• 생명과학회지
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• 제20권9호
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• pp.1409-1414
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• 2010

이 연구는 실험용 쥐를 대상으로 운동에 따라 골격근에서 일어나는 세포고사 경로 중 내인성 경로와 외인성경로에 의해 이루어지는 세포고사의 신호기전을 확인하여 운동이 세포고사에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 구명하는데 있다. 이를 위해 ICR계 수컷 흰쥐 20마리를 일주일의 적응기간을 거쳐 통제집단(CON: n=10)과 운동집단(EX: n=10)으로 배정하였다. 운동은 8주간 주 5회 실시하였고, 트레드밀 속도 16.4 m/min와 경사도 4%로 설정하여 40분간 지속적인 운동을 실시하였다. 세포고사의 신호 경로 중 내인성 경로에 대한 검증 결과 Bcl-2, Bax 단백질, 그리고 Bcl-2/ Bax ratio는 그룹간 통계적 유의성은 나타나지 않았다. 반면, 세포고사의 경로 중 외인성 경로에 대한 검증 결과 caspase-8 단백질의 발현은 운동집단이 통제집단보다 유의하게 낮은 것으로 나타났으며(p<0.05), 세포고사 억제 단백질인 HSP70 단백질 발현은 운동집단이 통제집단보다 높게 나타났다. 더욱이, 세포고사 최종인자인 caspase-3의 활성화는 이루어 지지 않은 것으로 관찰되었다. 따라서 세포사멸의 신호경로 중 내인성 경로에 작용하는 Bcl-2와 Bax보다는 외인성 경로인 caspase-8과 HSP70의 영향으로 caspase-3가 분할되지 못하여 세포고사가 일어나지 않은 것으로 사료된다.

• Food Science and Biotechnology
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• 제17권1호
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• pp.216-218
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• 2008

The present study was designed to determine how the phytochemical genistein activates caspase-3 to cause cell cycle arrest and apoptosis. When human ovarian cancer SK-OV-3 cells were treated with $200\;{\mu}M$ genistein for 24 hr, cell growth decreased significantly (p<0.05). Conversely, genistein treatment significantly increased cytotoxicity (measured as lactate dehydrogenase release) under the same conditions (p<0.05). To elucidate the mechanism behind the induction of apoptosis by genistein, we studied the cell cycle and caspase-3 activation. When cells were treated with genistein, the population of cells in sub-G1 phase increased by 44.2% compared to untreated cells. Genistein caused decrease in precursor caspase-3, increase in cleaved caspase-3 and a significant increase in caspase-3 activity (p<0.05). Therefore, genistein may induce apoptosis via caspase-3 activation. However, high-dose genistein treatment must be viewed with caution because of its potential cytotoxicity.

• 대한한의학회지
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• 제29권4호
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• pp.171-179
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• 2008

Objective: Bufonis Venenum is the traditional Korean medicine Chan Su, which is obtained from the skin and parotid venom gland of the toads. It has been used for myocardial diseases, inflammation diseases, pain relief, cancer and others. The main components of BV are cinobufotoxin, cinobufalin, bufalin and others. Of these, bufalin, the major active ingredient of BV, has been reported to induce apoptosis and to possess anti-tumor effects. There was no report of anti-tumor screening of BV on hepatic cancer and which signaling pathway can be involved. In order to examine the effect of BV on hepatic cancer and the related signaling pathway with BV-induced apoptosis, human Hep G2 cells were used. Methods: Analysis of apoptosis was confirmed by MTT assay. BV decreased cell viability in a dose and duration dependent manner. To observe which signaling molecules will be activated by BV, phosphorylation of MAPK (p38, ERK, JNK), caspase 8 and caspase 9 were examined by Western blot analysis. Results: The phosphorylation levels of p38 started to increase at 5 min after addition of 5 ${\mu}g$/ml of BV and sustained to increase until 48 hours. The phosphorylation levels of other MAPK (ERK and JNK), caspase 8 and caspase 9 increased in a time-dependent manner. These imply that BV may activate different signaling pathways, MAPK, caspase 8 and caspase 9. These results propose that BV may induce apoptosis on Hep G2 cells through the activation of MAPK, caspase 8 and caspase 9.

• Animal cells and systems
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• 제16권4호
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• pp.295-301
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• 2012

Interdigital tissue regression is one of the most well-known examples of embryonic programmed cell death, providing the mechanism behind separation of developing digits. Caspases have been shown to play a key part in this process, with activated caspase-3 localized between the developing digits. In caspase-3 knock-out adult mice, however, the digits are completely separated with no webbing. In other mutants with defects in the apoptotic machinery, such as Apaf1 deficient mice, interdigital tissue regression is initially inhibited but the webbing eventually disappears as alternative/additional cell death mechanisms step in. In order to investigate whether a similar temporal effect occurs after loss of caspase-3, we have used an in vitro approach to inhibit caspase-3 at specific times during digit separation. Previous limb explant culture approaches have encountered problems with proper limb development in culture, and thus a modified technique was used. The new approach enables detailed observation of the effects of caspase-3 inhibition on interdigital regression. Using these methods, we show that caspase-3 inhibition caused a delay in the loss of interdigital tissue compared with control explants, similar to that observed in Apaf1 mutant mice. Along with immunohistochemistry, active caspase-3 positive cells of the interdigital vs. digital regions were measured by flow cytometry. Notably, activated caspase-3 in vivo was found not only in the interdigital mesenchyme but also in the TUNEL negative digit region, supporting a role for caspase-3 in nonapoptotic events.

• Journal of Oral Medicine and Pain
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• 제25권3호
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• pp.265-276
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• 2000

스트레스가 타액선 조직을 변형시키고 파괴시킬 수 있다는 것은 이미 보고된 바 있다. 이는 구속스트레스 시에 관찰되는 apoptosis에 의한 것인데, 이 과정에 관여하는 caspase-3는 세포의 DNA를 분절시킴으로서 apoptosis를 일으킨다고 알려진 세포내 단백효소이다. 이에 기존에 관찰되었던 구속 스트레스에 의한 apoptosis의 형태적 변화가 apoptosis를 유도하는 caspase-3와 어떠한 시기적 상관관계를 가지고 있는지를 구명하기 위하여 본 실험을 시행하였다. 웅성 백서 (Sprague-Dawley, 8주) 를 사용하여 실험 전 기간에 걸쳐 구속스트레스를 가한 후 30분, 1시간, 3시간, 6시간, 24시간, 3일, 5일, 7일에 희생시켰다. 그 후 실험동물의 악하선을 절취하여 동결절편을 제작한 후, caspase-3에 대한 형광항체로 면역형광법을 시행하여 관찰하였다. 1. 정상대조군에서는 caspase-3가 타액선 조직 전반에서 미약하게 관찰되었다. 2. 구속스트레스 부여 30분에서 caspase-3는 강반응을 보였고, 실험기간이 경과됨에따라 점차 6시간군에서 부터는 현저히 감소하였다. 3. Caspase-3는 구속 스트레스 30분에 도관과 선포세포 모두에서 발현되었으나, 선포세포에서는 조기에 급격히 소실되었고 도관세포에서는 전 실험 기간에 걸쳐 서서히 소실되었다. 이와 같은 연구 결과에서, 세포내 caspase-3는 조직의 형태적 변화가 나타나기 이전에 발현하는 것으로 보아 caspase-3는 형태적 변화를 예견할 수 있는 진단 지표로 사용될 수 있을 것으로 사료되며 이후 임상적으로 적용하기 위한 지속적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제19권11호
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• pp.1529-1537
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• 2009

L-arginine 구조유사체인 L-canavanine의 인체 급성백혈병 Jurkat T 세포에 대한 apoptosis 유도활성이 단백질 티로신키나아제 $p56^{lck}$에 어떻게 조절되는지를 규명하기 위해 $p56^{lck}$를 발현하는 Jurkat T 세포주 E6.1과 $p56^{lck}$-결손 Jurkat T 세포주 JCaM1.6에 있어서 L-canavanine의 세포독성, L-canavanine에 의해 유도되는 apoptotic DNA fragmentation 및 apoptotic sub-$G_1$ peak를 비교하여 본 바, $p56^{lck}$-negative JCaM1.6 세포가 $p56^{lck}$-positive E6.1 세포에 비해 L-canavanine의 apoptotis 유도활성에 훨씬 더 민감한 것으로 나타났다. 이러한 $p56^{lck}$-negative JCaM1.6 세포의 민감성은 JCaM1.6 세포에 $p56^{lck}$ 유전자를 transfection시켜 발현시키면 현저히 감소되었다. L-Canavanine에 의해 유도되는 apoptosis관련 현상들을 $p56^{lck}$-stable transfectant인 JCaM1.6/lck 세포와 empty vector-transfectant 인 $p56^{lck}$-negaive JCaM1.6/vector 세포에서 Western blot analysis로 비교한 결과, L-canavanine에 의해 유도되는 mitochondrial membrane potential (${\Delta\Psi}m$)의 감소, caspase-9, -8, -7 및 -3의 활성화, 그리고 PARP 및 $PLC{\gamma}$-1의 분해가 JCaM1.6/vector 세포에 비해 JCaM1.6/lck 세포에서 더 약하게 나타났다. JCaM1.6/lck 세포를 2.5 mM L-canavanine으로 처리한 다음 세포 내 $p56^{lck}$ kinase 활성의 변화를 $\alpha$-casein을 기질로 하여 시간 별로 측정한 결과, L-canavanine의 처리 후 15분만에 $p56^{lck}$ kinase의 활성이 약 1.6배 증가되었으며 이후 6시간 동안은 약 1.3~1.4 배정도 증가된 수준으로 kinase 활성이 유지되는 것으로 확인되었다. L-Canavanine에 의한 apoptosis의 개시에 Fas/FasL 상호작용이 관련되는지를 규명하기 위해 FADD-negative Jurkat T 세포주 I2.1, caspase-8-negative Jurkat T 세포주 I9.2 및 wild-type Jurkat T 세포주 A3에 대한 L-canavanine의 세포독성을 비교한 결과, A3와 I2.1 세포의 경우는 L-canavanine의 세포독성이 동일하게 나타났고, 특히 caspase-8가 결손된 I9.2 세포의 경우는 L-canavanine의 세포독성에 대한 민감성이 A3와 I2.1 세포에 비해 단지 미약하게만 완화되는 것으로 나타나, L-canavanine의한 apoptosis에는 Fas/FasL 상호작용이 관련되어 있지 않으며, 또한 caspase-8의 역할이 필수적이지 않음을 시사하였다. Jurkat T 세포에 있어서 L-canavanie에 의해 유도되는 sub-$G_1$ peak 및 caspases 활성화에 미치는 pan-caspase inhibitor (z-VAD-fmk), caspase-9 inhibitor (z-LEHD-fmk), caspase-3 inhibitor (z-DEVD-fmk), caspase-4 inhibitor (z-LEVD-fmk) 및 caspase-12 inhibitor (z-ATAD-fmk)의 영향을 조사한 결과, L-canavanie에 의한 apoptosis는 ${\Delta\Psi}m$의 감소, caspase-9 및 caspase -3의 활성화에 뒤따른 caspase-8 및 caspase-7의 활성화, 그리고 PARP의 분해의 순서로 유도되는 것으로 나타났으며, 아울러 caspase-9의 활성화와 함께 caspase-12의 활성화가 L-canavanine 처리에 따른 caspase-3의 활성화에 요구되는 것으로 확인되었다. 결론적으로, L-canavanine 처리에 의한 Jurkat T 세포의 apoptosis는 ${\Delta\Psi}m$ 감소, caspase-9, caspase-3 및 caspase-7의 활성화에 의해 유도되며, 이들 apoptosis 현상들은 $p56^{lck}$에 의해 negative regulation되었다.

• 대한두경부종양학회지
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• 제18권2호
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• pp.142-149
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• 2002

본 연구에서는 FRTL-5 갑상선세포에서 Protein phosphatase type 1(PP-1)과 type 2A(PP-2A) 효소의 억제제인 okadaic acid에 의한 apoptosis 유도 기전에 대하여 이해하고자 하였다. FRTL-5 갑상선세포에 다양한 농도($10{\sim}80nmol$)의 okadaic acid를 처리 한 후 caspase 3와 $PLC-{\gamma}1$ 분절을 확인 한 결과 40nmol 농도에서부터 caspase 3활성과 $PLC-{\gamma}1$ 분절이 나타남을 확인하였다. Okadaic acid에 의한 apoptosis 유도 기전을 조사한 결과 anti-apoptotic 기능이 있는 Bcl-2 단백질 발현은 미약하게 감소하였으나 Bcl-xL은 농도 의존적으로 급격한 감소를 보였다. Caspase 3 효소활성을 저해하는 IAP 단백질 중 cIAP2는 okadaic acid에 영향을 받지 않았으나 cIAP1과 XIAP 단백질 발현은 농도 의존적으로 감소하였다. Okadaic acid에 의한 apoptosis 유도는 caspase 3 의존적인 기전을 보였다. Caspase 3 특이억제제를 okadaic acid와 동시에 처리 시 apoptosis가 억제되었으며 $PLC-{\gamma}1$ 단백질의 절단 현상도 방지되었다. Caspase 3의 활성을 유도하는 cytochrome c의 유리는 okadaic acid처리 농도에 의존적으로 유리하였다. 결론적으로, okadaic acid에 의한 apoptosis 유도는 caspase 3 의존적이며, Bcl-2와 IAP family 단백질 감소현상에 의하여 야기되는 것으로 생각된다.

• 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.

• 대한임상검사과학회지
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• 제52권3호
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• pp.245-252
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• 2020

대식세포사멸은 죽상판 형성에 영향을 미쳐 죽상동맥경화증 발병에 관여하는 것으로 알려져 있다. 중성지방 역시 죽상동맥경화 발병에 기여한다고 알려져 있는데 최근 본 연구팀에서는 중성지방이 대식세포사멸을 유발한다는 결과를 확인하였다. 본 연구에서는 cathepsin B가 중성지방에 의해 유발되는 대식세포사멸 과정에 관여하는지 확인하고자 연구를 진행하였다. THP-1 대식세포에 중성지방 처리 시 cathepsin B의 발현량에는 변화가 없고 리소좀에 있던 cathepsin B가 세포질로 방출되어 세포질의 cathepsin B가 증가한 것을 확인하였다. 다음으로 cathepsin B 억제제인 CA-074 Me를 처리 시 중성지방에 의해 유도되는 대식세포사멸이 일부 회복되는 것을 확인하였다. 본 연구팀의 이전 연구에서 중성지방에 의한 대식세포사멸이 caspase-1, -2 및 apoptotic caspase 활성화를 매개로 일어남을 확인하였기 때문에 본 연구에서는 이러한 caspase 활성 경로와 cathepsin B와의 연관성에 대해 연구하였다. cathepsin B 억제시 caspase-7, -8 및 -1의 활성은 억제되었으나, caspase-3, -9 및 -2는 활성에는 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 정리하면, 중성지방에 의해 세포질로 방출된 cathepsin B는 caspase-1 활성화에 기여하고, 활성화된 caspase-1은 외인성 apoptotic caspase 경로를 활성화하여 THP-1 대식세포 사멸을 유발한다는 것을 알 수 있다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제45권2호
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• pp.295-304
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• 2021

Background: Acute promyelocytic leukemia (APL) is a hematopoietic malignancy driven by promyelocytic leukemia-retinoic acid receptor A (PML-RARA) fusion gene. The therapeutic drugs currently used to treat APL have adverse effects. 20(S)-ginsenoside Rh2 (GRh2) is an anticancer medicine with high effectiveness and low toxicity. However, the underlying anticancer mechanisms of GRh2-induced PML-RARA degradation and apoptosis in human APL cell line (NB4 cells) remain unclear. Methods: Apoptosis-related indicators and PML-RARA expression were determined to investigate the effect of GRh2 on NB4 cells. Z-VAD-FMK, LY294002, and C 87, as inhibitors of caspase, and the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) and tumor necrosis factor-α (TNF-α) pathways were used to clarify the relationship between GRh2-induced apoptosis and PML-RARA degradation. Results: GRh2 dose- and time-dependently decreased NB4 cell viability. GRh2-induced apoptosis, cell cycle arrest, and caspase3, caspase8, and caspase9 activation in NB4 cells after a 12-hour treatment. GRh2-induced apoptosis in NB4 cells was accompanied by massive production of reactive oxygen species, mitochondrial damage and upregulated Bax/Bcl-2 expression. GRh2 also induced PML/PML-RARA degradation, PML nuclear bodies formation, and activation of the downstream p53 pathway in NB4 cells. Z-VAD-FMK inhibited caspase activation and significantly reversed GRh2-induced apoptosis and PML-RARA degradation. GRh2 also upregulated TNF-α expression and inhibited Akt phosphorylation. LY294002, an inhibitor of the PI3K pathway, enhanced the antitumor effects of GRh2, and C 87, an inhibitor of the TNF-α pathway, reversed NB4 cell viability, and GRh2-mediated apoptosis in a caspase-8-dependent manner. Conclusion: GRh2 induced caspase-dependent PML-RARA degradation and apoptosis in NB4 cells via the Akt/Bax/caspase9 and TNF-α/caspase8 pathways.