• 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.

• 한국식품과학회지
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• 제34권1호
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• pp.114-117
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• 2002

연교의 메탄올 추출물로부터 caspase 저해물질을 분리하였으며, ESI-MS, $^1H-NMR$, $^13C-NMR$, DEPT 등의 기기분석 자료에 의하여 rengyolone으로 동정하였다. 이 물질은 $IC_{50}\;6.25\;{\mu}g/mL$의 농도에서 etoposide가 처리된 U937 세포주의 caspase-3 유도 저해를 나타내었다. 또한 rengyolone은 $Interleukin-1{\beta}$가 처리된 D10S 세포에서 caspase-1의 유도저해활성을 나타내었으며, $IC_{50}$값은 $7.5\;{\mu}g/mL$이었다.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제11권2호
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• pp.47-63
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• 2004

In most tissues, apoptosis plays a pivotal role in normal development and in regulation of cell number. Therefore inappropriate apoptosis is revealed in a variety of diseases. This study was carried out to investigate the effects of acupuncture and needle electrode electrical stimulation on the change of caspase-3, 9 and neuronal nitric oxide synthase (nNOS) immunoreactive cells in the sprague dawley rats (SD rat). In immobilized SD rats (n=5), enhanced caspase-3 and caspase-9 expression were detected in the reticular part of substantia nigra, and enhanced nNOS was detected in the dorsolateral periaqueductal gray (DL-PAG) of midbrain and the paraventricular nucleus (PVN) of the hypothalamus using immunohistochemistry. Following the immobilization, acupuncture (n=5) and needle electrode electrical stimulation (n=5, 2 Hz) was applied at H$\acute{e}$g$\breve{u}$ (LI4) acupoint of SD rats, respectively. The stress-induced enhancement in the expression of caspase-3, 9 and nNOS were The present results demonstrate that and needle electrode electrical stimulation are effective in the modulation of expression of caspase-3, 9 and nNOS induced by immobilization.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제24권2호
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• pp.126-135
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• 2001

Quinacrine (QU), a phospholipase-A2 (PLA-2) inhibitor has been used clinically as a chemotherapeutic adjuvant. To understand the mechanisms leading to its chemotherapeutic effect, we have investigated QU-induced apoptotic signaling pathways in human cervical squamous carcinoma HeLa cells. In this study, we found that QU induced cytochrome c-dependent apoptotic signaling. The release of pro-apoptotic cytochrome c was QU concentration- and time-dependent, and preceded activation of caspase-9 and -3. Flow cytometric FACScan analysis using fluorescence intensities of $DiOC_6$/ demonstrated that QU-induced cytochrome c release was independent of mitochondrial permeability transition (MPT), since the concentrations of QU that induced cytochrome c release did not alter mitochondrial membrane potential (${\blacktriangle}{\Psi}_m$). Moreover, kinetic analysis of caspase activities showed that cytochrome c release led to the activation of caspase-9 and downstream death effector caspase-3, Caspase-3 inhibitor (Ac-DEVD-CHO) partially blocked QU-induced apoptosis, suggesting the importance of caspase-3 in this apoptotic signaling mechanism. Supplementation with arachidonic acid (AA) sustained caspase-3 activation induced by QU. Using inhibitors against cellular arachidonate metabolism of lipooxygenase (Nordihydroxyguaiaretic Acid, NDGA) and cyclooxygenase (5,8,11,14-Eicosatetraynoic Acid, ETYA) demonstrated that QU-induced apoptotic signaling may be dependent on its role as a PLA-2 inhibitor. Interestingly, NDCA attenuated QU-induced cytochrome c release, caspase activity as well as apoptotic cell death. The blockade of cytochrome c release by NDCA was much more effective than that attained with cyclosporin A (CsA), a MPT inhibitor. ETYA was not effective in blocking cytochrome c release, except under very high concentrations. Caspase inhibitor z-VAD blocked the release of cytochrome c suggesting that this signaling event is caspase dependent, and caspase-8 activation may be upstream of the mitochondrial events. In summary, we report that QU induced cytochrome c-dependent apoptotic signaling cascade, which may be dependent on its role as a PLA-2 inhibitor. This apoptotic mechanism induced by QU may contribute to its known chemotherapeutic effects.

• IMMUNE NETWORK
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• 제12권5호
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• pp.213-216
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• 2012

Our previous report showed that polyacetylene compound, 1-Heptadecene-11, 13-diyne-8, 9, 10-triol (PA) from the root of Cirsium japonicum var. ussuriense has anti-inflammatory activity. In this study we investigated the role of the PA as inhibitor of caspase-1, which converts prointerleukin-$1{\beta}$ (proIL-$1{\beta}$) to active IL-$1{\beta}$ and is activated by inflammasome involved in the inflammatory process. We tested the effect of PA on the production of pro-inflammatory cytokines, IL-$1{\beta}$ in murine macrophage cell line, RAW264.7. PA inhibited lipopolysaccharide (LPS)-induced IL-$1{\beta}$ production by macrophages at a dose dependent manner. PA also suppressed the activation of caspase-1. The mRNA level of ASC (apoptosis-associated spec-like protein containing a CARD), an important adaptor protein of inflammasome, was decreased in the PA treated group. Therefore our results suggest that the anti-inflammatory effect of PA is due to inhibit the caspase-1 activation.

• 생명과학회지
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• 제18권11호
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• pp.1499-1506
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• 2008

식용 및 약용으로 이용되는 산초(Zanthoxylum schinifolium)의 줄기로부터 항암활성 성분을 분리하기 위하여, 산초 줄기를 유기용매로 추출하고 각 추출물의 인체 급성백혈병 암세포에 대한 독성 및 세포자살 유도 활성을 조사하였다. Methanol (SS-7), methylene chloride (SS-8), ethyl acetate (SS-9), n-butanol (SS-10)로 추출한 각 시료와 유기용매 추출 후 잔여분획 (SL-14)의 세포 독성을 인체 급성백혈병 Jurkat T 세포주를 대상으로 조사한 결과, 암세포에 대한 세포독성이 주로 methylene chloride 추출분획인 (SS-8)에서 확인되었다. Methylene chloride 추출물 (SS-8)의 Jurkat T 세포주에 대한 세포독성의 기전은 mitochondria로부터cytochrome c 방출, caspase-9 및 caspase-3의 활성화, PARP 분해, internucleosomal DNA fragmentation 등의 일련의 생화학적 반응을 수반하며, 항 세포자살단백질인 Bcl-xL단백질의 과발현에 의해 억제되는 세포자살 기전임을 확인하였다. FADD가 disruption된 Jurkat T cell clone I2.1 ($FADD^{-/-}$) 및 caspase-8가 결핍된 Jurkat T cell clone I9.2 (caspase-$8^{-/-}$)와 함께 the wild-type Jurkat T cell clone A3에 미치는 SS-8의 세포독성작용을 비교 분석한 결과, wild-type Jurkat A3, FADD-deficient Jurkat clone I2.1및 caspase-8-deficient Jurkat clone I9.2 모두는 SS-8의 세포독성에 대해 유사한 정도의 감수성을 나타내었다. 이는 SS-8에 의해 유도되는 apoptosis에 있어서, Fas/FasL system이 관계되지 않음을 시사한다. 한편, SS-8를 GC-MS 분석하여, 9,12-octadecanoic acid (18.62%), 2,4-dihydro-5-methyl-4-(1-methylethylidene)-2-(4-nitrophenyl)- 3H-pyrazol-3-one (14.97%), hexadecanoic acid (14.23%), (z,z)-6,9-pentadecadien-1-ol (13.73%), 5,6-dimethoxy- 2-methyl benzofuran (10.95%), 그리고 4-methoxy-2-methylcinnamic acid (5.38%) 등을 포함한 16가지의 구성 성분과 그 조성비를 확인하였다. 이상의 연구결과는 산초 줄기에 함유된 항암 활성에 대한 규명과 이해를 증진시킨다.

• 생명과학회지
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• 제25권11호
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• pp.1235-1243
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• 2015

황흑산은 동의보감의 복강과 장옹의 처방을 위해 기록된 처방전으로 오랫동안 사용되어 왔으나, 항암 효능에 대한 구체적인 연구는 전혀 이루어진 바 없다. 본 연구에서는 AGS 인체 위암세포를 대상으로 황흑산 처리에 의한 증식억제와 연관된 apoptosis 유발 및 관련 기전 연구를 수행하였다. AGS 위암세포에 황흑산 추출물을 처리함에 처리 농도 의존적으로 증식이 억제되었으며, 이는 apoptosis 유발과 연관성이 있음을 핵의 형태적 변형과 sub-G1기 세포의 축적 등으로 확인하였다. 황흑산 추출물에 의한 apoptosis 유도에는 pro-apoptotic Bax 단백질의 발현 증가와 anti-apoptotic Bcl-2의 발현 감소 및 미토콘드리아에서 세포질로의 cytochrome c 유리와 연관성이 있었으며, 세포 내 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)의 축적을 증가시켰다. 또한 황흑산 추출물에 의한 apoptosis 유발은 caspases (caspase-3, -8 및 -9)의 활성을 증가시켰으며, poly (ADP-ribose)-polymerase 단백질의 단편화를 초래하였다. 그러나 ROS scavenger 및 pan-caspases inhibitor는 황흑산 추출물에 의한 apoptosis의 유발을 거의 완벽하게 억제하였으며, 암세포의 증식억제도 차단하였다. 이상의 결과는 황흑산 추출물에 의한 apoptosis가 ROS 생성 및 caspase 활성 의존적으로 일어남을 의미하는 것으로 황흑산의 항암기전 해석을 이해하고 향후 지속적인 연구를 위한 유용한 자료로 사용될 것이다.

• 생명과학회지
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• 제28권11호
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• pp.1268-1276
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• 2018

Cytidine analog decitabine (DEC)은 핵산 합성의 억제제로서 골수이형성 증후군 및 급성 골수성 백혈병 치료제로 사용되고 있다. 산화질소 합성에서 번역 단계를 억제하는 것으로 알려진 ammonium pyrrolidine dithiocarbamate (PDTC)는 $NF-{\kappa}B$의 대표적인 억제제이다. 본 연구에서는 인체 위암 AGS 세포를 대상으로 DEC와 PDTC의 병용 처리에 따른 세포증식 억제 기전을 조사하였다. 본 연구의 결과에 따르면 PDTC에 의한 AGS 세포의 증식 억제 효과는 DEC에 의해 농도 의존적으로 유의하게 증가하였으며, 이는 G2/M기의 세포주기 정지 및 apoptosis 유도와 관련이 있었다. PDTC와 DEC의 병용 처리에 의한 세포 사멸의 유도는 DNA 손상 유도와 관련이 있음을 H2AX의 인산화 증가로 확인하였다. 아울러 PDTC와 DEC의 병용 처리는 미토콘드리아 막 전위의 파괴를 유도하고, 세포 내 활성산소종(ROS)의 생성과 Bax의 발현을 향상시키고, Bcl-2 발현을 감소시켰으며 미토콘드리아에서 세포질로의 cytochrome c 유출을 증가시켰다. 또한 PDTC과 DEC의 병용 처리는 외인성 및 내인성 apoptosis 개시 caspase에 해당하는 caspase-8과 caspase-9의 활성뿐만 아니라 caspase-3의 활성화와 PARP 단백질의 분해를 유도하였다. 결론적으로 본 연구의 결과는 PDTC와 DEC의 병용 처리가 DNA 손상을 유발하고, ROS 증가와 연계된 외인성 및 내인성 apoptosis 사멸 경로를 활성화시킴으로써 AGS 세포의 증식을 억제하였음을 의미한다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제38권1호
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• pp.22-27
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• 2014

Background: Research has been conducted with regard to the development of methods for improving the pharmaceutical effect of ginseng by conversion of ginsenosides, which are the major active components of ginseng, via high temperature or high-pressure processing. Methods: The present study sought to investigate the anticancer effect of heat-processed American ginseng (HAG) in human gastric cancer AGS cells with a focus on assessing the role of apoptosis as an important mechanistic element in its anticancer actions. Results and Conclusion: HAG significantly reduced the cancer cell proliferation, and the contents of ginsenosides Rb1 and Re were markedly decreased, whereas the peaks of less-polar ginsenosides [20(S,R)-Rg3, Rk1, and Rg5] were newly detected. Based on the activity-guided fractionation of HAG, ginsenoside 20(S)-Rg3 played a key role in inducing apoptosis in human gastric cancer AGS cells, and it was generated mainly from ginsenoside Rb1. Ginsenoside 20(S)-Rg3 induced apoptosis through activation of caspase-3, caspase-8, and caspase-9, as well as regulation of Bcl-2 and Bax expression. Taken together, these findings suggest that heat-processing serves as an increase in the antitumor activity of American ginseng in AGS cells, and ginsenoside 20(S)-Rg3, the active component produced by heat-processing, induces the activation of caspase-3, caspase-8, and caspase-9, which contributes to the apoptotic cell death.

• Journal of Ginseng Research
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• 제43권2호
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• pp.172-178
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• 2019

Inflammation is an innate immune response that protects the body from pathogens, toxins, and other dangers and is initiated by recognizing pathogen-associated molecular patterns or danger-associated molecular patterns by pattern-recognition receptors expressing on or in immune cells. Intracellular pattern-recognition receptors, including nucleotide-binding oligomerization domain-like receptors (NLRs), absent in melanoma 2, and cysteine aspartate-specific protease (caspase)-4/5/11 recognize various pathogen-associated molecular patterns and danger-associated molecular patterns and assemble protein complexes called "inflammasomes." These complexes induce inflammatory responses by activating a downstream effector, caspase-1, leading to gasdermin D-mediated pyroptosis and the secretion of proinflammatory cytokines, such as interleukin $(IL)-1{\beta}$ and IL-18. Ginsenosides are natural steroid glycosides and triterpene saponins found exclusively in the plant genus Panax. Various ginsenosides have been identified, and their abilities to regulate inflammatory responses have been evaluated. These studies have suggested a link between ginsenosides and inflammasome activation in inflammatory responses. Some types of ginsenosides, including Rh1, Rg3, Rb1, compound K, chikusetsu saponin IVa, Rg5, and Rg1, have been clearly demonstrated to inhibit inflammatory responses by suppressing the activation of various inflammasomes, including the NLRP3, NLRP1, and absent in melanoma 2 inflammasomes. Ginsenosides have also been shown to inhibit caspase-1 and to decrease the expression of $IL-1{\beta}$ and IL-18. Given this body of evidence, the functional relationship between ginsenosides and inflammasome activation provides new insight into the understanding of the molecular mechanisms of ginsenoside-mediated antiinflammatory actions. This relationship also has applications regarding the development of antiinflammatory remedies by ginsenoside-mediated targeting of inflammasomes, which could be used to prevent and treat inflammatory diseases.