• 제목/요약/키워드: Caspase

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토복령(土茯笭)이 피부암 세포의 성장에 미치는 영향 (Effects of Smilax China L. on the Growth of Skin Cancer Cells)

  • 송시열;정민영;최정화;박수연
    • 한방안이비인후피부과학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.1-16
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    • 2024
  • Objectives : We aimed to study the effect of Smilax China L.(SCL), which has anti-inflammatory, antioxidant, and anticancer effects, on the growth of skin cancer cells. Methods : HaCaT cells, a normal human cell line, and skin cancer cells including A431, SK-MEL-5 and SK-MEL-28 cells were treated with Smilax China L. ethanol extract(SCL-EtOH) at concentrations of 5, 10, 20 and 40㎍/㎖. Meanwhile, JB6 Cl41, a normal mouse epithelial cell line, was treated with epidermal growth factor(EGF) and phorbol 12-myristate 13-acetate(TPA), an inflammatory factor, to induce cell transformation and treated with SCL-EtOH. In addition, we treated SK-MEL-5 and SK-MEL-28 cells with SCL-EtOH at various concentrations and checked the effect on the cell cycle. Results : As a result, it showed no toxicity to HaCaT cells up to the highest concentration of 40㎍/㎖, and significant cell growth inhibition to A431, SK-MEL-5 and SK-MEL-28 cells in a time- and concentration-dependent manner. In addition, as a result of checking the shape of skin cancer cells according to SCL-EtOH treatment, it was observed that as the concentration increased, the number of normally attached and growing cells decreased and the shape of the cells changed. Colony formation was significantly reduced in a concentration-dependent manner in JB6 Cl41 cells treated with EGF or TPA. Flow cytometry analysis with propidium iodide(PI) staining showed that SCL-EtOH induced the G2/M phase arrest. We further confirmed the decrease in Cyclin B1 expression and increase in p27 expression associated with the G2/M phase of the cell cycle through western blot analysis. Flow cytometry analysis confirmed that SCL-EtOH induced cell apoptosis. Furthermore, through Western blot analysis, it was observed that the expression of cleaved-caspase-7, which is related to apoptosis, increased. Finally, it was confirmed that the expression of COX-2, an inflammatory marker protein, decreased in a concentration-dependent manner with SCL-EtOH. Conclusions : Through the above results, we have established a basis for applying SCL to the treatment of skin cancer.

미세소관-손상 항암제 처리에 의한 세포주기의 정지 및 에폽토시스 유도 (Microtubule-damaging Chemotherapeutic Agent-mediated Mitotic Arrest and Apoptosis Induction in Tumor Cells)

  • 전도연;김영호
    • 생명과학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.376-386
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    • 2016
  • 에폽토시스에 의한 세포자멸사는 암세포에 대한 항암제 효능의 핵심적 기전이다. 항암제의 대표적인 두 종류로 알려진 DNA-손상 약제(DNA-damaging agents, DDAs)와 미세소관-손상 약제(microtubule-damaging agents, MDAs)가 암세포에 야기하는 초기 항암신호전달 기전은 다르지만, 최종적으로는 대부분 미토콘드리아 의존-에폽토시스를 통해 암세포를 사멸시킨다. 한편, DDAs에 의한 에폽토시스 유도에는 wild-type 종양억제 단백질 p53의 역할이 매우 중요하다. 그러나 인체 암의 약 50% 이상이 p53유전자의 돌연변이 때문에 종양억제 단백질로서의 p53 기능이 불활성화 되어 있다. 따라서 p53과 무관하게 에폽토시스를 유도할 수 있는 MDAs를 이용한 항암치료는 돌연변이 p53을 지닌 암세포에 대해 유리한 화학요법으로 이해된다. 최근 본 연구진은 인체 급성 백혈병 세포주인 Jurkat T 세포를 모델로 하여, MDAs (nocodazole, 17-α-estradiol, 혹은 2-methoxyestradiol)의 항암작용과 관련된 세포주기 정지 및 에폽토시스 유도 기전을 구명하였다. 그 결과, Jurkat T 세포를 MDAs로 처리할 경우, 유사분열방추사의 결함에 의한 세포주기(전중기, prometaphase) 정지, 장시간에 걸친 Cdk1의 활성화, 활성화된 Cdk1에 의한 에폽토시스 조절인자들(Bcl-2, Bcl-xL, Mcl-1 및 Bim)의 인산화, 이에 따른 Bak 활성화, 미토콘드리아막 손상 및 카스파아제 연쇄 활성화에 의해 에폽토시스가 유도됨을 밝혔다. 또한 동일한 MDA 처리 조건하에서 Bcl-2 혹은 Bcl-xL의 과발현시켜 에폽토시스 진행을 차단할 경우, Jurkat T 세포는 약제처리 후에 전중기 정지된 4N 상태에 도달하지만, 이어서 유사분열 불이행(mitotic slippage) 및 내재복제(endoreduplication)가 진행되어 다배수체들(polyploids; 8N, 16N)을 생성하게 됨을 확인하였다. 이러한 결과는 MDAs처리에 따른 다배수체들의 생성을 차단하는 세포 내 기전으로서, 전중기 정지된 4N 세포의 에폽토시스에 의한 제거가 매우 중요함을 보여준다. 특히, 다배수체는 유전적으로 매우 불안정하여 암세포의 항암제 내성 획득 및 암 재발과 직접 연관되는 것으로 알려져 있으므로, 에폽토시스 기전에 결함이 있는 암세포를 대상으로 MDAs를 이용한 항암 화학요법을 시행할 경우에는 다배수체 세포의 생성을 차단하기 위한 새로운 수단이 반드시 병행되어야 할 것으로 사료된다.

간암 세포주에서의 Indole-3-Carbinol에 의해 유도되는 세포주기 억제 기전 (Inhibitory Mechanisms of Cell Cycle Regulation Induced by Indole-3-carbinol in Hepatocellular Carci-noma HepG2 Cells.)

  • 김동우;이광수;김민경;조율희;이철훈
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.181-185
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    • 2001
  • 유방암 세포주에서는 우수한 항암활성을 가진 것으로 알려진 indole-3-carbinol을 HepG2세포주에 시간과 농도별로 처리한 결과 cell growth inhibition을 확인하였으며, $IC_{50}$ 값은 48시간배양에서 $446\mu$M 72시간 배양에서 444$\mu$M로 나타났다. $400\mu$M의 I3C을 투여하고, 24, 48, 72시간에 HePG2 세포주의 cell cycle pattern을 분석한 결과, G1 phase에서 P21의증가와 함께 Cdk 6와 cyclin D의 확연한 감소와 Pb protein의 hypo-phosphorylation을 확인하였다. 반면 G2 phase에서는 I3C의 직접적인 억제로 인해 24시간 후부터 Cdc2와 cyclin B1가 급격히 감소하는것을 확인하였다. Flow cytomery 분석결과 I3C 처리 24시간 뒤 G2 arrest (25%)가 발생하였으며, 72시간이 지난후 G1 arrest (53%)가 발생하였다. 이러한 I3C의 간암세포주인 HePG2 cell의 cell cycle arrest가 apoptosis를 유발하는지를 알고자 caspase 3 Bcl2 Bax protein의 발현양상을 확인한 결과 아무런 변화가 보이지 않았다. 즉 I3C은 간암세포주인 HepG2 cell에서 apoptosis를 유도하지 못한다는것을 확인하였따. 결론적으로 I3C은 HepG2 세포주에서 G1와 G2 phase에서 cell cycle arrest는 발생시키나, 특이적으로 apoptosis 와는 연관되지 않는다는 사실을 확인하였다.

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폐암세포주에서 Heme Oxygenase-1의 역할 (The Role of Heme Oxygenase-1 in Lung Cancer Cells)

  • 정종훈;김학렬;김은정;황기은;김소영;박정현;김휘정;양세훈;정은택
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제60권3호
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    • pp.304-313
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    • 2006
  • 연구배경 : Heme oxygenase-1 (HO-1)은 heme의 분해 대사과정에 관여하는 유도성 효소로 heme을 분해하여 biliverdin, free iron, 및 일산화탄소 등을 생성시킨다. HO-1의 발현은 다양한 스트레스성 자극에 반응하여 생체방어 기능을 갖는 것으로 알려져 있는데 세포성장이나 세포사 특히 세포고사를 조절하는 것으로 보고되고 있다. 현재 신장암, 전립선암, 간암, 육종 등의 고형암에서 발현됨이 알려져 있고, 실제 HO-1 억제제를 투여했을 때 암성장이 억제됨이 보고되었다. 저자들은 폐암세포주들에서 HO-1의 발현유무와 그 역할을 규명하고 나아가 HO-1 억제제의 치료제로서의 가능성을 알아보고자 하였다. 방 법 : 비소세포폐암세포주인 A549, H23, NCI-H157, NCI-H460을 이용하였다. 세포독성은 MTT 방법으로 구하였고, HO-1의 발현은 Western blotting으로 확인하였다. HO의 효소활성은 시간당 세포단백질의 mg당 형성된 빌리루빈의 양을 이용하여 측정하였다. 또한 $H_2O_2$의 생성은 horse radish peroxidase(HRP)와 형광물질인 2',7'-dichlorofluorescein(DCF)를 이용한 두 가지 방법을 이용하였다. A549세포에 HO-1 small interfering RNA(siRNA)을 주입하여 유식세포 분석과 caspase-3에 대한 Western blotting을 통하여 세포고사유무를 확인하였다. 결 과 : 비처리 상태에서 다른 세포주에 비해 A549세포의 HO-1 발현이 증가되었으며 HO-1 활성억제제인 ZnPP를 처리하였을 때 생존율의 의미 있는 감소를 보였다. 이러한 소견과 일치하여 ZnPP는 용량의존적으로 HO 의 효소활성 감소와 세포 내 $H_2O_2$ 생성의 증가를 초래하였다. 또한 HO-1 siRNA로 주입된 A549세포는 세포고사를 유도하였다. 결 론 : HO-1은 폐암의 치료에 있어서 새로운 분자생물학적 기전의 가능성을 제시하여 HO-1에 대한 표적치료의 가능성을 보여줄 것으로 기대된다.

폐암세포주에서 NFκ 활성 억제를 통한 Proteasome 억제제 MG132의 TRAIL-유도성 Apoptosis 감작 효과 (The Proteasome Inhibitor MG132 Sensitizes Lung Cancer Cells to TRAIL-induced Apoptosis by Inhibiting NF-κ Activation)

  • 서필원;이계영
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제65권6호
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    • pp.476-486
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    • 2008
  • 연구배경: 정상세포는 보호되고 종양세포에 독성을 보인다고 알려진 TNF유전자족으로 새로이 확인된 TRAIL이 폐암세포에서 보이는 아포프토시스 효과를 확인하고, 아포프토시스로부터 세포를 보호하는 전사인자 $NF-{\kappa}B$가 TRAIL에 의하여 활성화 되는 정도를 평가하여 MG132의 $NF-{\kappa}B$활성억제가 TRAIL 유도성 아포프토시스를 감작시키는지를 확인하기 위하여 본 연구를 시행하였다. 방법: A549(wt p53) 및 NCI-H1299(null p53) 폐암세포주를 사용하였다. 세포독성 검사는 MTT assay를 이용하였고 아포프토시스는 Annexin V assay와 FACS 분석을 이용하였다. $NF-{\kappa}B$ 전사활성은 luciferase reporter gene assay를 이용하였고 $I{\kappa}B{\alpha}$ 분해는 western blot을 이용하였으며, TRAIL에 의해 활성화된 $NF-{\kappa}B$와 DNA 결합은 electromobility shift assay와 anti-p65 antibody를 이용한 supershift assay로 확인하였다. 결과: 1) TRAIL 100 ng/ml 농도에서 wild-type p53인 A549 폐암세포는 34.4%, p53 null인 NCI-H1299 폐암세포는 26.4%의 세포사를 관찰하였다. 2) Luciferase reporter gene assay로서 TRAIL에 의한 $NF-{\kappa}B$의 활성이 A549 $IgG{\kappa}B-luc$세포에서 2.45배 증가하고 NCI-H1299 $IgG{\kappa}B-luc$세포에서는 1.47배 증가함을 관찰하여 TRAIL에 의하여 $NF-{\kappa}B$가 활성화됨을 확인하였다. 3) MG132의 전처치로 TRAIL에 의한 $NF-{\kappa}B$의 활성이 A549 세포와 NCI-H1299 세포에서 각각 기저수준의 0.24, 0.21배로 강력히 억제되었다. 4) TRAIL단독으로 30% 전후의 세포독성이 MG132 전처치 후 TRAIL을 투여하면 두 세포주 모두에서 80% 이상의 세포독성이 관찰되어 MG132가 TRAIL유도성 아포프토시스에 감작효과가 있음을 확인하였다. 결론: 이상의 결과로 TRAIL에 상대적인 내성을 보이는 폐암세포주에서 MG132가 $NF-{\kappa}B$ 활성억제로서 TRAIL유도성 아포프토시스를 강화시키는 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구는 향후 폐암치료에 있어서 TRAIL유도성 아포프토시스가 이용될 수 있는 가능성을 확인한 기초자료가 된다고 생각된다.

제대정맥 내피세포에서 Amiloride 유도체에 의한 Apoptosis 반복 (Repetition of Apoptosis Induced by Amiloride Derivatives in Human Umbilical Vein Endothelial Cells)

  • 박규창;박규상;문수지
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제46권1호
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    • pp.56-66
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    • 2003
  • 목 적 : 제대정맥은 모체의 혈액을 태아로 운반하여 산소와 영양물질을 공급하는 유일한 통로이다. 이러한 제대 혈류의 장애가 있을 시 자궁내 성장제한, 임신성 고혈압 등을 초래할 수 있다. 제대-태반 혈관의 내피세포 손상을 유발하는 원인 중 amiloride 유도체들을 중심으로 내피세포에 미치는 amiloride 유도체들의 작용을 밝히고, 세포 내 이온농도 변화와 apoptosis 간의 관계를 규명하고자 하였다. 방 법 : 인간 제대정맥 내피세포는 Clonetics로부터 구입하였으며, 내피세포 성장에 필요한 여러 성장인자가 포함된 배지에서 배양하였다. MTT 방법과 flow cytometry 방법을 이용하여 세포독성 효과 및 apoptosis를 확인하였다. 세포 내 이온농도 변화를 측정하기 위해서는 각각의 목적에 적합한 형광염료들을 세포 내에 부하시켜 놓은 뒤, 형광 현미경과 연결된 영상분석장치를 이용하여 관찰하였다. 결 과 : 1) Amiloride 유도체들은 농도 의존적으로 HUVEC의 사멸을 나타내었으며, 각각의 정도는 HMA($IC_{50}$; $11.2{\mu}M$), MIA($13.6{\mu}M$)>EIPA($30.8{\mu}M$)>>amiloride($106{\mu}M$) 순이었다. 2) 세포주기 분석결과 apoptosis의 특징적인 sub $G_0/G_1$ ploidy peak를 나타냈으며, 이러한 작용은 caspase 억제제에 의해 감소되었다. 3) Annexin-V와 propidium iodide 이중 염색 결과 apoptosis로 진행된 세포의 비율(73.0%)을 대조군(11.3%)에 비해 현저히 증가시켰다. 4) HMA에 의한 apoptosis 효과는 세포외액의 pH를 높이거나, $NH_4Cl$을 투여하여 세포내액의 pH를 높일 경우 크게 증가하였다. 5) HMA는 농도 의존적으로 세포내 주요 이온인 $K^+$$Cl^-$의 세포내 농도를 감소시켰으며, 이러한 효과 역시 세포외액의 pH를 높일수록 현저하게 증가하였다. 결 론 : 이상의 결과들로 미루어 볼 때, HUVEC에서 amiloride 유도체들에 의한 apoptosis 과정에 세포내 주요 이온 농도 감소가 일부 관여하고 있을 것이라 생각된다.

척수손상 모델 견 표준화를 위한 방사선, 자기공명영상 및 조직 병리 평가 (Radiographic, MRI and Histopathologic Assessment to Standardize Canine Spinal Cord Injury Model)

  • 성윤상;윤성호;박재순;김희경;장용민;구세광;박현정;장광호
    • 한국임상수의학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.546-552
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    • 2010
  • 대부분 척수손상 모델에서의 척수 손상 정도 평가는 자기공명 영상 등을 통한 유발 후 평가를 실시하고 있으며, 유발 전 평가를 위해 풍선 카테타에 주입된 공기 양을 기준한 예가 있으나 종 특이성과 개체 차이를 고려하지 못하는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복한 척수손상 기준모델을 제시하기 위해 본 실험을 실시하였다. 방사선 평가를 통해 요추 1 번 척수강 높이가 8 mm로 측정된 임상적으로 건강한 비글견 8 마리를 풍선카테타의 직경과 척수 압박시간을 기준으로 4개 군 (4 mm/3 시간, 4 mm/6 시간, 4 mm/12 시간 그리고 6 mm/3 시간)으로 구분하였다. 손상 정도는 행동 관찰, 자기공명영상 해석, 체성감각유발전위평가 그리고 병리조직검사를 실시하여 평가하였다. 실험결과, 행동평가와 체성감각유발전위평가는 단지 손상 유발 여부만 지시할 뿐 정도 평가에는 유용하지 못하였다. 자기공명영상 평가에서 척수손상 부위는 단시간반전회복영상과 T2강조영상에서 불균질한 고신호강도 영역으로 관찰되었다. 고신호강도 영역은 삽입된 풍선 직경과 압박시간 증가에 따라 보다 확장되어 관찰되었으며, 이러한 소견은 공포화 등의 손상부위 증가와 카스파제-3 및 PARP 면역반응 세포의 수적 증가로 나타난 병리조직검사 결과와 일치하였다. 이러한 결과로 미루어 정형화된 척수손상 모델 유발을 위한 척수강 직경과 풍선카테타 직경 그리고 압박시간의 변수 이용과 손상 정도 평가를 위해 자기공명영상은 매우 유용할 것으로 판단된다.

글루코코티코이드에 의해서 유발된 개 피부의 장벽기능이상과 위축에 대한 지질 혼합물의 효과 (Effects of a Lipid Mixture on Glucocorticoid-induced Barrier Impairment and Epidermal Atrophy in the Canine Skin)

  • 진여원;안미지;구세광;박현정;이근우;오태호
    • 한국임상수의학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.522-532
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    • 2010
  • 본 연구의 목적은 정상적인 개의 피부에 스테로이드제 적용후 손상된 피부에 대한 지질 혼합물(콜레스테롤, 세라마이드, 자유지방산 함유)의 효과를 알아보는데 있다. 5두의 실험견을 대상으로 각각의 스테로이드제를 하루에 두 번씩 총 28일간 피부에 적용한 후, 지질 혼합물을 14일간 적용하였으며 실험기간 동안 표피경유수분손실(TEWL), 피부 수화도, 피부 산도를 측정하였고, 조직학적 분석을 실시하였다. 스테로이드 제제를 적용한 결과, 표피경유수분손실는 유의적으로 증가하였으며 28일 째 되는 날 가장 높은 수치를 나타냈다 (p < 0.01). 또한 피부 산도는 유의적으로 감소하여 28일 째 되는 날 가장 낮은 수치를 나타냈다 (p < 0.01). 피부 수화도는 3일 째 유의적으로 증가하였지만 그 후에는 점차 감소해서 기본 수치에 도달하였다. 조직학적 분석에서는 스테로이드 제제를 적용함에 따라서 각질층의 케라틴 감소, 진피 상부의 부종, 그리고 상피 및 각질층의 두께가 얇아진 것을 확인할 수 있었다. 게다가 대조군과 비교하였을 때 모낭의 숫자가 현저하게 감소하였고 상피와 모낭에서 caspase-3면역반응세포와 PARP면역반응세포의 숫자가 상당히 증가하였는데 (p < 0.01), 이것은 스테로이드 제제의 적용에 의해 피부의 위축현상이 나타났음을 의미한다. 하지만 지질 혼합물을 적용한 결과 이러한 피부위축현상이 상당히 억제되었고, 피부의 생리학적인 지표들이 기본 수치로 회복되었다. 이런 결과는 글루코코티코스테로이드 제제의 국소적인 적용이 피부장벽의 기능이상을 야기했다는 것을 의미하며, 지질 혼합물이 손상된 개의 피부를 치료하는데 효과적으로 사용될 수 있다는 가정을 입증한다. 그러므로 본 연구에서 사용된 지질 혼합물은 스테로이드 제제에 의해서 발생된 개의 피부 손상을 치료할 수 있을 것으로 기대된다.

Synergistic effect of ionizing radiation and $\beta$-lapachone against tumor in vitro and in vivo

  • Park, Eun-Kyung;Kim, Young-Seok;Lee, Sang-wook;Ahn, Seung-Do;Shin, Seong-Soo;Park, Heon-Joo;Song, Chang-Won
    • 한국생물물리학회:학술대회논문집
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    • 한국생물물리학회 2003년도 정기총회 및 학술발표회
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    • pp.80-80
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    • 2003
  • ${\beta}$-lapachone(${\beta}$-Lap), a natural o-naphthoquinone, presents in the bark of the Lapacho tree. ${\beta}$-Lap is cytotoxic against a variety of human cancer cells and it potentiates the anti-tumor effect of Taxol. In addition, ${\beta}$-Lap has been reported to radiosensitize cancer cells by inhibiting the repair of radiation-induced DNA damage.In the present study, we investigated the cytotoxicity of ${\beta}$-Lap against RKO human colorectal cancer cells as well as the combined effect of ${\beta}$-LaP and ionizing radiation. An incubation of RKO cells with 5 ${\mu}$M of ${\beta}$-Lap for 4 h killed almost 90% of the clonogenic cells. An incubation of RKO cells with 5 ${\mu}$M of ${\beta}$-Lap for 4 h or longer also caused massive apoptosis. Unlike other cytotoxic agents, ${\beta}$-Lap did not increase the expression of p53 and p21 and it suppressed the NFkB expression. The expression of Caspase 9 and 3 was minimally altered by ${\beta}$-Lap. Radiation and ${\beta}$-Lap acted synergistically in inducing clonogenic cell death and apoptosis in RKO cells when ${\beta}$-Lap treatment was applied after but not before the radiation exposure of the cells. Interestingly, a 4 h treatment with 5 ${\mu}$M of ${\beta}$-Lap starting 5 h after irradiation was as effective as that starting immediately after irradiation. The mechanisms of ${\beta}$-Lap-induced cell killing is controversial but a recent hypothesis is that ${\beta}$-Lap is activated by NAD(P)H: quinone-onidoreductase (NQO1) in the cells followed by an elevation of cytosolic Ca$\^$2+/ level and activation of proteases leading to apoptosis. It has been reported that NQO1 level in cells is markedly up-regulated for longer than 10 h after irradiation. Indeed, using immunological staining of NQO1, we observed a significant elevation of NQO1 expression in RKO cells 5h after 2-4 Gy irradiation. Such a prolonged elevation of NQO1 level after irradiation may be the reasons why the ${\beta}$-Lap treatment applied S h after irradiation was as effective as that applied immediately after irradiation in killing the cells. In view of the fact that the repair of radiation-induced damage is usually completed within 1-2 h after irradiation, it is highly likely that the ${\beta}$-Lap treahment applied 5 h after irradiation could not inhibit the repair of radiation-induced damage. For in vivo study, RKO cells were injected S.C. into the hind-leg of Nu/Nu mice, and allowed to grow to 130 mm3 tumor. The mice were i.p. injected with ${\beta}$-lapachone or saline 2 h after irradiation of tumors with 10 Gy of X-rays. The radiation induced growth delay was increased by 2.4 $\mu\textrm{g}$/g of ${\beta}$-lapachone. Taken together, we may conclude that the synergistic interaction of radiation and ${\beta}$-Lap in killing cancer cells is not due to radiosensitization by ${\beta}$-Lap but to an enhancement of ${\beta}$-Lap cytotoxicity by radiation through an upregulation of NQO1. The fact that NQO1 is elevated in tumors and that radiation causes prolonged increase of the NQO1 expression may be exploited to preferentially kill tumor cells using ${\beta}$-Lap in combination with radiotherapy.

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구강 편평세포암종 세포주에서 Cyclosporin A와 Taxol 투여시 PI-3 kinase/Akt1 Pathway에 의한 세포사멸 병용효과 (APOPTOTIC EFFECT IN COMBINATION OF CYCLOSPORIN A AND TAXOL ON ORAL SQUAMOUS CELL CARCINOMA CELL LINE THROUGH THE PI-3 KINASE/AKT1 PATHWAY)

  • 김규영;이재훈
    • Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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    • 제33권5호
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    • pp.426-436
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    • 2007
  • Oral cancer take up 2-6% of all carcinomas and squamous cell carcinoma, which is the most common type in oral cancer, has a poor prognosis due to its high metastasis and recurrence rates. In treating oral cancer, chemotherapy to the primary, metastasized and recurrent lesion is a very important and useful treatment, even though its widespread usage is limited due to high general toxicity and local toxicity to other organs. Taxol, a microtubule stabilizing agent, is an anticancer drug that induces cell apoptosis by inhibiting depolymerization of microtubules in between the metaphase and anaphase of the cell mitosis. Recently, its effectiveness and mechanism on various tumor has been reported. However, not much research has been done on the application of Taxol to oral squamous cell carcinoma. Cyclosporin A, which is an immunosuppressant, is being used on cancers and when co-administered with Taxol, effectiveness of Taxol is enhanced by inhibition of Taxol induced multidrug resistance. In this study, Cyclosporin A with different concentration of Taxol was co-administered to HN22, the oral squamous cell carcinomacell line. To observe the cell apoptosis and the mechanisms that take part in this process, mortality evaluation of tumor cell using wortmannin, c-DNA microarray, RT-PCR analysis, cytometry analysis and western blotting were used, and based upon the observation on the effect and mechanism of the agent, the following results were obtained: 1. The HN22 cell line viability was lowest when $100{\mu}M$ of Wortmannin and $5{\mu}g/ml$ of Taxol were co-administered, showing that Taxol participates in P13K-AKT1 pathway. 2. In c-DNA microarray, where $1{\mu}g/ml$ of cyclosporine A and 3mg/ml of Taxol were co-administered, no up regulation of AKT1, PTEN and BAD c-DNA that participate in cell apoptosis was observed. 3. When $1{\mu}g/ml$ of Cyclosporin A was applied alone to HN22 cell line, no difference was found in AKT1, PTEN and BAD mRNA expression. 4. Increased AKT1, mRNA expression was observed when $3{\mu}g/ml$ of Taxol was applied alone to HN22 cell line. 5. When $1{\mu}g/ml$ of Cyclosporin A and Taxol($3{\mu}g/ml\;and\;5{\mu}g/ml$) were co-administered to HN22 cell line, PTEN mRNA expression increased, whereas AKT1 and BAD mRNA decreased. 6. As a result of cytometry analysis, in the group of Cyclosporin A($1{\mu}g/ml$) and Taxol($3{\mu}g/ml$) co-administration, increased Annxin V was observed, which shows that apoptosis occurred by deformation of plasma membrane. However, no significant difference was observed with vary ing concentration. 7. In western blot analysis, no caspase 3 was observed in the group of Cyclosporin A($1{\mu}g/ml$) and Taxol($3{\mu}g/ml$) co-administration. From the results of this study, it can be concluded that synergistic effect can be observed in combination therapy of Taxol and Cyclosporin A on oral squamous cell carcinoma cell line, where decreased activity of the cell line was observed. This resulted in decreased AKT1 and BAD mRNA and increased PTEN mRNA expression and when wortmannin and Taxol were co-administered, the viability decreased which confirms that Taxol decreases the viability of tumor cell line. Hence, when Taxol and cyclosporine A are co-administered, it can be assumed that cell apoptosis occurs through AKt1 pathway.