• 대한치과교정학회지
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• 제33권6호
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• pp.453-463
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• 2003

본 연구는 MC3T3El 조골세포가 저산소증에 반응하여 유발될 수 있는 세포 고사조절 기전을 구명하고자 함에 목적이 있다. $2\%$ 저산소증의 조건하에서 MC3T3El 조골세포는 DNA 사다리 분절 헝성을 보였으며 형광성 염료인 Hoechst 33258로 염색된 핵 구조 형태 관찰시 시간이 지남에 따라 세포고사 현상을 관찰할 수 있었다 Pancaspase 억제제인 Z-VAD-FMK나 특정한 caspase-3 억제제인 Z-DEVD-CHO로 사전 처치하였을 경우에는 저산소증에 의한 DNA 사다리 분절형성이 농축에 비례하여 억제되었다. caspase-3류의 프로테아제(DEVDase) 활성 증가가 세포고사 중에 관찰되었으나 caspase-1 (YVADase)의 활성은 없었다. 어떤 caspase가 세포고사에 관여하는지를 확인하기 위하여 anti-caspase-3 또는 anti-caspase-6의 항체를 이용한 western blotting이 시행되었다. caspase-3의 활성산물에 해당하는 17-KDa단백질과 caspase-6의 활성산물인 20-KDa 단백질이 세포용해물에서 발생되었다. 또한 시간 경과와 더불어 caspase-6의 활동의 상징인 Lamin A의 분열을 일으켰으며, 사이토크롬 C를 cytosol로 방출하였다. 이로써 저산소증에 의한 조골세포의 고사 과정에 사이토크롬 C의 방출이 포함된 caspase의 활성이 관여한다는 것을 확인할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제12권4호
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• pp.452-459
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• 2002

호중의 세포사멸은 자연적으로 일어나지만 여러 자극에 의한 신호에 의하여 증가하거나 지연된다. 본 연구에서는 세포 내 단백질 분비과정을 억제한다고 알려진 BFA가 호중구의 자연 세포사멸 및 세포사멸 지연에 어떠한 기작으로 작용하는가를 연구하였다. 호중구의 세포사멸은 사람 말초 혈액으로부터 분리하여 세포 배양 20시간 후 형태 변화, annexin V and propidium iodide의 염색, 및 DNA 전기영동 등으로 조사하였다. BFA는 농도 의존형으로 호중구의 세포사멸을 증가시킨다. CM-CSF나 LPS에 의한 세포사멸의 지연도 BFA에 의하여 억제되었다. 그러나 BFA의 영향은 db-cAMP, dexamethasone, 및 IL-8을 처리한 세포에서는 큰 영향을 받지 않았다. PKC-5의 억제제인 rottlerin에 의한 세포사멸의 지연은 BFA에 의하여 감소하였다. 그러나 BFA에 의한 세포사멸의 유도는 caspase-3 억제제인 zDEVD-fmk에 의하여는 영향을 받지 않았다. 한편, 세포사멸 억제에 관여하는 Mcl-1 단백질의 발현은 BFA의 처리에 의하여 감소하였다. 이들 결과들은 세포 내 단백질 분비 과정의 억제가 호중구의 세포사멸에 관여하며 이들의 작용은 Mcl-1 발현의 조절에 의한다는 것을 제시하고 있다.

• 생명과학회지
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• 제18권6호
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• pp.804-813
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• 2008

본 연구에서는 전통 민간의학에서 많이 사용되는 동충하초(C. militaris)의 항암 작용에 관한 근거 자료의 제시를 위하여 동충하초 열수 추출물(WECM)의 항암 기전 해석을 시도하였다. 이를 위하여 HepG2 인체 간암세포를 사용하였으며, WECM의 처리에 의하여 HepG2 세포의 증식은 처리 농도의 증가에 따라 매우 억제되었다. WECM 처리에 의한 HepG2 세포의 증식 억제는 암세포의 심한 형태적 변형을 수반하였고, 이는 apoptosis 유도와 연관성이 있음을 DAPI 염색을 통한 apoptotic body 출현의 증가 및 flow cytometry 분석에 의한 sub-G1 기에 속하는 세포 빈도의 증가로 확인하였다. WECM 처리에 의한 HepG2 세포의 증식 억제는 또한 종양 억제 유전자 p53 및 CDKI p21의 발현 증가와도 연관성이 있음을 알 수 있었다. WECM 처리에 의한 apopotosis 유도에서 pro-apoptotic 인자인 Bax의 발현이 전사 및 번역 수준에서 매우 증가하였으며, caspase-3의 활성이 매우 높게 증가되었다. 특히 caspase-3 특이적 억제제인 z-DEVD-fmk로 caspase-3의 활성을 인위적으로 차단시켰을 경우, WECM에 의한 HepG2 세포의 apoptosis 유발에 caspase-3이 중심적인 역할을 하고 있음을 알 수 있었다. 본 연구 결과는 WECM의 생화학적 항암기전 해석을 이해하고 향후 수행될 추가 실험을 위한 기초 자료로서 그 가치가 매우 높은 것으로 생각된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제37권6호
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• pp.714-720
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• 2008

본 연구에서는 동충하초(C. militaris)의 항암작용 기전 해석을 위하여 Hep3B 간암세포의 apoptosis 유발에 미치는 동충하초 열수추출물(WECM)의 영향을 조사하였으며, apoptosis 조절에 중요한 몇 가지 유전자들의 발현 및 활성 변화를 조사하였다. AECM 처리에 의한 Hep3B 세포의 증식억제는 형태적 변형을 동반한 apoptosis 유도와 연관성이 있음을 DAPI 염색을 통한 apoptotic body 출현의 증가 및 flow cytometry 분석에 의한 sub-G1 기에 속하는 세포 빈도의 증가로 확인하였다. AECM 처리에 의한 apopotosis 유도에서 Bcl-2 family에 속하는 몇 가지 유전자들의 발현은 큰 변화가 없었으나, caspase-3 및 -8의 활성이 매우 높게 증가 되었으며 이는 PARP 및 ${\beta}$-catenin 단백질의 분해와 연관성이 있었다. 또한 caspase-3 선택적 저해제인 z-DEVD-fmk로 caspase-3의 활성을 인위적으로 차단시켰을 경우, AECM에 의한 apoptois 유도 현상이 유의적으로 감소되어 AECM에 의한 Hep3B 세포의 apoptosis 유발에 caspase-3이 중요한 역할을 하고 있음을 알 수 있었다. 본 연구의 결과만으로 동충하초에 의한 간암세포의 증식억제 기전을 명확하게 제시할 수는 없으나, 이상의 결과들은 동충하초의 생화학적 항암기전 해석을 이해하는데 중요한 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제16권1호
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• pp.30-36
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• 2006

호중구의 세포사멸은 자연적으로 일어나지만 여러 외부자극에 의한 신호의 전달에 의하여 증가하거나 지연된다. 본 연구에서는 항암, 항생제로 개발된 프레닐 페놀계인 ascochlorin의 유도체 중에서 백혈구 암의 세포사멸을 유도하는 4-O-methyl-ascochlorin (MAC)이 호중구의 자연 세포사멸 및 지연되는 세포사멸에 어떠한 영향을 미치는가와 그 작용기작을 연구하였다. 호중구의 세포사멸은 사람 말초 혈액으로부터 분리하여 세포 배양 시간에 따라 형태 변화, annexin-V/propidium iodide의 염색, 및 DNA 전기영동 등으로 조사하였다. MAC는 농도 및 시간 의존 형으로 호중구의 세포사멸을 증가시켰다. 그러나 granulocyte macrophage-colony stimulating factor나 lipopolysaccharide 등에 의한 세포사멸의 지연은 MAC에 의하여 부분적으로 억제되었다. MAC에 의한 세포사멸의 유도는 pancaspase, caspase-8 및 caspase-3 억제제인 zVAD-fmk. zIETD-fmk, 및 zDEVD-fmk에 의하여 억제되었으며 procaspase-8과 procaspase-3의 단백질 양도 MAC로 처리한 호중구에서 현저히 감소하였다. 미토콘드리아 막 투과성은 MAC에 의하여 현저히 감소하였으나 zVAD-fmk에 의하여 완전히 봉쇄되지 못하였다. 이들 결과 들은 MAC에 의한 호중구 세포사멸의 증가는 caspase-8 및 caspase-3의 활성을 통하여 일어나지만 미토콘드리아의 막성분에는 영향이 없다는 것을 제시하고 있다.

• 한국환경성돌연변이발암원학회지
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• 제24권3호
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• pp.113-120
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• 2004

Chromium compounds are known human and animal carcinogens. In this study, the effects of sodium chromate on apoptosis and cell cycle were investigated in order to unveil the elements of early cellular responses to the metal. Using Chinese hamster ovary cells(CHO-K1-BH4), we found taht chromium (VI) treatment induced apoptosis in these cells, as signified by nuclear fragmentation, DNA laddering on agarose gel electrophoresis, and an increased proportionof cells with hypodiploid DNA. Preceding these changes, chromium (VI) treatment increased caspase 3 pritease activity and also increased expression of p53 protein, while the level of bcl2 protein was not changed. Coincubation with caspase inhibitor, Z-DEVD-FMK, inhibited chromium-induced apoptosis. In the flow cytometric analysis using propidium iodide fluorescence, an increase of cell population in G2/M phase was shown in cells exposed to at least 160 $\mu\textrm{m}$ of sodium chromate for 72h, form 9.8% for 0$\mu\textrm{m}$ chromium (VI) to 26.4% for 320$\mu\textrm{m}$ chromium(VI). Taken together, these findings suggest that chromium(VI)-induced apoptosis is accompanied by G2/M cell cycle arrest, and that p53-mediated pathway may be involved in positive regulation of G2/M arrest and a concurred apoptosis in CHO cells.

• 환경생물
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• 제21권3호
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• pp.303-307
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• 2003

Tributyltin (TBT) used world-wide in antifouling paints toy ships is a wide-spread environmental pollutant. At low doses, antiproliferative modes of action have been shown to be involved, whereas at higher doses apoptosis seems to be the mechanism of toxicity in reproductive organs by TBT. In this study, we investigated that the mechanisms underlying apoptosis induced by TBT in R2C cell. Effects of TBT on intracellular $Ca^{2+}$ level and reactive oxygen species (ROS) were investigated in R2C cells by fluorescence detector. TBT significantly induced intracellular $Ca^{2+}$ level in a time-dependent manner. The rise in intracellular $Ca^{2+}$ level was followed by a time-dependent generation of reactive oxygen species (ROS) at the cytosol level. Simultaneously, TBT induced the release of cytochrome c from the mitochondrial membrane into the cytosol. Furthermore, ROS production and the release of cytochrome c were reduced by BAPTA, an intracellular $Ca^{2+}$ chelator, indicating the important role of $Ca^{2+}$ in R2C during these early intracellular events. In addition, Z-DEVD FMB, a caspase -3 inhibitor, decreased apoptosis by TBT. Taken together, the present results indicated that the apoptotic pathway by TBT might start with an increase in intracellular $Ca^{2+}$ level, continues with release of ROS and cytochrome c from mitochondria, activation of caspases, and finally results in DNA fragmentation.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제27권11호
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• pp.1147-1153
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• 2004

Bladder cancer is a common cancer with high risk of recurrence and mortality. Intravesicle chemotherapy after trans-urethral resection is required to prevent tumor recurrence and progression. It has been known that antioxidants enhance the antitumor effect of bacillus Calmette-Guerin (BCG), the most effective intravesical bladder cancer treatment. Capsaicin, the major pungent ingredient in genus Capsicum, has recently been tried as an intravesical drug for overactive bladder and it has also been shown to induce apoptotic cell death in many cancer cells. In this study, we investigated the apoptosis-inducing effect and alterations in the cellular redox state of capsaicin in MBT-2 murine bladder tumor cells. Capsaicin induced apoptotic MBT-2 cell death in a time- and dose-dependent manner. The capsaicin-induced apoptosis was blocked by the pretreatment with Z-VAD-fmk, a broad-range caspase inhibitor, or Ac-DEVD-CHO, a caspase-3 inhibitor. In addition to the caspase-3 activation, capsaicin also induced cytochrome c release and decrease in Bcl-2 protein expression with no changes in the level of Bax. Furthermore, capsaicin at the concentration of inducing apoptosis also markedly reduced the level of reactive oxygen species and lipid peroxidation, implying that capsaicin may enhance the antitumor effect of BCG in bladder cancer treatment. These results further suggest that capsaicin may be a valuable intravesical chemotherapeutic agent for bladder cancers.

• Toxicological Research
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• 제18권2호
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• pp.183-190
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• 2002

The mechanism by which catechin-mediated cytotoxicity against tumor cells remains to be elusive. To elucidate the mechanical mights of anti-tumor effects, (-)epigallocatechin-gallate (EGCG) of catechin was applied to human prostate cancer DU 145 cells. Cell viability was measured by crystal violet staining. Cell lysates were wed to measure the catalytic activity of caspases by using fluorogenic peptide: Ac-DEVD-AMC for caspase-3 protease, Z-IETD-AFC for caspase-8 protease, Ac-LEHD-AFC for caspase-9 protease as substrates. The equal amounts of protein from cell lysate was separated on SDS-PAGE and analyzed by western blotting with anti-Fas antibody, anti-FasL antibody, anti-BCL2 antibody and anti-Bax antibody. (-)EGCG induced the death of DUl45 cells, which was revealed as apoptosis shown by DNA fragmentation. (-)EGCG induced the activation of caspase family cysteine proteases including caspase-3, -8 and -9 proteases in DU145 cells. Also, (-)EGCG increased the expression of Fas and Fas ligand (FasL) protein in DU145 colls. The expression level of BCL2 was decreased in (-)EGCG treated DU145 cells, whereas Bax protein was increased in a time-dependent manner. We suggest that (-)EGCG-induced apoptosis of DU145 cells is mediated by signaling pathway involving caspase family cysteine protease, mitochondrial BCL2-family protein and Fas/FasL.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권12호
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• pp.1997-2003
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• 2008

Cordyceps militaris is well known as a traditional medicinal mushroom and has been shown to exhibit immunostimulatory and anticancer activities. In this study, we investigated the apoptosis induced by an aqueous extract of C. militaris (AECM) via the activation of caspases and altered mitochondrial membrane permeability in human breast cancer MDA-MB-231 cells. Exposure to AECM induced apoptosis, as demonstrated by a quantitative analysis of nuclear morphological change and a flow cytometric analysis. AECM increased hyperpolarization of mitochondrial membrane potential and promoted the activation of caspases. Both the cytotoxic effect and apoptotic characteristics induced by AECM treatment were significantly inhibited by z-DEVD-fmk, a caspase-3 inhibitor, which demonstrates the important role of caspase-3 in the observed cytotoxic effect. AECM-induced apoptosis was associated with the inhibition of Akt activation in a time-dependent manner, and pretreatment with LY294002, a PI3K/Akt inhibitor, significantly increased AECM-induced apoptosis. The results indicated that AECM-induced apoptosis may relate to the activation of caspase-3 and mitochondria dysfunctions that correlate with the inactivation of Akt.