Amyloid beta ($A{\beta}$) peptide has been implicated in the pathogenesis of Alzheimer's disease and has been reported to induce apoptotic death in cell culture. Cysteine Proteases, a family of enzymes known as caspases, mediate cell death in many models of apoptosis. In the present study, we examined the caspase activity and cell death in $A{\beta}$-treated SHSY5Y cells, as an attempt to elucidate the relationship between the type of caspase and $A{\beta}$-induced cell death. $A{\beta}$ at 20 ${\mu}M$ induce activation of caspase-3, 8 and 9 activity, but not the caspase-1. Caspase-3, 8 and 9 were processed by Ab treatment, consistent with the activity assay. Inhibition of the caspase activities by the selective inhibitors, however, marginally affected the cell death induced by $A{\beta}$. Taken together, the results indicate that $A{\beta}$-induced cell death may be independent of caspase activity and rather, the enzymes might be activated as a result of the cell death.
Yeram Choi;Sangkyu Park;Seul Lee;Ha-Eun Shin;Sangil Kwon;Jun-Kyu Choi;Myeong-Heon Lee;Seung-Yong Seo;Younghee Lee
Biomolecules & Therapeutics
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v.31
no.5
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pp.526-535
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2023
Breast cancer is the most common cancer and a frequent cause of cancer-related deaths among women wordlwide. As therapeutic strategies for breast cancer have limitations, novel chemotherapeutic reagents and treatment strategies are needed. In this study, we investigated the anti-cancer effect of synthetic homoisoflavane derivatives of cremastranone on breast cancer cells. Homoisoflavane derivatives, SH-17059 and SH-19021, reduced cell proliferation through G2/M cell cycle arrest and induced caspase-independent cell death. These compounds increased heme oxygenase-1 (HO-1) and 5-aminolevulinic acid synthase 1 (ALAS1), suggesting downregulation of heme. They also induced reactive oxygen species (ROS) generation and lipid peroxidation. Furthermore, they reduced expression of glutathione peroxidase 4 (GPX4). Therefore, we suggest that the SH-17059 and SH-19021 induced the caspase-independent cell death through the accumulation of iron from heme degradation, and the ferroptosis might be one of the potential candidates for caspase-independent cell death.
Lee, Young Ah;Kim, Kyeong Ah;Min, Arim;Shin, Myeong Heon
Parasites, Hosts and Diseases
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v.52
no.4
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pp.355-365
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2014
The enteric protozoan parasite Entamoeba histolytica is the causative agent of human amebiasis. During infection, adherence of E. histolytica through Gal/GalNAc lectin on the surface of the amoeba can induce caspase-3-dependent or -independent host cell death. Phosphorylinositol 3-kinase (PI3K) and protein kinase C (PKC) in E. histolytica play an important function in the adhesion, killing, or phagocytosis of target cells. In this study, we examined the role of amoebic PI3K and PKC in amoeba-induced apoptotic cell death in Jurkat T cells. When Jurkat T cells were incubated with E. histolytica trophozoites, phosphatidylserine (PS) externalization and DNA fragmentation in Jurkat cells were markedly increased compared to those of cells incubated with medium alone. However, when amoebae were pretreated with a PI3K inhibitor, wortmannin before being incubated with E. histolytica, E. histolytica-induced PS externalization and DNA fragmentation in Jurkat cells were significantly reduced compared to results for amoebae pretreated with DMSO. In addition, pretreatment of amoebae with a PKC inhibitor, staurosporine strongly inhibited Jurkat T cell death. However, E. histolytica-induced cleavage of caspase-3, -6, and -7 were not inhibited by pretreatment of amoebae with wortmannin or staurosporin. In addition, we found that amoebic PI3K and PKC have an important role on amoeba adhesion to host compartment. These results suggest that amebic PI3K and PKC activation may play an important role in caspase-independent cell death in Entamoeba-induced apoptosis.
An, Fu-Fei;Liu, Yuan-Chong;Zhang, Wei-Wei;Liang, Lei
Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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v.14
no.10
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pp.5895-5900
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2013
Dictamnine (Dic) has the ability to exert cytotoxicity in human cervix, colon, and oral carcinoma cells and dihydroartemisinin (DHA) also has potent anticancer activity on various tumour cell lines. This report explores the molecular mechanisms by which Dic treatment and combination treatment with DHA and Dic cause apoptosis in human lung adenocarcinoma A549 cells. Dic treatment induced concentration- and time-dependent cell death. FCM analysis showed that Dic induced S phase cell cycle arrest at low concentration and cell apoptosis at high concentration in which loss of mitochondrial membrane potential (${\Delta}{\Psi}m$) was not involved. In addition, inhibition of caspase-3 using the specific inhibitor, z-DQMD-fmk, did not attenuate Dic-induced apoptosis, implying that Dic-induced caspase-3-independent apoptosis. Combination treatment with DHA and Dic dramatically increased the apoptotic cell death compared to Dic alone. Interestingly, pretreatment with z-DQMD-fmk significantly attenuated DHA and Dic co-induced apoptosis, implying that caspase-3 plays an important role in Dic and DHA co-induced cell apoptosis. Collectively, we found that Dic induced S phase cell cycle arrest at low concentration and cell apoptosis at high concentration in which mitochondria and caspase were not involved and DHA enhanced Dic induced A549 cell apoptosis via a caspase-dependent pathway.
Cytosine arabinoside(AraC) inhibits DNA synthesis and ${\beta}$-DNA polymerase, an enzyme involved in DNA repair. This, a potent antimitotic agent, is clinically used as an anticancer drug with side effect of severe neurotoxicity. Earlier reports suggested that inhibition of neuronal survival by AraC in sympathetic neuron may be due to the inhibition of a 2'-deoxycytidine-dependent process that is independent of DNA synthesis or repair and AraC induced a signal that is triggers a cascade of new mRNA and protein synthesis, leading to apoptotic cell death in cultured cerebellar granule cells. The present study would suggest whether caspase family(ICE/CED-3-like protease) involved in AraC-induced apoptosis pathway of PC12 cells. It was observed that treatment of PC12 cells with AraC led to decrease of viability by MTT assay and morphology changes, which did not suggest that AraC induced apoptosis in PC12 cells. The mRNA of caspase-1/caspase-3 were expressed in PC12 cells constitutively, and AraC did not activate caspase family. These results suggest that caspase-1/caspase-3 may not be required for AraC-induced cell death pathway in PC12 cells.
Jung, Hyun Il;Jo, Mi Jeong;Kim, Hyung-Rak;Choi, Yung Hyun;Kim, Gun-Do
Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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v.15
no.7
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pp.2993-2999
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2014
Saccharina japonica is a family member of Phaeophyceae (brown macro-alga) and extensively cultivated in China, Japan and Korea. Here, the potential anti-cancer effect of n-hexane fraction of S. japonica was evaluated in SK-Hep1 human hepatocellular carcinoma cells. The N-hexane fraction reduced cell viability and increased the numbers of apoptotic cells in a both dose- and time-dependent manner. Apoptosis was activated by both caspase-dependent and independent pathways. The caspase-dependent cell death pathway is mediated by cell surface death receptors and activated caspase-8 amplified the apoptotic signal either through direct activation of downstream caspase-3 or pro-apoptotic proteins (Bad, Bax and Bak) subsequently leading to the release of cytochrome c. On the other hand, caspase-independent apoptosis appeared mediated by disruption of mitochondrial membrane potential and translocation of AIF to the nucleus where they induced chromatin condensation and/or large-scale DNA fragmentation. In addition, the n-hexane fraction induced endoplasmic reticulum (ER)-stress and cell cycle arrest. The results suggested that potential anti-cancer effects of n-hexane extract from S. japonica on SK-Hep1 cells.
Paclitaxel is known as a potent inhibitor of microtubule depolymerization. It leads to mitotic arrest and cell death by stabilizing the spindle in various cell types. Here, we investigated the effects of paclitaxel on the proliferation and cell death of rabbit articular chondrocytes. Paclitaxel inhibited proliferation in a dose- and time- dependent manner, determined by MTT assay in rabbit articular chondrocytes. We also established paclitaxel-induced G2/M arrest by fluorescent activated cell sorter (FACS) analysis. Paclitaxel increased expression of cyclin B, p53 and p21, while reducing expression of cdc2 and cdc25C in chondrocytes, as detected by Western blot analysis. Interestingly, paclitaxel showed the mitotic catastrophe that leads to abnormal nucleus division and cell death without DNA fragmentation through activation of caspase. Cell death by mitotic catastrophe in cells treated with paclitaxel was suppressed by inhibiting G1/S arrest with 2 mM thymidine. These results demonstrate that paclitaxel induces cell death via mitotic catastrophe without activation of casepase in rabbit articular chondrocytes.
Proceedings of the Korean Society of Applied Pharmacology
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2003.11a
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pp.67-67
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2003
Minocycline is known to protect neurons from microglia-mediated cell death in many experimental models of brain diseases including ischemic stroke, Huntingtons disease (HD), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), traumatic brain injury, multiple sclerosis, and Parkinsons disease. When the activity of caspases was assessed using their fluorescent peptide substrates, activation of caspase-2, 3, 8, and 9 was evident within 2 8 hr following oxidative insult with 0.5 mM hydrogen peroxide in PC12 cells. Minocycline significantly attenuated activation of these caspases up to 18 hr, resulting a significant increase in the cell viability as assessed by MTT assay as well as trypan blue staining. However, cleavage of alpha-spectrin and a cdk5 activator p35, which are known to be substrates for calpain, remained unchanged in the presence of minocycline, suggesting that minocycline did not block caspase-3-independent cell death or necrosis. Moreover, co-treatment with minocycline and a calpain inhibitor calpeptin synergistically inhibited hydrogen peroxide-induced cell death. These data suggest that minocycline directly inhibited apoptosis, but not necrosis, after oxidative insult in PC12 cells.
The nucleoside analogue gemcitabine (2', 2-difluorideoxycytide) is potential against a wide variety of solid tumors and considered to be one of the most active drugs in the treatment of non-small cell lung cancer (NSCLC). In this study, we investigated the signals of gemcitabine-induced apoptosis, especially in point of caspase pathway in A549. We exposed A549 cells to gemcitabine for dose/time dependent manner and the results showed that gemcitabine induced apoptotic cell death in a time/dose-dependent manner. We also treated to gemcitabine and Z-VAD-fmk as a pan-caspase inhibitor for 24 hours. Gemcitabine alone induced 35.3% cell death, and co-treatment with gemcitabine and Z-VAD-fmk induced 15.1% apoptotic cell death. Our results demonstrated that Z-VAD-fmk as a pan-caspase did not completely block the gemcitabine-induced apoptosis. Western blotting analysis showed that gemcitabine increased caspase-3, active caspase-8, p21 and p53 protein expressions in A549. Co-treatment with Z-VAD-fmk completely blocked caspase-3 and active caspase-8 protein expressions, but did not change the level of p21 and p53 protein expressions. Our data indicate that gemcitabine induced apoptosis through caspase-dependent and -independent pathways in A549.
Granzyme A (GzmA) was identified as a cytotoxic T lymphocyte protease protein expressed in the nucleus. A number of nuclear proteins are well known as GzmA substrates, and GzmA is related with caspase-independent apoptosis. Histones H1, H2B, and H3 were identified as GzmA substrates through in vitro experiment with purified nucleosome. Here, we demonstrated that histone H3 was cleaved by GzmA in vivo during staurosporine-induced cell death. Moreover, histone H3 cleavage was blocked by the GzmA inhibitor nafamostat mesylate and by GzmA knockdown using siRNA. Taken together, we verified that histone H3 is a real substrate for GzmA in vivo in the Raji cells treated by staurosporin.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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