• 제목/요약/키워드: DNA staining

검색결과 479건 처리시간 0.027초

내수면 양식 어류에서 분리된 Edwardsiella 속 균주들의 유전학적 동정 및 생화학적 특성 (Genetic Identification and Biochemical Characteristics of Edwardsiella Strains Isolated from Freshwater Fishes Cultured in Korea)

  • 장문희;김근용;이유희;오윤경;이정호;송준영
    • 한국어병학회지
    • /
    • 제33권2호
    • /
    • pp.111-118
    • /
    • 2020
  • 우리나라 내수면 양식 어류로부터 Edwardsiella 속 세균 7개 균주를 분리하여 이들의 생화학적 특성 및 유전학적 특성을 조사하였다. 그 결과, 기존의 어류 병원성 세균으로 알려진 E. tarda 와 E. ictaluri 뿐 아니라, 최근 새로운 종으로 보고된 E. anguillarum과 E. piscicida를 성공적으로 분리 및 동정하여 우리나라 내수면 양식 어류에서 Edwardsiella 속의 다양한 종이 분리되는 것을 확인하였다. 뱀장어류에서 분리된 4개 균주는 E. anguillarum, E. piscicida 및 E. tarda로, 메기와 동자개로부터 분리된 2개 균주는 E. ictaluri로, 버들치로부터 분리된 1개 균주는 E. piscicida로 동정되었다. 또한, 이들의 생화학적 특성의 조사 결과, 이들은 대부분 E. anguillarum, E. ictaluri, E. piscicida 및 E. tarda의 각 종에 해당하는 전형적인 생화학적 특성을 나타내었으며, 유전자를 이용한 분자계통발생학적 분석 결과와도 일치하였다. 특히, 16S rRNA 및 gyrB 유전자를 이용하여 Edwardsiella 속 종의 명확한 분류가 가능함을 확인함으로써, Edwardsiella 속 세균의 분류학적 동정을 위한 마커로써의 가능성을 제시하였다. 본 연구의 결과, 우리나라 내수면 양식 어류로부터 다양한 Edwardsiella 속 종들이 분리되는 것을 확인하였으며, 이들 종들에 대한 체계적인 모니터링 및 숙주에 따른 병원성의 차이에 관한 연구가 필요함을 제안한다.

가잠의 전염성 연화병 및 농핵병 바이러스 증식에 관한 연구 (Multiplication of Infectious Flacherie and Densonucleosis Viruses in the Silkworm, Bombyx mori)

  • 김근영;강석권
    • 한국잠사곤충학회지
    • /
    • 제25권2호
    • /
    • pp.1-31
    • /
    • 1984
  • 가잠에 있어서 피해가 많은 전염성 연화병(Flacherie Virus; FV)과 농핵병 바이러스(Densonucleosis virus; DNV)의 증식에 관한 연구를 행하기 위하여 서당밀도 구배 초원심분리법에 의한 양바이러스의 정제 및 전자현미경에 의한 관찰, 바이러스 감염잠의 중장과 체액에서의 핵산과 단백질의 변동 및 감염중장 피막세포의 전자현미경에 의한 병리조직학적 관찰 등, 일연의 조사를 통하여 다음과 같은 연구결과를 얻었다. 1. 서당밀도구배에 의한 초원심분리법을 이용하여 FV 및 DNV를 분획한 결과, base line이 낮고 좌우상칭의 단일 peak를 나타내는 전형적인 바이러스 분획을 얻었으며, 또한 이들 바이러스의 negative 염색에 의한 전자현미경 관찰에서 FV는 27nm, DNV는 21nm의 균일한 구형입자임이 확인되었다. 2. 두 바이러스 감염잠의 체중은 바이러스 접종 6일 후부터, 중장중은 바이러스 접종 3일 후부터 건전잠에 비해 뚜렷한 감소를 나타냈다. 3. DNA의 양적 변화는 FV 및 DNV 감염잠에서 공히 중장에서는 전기간을 통해 건전잠에서 보다 높았고, 체액에서는 바이러스 접종 초ㆍ중기에는 큰 변화가 없고 바이러스 접종 7일 이후에는 건전잠에서 보다 훨씬 낮았다. 4. RNA의 양적 변화는 FV 및 DNV 감염잠에서 다같이 바이러스 접종 초기에 중장에서는 건전잠에 비해 높았고, 체액에서는 건전잠에 비해 매우 낮았으나, 바이러스 접종 말기에는 중장 및 체액의 경우 공히 건전잠에서 보다 현저히 낮았으며 그 정도는 DNV 감염잠에서 더 심했다. 5. FV 및 DNV 감염잠에서 중장과 체액의 단백질은 바이러스 접종 중기까지는 건전잠에 비해 큰 변화가 없었으나, 접종 말기에서는 건전잠에서 보다 월등히 낮았다. 6. 바이러스 접종 8일 후의 FV 및 DNV 감염잠 중장 RNA 전기영동상은 건전잠의 중장 RNA인 26S, 17S, 5S 및 4S의 4종 band와 동일했다. 7. FV 및 DNV 감염잠의 중장 단백질 전기영동상은 바이러스 접종 1일과 5일 후에는 건전잠의 것과 큰 차이가 없고, 접종 8일 후에는 건전잠에 존재하는 이동도가 낮은 L band가 양 바이러스 감염잠에서는 공히 소실되는 반면, 건전잠에서 볼 수 없는 이동도가 중간인 M band가 새로이 나타났으며 비교적 이동도가 높은 건전잠의 N band는 양 바이러스 감염잠에서는 2개로 분리되었다. 8. 체액단백질의 전기영동상은 FV 및 DNV감염잠 공히 건전잠의 것과 유사하나, 바이러스 접종 8일 후에는 양적인 감소를 나타내어 건전잠의 약 40%에 지나지 않았다. 9. FV 감염중장조직을 pyronin-methyl green 2종 염색을 하여 광학현미경으로 관찰한 결과, 바이러스 접종 8일 후의 중장원동세포내에서 A형 및 B형 봉입체가 형성되었음을 확인하였다. 10. FV감염 중장조직세포의 전자현미경 관찰에서는 바이러스 접종 5일 후에 배상세포의 'cytoplasmic wall'이 비대해지고 그 내부에 virus-specific vesicle이 형성되었으며, 바이러스 접종 8일 후에는 virus-specific vesicle, 바이러스 입자, linear structure, tubular structure 및 전자밀도가 높은 matrix 등의 바이러스 감염에 대한 특이적인 구조물이 배상세포의 세포질에서 관찰되었으며, microvilli내에서 바이러스 입자의 존재도 확정되었다. 특히 virus-specific vesicle 주위에서는 전자밀도가 높은 구형의 바이러스 입자 유사체가 관찰되었는데, 이것은 virus-specific vesicle 주위에서 바이러스 조립이 일어나는 것을 추정된다. 한편 원통세포 내에서 봉입체 관찰되고, 변형소구화된 배상세포가 중장강으로 탈락되는 것이 관찰되었다. 11. DNV감염 중장조직을 acridine orange 염색을 하여 형광현미경으로 관찰한 결과, DNV접종 5일 후에 본 바이러스 증식 장소인 원동세포핵의 비대가 뚜렷이 관찰되었다. 12. 전자현미경에 의해 DNV감염 중장조직세포를 관찰한 결과, 바이러스 접종 5일 후에 원동세포 핵내의 인이 소형 과립으로 붕괴되어 산재되었고, 접종 8일후에는 전자밀도가 높은 virogenic stroma가 출현하였으며, 감염 말기로 추정되는 핵내의 전자밀도가 전자보다 낮고 더욱 확대되어 핵의 대부분을 차지하는 virogenic stroma도 관찰되었다. 또한 이들 virogenic stroma내에서 바이러스 입자유사체가 관찰되는 것으로 보아 이 virogenic stroma는 바이러스 전구물질의 합성 및 바이러스 조립장소임을 시사하고 있다.

  • PDF

간질성 폐질환에서 p53 및 K-ras 암표지자의 발현 (p53 and K-ras Expression in Interstitial Lung Disease)

  • 오인채;김유일;김규식;유영권;김수옥;이은우;임성철;김영철;박경옥;박창수
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
    • /
    • 제51권3호
    • /
    • pp.201-210
    • /
    • 2001
  • 연구배경 : 환경, 작업성노출, 바이러스감염, 유전적소인, 면역학적 이상 등 다양한 원인들이 특발성폐섬유화증(Idiopathic pulmonary fibrosis, IPF)의 원인인자들로 추정되어지고 있으나 아직 그 원인 및 병태생려는 분명하지 않다. 그런데, IPF환자의 10-13%는 폐암으로 사망하며, IPF에서 7배정도 폐암의 발생위험도 IPF 환자의 기관지 폐포상피세포가 p53과 p21단백을 과발현하고 있음이 보고되고 있고, 만성적인 유전자 손상의 결과로 이 두가지 단백의 발현이 증가되어 있을 것으로 추정된다. 방 법 : 연구자는 간질성 폐질환조직에서 p53과 K-ras단백의 발현정도와 임상양상을 관찰하고자 폐생검(개흉 폐생검 : 15예, 경기관지 폐생검 : 23예)조직에서 간질성 폐질환으로 진단된 38예를 대상으로 p53과 K-ras단백의 발현여부를 면역조직화학염색을 이용하여 관찰하였다. 결 과 : 간질성 폐질환 조직에서 p53은 21.1%에서, K-ras는 65.8%에서 암표지자단백 발현이 관찰되었다. 대조군으로 시행한 10예의 정상 기관지점막 표피세포는 전 예에서 두가지 p53, K-ras단백들이 발현되지 않았다. 간질성 폐질환의 조직형에 따라 암표지자 발현율이 차이를 보였는데, p53은 NSIP의 경우 36.4%로 양성율이 높았고, BOOP, AIP, DIP, UIP의 순이었다. K-ras는 전반적으로 p53에 비해 양성율이 높게 나타나서 UIP와 AIP가 75.0%로 가장 높았고, BOOP, DIP, NSIP의 순으로 나타났다. 이환기간과 암표지자 발현율과의 관계는 p53의 경우 증상이 오래 지속될수록 양성율이 높은 경향을 보였으며, K-ras의 경우는 증상의 기간과 관계없이 58-68%의 일정한 발현율을 보였고 전반적으로 p53보다 높은 양성율을 보였다. 결 론 : 본 연구의 결과 정상인의 상피세포에서는 관찰되지 않았으나 간질성 폐질환의 상피세포에서 p53과 K-ras단백의 발현이 증가되었음을 관찰할 수 있었고, 이러한 세포성장 또는 세포고사 조절인자들의 발현이 간질성 폐질환의 병태생리에 어떠한 역할을 하며 폐암의 발생과는 어떠한 관계에 있는지는 아직 분명하지 않으며 계속적인 연구가 요구된다.

  • PDF

비강 및 부비동의 반전성 유두종에서 인유두종바이러스검출과 p53및 c-erbB-2의 발현 (Detection of Human Papillomavirus and Expression of p53, c-erbB-2 Protein in Inverted Papilloma of the Nasal Cavity and Paranasal Sinuses)

  • 조재식;백준;임상철;조연;윤제환;서덕중;박창수
    • 대한두경부종양학회지
    • /
    • 제17권2호
    • /
    • pp.162-168
    • /
    • 2001
  • Background: Inverted papilloma(IP) of the nasal cavity and paranasal sinuses is a benign neoplastic condition that can be associated with squamous cell carcinoma (SCC). Several studies have indicated an etiologic role for viruses in the development of inverted papilloma. And it is necessary to find out the significance of a biologic markers such as p53, c-erbB-2 to predict the malignant potential. The purposes of this study are to detect HPV in inverted papilloma of the nasal cavity and paranasal sinus, to examine role of HPV as an etiological agent, to examine the relationship between HPV subtype and malignant transformation of inverted papilloma, and to investigate the relation between expression rate of p53, c-erbB-2 and HPV in recurrent or malignant transformation cases. Material and Methods: Thirty two cases of inverted papilloma(IP) in the nasal cavity and paranasal sinuses were reviewed and classified into 3 groups; simple IP, IP with dysplasia group, IP with squamous cell carcinoma group. Paraffin embedded achival tissue was used in this study. The HPV was detected by in situ hybridzation (ISH) using HPV type 6/11, 16/18, 31/33/35 DNA probes. Expression of p53 and c-erbB-2 was examined by immunohistochemical staining. Results: 1) The HPV was detected in 6(19%) out of 32 cases. 2) The HPV 6/11 was dectected in 4 out of 21 cases of simple IP, HPV 16/18 in 1, HPV 31/33/35 in lout of 8 cases of IP with dysplasia respectively. 3) The positive expression of p53 was 13 cases out of 32 cases; 2 out of 21 cases of simple IP, all of 8 cases of IP with dysplasia and 3 cases of IP with squamous cell carcinoma 4) The positive expression of c-erbB-2 was in 24 out of 32 cases; 16 out of 21 cases of simple IP, 6 out of 8 cases of IP with dysplasia, 2 out of 3 cases of IP with squamous cell ca. 5) The recurrence of IP occurred in lout of 6 cases of positive for HPV, in 4 out of 26 cases negative for HPV. 6) The recurrence of IP occurred only in positive cases for p53. 7) The recurrence of IP occurred in 4(17%) out of 24 cases positive for c-erbB-2, in 1(13%) out of 8 cases negative for c-erbB-2. Conclusion: The p53 expression was associated with Inverted papillomas exhibiting evidence of malignant transformation. Also, there was a correlation between the p53 expression and recurrence.

  • PDF

비소세포폐암에서 DR5 TRAIL 수용체와 p53에 관한 면역조직화학적 분석 (Immunohistochemical Analysis for the Expression of DR5 TRAIL Receptor and p53 in Non-small Cell Lung Cancer)

  • 이계영;이정현;김순종;유광하
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
    • /
    • 제64권4호
    • /
    • pp.278-284
    • /
    • 2008
  • 연구배경: TRAIL 은 death 수용체(DR4, DR5)와 decoy 수용체(DcR1, DcR2)라는 독특한 수용체 시스템 덕분에 정상세포는 보호하고 종양선택적 살상능을 가진 유망한 항암제로 주목받고 있다. DR5 TRAIL 수용체는 wild-type p53 세포에서 DNA 손상항암제인 doxorubicine에 의해 발현 유도되는 p53-조절 death 수용체 유전자로 처음에 발견되었다. 폐암 조직에서 이러한 DR5와 p53 발현에 관연 연구 보고는 많지 않다. 본 연구에서 비소세포폐암 조직에서 면역조직화학적 방법을 이용하여 DR5 발현과 p53과의 상관관계를 중심으로 분석하였다. 방법: Avidin-biotinylated horseradish peroxidase complex를 이용하여 89예의 수술적 절제된 비소세포폐암 포르말린 고정조직에서 면역조직화학적 염색을 시행하였다. 1차 항체로는 anti-DR5 polyclonal antibody (Pro Sci Inc., Poway, CA)와 anti-p53 monoclonal antibody (DO-7, Novocastra, Inc, Manhasset, NY)를 이용하였다. DR5 발현에 대한 면역조직화학적 판정은 면역염색의 범위와 강도를 합산하여 다음과 같이 판정하였다; 0, non-staining; 1+, weak and diffuse(>50%) or focal (<50%) or moderate and focal; 2+, strong and focal or moderate and diffuse ; 3+, strong and diffuse. 2+ 이상을 고발현(high expression)으로 분류하였다. p53 발현 정도에 따른 p53 wild type과 mutant type의 구분은 3+의 강양성인 경우를 mutant type으로 판정하였고, 나머지 0, 1+, 2+ 발현은 wild type p53으로 판정하였다. 결과: 주변 정상폐조직에서의 DR5발현은 기관지점막에서 89%의 고발현율을 보였으나, type I, II 폐상피세포, 림프구, 평활근세포 등의 정상 세포에서는 거의 발현되지 않았다. 폐암 조직에서 DR5 고발현율은 편평상피암에서 28% (15/53), 선암에서 47% (15/32), 대세포암에서 50% (2/4)의 빈도를 보여 전반적으로 36%의 고발현율을 보였다. DR5 고발현율은 임상병기, 생존기간 등 임상 지표와 유의한 상관관계를 보여주지 못하였지만 p53 발현과는 유의한 역상관관계를 보여주었다. 결론: 비소세포폐암 조직에서 면역조직화학적 분석을 통하여 DR5 발현이 기관지점막을 제외하고는 종양 선택적임을 확인하였고 p53 발현과 유의한 역상관관계가 있음을 확인하였다. 이는 DR5가 p53 조절 유전자임을 in vivo에서 확인한 유력한 증거일 수 있다고 생각된다.

Adipogenesis관련 유전자발현감소와 Cell Cycle Arrest를 통한 EGCG와 Glucosamine-6-Phosphate의 Anti-Obesity 효과 (Anti-obesity effect of EGCG and glucosamine-6-phosphate through decreased expression of genes related to adipogenesis and cell cycle arrest in 3T3-L1 adipocytes)

  • 김꽃별;장성희
    • Journal of Nutrition and Health
    • /
    • 제47권1호
    • /
    • pp.1-11
    • /
    • 2014
  • 널리 음용되고 있는 녹차의 EGCG과 우리나라 국민의 상당수가 복용하고 있는 건강기능성 식품 성분인 글루코사민은 이전의 연구들을 통해서 지방세포의 분화를 억제하는데 효과가 있다고 보고되어왔다. 이 두 물질의 병합처리로 기대되어지는 지방세포에서의 adipogenesis 및 지방축적감소에 대한 상승효과는 검증된 바 없으며, 효과에 대한 cell cycle 차원에서의 접근은 없었다. 본 연구 결과에서 EGCG와 Glucosamine 6-phosphate는 adipogenesis 전사인자인 $PPAR{\gamma}$, $C/EBP{\alpha}$, SREBP1에 대한 직접적인 발현 억제 뿐아니라, $PPAR{\gamma}$, $C/EBP{\alpha}$, SREBP1와 매개된 FAS, ACSL1, LPL과 같은 adipogenic target 유전자의 발현 감소를 통하여 지방세포의 분화와 지방세포 내 지방축적을 감소시키는 효과를 나타냈다. 그리고 HSL과 perilipin의 발현조절을 통해 부분적인 lipolytic effet도 나타냈다. 또한 지방세포의 분화가 개시되는데 있어 중요한 DNA의 remodeling 과정인 mitotic clonal expansion (MCE) 과정 중 G0/G1 phase 단계에서 cell cycle 정지 유도와 그로인한 S phase 및 G2/M phase로 세포주기이행의 방해를 통해 지방세포가 분화되는 것은 억제하였다. 이러한 효과들은 EGCG 농도가 높아질수록, 그리고 EGCG를 단독으로 처리한경우보다 Glucosamine 6-phosphate와 병합하였을 때 효과적이었다. 따라서 EGCG 단독처리 및 glucosamine 6-phosphate와의 병합처리는 지방세포에서 adipogenesis와 adipogenic관련 유전자들의 발현 억제 및 MCE 단계의 cell cycle arrest를 통해 지방세포의 분화를 억제하고 지방축적을 감소시켜 항비만 효과를 나타냈으며, 이러한 효과는 두 성분의 병합처리에서 조금 더 효과적이었다고 할 수 있다. 비록 두 성분의 병합처리가 기대했던 만큼은 아니었으나 항비만 효과에 대한 상승효과가 있다고 볼 수 있다.

흰민들레, 고들빼기, 씀바귀 추출물의 암세포 증식 억제 효과 (Induction of Apoptosis in Human Cancer Cells with Extracts of Taraxacum coreanum, Youngia sonchifolia and Ixeris dentate)

  • 신성아;이해님;추강식;김형진;박병권;김병수;정지윤
    • 한국식품위생안전성학회지
    • /
    • 제31권1호
    • /
    • pp.51-58
    • /
    • 2016
  • 본 연구는 인체 유방암세포 SK-BR-3, MDA-MB-231과 위암세포 AGS를 대상으로 국화과 식물 중 흰민들레(Taraxacum coreanum, TC), 고들빼기(Youngia sonchifolia, YS), 씀바귀(Ixeris dentate, ID) 추출물에 의한 증식 억제효과를 비교 한 후, 가장 억제효율이 높은 추출물을 선택하여 apoptosis 유도 효과를 조사하였다. 암세포의 증식 억제효과는 TC 추출물에 의한 영향은 약한 반면, YS와 ID 추출물에 의한 영향은 농도 의존적으로 증가하는 것을 확인하였다. 세 가지 추출물 중 가장 효과가 뛰어난 ID 추출물을 이용하여 추가적으로 농도 설정을 진행한 다음 이후 실험을 진행하였다. ID 추출물에 의한 apoptosis 양성 세포를 확인하기 위해 DAPI assay를 진행한 결과, ID 추출물을 처치한 군에서 apoptotic body와 세포질 응축을 확인하였다. MTT assay와 DAPI staining의 결과를 바탕으로 ID 추출물이 SK-BR-3, MDA-MB-231, AGS 세포에서 apoptosis와 관련한 단백질 발현 양상에 미치는 영향을 확인하기 위해 western blot을 실시하였다. ID 추출물에 의해 SK-BR-3, MDA-MB-231, AGS 세포에서 pro-apoptosis인 Bax 단백질 발현은 농도 의존적으로 증가하였고, anti-apoptosis인 Bcl-2 단백질 발현은 SK-BR-3 세포에서는 발현의 변화가 거의 없었지만, MDA-MB-231과 AGS 세포에서는 감소하였다. 세포사멸의 주요임상지표인 Bax/Bcl-2 ratio는 MDA-MB-231세포에서 가장 유의적으로 증가하였다. 또한, 손상된 DNA를 복구하는 단백질인 PARP의 발현은 감소하면서, cleaved-PARP이 증가하였다. 이러한 결과들을 종합하였을 때, YS와 ID 추출물은 TC 추출물에 비해 암세포의 생존을 효과적으로 억제하였고, 특히 ID 추출물은 낮은 농도에서도 암세포의 생존 억제효과가 우수한 것을 확인하였다. 또한, ID 추출물에 의한 유방암세포 SK-BR-3, MDA-MB-231와 위암세포 AGS의 생존율 억제는 apoptosis 유도를 통해 이루어 지는 것으로 사료되며, 그 중 유방암세포 MDA-MB-231에서 apoptosis 유도 효과가 뛰어난 것을 미루어 보아, 유방암의 종류와 그 특징에 따른 차이를 보이지만 ID는 향후 유방암 예방 및 치료제로 개발 가능성을 제시하며, 추후 지속적인 연구를 통하여 in vivo에서의 ID 추출물의 항암효과에 대해 심도 있는 연구가 이루어 져야 할 것으로 사료된다.

히스톤 H3K4 메칠화효소 SET1A에 의한 지방세포 분화 촉진 (Histone H3K4 Methyltransferase SET1A Stimulates the Adipogenesis of 3T3-L1 Preadipocytes)

  • 김선후;정명호
    • 생명과학회지
    • /
    • 제27권10호
    • /
    • pp.1104-1110
    • /
    • 2017
  • 히스톤 H3K4의 메칠화는 3T3-L1의 지방세포의 분화를 촉진하는 것으로 알려져 있으나, 히스톤 H3K4 메칠화 효소인 SET1A가 지방세포 분화를 조절하는지에 대해서는 보고된 바가 없다. 그러므로 본 연구에서는 SET1A의 3T3-L1 지방세포의 분화조절과 기전을 연구하였다. SET1A의 발현은 3T3-L1 지방세포 분화과정에서 증가함을 관찰하였다. 3T3-L1 지방전구세포에서 siRNA을 이용하여 SET1A의 발현을 감소시키면 3T3-L1 지방전구세포의 분화가 억제됨을 관찰하여 SET1A가 3T3-L1 지방전구세포의 분화를 촉진함을 알 수 있었다. 이에 대한 조절기전을 알기 위해, SET1A의 발현을 감소시킨 3T3-L1 지방전구세포의 세포증식을 측정한 결과, 분화 초기 단계인 분화 후 2일 동안 3T3-L1 지방세포의 증식이 감소하였다. 또한 분화 후 7일 동안 지방세포세포 분화 조절인자들의 발현을 측정한 결과, SET1A의 발현을 감소시킨 3T3-L1 지방세포에서 $PPAR{\gamma}$의 발현이 감소하였다. 위와 같은 연구결과를 바탕으로, SET1A는 분화초기단계에서는 mitotic clonal expansion 단계를 촉진하고, 분화후기단계에서는 $PPAR{\gamma}$의 발현을 증가시켜 3T3-L1 지방세포의 분화를 촉진함을 알 수 있었다.

Synergistic effect of ionizing radiation and $\beta$-lapachone against tumor in vitro and in vivo

  • Park, Eun-Kyung;Kim, Young-Seok;Lee, Sang-wook;Ahn, Seung-Do;Shin, Seong-Soo;Park, Heon-Joo;Song, Chang-Won
    • 한국생물물리학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국생물물리학회 2003년도 정기총회 및 학술발표회
    • /
    • pp.80-80
    • /
    • 2003
  • ${\beta}$-lapachone(${\beta}$-Lap), a natural o-naphthoquinone, presents in the bark of the Lapacho tree. ${\beta}$-Lap is cytotoxic against a variety of human cancer cells and it potentiates the anti-tumor effect of Taxol. In addition, ${\beta}$-Lap has been reported to radiosensitize cancer cells by inhibiting the repair of radiation-induced DNA damage.In the present study, we investigated the cytotoxicity of ${\beta}$-Lap against RKO human colorectal cancer cells as well as the combined effect of ${\beta}$-LaP and ionizing radiation. An incubation of RKO cells with 5 ${\mu}$M of ${\beta}$-Lap for 4 h killed almost 90% of the clonogenic cells. An incubation of RKO cells with 5 ${\mu}$M of ${\beta}$-Lap for 4 h or longer also caused massive apoptosis. Unlike other cytotoxic agents, ${\beta}$-Lap did not increase the expression of p53 and p21 and it suppressed the NFkB expression. The expression of Caspase 9 and 3 was minimally altered by ${\beta}$-Lap. Radiation and ${\beta}$-Lap acted synergistically in inducing clonogenic cell death and apoptosis in RKO cells when ${\beta}$-Lap treatment was applied after but not before the radiation exposure of the cells. Interestingly, a 4 h treatment with 5 ${\mu}$M of ${\beta}$-Lap starting 5 h after irradiation was as effective as that starting immediately after irradiation. The mechanisms of ${\beta}$-Lap-induced cell killing is controversial but a recent hypothesis is that ${\beta}$-Lap is activated by NAD(P)H: quinone-onidoreductase (NQO1) in the cells followed by an elevation of cytosolic Ca$\^$2+/ level and activation of proteases leading to apoptosis. It has been reported that NQO1 level in cells is markedly up-regulated for longer than 10 h after irradiation. Indeed, using immunological staining of NQO1, we observed a significant elevation of NQO1 expression in RKO cells 5h after 2-4 Gy irradiation. Such a prolonged elevation of NQO1 level after irradiation may be the reasons why the ${\beta}$-Lap treatment applied S h after irradiation was as effective as that applied immediately after irradiation in killing the cells. In view of the fact that the repair of radiation-induced damage is usually completed within 1-2 h after irradiation, it is highly likely that the ${\beta}$-Lap treahment applied 5 h after irradiation could not inhibit the repair of radiation-induced damage. For in vivo study, RKO cells were injected S.C. into the hind-leg of Nu/Nu mice, and allowed to grow to 130 mm3 tumor. The mice were i.p. injected with ${\beta}$-lapachone or saline 2 h after irradiation of tumors with 10 Gy of X-rays. The radiation induced growth delay was increased by 2.4 $\mu\textrm{g}$/g of ${\beta}$-lapachone. Taken together, we may conclude that the synergistic interaction of radiation and ${\beta}$-Lap in killing cancer cells is not due to radiosensitization by ${\beta}$-Lap but to an enhancement of ${\beta}$-Lap cytotoxicity by radiation through an upregulation of NQO1. The fact that NQO1 is elevated in tumors and that radiation causes prolonged increase of the NQO1 expression may be exploited to preferentially kill tumor cells using ${\beta}$-Lap in combination with radiotherapy.

  • PDF