작용의 역할이 보고되고 있다. 본 연구는 Fas 변이를 보이는 Ipr 마우스를 이용하여 in vivo에서 Fas의 발현이 전리 방사선에 의해 유도되는 apoptosis에서 어떤 역할을 하는지 조사하고자 하였다. 대상 및 방법 : Fas의 변이를 보이는 $MRL/Mpj-Fas^{Ipr}$ 마우스와 이의 대조군으로서 MRL/Mpj 마우스를 대상으로 하였다. 마우스는 8주령 웅성으로서 이들에게 전신 방사선을 조사하고 일정 시간 후 비장을 적출하였다. 조직을 hematoxylin-eosin 염색하여 apoptosis 유도 수준을 비교 분석하였다. 또한 apoptosis의 조절 물질인 p53, Bcl-2, Bax, $Bcl-X_L,\;Bcl-X_S$에 대하여 Western blotting을 시행하고 발현수준을 densitometry로 분석하여 관련된 기전을 연구하였다. 결과 : 25 Gy 방사선 조사 후 MRL/Mpj 마우스는 8시간째에 apoptosis가 최대로 많이 일어났고 24시간째에 거의 정상 수준에 가깝게 회복이 되었다. 반면 $MRL/Mpj-Fas^{Ipr}$ 마우스에서는 4시간째에 apoptosis가 최대로 많이 일어났고 8시간째부터 회복되기 시작하였다. MRL/Mpj 마우스의 경우 apoptosis의 최대 유도 수준은 25 Gy 조사 후 8시간째에 $52.3{\pm}7.8%$이었으나, $MRL/Mpj-Fas^{Ipr}$ 마우스는 같은 시간대에 $8.0{\pm}8.6\%$로서 $MRL/Mpj-Fas^{Ipr}$ 마우스에서 apoptosis의 유도 수준이 유의하게 대조군 보다 낮은 것으로 나타났다(p<0.05). 유전물질의 발현에서 25 Gy 방사선 조사후 MRL/Mpj 마우스에서는 p53은 1시간부터 증가를 보여 8시간째에 최대치인 3배를 보였으며, $Bcl-A_L$과 $Bcl-X_S$은 1시간부터 증가를 보여 12시간째에 각각 최대치인 3.3배, 3배를 보였다. 그러나 Bcl-2와 Bax는 뚜렷한 증감을 보이지 않았다. MRL/Mpj 마우스에서 p53, $Bcl-X_L$ 및 $Bcl-X_S$ 등의 발현이 방사선에 의하여 유의하게 증가한 데 반하여 $MRL/Mpj-Fas^{Ipr}$ 마우스에서는 p53, Bcl-2, $Bcl-X_L,\;Bcl-X_S$ 및 Bax 등 분석한 유전자 산물 어느 것도 뚜렷한 증감을 보이지 않았다. 결론 : Fas의 변이가 있는 Ipr 마우스에서 방사선에 의한 apoptosis가 대조군보다 현저하게 낮게 나타났고 이는 방사선에 의한 p53의 유도가 미약한 것과 연관된 것으로 나타났다. 방사선에 의한 apoptosis 유도에 Fas의 역할이 매우 중요한 것으로 보인다.

• BMB Reports
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• 제35권5호
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• pp.452-458
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• 2002

Exposure to ultraviolet light (UV) induces apoptosis in mammalian cells, The caspase group of proteases is required for the appotosis. This pathway is initiated by a release of cytochrome c from the mitochondria into the cytosol. Several Bcl-2 family proteins can regulate the release of cytochrome c by stabilizing the mitochondrial membrane. Here we show that expression of the endogenous bcl-xL was strongly downregulated in NIH3T3 cells within 2 h after UV-C irradiation, and that of bax was upregulated from 8 h after irradiation. Apoptosis was induced in more than 50% of the NIH3T3 cells 48 h after irradiation. Constitutive overexpression of bcl-xL in NIH3T3 cells protected the UV-induced apoptosis by preventing the loss of mitochondrial membrane potential and the activation of caspase 9. There results suggest that downregulation of Bcl-xL is relevant to UV-induced apoptosis of tibroblasts.

• 대한의생명과학회지
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• 제18권4호
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• pp.420-427
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• 2012

Sprague-Dawley (SD) rats were orally administered with NG-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME), which inhibits or blocks the production of nitric oxide from L-arginine in vascular endothelial cells and vessel tissue. We examined the effects of nitric oxide on some physiological changes such as blood pressure and heart rate, and confirms the apoptosis induced by the suppressed nitric oxide activity in the kidney. This study was performed to investigate correlation between the activities of nitric oxide and apoptosis by immunohistochemical changes of apoptotic control proteins with regulated chronic inhibition of nitric oxide. In the kidney from L-NAME-treated group, immunohistochemical reaction to the antigens of apoptosis inhibiting proteins such as bcl-2 and bcl-xL, exhibited a time-dependent reduction. The expression of apoptosis-inhibiting proteins such as bax and p53 increased expression in proportion to the duration of treatment. The most sensitive apoptosis regulating proteins to L-NAME were p53 in stimulation and bcl-2 in inhibition, respectively.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권3호
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• pp.283-288
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• 2021

본 연구에서는 굴피나무 잎 추출물로부터 사람 위암세포주인 AGS 세포에 대한 apoptosis가 유도되어 항암 활성을 가지는지를 확인하고자 한다. AGS 세포에 굴피나무 잎 추출물을 농도별(0, 50, 150, 200 ㎍/ml)로 처리하여 세포에서 나타나는 양상들을 확인하였다. MTS 측정으로 암세포 생존율을 확인한 결과 굴피나무 잎 추출물에 따라 농도의존적으로 세포에 독성을 보였으며, 이러한 세포 죽음이 apoptosis 유도에 의한 것인지를 annexin V/FITC-PI 염색을 통해 확인하였다. 그 결과, early apoptosis를 보이는 세포의 양상이 유의성 있게 증가하였다. 굴피나무 잎 추출물의 처리는 세포 주기에서 sub-G1기의 증가로 암세포가 더 이상 분열하지 못하고 증식이 억제됨을 보여준다. 내인성 경로에 관여하는 Bax, Bak, Bcl-2, Bcl-xL의 증감을 mRNA 수준에서 RT-PCR로 확인한 결과, Bax, Bak가 증가하고, Bcl-2, Bcl-xL이 감소를 동반하며 미토콘드리아를 통한 세포사멸의 신호전달 경로가 진행되고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 종합하면 굴피나무 잎 추출물은 사람 위암세포에 대한 항암 활성을 가지는 효능적 가치가 있음에 가능성을 제시할 수 있을 것으로 생각되며, 추가적인 동물실험을 통한 인체적용시험의 효능 검증을 통해 의약품 개발 가능성을 확인해야 한다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제17권4호
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• pp.307-313
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• 1999

목적 : 방사선에 의한 apoptosis 유도에 저선량 방사선이 미치는 영향을 관찰하여 adaptive response 현상이 관계되는지를 마우스 종양에서 분석하고 관련되는 기전에 관하여 연구하고자 하였다. 대상 및 방법 : 마우스 동종암인 HCa-I, OCa-I에서 저선량 (0.05 Gy) 방사선 조사 후 고선량 (25 Gy)을 조사하여 이로부터 일정시간 후 종양에서 유도된 apoptosis 수준을 비교분석하였다. 또한, apoptosis의 조절 물질인 p53, Bcl-2, Bax, Bcl-X 등의 발현을 Western blotting으로 분석하여 관련된 기전을 연구하였다. 결과 : OCa-l에서 0.05 Gy를 전처치 후에 25 Gy를 조사한 군에서 apoptosis의 유도 수준은 세포 1000개당 229로서 예상되는 값인 324 에 비하면 약 $30\%$정도 감소된 결과로 나타나서(p<0.05) 저선량의 방사선에 의하여 apoptosis의 유도 수준이 감소한 것으로 나타났다. 반면 HCa-l기에서는 예상된 apoptosis수준과 실제 관찰치간에 변화가 없었다. 유전물질의 발현에서 p53은 두 종양 공히 0.05 Gy 조사군, 25 Gy 조사군 및 0.05+25 Gy 조사군에서 발현이 증가되었다. Bcl-2와 Bax는 두 종양 모두 발현 수준의 등락이 현저하지는 않았으나 OCa-l의 0.05+25 Gy 조사군에서 Bcl-2의 발현이 Bax를 상회하는 결과를 보였다. Bcl-X는 HCa-l에서 0.05 Gy 정도의 저선량에서부터 높은 상승을 보인 반면, OCa-l기에서는 천혀 발현되지 않았다. 결론 : 마우스 종양의 일부에서 0.05 Gy의 저선량이 고선량 방사선에 의한 apoptosis 유도에 대하여 adaptive response를 보이는 것으로 나타났다. 이는 Bcl-2, Bax의 발현 수준과 BcI-X 등이 관련되는 것으로 보였다. 본 연구는 방사선에 의한 apoptosis에서 adaptive response의 관련성이 일정치 않다는 것을 마우스 종양에서 보여주었다.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 2002년도 창립10주년기념 및 국립독성연구원 의약품동등성평가부서 신설기념 국재학술대회:생물학적 동등성과 의약품 개발 전략을 위한 국제심포지움
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• pp.113-113
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• 2002

Phylogenetically conserved Bcl-2 family proteins play a pivotal role in the regulation of apoptosis from virus to human. Members of the Bcl-2 family consist of antiapoptotic proteins such as Bcl-2, Bcl-xL, and Bcl-w, and proapoptotic proteins such as BAD, Bax, BOD, and Bok. It has been proposed that anti- and proapoptotic Bcl-2 proteins regulate cell death by binding to each other and forming heterodimers. A delicate balance between anti- and proapoptotic Bcl-2 family members exists in each cell and the relative concentration of these two groups of proteins determines whether the cell survives or undergoes apoptosis. Mcl-1 (Myeloid cell :leukemia-1) is a member of the Bcl-2 family proteins and was originally cloned as a differentiation-induced early gene that was activated in the human myeloblastic leukemia cell line, ML-1 . Mcl-1 is expressed in a wide variety of tissues and cells including neoplastic ones. We recently identified a short splicing variant of Mcl-1 short (Mcl-IS) and designated the known Mcl-1 as Mcl-1 long (Mcl-lL). Mcl-lL protein exhibits antiapoptotic activity and possesses the BH (Bcl-2 homology) 1, BH2, BH3, and transmembrane (TM) domains found in related Bcl-2 proteins. In contrast, Mcl-1 S is a BH3 domain-only proapoptotic protein that heterodimerizes with Mcl-lL. Although both Mc1-lL and Mcl-lS proteins contain BH domains fecund in other Bcl-2 family proteins, they are distinguished by their unusually long N-terminal sequences containing PEST (proline, glutamic acid, serine, and threonine) motifs, four pairs of arginine residues, and alanine- and glycine-rich regions. In addition, the expression pattern of Mcl-1 protein is different from that of Bcl-2 suggesting a unique role (or Mcl-1 in apoptosis regulation. Tankyrasel (TRF1-interacting, ankyrin-related ADP-related polymerasel) was originally isolated based on its binding to TRF 1 (telomeric repeat binding factor-1) and contains the sterile alpha motif (SAM) module, 24 ankyrin (ANK) repeats, and the catalytic domain of poly(adenosine diphosphate-ribose) polymerase (PARP). Previous studies showed that tankyrasel promotes telomere elongation in human cells presumably by inhibiting TRFI though its poly(ADP-ribosyl)action by tankyrasel . In addition, tankyrasel poly(ADP-ribosyl)ates Insulin-responsive amino peptidase (IRAP), a resident protein of GLUT4 vesicles, and insulin stimulates the PARP activity of tankyrase1 through its phosphorylation by mitogen-activated protein kinase (MAPK). ADP-ribosylation is a posttranslational modification that usually results in a loss of protein activity presumably by enhancing protein turnover. However, little information is available regarding the physiological function(s) of tankyrase1 other than as a PARP enzyme. In the present study, we found tankyrasel as a specific-binding protein of Mcl-1 Overexpression of tankyrasel led to the inhibition of both the apoptotic activity of Mel-lS and the survival action of Mcl-lL in mammalian cells. Unlike other known tankyrasel-interacting proteins, tankyrasel did not poly(ADP-ribosyl)ate either of the Mcl-1 proteins despite its ability to decrease Mcl-1 proteins expression following coexpression. Therefore, this study provides a novel mechanism to regulate Mcl-1-modulated apoptosis in which tankyrasel downregulates the expression of Mcl-1 proteins without the involvement of its ADP-ribosylation activity.