• Molecules and Cells
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• 제43권11호
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• pp.909-920
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• 2020

Cytosolic Ca²⁺ levels ([Ca²⁺]_c) change dynamically in response to inducers, repressors, and physiological conditions, and aberrant [Ca²⁺]_c concentration regulation is associated with cancer, heart failure, and diabetes. Therefore, [Ca²⁺]_c is considered as a good indicator of physiological and pathological cellular responses, and is a crucial biomarker for drug discovery. A genetically encoded calcium indicator (GECI) was recently developed to measure [Ca²⁺]_c in single cells and animal models. GECI have some advantages over chemically synthesized indicators, although they also have some drawbacks such as poor signal-to-noise ratio (SNR), low positive signal, delayed response, artifactual responses due to protein overexpression, and expensive detection equipment. Here, we developed an indicator based on interactions between Ca²⁺-loaded calmodulin and target proteins, and generated an innovative GECI sensor using split nano-luciferase (Nluc) fragments to detect changes in [Ca²⁺]_c. Stimulation-dependent luciferase activities were optimized by combining large and small subunits of Nluc binary technology (NanoBiT, LgBiT:SmBiT) fusion proteins and regulating the receptor expression levels. We constructed the binary [Ca²⁺]_c sensors using a multicistronic expression system in a single vector linked via the internal ribosome entry site (IRES), and examined the detection efficiencies. Promoter optimization studies indicated that promoter-dependent protein expression levels were crucial to optimize SNR and sensitivity. This novel [Ca²⁺]_c assay has high SNR and sensitivity, is easy to use, suitable for high-throughput assays, and may be useful to detect [Ca²⁺]_c in single cells and animal models.

• 생명과학회지
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• 제18권8호
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• pp.1173-1176
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• 2008

본 연구에서는 ALDH2 knockout 마우스를 이용하여 에탄올을 경구 투여한 후 간조직 및 뇌조직, 그리고 폐조직에서의 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OHdG) 농도를 측정하여 각 장기에서의 산화적 유전자 손상정도를 평가하고 ALDH2 효소활성과의 관련성을 파악하였다. 간조직의 8-OHdG 농도는 에탄올 투여에 의해서도 유의하게 증가하지만 ALDH2 효소의 결핍이 더욱 큰 영향을 주는 것으로 확인되었다. 또한, 뇌조직과 폐조직의 8-OHdG 농도도 에탄올에 의해 모두 유의하게 증가하는 것으로 나타났으며 폐조직에서의 8-OHdG 농도는 ALDH2 효소의 활성에 따라 유의하게 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 연구에서 에탄올의 반복적인 투여는 간조직 뿐 아니라 뇌조직과 폐조직에서도 산화적 유전자 손상을 유발하는 것으로 확인되었으며, 적어도 에탄올에 의한 간조직과 폐조직에서의 산화적 유전자 손상은 ALDH2 활성이 결핍된 경우에 더욱 커지는 것으로 조사되었다. 본 연구의 결과는 ALDH2 효소가 결핍된 사람에서 각종 암발생 위험도가 크게 나타나는 이유를 규명하는데 매우 중요한 근거자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경성돌연변이발암원학회지
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• 제24권3호
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• pp.121-127
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• 2004

Cytochrome P4501B1(CYP1B1) is known to be inducible by xenobiotic compounds such as policyclic aromatic hydrocarbon(PAH) and dioxins such as 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin(TCDD). And these induction of CYP1B1 is also regulated by many categories of chemicals. In order to investigate the effects of several chemicals on CYP1B1 gene expression in Hepa-I and MCF-7 cells, 5' flanking DNA of human CYP1B1 was cloned into pGL3 basic vector containing luciferase gene, and then transfected into these cells. After treatment of chemicals, the luciferase activity was measured. CYP1B1 enzyme metabolize PAHs and estradiol. CYP1B1 metabolize estradiol to 4-hydrozyestradiol that is considered as carcinogenic metabolite. Luciferase activity was induced about 20 folds over that control by 1 nM TCDD (2,3,7,8-tetrachloto-p-dioxin). Recent industrialized society, human has been widely been exposed to widespread environmental contaminants such as PAHs(polycyclic aromatic hydrocarbon) that are originated from the imcomplete combustion of hydrocarbons. PAHs are known to be ligands of the AhR(aryl hydrocarbon receptor). Induction of cytochrome P4501B1(CYP1B1) in cell culture is widely used as a biomarker for PAHs. Therefore we have studied the effect of PAHs in the human breast cancer cells MCF-7 to evaluate bioactivity of PAHs. We have used the United State of America EPA selected 13 different PAHs, PAHs mixtures and extracts from environmental samples to evaluate the bioassay system. We examined effects of PAHs on the CYP1B1-luciferase reporter gene and CYP1B1 mRNA level. Benzo(k)fluoranthene and dibenzo(a, h)anthracene showed strong response to CYP1B1 promoter activity stimulation, and also CYP1B1 mRNAs increase in MCF-7 cells in a concentration-dependent manner. Acenaphthene, anthracene, benzo(b)fluoranthene, fluorene, fluoranthene, anphthanlene, pyrene, phenanthrene and carbazole were weak responders in MCF-7 cells. RT-PCR analysis indicated that PAHs significantly up-regulate the level of CYP1B1 mRNA.

• Journal of Preventive Medicine and Public Health
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• 제49권5호
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• pp.275-287
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• 2016

Objectives: C-reactive protein (CRP), an inflammatory biomarker, has been widely used as a preclinical marker predictive of morbidity and mortality. Although many studies have reported a positive association between CRP and mortality, uncertainty still remains about this association in various populations, especially in rural Korea. Methods: A total of 23 233 middle-aged participants (8862 men and 14 371 women) who were free from cardiovascular disease, cancer, and acute inflammation (defined by a CRP level ${\geq}10mg/L$) were drawn from 11 rural communities in Korea between 2005 and 2011. Blood CRP concentration was analyzed as a categorical variable (low: 0.0-0.9 mg/L; intermediate: 1.0-3.0 mg/L; high: 3.1-9.9 mg/L) as well as a continuous variable. Each participant's vital status through December 2013 was confirmed by death statistics from the National Statistical Office. Cox proportional hazard models were used to assess the independent association between CRP and mortality after adjusting for other risk factors. Results: The total quantity of observed person-years was 57 975 for men and 95 146 for women, and the number of deaths was 649 among men and 367 among women. Compared to the low-CRP group, the adjusted hazard ratio for all-cause mortality of the intermediate group was 1.17 (95% confidence interval [CI], 0.98 to 1.40) for men and 1.27 (95% CI, 1.01 to 1.61) for women, and the corresponding values for the high-CRP group were 1.98 (95% CI, 1.61 to 2.42) for men and 1.41 (95% CI, 1.03 to 1.95) for women. Similar trends were found for CRP evaluated as a continuous variable and for cardiovascular mortality. Conclusions: Higher CRP concentrations were associated with higher mortality in a rural Korean population, and this association was more prominent in men than in women.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제8권1호
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• pp.1-9
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• 2004

프로테오믹스(proteomics, 단백질체학이라고도 함)의 잠재적 중요성은 간질환, 심장질환, 몇몇 종류의 암 등의 의학, 생식 독성, 발생 독성, 생체 독성 연구 분야에서도 명백하게 제시되었다. 그러나 단백질을 대상으로 연구하여 유전자 기능을 연구하는 프로테오믹스 연구를 각각의 분야에 접목시키려는 노력은 아직까지 빈약하다. 프로테오믹스는 기능을 갖는 단백질들의 발현을 종합적이고 정량적으로 측정하는 가장 직접적인 수단이고, 질병, 약물투여, 쇼크, 내분비계 장애물질 등 생물학적인 동요(perturbation)에 의하여 변하는 단백질들의 발현 양상 변화를 정확하게 관찰할 수 있게 한다. 그리고 생체내 유전자 발현의 궁극적인 양상을 규명할 수 있으며, 또한 유전자, 단백질 및 질병간의 연결고리를 제공한다. 기존의 biomarker는 다른 질병 표지자와 연관성이 높아 직접적인 biomaker와 정확한 연관을 판정하기 어렵다. 따라서 대량 발굴 탐색(high-throughput screening)이 가능한 2차원 전기 영동 분석과 MALDI-TOF또는 protein chip array와 SELDI-TOF에 의한 단백질 분자 구조 분석 기술 및 이들을 지원하는 생물정보학(bioinformatics)의 발전을 이용하여, 생식학 연구에 이용할 수 있는 표적 단백질 발굴 및 정성 정량적 연구에 적절한 이용이 가능할 것이다. 이러한 연구는 생식과정 중 배아 발생 및 조직 기관 발생 중 유전자 발현의 변화, 내분비계 장애물질 등 호르몬 및 독성 물질의 작용 기전, ecotoxicogenomics지표 marker의 변동 분석, 중간대사물질체학(metabolomics)에의 이용 등등의 연구에 필수적인 방법으로 발전할 것이다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제24권2호
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• pp.185-191
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• 2020

Interstitial cells of Cajal (ICC) are known as the pacemaker cells of gastrointestinal tract, and it has been reported that acute gastroenteritis induces intestinal dysmotility through antibody to vinculin, a cytoskeletal protein in gut, resulting in small intestinal bacterial overgrowth, so that anti-vinculin antibody can be used as a biomarker for irritable bowel syndrome. This study aimed to determine correlation between serum anti-vinculin antibody and ICC density in human stomach. Gastric specimens from 45 patients with gastric cancer who received gastric surgery at Kangwon National University Hospital from 2013 to 2017 were used. ICC in inner circular muscle, and myenteric plexus were counted. Corresponding patient's blood samples were used to determine the amount of anti-vinculin antibody by enzyme-linked immunosorbent assay. Analysis was done to determine correlation between anti-vinculin antibody and ICC numbers. Patients with elevated anti-vinculin antibody titer (above median value) had significantly lower number of ICC in inner circular muscle (71.0 vs. 240.5, p = 0.047), and myenteric plexus (12.0 vs. 68.5, p < 0.01) compared to patients with lower anti-vinculin antibody titer. Level of serum anti-vinculin antibody correlated significantly with density of ICC in myenteric plexus (r = -0.379, p = 0.01; Spearman correlation). Increased level of circulating anti-vinculin antibody was significantly correlated with decreased density of ICC in myenteric plexus of human stomach.

• KSBB Journal
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• 제24권1호
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• pp.80-88
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• 2009

glandular kallikrein에 광범위한 상동성을 가지는 인간 전립성 산성 인산 가수분해 효소는, 전립선암의 대표적인 혈청 biomarkers이다. 수지상세포는 유력한 항원 제시 세포이며, 바이러스, 미생물 병원체 및 종양에 대하여 면역 계통에서 강력한 T 세포 응답을 유도할 수 있다. 따라서, 종양 특이적인 항원으로 감작된 수지상세포를 이용한 면역요법은 anti-tumor 면역 유도를 위한 강력한 방법중의 하나이다. 크레아젠(주)에서 개발된 CTP (세포막 투과성 펩티드) 기술은 세포 내로의 높은 침투 효율성을 가지며 핵산이나 단백질과 같은 생체 고분자 물질을 접합하여 세포내로 수송할 수 있는 기술이다(36). 하지만 활성형의 인간 전립성 산성 인산 가수분해 효소는 세포사멸을 매개할 수 있기 때문에, 본 연구진은 항암 치료용 백신으로의 수지상세포 감작을 위해 비활성형 형태의 다중체 (multimer) 항원을 개발하였다. 본 연구에서, 수지상 세포의 감작과 활성화에 안전하고 효율적인 다중체 형태 (multimeric form)의 세포막 투과성 펩티드가 융합된 인간 전립성 산성 인산 가수분해 효소를 얻기 위한 정제공정을 기법을 개발하였고 젤 여과 크로마토그래피, western blot과 Dynamic Light Scattering을 이용하여 확인하였다. 아울러, 정제된 다중체 형태 (multimeric form)의 세포막 투과성 펩티드가 융합된 인간 전립성 산성 인산 가수분해 효소는 수지상 세포의 감작시 세포질 내로 효과적으로 침투되었다. 결과적으로 세포의 사멸의 부작용이 없이 MHC class I 분자를 통해 수지상세포의 표면으로 효과적으로 제시되었다.

• 분석과학
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• 제27권6호
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• pp.357-363
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• 2014

아이소프렌은 자연기원의 휘발성 유기화합물 (BVOCs) 중의 하나로 대류권 오존 생성 및 포름알데히드의 근원으로 알려져 있다. 또한, 아이소프렌은 호흡가스에 포함된 미량 성분으로 폐암과 같은 질병의 진단마커로 사용되기도 하기 때문에 대기 중 아이소프렌의 정확한 측정을 위해 신뢰성 있는 가스 표준물질이 요구되고 있다. 본 연구에서는 아이소프렌 측정용 일차표준가스의 개발을 위해 중량법에 의한 제조 및 특성평가를 수행하였다. 독립적으로 제조한 일차표준가스들의 농도를 가스크로마토그래프-불꽃이온화검출기(GC-FID)로 비교하여 0.01%의 순도를 포함한 중량법에 의한 제조 불확도와 0.08% 수준의 제조 재현성을 확인하였다. 제조한 일차표준가스는 14개월간 동안 1.3% 수준의 안정성을 보였다. 원료의 순도, 질량측정(질량값), 제조 재현성, 흡착성 및 장기 안정성을 모두 고려하여 결정한 $10{\mu}mol/mol$ 수준 아이소프렌 일차표준가스 인증값의 상대 확장불확도는 2.8%(95%의 신뢰수준, k=1.96)이었다.

• 한국환경성돌연변이발암원학회지
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• 제24권4호
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• pp.198-205
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• 2004

Cytochrome P4501B1(CYP1B1) is known to be inducible by xenobiotic compounds such as policyclic aromatic hydrocarbon(PAH) and dioxins such as 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzo-p-dioxin(TCDD). And these induction of CYP1B1 is also regulated by many categories of chemicals. In order to investigate the effects of several chemicals on CYP1B1 gene expression in Hepa-I and MCF-7 cells, 5' flanking DNA of human CYP1B1 was cloned into pGL3 basic vector containing luciferase gene, and then transfected into these cells. After treatment of chemicals, the luciferase activity was measured. CYP1B1 enzyme metabolize PAHs and estradiol. CYP1B1 metabolize estradiol to 4-hydrozyestradiol that is considered as carcinogenic metabolite. Recent industrialized industrialized society, human has been widely been exposed to widespread environmental contaminants such as PAHs(polycyclic aromatic hydrocarbon) that are originated from the imcomplete combustion of hydrocarbons. PAHs are known to be ligands of the AhR(aryl hydrocarbon receptor). Induction of cytochrome P4501B1(CYP1B1) in cell culture is widely used as a biomarker for PAHs. Therefore we have studied the effect of PAHs in the human breast cancer cells MCF-7 to evaluate bioactivity of PAHs. We have used the United State of America EPA selected 13 different PAHs, PAHs mixtures and extracts from environmental samples to evaluate the bioassay system. We examined effects of PAHs on the CYP1B1-luciferase reporter gene and CYP1B1 mRNA level. Benzo(k)fluoranthene and dibenzo(a, h)anthracene showed strong response to CYP1B1 promoter activity stimulation, and also CYP1B1 mRNAs increase in MCF-7 cells in a concentration-dependent manner. RT-PCR analysis indicated that PAHs significantly up-regulate the level of CYP1B1 mRNA. Some flavonoids such as genistein, daidzein, chrysin, naringenin and morin were also investigeted. These flavonoids decreased B(k)F infuced luciferase activity at low concentration. But, these flavonoids exhibited stimulatory effect at high concentration.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.365-374
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• 2019

악성종양은 양성종양과 달리 전이가 가능하고 재발이 쉬울 뿐 아니라 생존율 및 삶의 질이 떨어지는 질환이다. 국내의 경우 악성종양 치료 시 건강보험심사평가원이 제시한 항암화학요법 일반원칙에 따라 일괄적으로 치료하는 경향이 있다. 하지만 근래에는 일방적인 약물치료보다는 동반진단제를 사용을 권고하는데 이는 바이오마커를 이용한 분자진단기법으로 동반진단하여 치료 전에 환자의 약물 반응을 예측할 수 있기 때문이며, 국내외 식품의약품안전처에서는 의약품의 반응성 및 안전성을 확보하기 위하여 신약개발단계에서 동반진단제를 함께 개발하기를 권고한다. 본 종설에서는 악성 고형암을 중심으로 동반진단제의 개발방향 및 개발현황을 문헌고찰을 통해 분석하였고, 동반진단제로 사용되는 다양한 분자진단기법, 예컨대 면역조직화학염색법, 중합효소연쇄반응법, 제자리부합법, 차세대염기서열분석법 등에 따른 동반진단제 개발현황 및 미국 식품의약품안전청의 승인사례를 조사하여 최신 동반진단 개발동향을 함께 살폈다. 그리고 동반진단제 개발과정에서 기술적 사항으로 허가시점에 맞춘 분자진단기술을 선택과 진단제에 대한 명확한 기전이해와 더불어 치료와 동반진단제의 융합을 제언하였고, 사회적으로 동반진단제에 대한 공공보험의 급여책정이 필요함을 제언하였다.