• BMB Reports
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• 제50권10호
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• pp.510-515
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• 2017

Triglyceride (TG) accumulation causes macrophage cell death, which affects the development of atherosclerosis. Here, we examined whether caspase-2 is implicated in TG-induced macrophage cell death. We found that caspase-2 activity is increased in TG-treated THP-1 macrophages, and that inhibition of caspase-2 activity drastically inhibits TG-induced cell death. We previously reported that TG-induced macrophage cell death is triggered by caspase-1, and thus investigated the relationship between caspase-2 and caspase-1 in TG-induced macrophage cell death. Inhibition of caspase-2 activity decreased caspase-1 activity in TG-treated macrophages. However, caspase-1 inhibition did not affect caspase-2 activity, suggesting that caspase-2 is upstream of caspase-1. Furthermore, we found that TG induces activation of caspase-3, -7, -8, and -9, as well as cleavage of PARP. Inhibition of caspase-2 and -1 decreased TG-induced caspase-3, -7, -8, and -9 activation and PARP cleavage. Taken together, these results suggest that TG-induced macrophage cell death is mediated via the caspase-2/caspase-1/apoptotic caspases/PARP pathways.

• 대한임상검사과학회지
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• 제53권2호
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• pp.158-164
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• 2021

고중성지방혈증은 죽상동맥경화증의 주요한 위험 요인 중 하나이다. 중성지방은 대식세포의 세포 사멸을 유도하여 죽상동맥경화증 발생에 기여하는 것으로 알려져 있다. 본 연구팀은 앞선 연구에서 대식세포의 중성지방-유도 세포 사멸이 pannexin-1 활성화에 의한 세포 외 ATP 농도 증가, caspase-2와 caspase-1 활성화, caspase-8을 포함한 apoptotic caspase 활성화 경로로 일어나는 것을 보고하였다. 한편 다른 연구들에서는 세포 내 다른 여러 기전에서 caspase-8이 caspase-1과 -2의 상위 단백질이라 보고하고 있다. 따라서 본 연구에서는 caspase-8이 중성지방-유도 대식세포 사멸 과정에서 상위단백지로 영향을 미치는지 여부를 조사하기 위해 수행되었다. 본 연구진은 caspase-8이 중성지방-유도 대식세포 사멸 과정에서 caspase-3 활성화 및 PARP 절단을 유도하였다. 다음으로 중성지방이 처리된 대식세포에서 caspase-8 억제 시, caspase-8의 상위 단백질로 보고한 caspase-1 및 -2의 활성이 감소하는 것을 확인하였다. 또한 ATP 처리 시 caspase-8 억제제 처리에 의해 감소된 caspase-2의 활성이 회복되는 것을 확인하였다. 위의 결과를 통해 caspase-8이 중성지방-유도 대식세포 사멸 과정에서 세포 외부 ATP 농도 증가에 관여하는 단백질 또는 그 상위 기전에 양성피드백 방식으로 영향을 미쳐 caspase-1과 -2를 활성화하여 중성지방-유도 대식세포 사멸을 증진시킴을 알 수 있다.

• Animal cells and systems
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• 제12권3호
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• pp.127-136
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• 2008

Caspase-11 has been known as a dual regulator of cytokine maturation and apoptosis. Although the role of caspase-11 under pathological conditions has been well documented, its physiological role has not been studied much. In the present study, we investigated a possible physiological function of caspase-11 during immune response. In the absence of caspase-11, immunized spleen displayed increased cellularity and abnormal germinal center structure with disrupted microarchitecture. The rate of cell proliferation and apoptosis in the immunized spleen was not changed in the caspase-11-deficient mice. Furthermore, the caspase-11-deficient peritoneal macrophages showed normal phagocytotic activity. However, caspase-11-/-splenocytes and macrophages showed defective migrating capacity. The dysregulation of cell migration did not seem to be mediated by caspase-3, interleukin-$1{\alpha}$ or interleukin-$1{\beta}$ which acts downstream of caspase-11. These results suggest that a direct regulation of immune cell migration by caspase-11 is critical for the formation of germinal center microarchitecture during immune response. However, humoral immunity in the caspase-11-deficient mice was normal, suggesting the formation of germinal center structure is not essential for the affinity maturation of the antibodies.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제27권8호
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• pp.834-839
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• 2004

In human neuroblastoma SK-N-BE(2) cells undergoing apoptotic death induced by ginsenos-ide Rh2, a dammarane glycoside that was isolated from Panax ginseng C. A. Meyer, caspase-1 and caspase-3 were activated. The expression of Bax was increased in the cells treated with ginsenoside Rh2, whereas Bcl-2 expression was not altered. Treatment with caspase-1 inhibi-tor, Ac-YVAD-CMK, or caspase-3 inhibitor, Z-DEVD-FMK, partially inhibited ginsenoside Rh2-induced cell death but almost suppressed the cleavage of the 116 kDa PARP into a 85 kDa fragment. When the levels of p53 were examined in this process, p53 accumulated rapidly in the cells treated early with ginsenoside Rh2. These results suggest that activation of caspase-1 and -3 and the up-regulation of Bax are required in order for apoptotic death of SK-N-BE(2) cells to be induced by ginsenoside Rh2, and p53 plays an important role in the pathways to promote apoptosis.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권8호
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• pp.1034-1040
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• 2022

Fas-associated death domain (FADD) is an adapter molecule that bridges the interaction between receptor-interacting protein 1 (RIP1) and aspartate-specific cysteine protease-8 (caspase-8). As the primary mediator of apoptotic cell death, caspase-8 has two N-terminal death-effector domains (DEDs) and it interacts with other proteins in the DED subfamily through several conserved residues. In the tumor necrosis receptor-1 (TNFR-1)-dependent signaling pathway, apoptosis is triggered by the caspase-8/FADD complex by stimulating receptor internalization. However, the molecular mechanism of complex formation by the DED proteins remains poorly understood. Here, we found that direct DED-DED interaction between FADD and caspase-8 and the structure-based mutations (Y8D/I128A, E12A/I128A, E12R/I128A, K39A/I128A, K39D/I128A, F122A/I128A, and L123A/I128A) of caspase-8 disrupted formation of the stable DED complex with FADD. Moreover, the monomeric crystal structure of the caspase-8 DEDs (F122A/I128A) was solved at 1.7 Å. This study will provide new insight into the interaction mechanism and structural characteristics between FADD and caspase-8 DED subfamily proteins.

• Toxicological Research
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• 제17권3호
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• pp.215-223
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• 2001

카드뮴의 주요한 표적장기이며 카드뮴이 만성 및 급성 폭로시 축적되는 가장 중요한 장기인 간의 세포독성을 Hepalclc7세포에서 caspases및 Bax단백질의 활성과 발현 그리고 미토콘드리아 세포막 전위 변화(MPT) 등을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 카드뮴은 농도의존적으로 간세포인 Hepalclc7 세포의 생존율을 감소시켰다. 2. 카드뮴을 농도별로 처리하였을 때 100 M 이상의 농도에서 세포사멸의 특징중의 하나인 DNA분절현상을 확인하였다. 3. 카드뮴 처리 후 caspase-3, caspase-8, caspase-9 의 활성변화를 조사한 결과 caspase-3,-9 pretease 활성이 시간이 경과함에 따라 증가하였다. 4. 카드뮴 처리 후 cytochrome c가 세포질내로 방출되었고 이는 caspase-9 proteas의 활성화를 유도하였다. 5. 카드뮴 처리 후 Bax가 세포질에서 미토콘드리아로 이동하여 cytochrome c의 세포질내로의 방출에 관여하였다. 6. 카드뮴 처리시 미토콘드리아 세포막 전위차의 감소를 JC-1 형광염색을 통하여 확인하였다. 이상의 결과는 카드뮴에 의한 Hepalclc7 세포사멸의 신호전달기전은 세포질내에 있는 Bax가 미토콘드리아로 이동, cytochrome c의 세포질내로의 방출, 그리고 caspase-3, 9 pretease 활성화를 의해서 매개되는 것으로 판단된다. 또한 Bax 단백질의 발현변화가 미토콘드리아의 기능변화에 기여하였으리라 사료된다.

• 대한의생명과학회지
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• 제25권1호
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• pp.66-74
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• 2019

Hyperlipidemia is defined as conditions of the accumulation of lipids such as free fatty acids (FFA), triglyceride (TG), cholesterol and/or phospholipid in the bloodstream. Hyperlipidemia can cause lipid accumulation in non-adipose tissue, which is lipid-cytotoxic effects in many tissues and mediates cell dysfunction, inflammation or programmed cell death (PCD). TG is considered to be a major cause of atherosclerosis through inflammatory necrosis of vascular endothelial cells. Recently, TG have also been shown to exhibit lipid-cytotoxicity and induce PCD. Therefore, we investigated the effect of TG on the cytotoxic effect of various cell types. When exposed to TG, the cell viability of U937 monocytes and Jurkat T lymphocytes, as well as the cell viability of MCF-7, a non-immune cell, decreased in time- and dose-dependent manner. In U937 cells and Jurkat cells, caspase-9, an intrinsic apoptotic caspase, and caspase-8, an extrinsic apoptotic caspase, were increased by exposure to TG. However, in TG-treated MCF-7 cells, caspase-8 activity increased only without caspase-9 activity. In addition, the reduction of cell viability by TG was recovered when all three cell lines were treated with pan-caspase inhibitor. These results suggest that activation of apoptotic caspases by TG causes lipotoxic effect and decreases cell viability.

• 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.

• IMMUNE NETWORK
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• 제15권2호
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• pp.73-82
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• 2015

Respiratory syncytial virus (RSV) infection is recognized by the innate immune system through Toll like receptors (TLRs) and retinoic acid inducible gene I. These pathways lead to the activation of type I interferons and resistance to infection. In contrast to TLRs, very few studies have examined the role of NOD-like receptors in viral recognition and induction of adaptive immune responses to RSV. Caspase-1 plays an essential role in the immune response via the maturation of the proinflammatory cytokines IL-$1{\beta}$ and IL-18. However, the role of caspase-1 in RSV infection in vivo is unknown. We demonstrate that RSV infection induces IL-$1{\beta}$ secretion and that caspase-1 deficiency in bone marrow derived dendritic cells leads to defective IL-$1{\beta}$ production, while normal RSV viral clearance and T cell responses are observed in caspase-1 deficient mice following respiratory infection with RSV. The frequencies of IFN-${\gamma}$ producing or RSV specific T cells in lungs from caspase-1 deficient mice are not impaired. In addition, we demonstrate that caspase-1 deficient neonatal or young mice also exhibit normal immune responses. Furthermore, we find that IL-1R deficient mice infected with RSV exhibit normal Th1 and cytotoxic T lymphocytes (CTL) immune responses. Collectively, these results demonstrate that in contrast to TLR pathways, caspase-1 might not play a central role in the induction of Th1 and CTL immune responses to RSV.

• 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.