• 생명과학회지
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• 제15권6호
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• pp.994-1004
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• 2005

Dihydrofolate reductase (dhfr) promoter에는 전사 인자 Spl과 E2F가 결합하는 cis-acting 배열을 가지고 있다. dhfr 유전자의 전사는 세포 주기 Gl/S기 동안 최대의 발현을 나타낸다. 또한 Spl 전사 인자는 dhfr 유전자 발현의 활성화 및 불활성화를 조절하는 다양한 역할에 대한 연구가보고 되고 있으며, 최근 Spl-Rb과 E2F4-pl30 복합체가 CHOC400 세포에서 dhfr 유전자 발현에 안정한 형태를 형성하여 dhfr 발현을 억제한다는 연구 결과가 보고되었다. 본 연구에서는 Rb-양성 골육종 세포인 U2OS 및 Rb음성인 자궁경부암 C33A 세포에서 histon deacetylase (HDAC)에 대한 특이적인 저해제인 trichostatn A (TSA)를 처리한 후 세포주기 조절에 중심적 인자들인 dhfr cyclin E 및 cyclin A의 전사활성에 대한 HDACl의 기능을 조사하였다. U2OS 및 C33A 세포에서 TSA를 처리한 후, dhfr, cyclin E, cyclin A에 대한 mRNA 및 단백질 발현을 조사한 결과 U2OS 세포 특이적으로 dhfr cyclin E의 mRNA 발현과 단백질 발현이 크게 증가하였지만, cyclin A의 발현은 감소하였다. U2OS 세포에서 dhfr promoter construct에 대한 전사활성을 검사한 결과, TSA 처리는 dhfr promoter 영역으로부터 E2F 결합부위를 제거시킨 DHFR-Spl-luc를 통하여 dhfr promoter활성이 약 14배 증가되었다, 그러나 dhfr promoter 영역으로부터 Spl 결합부위를 제거시킨 DHFR-E2F-luc 영역을 포함하고 있는 promoter 활성은 TSA 처리에 의해 크게 증가되지 않았다. 본 연구에서 이러한 결과는 HDACI이 Spl을 통하여 dhfr promoter활성을 제어한다는 사실을 입증하였다. 한편 TSA는 U2OS 세포에서 HDAC의 활성을 통해서 세포주기 관련 인자들 가운데서 Gl 후기부터 활성화되는 대표적인 인자들인 dhfr과 cyclin E의 발현을 증가시키지만 G2 기에서 활성화되는 대표적인 인자인 cyclin A의 발현을 억제하는 상반된 기능을 가지고 있다는 사실을 확인하였다.

• Molecules and Cells
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• 제28권1호
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• pp.1-5
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• 2009

Vascular endothelial growth factor (VEGF) is essential for many angiogenic processes both in normal and pathological conditions. However, the signaling pathways involved in VEGF-induced angiogenesis are incompletely understood. The protein kinase D1 (PKD1), a newly described calcium/calmodulin-dependent serine/threonine kinase, has been implicated in cell migration, proliferation and membrane trafficking. Increasing evidence suggests critical roles for PKD1-mediated signaling pathways in endothelial cells, particularly in the regulation of VEGF-induced angiogenesis. Recent studies show that class IIa histone deacetylases (HDACs) are PKD1 substrates and VEGF signal-responsive repressors of myocyte enhancer factor-2 (MEF2) transcriptional activation in endothelial cells. This review provides a guide to PKD1 signaling pathways and the direct downstream targets of PKD1 in VEGF signaling, and suggests important functions of PKD1 in angiogenesis.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제56권5호
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• pp.465-484
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• 2004

배 경 : 인슐린 양 성장 인자(IGF) 결합 단백질-3(IGFBP-3)은 IGF와 결합하여 IGF의 세포 분열 촉진 및 항세포 고사 기전을 억제할 뿐 아니라 IGF와는 독립적으로 세포고사를 유도함으로써 비소세포성 폐암 세포주의 성장을 억제한다. 방 법 : 본 연구에서 저자들은 IGFBP-3 promoter의 hyper-methylation이 IGFBP-3 단백 발현에 어떠한 역할을 하는가를 연구하였다. 또한 비소세포성 폐암 세포주에서 methylation된 IGFBP-3 promoter에서 유전자 발현을 억제하는 기전을 연구하였다. 결 과 : 본 연구에 사용된 15 종의 비소세포성 폐암 세포주 중 7종 (46.7%)에서 IGFBP-3 promoter의 methylation 이 관찰되었으며, 23명의 I기 환자 검체 중 16 (69.7%), 9명의 II기 환자 검체중 7 (77.8%), 5명의 IIIA 환자 검체중 4 (80%), 6명의 IIIB 환자 검체중 4 (66.7 %), 그리고 6 명의 IV기 환자검체중 6명 모두에서 (100%) promoter 의 methylation 이 관찰되었다. 이 비소세포성 폐암 세포주에서 promoter methylation 상태는 IGFBP-3 단백 및 mRNA 발현양상과 잘 일치하였으며, IGFBP-3의 발현이 억제되었던 비소세포성 폐암 세포주들 중 일부의 세포에서 demethylating 약제인 5'-aza-2'-deoxycytidine (5'-aza-dC) 처리 후 그 발현이 회복되었다. IGFBP-3 promoter 활성도에 중요한 역할을 하는 Sp-1/Sp-3 결합 요소는 IGFBP-3 단백 발현이 억제된 비소세포성 폐암 세포주에서 methylation되어 있었으며, 이 요소의 methylation 은 Sp-1 전사 인자의 결합을 억제하였다. ChIP assay 결과에서 IGFBP-3 promoter의 methylation 상태는 Sp-1/Sp-3 결합 요소에 Sp-1, methyl-CpG binding protein-2 (MeCP2), 그리고 histone deacetylase (HDAC)의 결합에 영향을 주며, 이는 5'-aza-dC 처리에 의하여 역전 되었다. Sp-1/Sp-3 결합 요소를 포함하고 있는 IGFBP-3 promoter의 in vitro methylation은 promoter activity를 현저히 감소시켰으며 이는 MeCP2 단백을 동시에 발현 시켰을 때 더욱 억제되며 5'-aza-dC 처리시 회복되었다. 결 론 : 이러한 결과들은 IGFBP-3 promoter의 methylation이 IGFBP-3 발현을 억제하는 하나의 기전이며, HDAC의 모집을 유도함으로서 MeCP2가 IGFBP-3 발현 억제에 중요한 역할을 함을 보이는 것이다. 이런 현상은 비소세포성 폐암에서 진단 당시의 진행된 병기와도 관계가 있어 IGFBP-3 promoter의 methylation 상태가 비소세포성 폐암의 발암 기전 및 진행에 중요한 역할을 하고 있음을 보이고 있으며, 나아가 조기 진단 및 암 예방영역에서 하나의 생물학적 지표로도 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제43권2호
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• pp.231-239
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• 2016

담배에서 후성유전관련 유전자의 발현연구를 위해 담배유래 시토신 DNA 탈메틸화 관련 NtROS2a 유전자를 과발현 및 RNAi 식물체를 육성하였다. 이들 형질전환체들은 고염 및 산화 스트레스하에서 내성이 증진되었으며, 다양한 표현형변이를 보였다(Lee et al. 2015). 본연구에서는 선발된 과발현 (OX1), RNAi 식물체(RNAi 13) 및 대조식물체(WT)를 이용하여 Agilent Tobacco 4 X 44K Oligo chip으로 microarray분석을 수행하였다. OX1과 RNAi13 계통을 이용하여 WT과 함께 비교 분석한 결과, 대부분 세포 내 이온 수송, 영양 공급 등과 같은 물질대사와 생물적 비생물적 스트레스 및 methylation과 관련되어 영향을 주는 유전자들에서 up-regulation 되었고, 물질대사관련 유전자와 세포 내 기능유전자의 역할을 담당하는 조효소, 그리고 다양한 스트레스 및 메틸레이션 관련 유전자군에서 또한 down-regulation되었다. 각각의 up-, down-regulation된 유전자들을 WT과 비교하여 qRT-PCR을 수행한 결과, KH domain-containing protein, MADS-box protein 및 Zinc phosphodiesterase ELAC protein 유전자들에서 발현이 높게 나타났으며, 반면에 pentatricopeptide (PPR) repeat-containing protein, histone deacetylase HDAC3 protein 및 protein kinase는 0.4 ~ 1.0-fold 발현양이 감소되었다. 따라서 DNA glycosylase를 암호화하는 NtROS2a 유전자는 demethylation과 관련되어 담배 식물체에서 다양한 전사레벨을 조절하는 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제17권7호통권87호
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• pp.976-982
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• 2007

본 연구는 분화 전단계인 C2C12 myoblast세포에 중요한 후천적 기작의 하나인 DNA 히스톤 단백질의 아세틸화를 조절하였을 때 일어나는 변화를 살펴본 결과, 히스톤 탈아세틸화 효소를 trichostatin A로서 억제시키자 C2C12 myoblast 세포가 smooth muscle로 분화하였다. 이는 immunofluorescentstaining을 통해 smooth muscle ${\alpha}-actin$의 발현 증가를 trishostatin A로 처리한 세포에서 관찰하였으며, DAPI 염색을 통해 대조군 세포와 비교하여 세포의 증식이 많이 억제됨을 관찰하였다. 또한 real-time PCR 결과는 smooth muscle ${\alpha}$-actin과 transgelin mRNA의 발현이 trichostatin A 처리군 세포에서 현저히 증가함을 보여주었다. 이러한 결과를 바탕으로 히스톤 단백질의 탈아세틸화 억제는 C2C12 myoblast 세포의 분화에 매우 중요한 역할을 하며, 또한 C2C12 myoblast 세포를 골격근인 다핵의 myotube로 분화시키지 않고, smooth muscle로 분화시킴을 알 수 있었다. 이것은 분명히 HDAC억제제 인 trichostatin A가 DNA 히스톤 단백질의 HDAC 효소에 의한 탈아세틸화를 강력히 억제하고, 이러한 HDAC효소의 억제는 세포주기에 있어서 증식과 분화를 조절하는 유전자들의 발현을 조절하였음을 시사한다. 이를 검증하기 위해 세포주기 조절인자인 p21과 cyclin Dl mRNA의 발현을 조사한 결과 세포를 증식단계로 진행하는데 있어서 필수적인 cdk 억제제인 p21 mRNA의 발현이 trichostatin A로 처리한 세포에서 현저히 증가함을 보였으며, 세포 증식을 유도하는 cyclin Dl mRNA의 발현은 trichostatin A를 처 리 한 후 24시간 후 유의하게 감소함을 보였는데 이는 trichostatin A가 세포증식을 억제하는 초기단계에서 cyclin Dl 유전자의 발현을 조절함을 보여준다. 향후 연구에서는 또 하나의 중요한 후천적 기작인 DNA 메틸화와 히스톤 아세틸화가 유전자 발현을 조절하는데 있어서 상호작용에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제19권7호
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• pp.871-877
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• 2009

대표적인 histone deacetylase inhibitor 저해제의 일종일 sodium butyrate에 의한 인체백혈병 U937세포의 증식 억제에 관한 기전 연구를 세포주기 조절 측면에서 조사하였다. MTT assay 및 flow cytometry 분석을 통하여 sodium butyrate의 처리 농도 증가에 따른 U937 세포의 증식억제는 세포주기 G1 arrest 및 apoptosis 유발에 의한 것임을 확인하였다. RT-PCR및 Western blotting 결과에서 sodium butrate에 의한 G1 arrest는 세포주기 G1기에서 S기로의 진입에 중요한 역할을 하는 cyclin D1, E, A, cyclin-dependent kinase (Cdk) 4 및 Cdk6발현의 저해와 p21 및 p27과 같은 Cdk inhibitor의 발현 증가와 연관성이 있었다. Sodium butyrate는 또한 retinoblastoma protein (pRB)및 p130 단백질의 인산화를 저해시켰으나, S기 진행에 중요한 전사조절인자인 E2F-1 및 E2F-4의 의 발현에는 큰 영향이 없었다. 그러나 sodium butyrate에 의한 pRB 및 p130단백질의 인산화 저해는 pRB와 E2F-1및 p130과 E2F-4와의 결합력을 증사시켰다. 본 연구의 결과는 U937세포의 증식억제에 pRB/p130 인산화 억제 및 Cdk inhibitors의 발현 증가가 중요한 역할을 하고있음을 보여주는 것으로, sodium butyrate의 항암기전 이해에 중요한 자료가 될 것이다.

• Oncology Letters
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• 제41권6호
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• pp.3464-3474
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• 2019

The EF-hand calcium binding protein tescalcin (TESC) is highly expressed in various human and mouse cancer tissues and is therefore considered a potential oncogene. However, the underlying mechanism that governs TESC expression remains unclear. Emerging evidence suggests that TESC expression is under epigenetic regulation. In the present study, the relationship between the epigenetic modification and gene expression of TESC in gastric cancer was investigated. To evaluate the relationship between the methylation and expression of TESC in gastric cancer, the methylation status of CpG sites in the TESC promoter was analyzed using microarray with the Illumina Human Methylation27 BeadChip (HumanMethylation27_270596_v.1.2), gene profiles from the NCBI Dataset that revealed demethylated status were acquired, and real-time methylation-specific PCR (MSP) in gastric cancer cells was conducted. In the present study, it was demonstrated that the hypermethylation of TESC led to the downregulation of TESC mRNA/protein expression. In addition, 5-aza-2c-deoxycytidine (5'-aza-dC) restored TESC expression in the tested gastric cancer cells except for SNU-620 cells. ChIP assay further revealed that the methylation of the TESC promoter was associated with methyl-CpG binding domain protein (MBD)1, histone deacetylase (HDAC)2, and Oct-1 and that treatment with 5'-aza-dC facilitated the dissociation of MBD1, HDAC2, and Oct-1 from the promoter of TESC. Moreover, silencing of TESC increased MBD1 expression and decreased the H3K4me2/3 level, thereby causing transcriptional repression and suppression of cell survival in NCI-N87 cells; conversely, overexpression of TESC downregulated MBD1 expression and upregulated the H3K4me2 level associated with active transcription in SNU-638 cells. These results indicated that the differential expression of TESC via the modification status of the promoter and histone methylation controled cell survival in gastric cancer cells. Overall, the present study provided a novel therapeutic strategy for gastric cancer.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제15권5호
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• pp.2169-2177
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• 2014

Matrine, a main active component extracted from dry roots of Sophora flavecens, has been reported to exert antitumor effects on A549 human non-small lung cancer cells, but its mechanisms of action remain unclear. To determine effects of matrine on proliferation of A549 cells and assess possible mechanisms, MTT assays were employed to detect cytotoxicity, along with o flow cytometric analysis of DNA content of nuclei of cells following staining with propidium iodide to analyze cell cycle distribution. Western blotting was performed to determined expression levels of Bax, Bcl-2, VEGF and HDAC1, while a microarray was used to assessed changes of miRNA profiles. In the MTT assay, matrine suppressed growth of human lung cancer cell A549 in a dose- and timedependent manner at doses of 0.25-2.5 mg/ml for 24h, 48h or 72h. Matrine induced cell cycle arrest in G0/G1 phase and decreased the G2/M phase, while down-regulating the expression of Bcl2 protein, leading to a reduction in the Bcl-2/Bax ratio. In addition, matrine down regulated the expression level of VEGF and HDAC1 of A549 cells. Microarray analysis demonstrated that matrine altered the expression level of miRNAs compared with untreated control A549 cells. In conclusion, matrine could inhibit proliferation of A549 cells, providing useful information for understanding anticancer mechanisms.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제81권1호
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• pp.80-87
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• 2018

Background: Asthma is a disease of chronic airway inflammation with heterogeneous features. Neutrophilic asthma is corticosteroid-insensitive asthma related to absence or suppression of $T_H2$ process and increased $T_H1$ and/or $T_H17$ process. Macrolides are immunomodulatory drug that reduce airway inflammation, but their role in asthma is not fully known. The purpose of this study was to evaluate the role of macrolides in neutrophilic asthma and compare their effects with those of corticosteroids. Methods: C57BL/6 female mice were sensitized with ovalbumin (OVA) and lipopolysaccharides (LPS). Clarithromycin (CAM) and/or dexamethasone (DXM) were administered at days 14, 15, 21, 22, and 23. At day 24, the mice were sacrificed. Results: Airway resistance in the OVA+LPS exposed mice was elevated but was more attenuated after treatment with CAM+DXM compared with the monotherapy group (p<0.05 and p<0.01). In bronchoalveolar lavage fluid study, total cells and neutrophil counts in OVA+LPS mice were elevated but decreased after CAM+DXM treatment. In hematoxylin and eosin stain, the CAM+DXM-treated group showed less inflammation additively than the monotherapy group. There was less total protein, interleukin 17 (IL-17), interferon ${\gamma}$, and tumor necrosis factor ${\alpha}$ in the CAM+DXM group than in the monotherapy group (p<0.001, p<0.05, and p<0.001). More histone deacetylase 2 (HDAC2) activity was recovered in the DXM and CAM+DXM challenged groups than in the control group (p<0.05). Conclusion: Decreased IL-17 and recovered relative HDAC2 activity correlated with airway resistance and inflammation in a neutrophilic asthma mouse model. This result suggests macrolides as a potential corticosteroid-sparing agent in neutrophilic asthma.

• Molecules and Cells
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• 제38권4호
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• pp.297-303
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• 2015

Skeletal muscle insulin resistance, which increases the risk for developing various metabolic diseases, including type 2 diabetes, is a common metabolic disorder in obesity and aging. If potential treatments are to be developed to treat insulin resistance, then it is important to fully understand insulin signaling and glucose metabolism. While recent large-scale "omics" studies have revealed the acetylome to be comparable in size to the phosphorylome, the acetylation of insulin signaling proteins and its functional relevance to insulin-stimulated glucose transport and glucose metabolism is not fully understood. In this Mini Review we discuss the acetylation status of proteins involved in the insulin signaling pathway and review their potential effect on, and relevance to, insulin action in skeletal muscle.