• 한국환경독성학회:학술대회논문집
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• 한국환경독성학회 2003년도 추계국제학술대회
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• pp.13-13
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• 2003

Methylmercury (MeHg) is a ubiquitous environmental toxicant that can be exposed to humans by ingestion of contaminated food including fish and bread. MeHg has been suggested to exert its toxicity through its high reactivity to thiols, generation of arachidonic acid and reactive oxygen species (ROS), and elevation of intracellular $Ca^{2+}$ levels (［$Ca^{2+}$］$_{i}$). However, the precise mechanism has not been fully defined. Here we show that phosphatidylcholine-specific phospholipase C (PC-PLC) is a critical pathway for MeHg-induced toxicity. MeHg activated the acidic form of sphingomyelinase (A-SMase) and group IV cytosolic phospholipase $A_2$ ($cPLA_2$) downstream of PC-PLC, but these enzymes as well as protein kinase C were not linked to MeHg's toxicity. Furthermore, MeHg produced ROS, which did not cause the toxicity. However, D6O9, an inhibitor of PC-PLC, significantly reversed the toxicity in a time- and dose-dependent manner in MDCK and SH-5YSY cells. Addition of EGTA to culture media resulted in partial decrease of [$Ca^{2+}$］$_{i}$ and partially blocked cell death. In contrast, D609 completely prevented cell death with parallel decreases in diacylglycerol and ［$Ca^{2+}$］$_{i}$. Together, our findings indicated that MeHg-induced toxicity was caused by elevation of ［$Ca^{2+}$]$_{i}$ through activation of PC-PLC. The toxicity was not attributable to the signaling pathways such as $cPLA_2$, A-SMase, and PKC, or to the generation of ROS.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제27권1호
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• pp.75-84
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• 2023

This study aimed to observe the protective effect of momordicine I, a triterpenoid compound extracted from momordica charantia L., on isoproterenol (ISO)-induced hypertrophy in rat H9c2 cardiomyocytes and investigate its potential mechanism. Treatment with 10 μM ISO induced cardiomyocyte hypertrophy as evidenced by increased cell surface area and protein content as well as pronounced upregulation of fetal genes including atrial natriuretic peptide, βmyosin heavy chain, and α-skeletal actin; however, those responses were markedly attenuated by treatment with 12.5 ㎍/ml momordicine I. Transcriptome experiment results showed that there were 381 and 447 differentially expressed genes expressed in comparisons of model/control and momordicine I intervention/model, respectively. GO enrichment analysis suggested that the anti-cardiomyocyte hypertrophic effect of momordicine I may be mainly associated with the regulation of metabolic processes. Based on our transcriptome experiment results as well as literature reports, we selected glycerophospholipid metabolizing enzymes group VI phospholipase A₂ (PLA2G6) and diacylglycerol kinase ζ (DGK-ζ) as targets to further explore the potential mechanism through which momordicine I inhibited ISO-induced cardiomyocyte hypertrophy. Our results demonstrated that momordicine I inhibited ISO-induced upregulations of mRNA levels and protein expressions of PLA2G6 and DGK-ζ. Collectively, momordicine I alleviated ISO-induced cardiomyocyte hypertrophy, which may be related to its inhibition of the expression of glycerophospholipid metabolizing enzymes PLA2G6 and DGK-ζ

• 생물정신의학
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• 제14권2호
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• pp.115-121
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• 2007

연구목적: 알코올의존에 내재된 분자생물학적 기전을 이해하고 알코올리즘 치료 약물의 새로운 표적을 알아내기 위해서는, 알코올에 반응하는 유전자 혹은 반응 경로를 알아내는 것이 필요하다. DNA microarray 기법의 발달로 고전적 연구 방법과 달리 동시에 수천 수만개의 유전자의 표현을 검사하는 것이 가능하게 되었다. 본 연구에서는 알코올을 흰쥐의 신경아교종 세포에 처리했을 때 어떤 유전자의 발현을 조절하는지 DNA microarray를 이용하여 알아보고자 하였다. 방 법: 흰쥐 신경아교종 C6 세포주를 배양하여 에탄올 처리하고 총 RNA를 분리한 후 유전자 발현 양상을 조사하기 위해 cDNA microarray를 수행하였다. 결 과: 에탄올 처리군과 대조군간의 유전자 발현의 차이를 비교 분석한 결과 에탄올이 처리된 군에서 대조군에 비해 15개의 유전자가 발현이 증가하였고 12개의 유전자가 발현이 감소하였다. 발현이 증가한 유전자는 Orthodenticle(Drosophila) homolog 1, procollagen type II, adenosine A2a receptor, GATA-bindning protein2를 포함하고 있었고, 발현이 감소한 유전자는 diacylglycerol kinase beta, PRKC, Protein phosphatase 1, clathrin-associated protein 17, nucleoporin p58, proteasome를 포함하였다. 결 론: 흰쥐의 신경아교종 세포주에 알코올을 처치하였을 때 급성기에 알코올에 반응하여 발현이 증가하거나 감소한 유전자는 전반적으로 전사의 조절, 신호전달체계, 허혈성 뇌손상의 중재, 신경세포의 퇴행에 관여하는 것들이었다. 본 연구는 유전자 발현 시스템을 이용하여 에탄올에 반응하는 새로운 후보 유전자들을 관찰하였다는데 의의가 있다.

• 대한수의학회지
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• 제38권4호
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• pp.712-719
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• 1998

Thyroid function is mainly regulated through cAMP and phophatidylinositol, and it is well known that TSH-stimulated thyroxine ($T_4$) release is inhibited by catecholamine from mouse thyroids via the ${\alpha}_1$-adrenoceptor stimulation. Previous study has established that the inhibition of $T_4$ release by ${\alpha}_1$-adrenoceptor stimulation results in activated protein kinase C (PKC). The purpose of this study was to determine if ion transport systems are involved in the inhibition of $T_4$ release elicited by ${\alpha}_1$-adrenergic agonist in mouse thyroids. TSH-, IBMX- and cAMP analogue-stimulated $T_4$ release were significantly inhibited by methoxamine, R59022 (diacylglycerol kinase inhibitor), and MDL (adenylate cyclase inhibitor). TSH-stimulated $T_4$ release could be inhibited by Bay K 8644 and cyclopiazoic acid, but not by verapamil and tetrodotoxin. The addition of nifedipine ($Ca^{2+}$ channel blocker), tetrodotoxin and lidocaine ($Na^+$ channel blockers), but not amiloride (EIPA) and ryanodine, completely blocked the inhibitory effects of methoxamine on $T_4$ release. TSH-stimulated $T_4$ release was also inhibited by benzamil ($Na^+-Ca^{2+}$ exchange inhibitor). TSH-, IBMX- and cAMP-stimulated $T_4$ release were inhibited by methoxamine or R59022, these effects were reversed by nifedipine. but not by verapamil. Furthermore, nifedipine reversed the inhibitory effects of benzamil and R59022 on TSH-stimulated $T_4$ release. These data suggest that the observed ${\alpha}_1$-adrenoceptor-mediated inhibition of $T_4$ release in mouse thyroids is the result of an increase in intracellular $Na^+$ or $Ca^{2+}$ effected via activation of fast $Na^+$ or nifedipine-sensitive $Ca^{2+}$ channels, and that $Na^+-Ca^{2+}$ exchange may play an important role in reducing thyroid hormone by increasing intracellular $Ca^{2+}$.

• 대한수의학회지
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• 제38권1호
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• pp.29-42
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• 1998

$Mg^{2+}$ is one of the most abundant divalent cations in mammalian body(0.2~1.0mM) and the important physiological roles are : first, the cofactor of many enzyme activities, second, the regulator of glycolysis and DNA synthesis, third, the important role of bioenergetics by regulating of phosphorylation, fourth, the influence of cardiac metabolism and function. In this work we have investigated the regulation of the $Mg^{2+}$ induced by ${\alpha}_1-adrenoceptor$ stimulation in perfused guinea pig hearts and isolated myocytes. The $Mg^{2+}$ content of the perfusate or the supernatant was measured by atomic absorbance spectrophotometry. The elimination of $Mg^{2+}$ in the medium increased the force of contraction of right ventricular papillary muscles, and the left ventricular pressure. Phenylephrine also enhanced the force of contraction in the presence of $Mg^{2+}-free$ medium. ${\alpha}_1-Agonists$ such as phenylephrine and methoxamine were found to induce $Mg^{2+}$ efflux in both perfused hearts and myocytes. These effects were blocked by prazosin, an ${\alpha}_1-adrenoceptor$ antagonist. The $Mg^{2+}$ influx could also be induced by phenylephrine and R59022, a diacylglycerol kinase inhibitor. In the presence of protein kinase C(PKC) inhibitors, phenylephrine produced an increase in $Mg^{2+}$ efflux from perfused hearts. Furthermore, $Mg^{2+}$ efflux by phenylephrine was amplified by phorbol 12-myristate 13-acetate(PMA). This enhancement of $Mg^{2+}$ efflux by PMA was blocked by prazosin in perfused hearts. By contrast, the $Mg^{2+}$ influx could be induced by verapamil, nifedipine, ryanodine in perfused hearts, but not in myocytes. $W^7$, a $Ca^{2+}$/calmodulin antagonist, completely blocked the phenylephrine-induced $Mg^{2+}$ efflux in perfused hearts. In conclusion, $Mg^{2+}$ is responsible for the cardiac activity associated with ${\alpha}_1-adrenoceptor$ stimulation. The mobilization of $Mg^{2+}$ is decreased or increased by ${\alpha}_1-adrenoceptor$ stimulation in guinea pig hearts. These responses may be related specifically to the respective pathways of signal transduction. A decrease in $Mg^{2+}$ efflux by ${\alpha}_1-adrenoceptor$ stimulation in hearts can be through PKC dependent and intracellular $Ca^{2+}$ levels.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 1994년도 춘계학술대회 and 제3회 신약개발 연구발표회
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• pp.186-186
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• 1994

Many agonists have been known to activate the hydrolysis of membrane phospholipids through the bindings with corresponding receptors on the various cells. Diacylglycerol and inositol 1,4,5-trisphosphate(IP3) generated by the action of phosphoinositide-specific phospholipase C (PI-PLC) are well known second messengers for the activation of protein kinase C and the mobilization of Ca2+ in many cells. Three types of PI-PLC isozyme (${\alpha}$,${\gamma}$, and $\delta$) and several subtrpes for each type have been identified from mammalian sources by purification of enzymes and cloning of their cDNAs. Each type PI-PLC isozyme is coupled to different receptors and mediators, for example, ${\beta}$-types are coupled to the seven-transmembrane-receptors via Gq family of G-proteins and ${\beta}$-types directly to the receptor tyrosine kinases. Specific modulators for the signaling pathway through each type of PI-PLC should be very useful as potential potential candidates for lend substances in developing novel drugs. To establish the sensitive and convenient screening systems for searching modulators on PI-PLC mediated signaling, two kinds of approaches have been tried. (1) Establishment of in vitro assay condition for each type of PI-PLC isozyme: Overexpression by using vaccinia virus and purification of each isozyme was carried out for the preparation of large amounts of enaymes. Optimum and sensitive assay condition for the measurements of PI-ELC activities were established. (2) Development of the cell lines in which each type of PI-PLC is permanently overexpressed: A fibroblast cell line (3T3${\gamma}$1-7) in which PI-PLC-${\gamma}$1 was overexpressed by using pZip-neo expression vector was developed and used for the measurement of PDGF-induced IP3 formation. The responses for IP3 formed in 3T3${\gamma}$1-7 cells by the treatment of PDGF is 8 times more sensitive than those in control cells. 3T3${\gamma}$l-7 cell is useful for the screening of the inhibitors on the PDGF-induced cellular responses from large number of samples in a small volume(50 ${\mu}$l) and short time(5-15 min). Using these systems, we screened hundreds of herb-extracts for the inhibition of PDGF-induced IP3 formation and selected several extracts that showed the inhibition as the candidates for isolation and characterization of active substances. The determination of the acting point of selected extracts or fractions in the PDGF signaling pathway has been analyzing.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제47권3호
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• pp.347-355
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• 1999

배경: Phospholipase C(PLC)는 세포의 성장, 분화, 변형(transformation)과 관련된 세포내 신호 전달과정에 중추적인 역할을 하는 효소이다. 이들 중 PLC-$\gamma$는 tyrosine kinase의 인산화에 의해 주로 활성화되는 데, 최근에 phosphatidic acid(PA), phosphatidy-linositol 3, 4, 5-trisphosphate($PIP_3$), tau 단백에 의한 활성화 기전이 밝혀진 바 있다. 특히 tau 단백은 bovine brain에서 arachidonic acid와 함께 PLC-$\gamma$를 활성화시키는 것으로 알려져 PLC-$\gamma$와 $PLA_2$ 사이의 cross-talk이 이루어질 가능성이 제시되고 있다. 최근 보고에 의하면 tau 단백과 같은 기전으로 PLC-${\gamma}1$ 활성화시키는 단백이 bovine lung에서 발견되었고, 이 활성화 단백을 정제 및 클론하여 AHNAK 단백임이 확인된 바 있다. 또한 PLC-${\gamma}1$이 유방암, 대장암, 위암 등에서 증가되어 있어 발암 과정과 연관되어 있음이 보고되어 왔으나 PLC-${\gamma}1$의 활성화 단백인 AHNAK 단백에 대해서는 질병과 관련되어 연구된 것이 아직 없는 실정이며 저자 등은 폐암 조직과 정상 폐조직에서 AHNAK 단백의 발현 양상을 연구하여 폐암의 발암과정에 AHNAK 단백이 관여함을 밝히고자 하였다. 대상 및 방법: 아주대학교 병원에 내원하여 폐암으로 수술을 받은 환자의 폐암 조직과 동일 환자의 정상 폐조직에서 AHNAK 단백의 발현양상을 western blot 분석과 면역조직화학적 염색방법을 통하여 조사하였다. 결과: 14예의 편평상피암 세포조직 중 8예 (57.1 %)와 14예의 선암 세포조직 모두에서 정상 대조군에 비해 AHNAK 단백의 발현이 증가하였고, 70 kDa~200kDa의 여러가지 분자량을 가지는 띠모양으로 나타났다. 면역조직화학적 염색에서도 정상 폐조직보다 폐암 조직내에서 강한 발색반응을 보였다. 결론: PLC-${\gamma}1$의 활성화 단백인 AHNAK 단백이 폐암 조직에서 정상 조직보다 과발현된 것은, AHNAK 단백이 PLC-${\gamma}1$을 활성화시켜 폐암의 발생 기전에 관여할 수 있음을 뒷받침한다고 하겠다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제49권3호
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• pp.310-322
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• 2000

배경 : Phospholipase C는 세포내 신호 전달과정의 초기 단계에 있어서， 매우 중요한 역할을 하는 효소로 알려져 있으며, 세포막에 존재하는 인지질 가운데 중요한 부분을 차지하는 $PIP_2$를 분해하여 제2전령물질인 DAG와 IP3를 생성한다. 이들 제2전령물질은 각각 PKC를 활성화시키고, 세포내의 $Ca^{2+}$농도를 증가 시켜서 세포내 여러 단백질 효소들을 활성화시키는 동시에, PLC 효소는 자체적으로 갖고 있는 고유의 SH2, SH3 및 PH domains 등의 기능 영역을 통해, 다른 신호 전달 인자들과 상호 작용하고, 세포막의 재구성이나, 세포분열, 발안과정에 관여 하게 된다. 이에 저자 등은 이전의 연구에서, 인체 정상 폐조직에서 PLC-${\beta}1$, -${\beta}3$, -${\gamma}1$ 및 -${\delta}1$ 동위효소가 존재함을 보고하였으며, bovine lung 내에서 PLC-${\gamma}1$ 동위 효소를 활성화 시키는 AHNAK 단백을 분리, 정제 및 클로닝 하였고, 이 AHNAK 단백이 인체 폐암조직내에서 정상조직에 비해 증가 되어 있음을 보고하여, 폐암의 발암과정에 있어서 칼슘-inositol 신호전달체계의 이상이 연관 되어있음을 제시하였다. 하지만 아직 인체 폐암조직이나 다른 종류의 폐질환에 대해서는， PLC 동위효소의 발현양상에 대한 보고가 없었으므로, 이에 저자 등은 수술로 적출한 인체 폐암 조직 내에서 PLC 동위 효소의 발현을 연구하여, 폐암의 발암과정에서 이들 효과가 갖는 역할을 규명하고자 하였다. 대상 및 방법 : 아주 대학교 병원에 내원하여 원발성 폐암으로 수술적 절제술을 받은 환자중에서, 신선냉동상태의 암조직과 동일환자의 정상폐조직이 확보가, 가능했던 37예의 환자를 대상으로 하였다. 이들조직을 대상으로 PLC-${\beta}1$, -${\beta}3$, -${\gamma}1$ 및 -${\delta}1$ 동위효소에 대해 Western blot 분석을 시행하였고, 대표적인 표본에 대해서는 PLC-${\gamma}1$에 대한 면역조직화학검사를 시행하였다. 결과 : 연구의 대상이었던 15예의 선암조직 모두에서, PLC-${\gamma}1$ 동위효소의 과발현을 관찰할 수 있었으며, 편평상피세포암 19예 중 16예에서 PLC-${\gamma}1$의 발현이 정상조직에 비해 증가하였음이 확인되었다. PLC-${\delta}1$ 동위효소의 경우, 대부분의 폐암조직에 감소되어 있었다. 하지만 이와는 반대로, 일부 선암 및 편평상피 암 조식(각3예)에서는, 현저한 증가를 보이기도 했다. 또한, 비록 그 증례수가 적기는 하였지만, 소세포 폐암 4예에서는, 모두에서 정상 폐조직보다, PLC-${\delta}1$ 효소의 발현이 현저히 감소되어 있음을 관찰하였다. 결론 : 이상의 결과로 미루어 폐암 조직 내에서 PLC-${\gamma}1$ 동위효소의 발현이 증가되어 있었는데, 이는 저자등이, 이미 보고한바 있는, PLC-${\gamma}1$의 활성화 AHNAK의 과발현과 함께, 폐암의 발암과정에, 칼슘-inositol 신호전달 채계의 이상이 관여할것이라는 실험적인 증거가 될수 있다고 하겠다. 하지만, PLC-${\delta}1$ 동위효소의 감소에 대해서는, 좀더 구체적인 기전의 규명 및 PLC-${\delta}1$ 효소의 역할에 대한 보다 많은 연구가 필요할것으로 사료된다.