• 생명과학회지
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• 제27권10호
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• pp.1104-1110
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• 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.

• Molecules and Cells
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• 제37권1호
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• pp.43-50
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• 2014

Jumonji domain-containing proteins (JMJD) catalyze the oxidative demethylation of a methylated lysine residue of histones by using $O_2$, ${\alpha}$-ketoglutarate, vitamin C, and Fe(II). Several JMJDs are induced by hypoxic stress to compensate their presumed reduction in catalytic activity under hypoxia. In this study, we showed that an H3K27me3 specific histone demethylase, JMJD3 was induced by hypoxia-inducible factor (HIF)-$1{\alpha}/{\beta}$ under hypoxia and that treatment with Clioquinol, a HIF-$1{\alpha}$ activator, increased JMJD3 expression even under normoxia. Chromatin immunoprecipitation (ChIP) analyses showed that both HIF-$1{\alpha}$ and its dimerization partner HIF-$1{\beta}$/Arnt occupied the first intron region of the mouse JMJD3 gene, whereas the HIF-$1{\alpha}/{\beta}$ heterodimer bound to the upstream region of the human JMJD3, indicating that human and mouse JMJD3 have hypoxia-responsive regulatory regions in different locations. This study shows that both mouse and human JMJD3 are induced by HIF-1.

• 생명과학회지
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• 제27권4호
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• pp.482-499
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• 2017

Allergy 질환은 지난 십여년 동안 개발도상국을 포함해서 전 세계적으로 증가하고 있다. Allergy 염증 반응은 수지상 세포와 같은 항원제시 세포에 의한 allergy 항원섭취를 시작으로 하여 Th2 면역 반응에 의해서 일어난다. 장내 미생물은 신체의 대사나 생리적 기능을 조절하고, 생애 초기의 면역 체계 성숙과 일생 동안 면역 체계 항상성 및 상피세포 총체성에 기여한다. Bifidobacteria는 Th1/Th2 balance에 strain-specific 한 면역 자극 특성을 가지며, TSLP와 IgE 발현을 억제 시키고 Flg과 FoxP3 발현을 촉진 시켜 allergy를 완화시킨다. 또한 Unmethylated CpG motif ODN은 B 세포와 수지상 세포의 TLR9에 의해 인식 되어 선천성과 적응성 면역 반응을 유도하고, Clostridium butyricum에 의해서 생산된 butyrate는 수지상 세포의 anti-inflammatory 유전자의 발현을 유도하기 위해 GPR109a signaling pathway를 활성화시키고, GPR43 활성화를 통하여 tTreg 세포 proliferation을 직접 자극하거나 HADC 활성을 억제시켜 Foxp3 gene intronic enhancer의 histone H3 acetylation을 통해 naive $CD4^+$ T 세포를 pTreg 세포로 분화시킨다.

• 생명과학회지
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• 제29권9호
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• pp.1002-1009
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• 2019

생애 초기 유해 경험은 우울증의 위험성을 높이며, 성인기 스트레스의 민감성에 영향을 미칠 수 있다. 출생 후 모성 분리(MS)로 인한 성인기 스트레스(장기간 예측 불가능한 스트레스; CUS)의 취약성에 p11 유전자의 후성유전기전이 영향을 미치는 지를 확인하였다. 출생 직후부터 21일 동안 하루 3시간 동안 새끼 생쥐를 어미 생쥐로부터 분리시켜 새끼 생쥐가 성체가 되었을 때 CUS를 3주 동안 매일 적용하였다. Real time PCR기법으로 해마의 p11 발현 양을 측정하였고, 염색질 면역 침전 분석법으로 p11 promoter의 히스톤 H3 아세틸화 및 메틸화 양을 측정하였다. 강제수영검사에서 우울 유사 행동을 측정하였다. MS군 및 CUS군은 p11 mRNA 발현 양을 유의하게 감소시켰으며, MS+CUS군은 CUS군에 비해 p11 발현 양을 유의하게 증가시켰다. 또한 MS+CUS군은 CUS군에 비해 H3 아세틸화를 감소시켰다. 이러한 감소는 HDAC5 mRNA 발현 증가와 일치하였다. MS+CUS군은 CUS군에 비해 H3K4 메틸화를 감소시켰으며, H3K27 메틸화를 증가시켰다. 강제수영검사에서 p11 발현이 가장 많이 감소된 MS+CUS군이 대조군에 비해 더 긴 부동 시간을 나타내었다. 출생 후 모성 분리를 경험하고 성체 기간에 스트레스를 함께 받은 생쥐는 성체기간에만 스트레스를 받은 생쥐보다 훨씬 더 큰 후성유전 변화를 보여주었다. 생애 초기 유해 경험은 해마에서 p11 유전자의 히스톤 변형을 통해 성체 스트레스 효과를 더 악화시키는 것으로 생각된다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제17권1호
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• pp.17-24
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• 2009

Histone deacetylase (HDAC) inhibitors are a promising class of anticancer agents that inhibit cancer cell growth in vitro and in vivo. Previous report has shown that apicidin inhibited SK-OV-3 cells proliferation and down-regulation of cyclin B1 and CDK1, and up-regulation of $p21^{WAF1}$ and p27. However, the mechanism of apicidin-mediated apoptotic cell death is not clearly understood. For this study, we investigated the mechanism of apoptotic pathway induced by apicidin in human ovarian cancer cell. We found that SK-OV-3 cells treated with apicidin caused an increase in the percentage of cells in the G2/M phase, which preceded apoptosis characterized by the appearance of cells with sub-G1 population. To further investigate the mechanism of apoptosis induction by apicidin, we measured TUNEL assay, poly-ADP ribose polymerase (PARP) cleavage, and caspase activity in SK-OV-3 cells treated with apicidin for 48 h. Apicidin significantly enhanced apoptosis as measured by TUNEL positive apoptotic cells, PARP cleavage, and increased Bax/Bcl-2 ratio. Induction of apoptosis was confirmed by the release of cytochrome c to cytosol. Our data suggest that apicidin-induced apoptosis in SK-OV-3 cells was accompanied by caspase-3 activation and the increase in Bax/Bcl-2 ratio. These data suggest that apicidin may be effective in the treatment of ovarian cancer through activation of intrinsic apoptotic pathway.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제27권4호
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• pp.407-414
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• 2004

The expression of CYP3A4 gene is induced by a variety of structurally unrelated xenobiotics including the antibiotic rifampicin, pregnenolone 16-carbonitrile (PCN), and endogenous hormones, that might mediate through steroid and xenobiotic receptor (SXR) system. The molecular mechanisms underlying regulation of CYP3A4 gene expression have not been understood. In order to gain the insight of the molecular mechanism of CYP3A4 gene expression, study has been undertaken to investigate if the histone deacetylation is involved in the regulation of CYP3A4 gene expression by proximal promoter in human hepatoma HepG2 cells. Also we have investigated to see if SXR is involved in the regulation of CYP3A4 proximal promoter activity in human hepatoma HepG2 cells. HepG2 cells were transfected with a plasmid PCYP3A4-Luc containing ${\~}1kb$ of the CYP3A4 proximal promoter region (-863 to +64 bp) in front of a reporter gene, luciferase, in the presence or absence of pSAP-SXR. In HepG2 cells, CYP3A4 inducers, such as rifampicin, PCN and RU486 showed minimal stimulation of CYP3A4 proximal promoter activity in the absence of SXR and histone deacetylase (HDAC) inhibitors. 4-Dimethylamino-H-[4-(2-hydroxycarbamoylvinyl)benzyl]benzamide (IN2001), a new class HDAC inhibitor significantly increased CYP3A4 proximal promoter activity over untreated control cells and rifampicin concomitant treatment with IN2001 increased further CYP3A4 proximal promoter activity that was stimulated by IN2001 The results of this study demon-strated that both HDAC inhibitors and SXR are essential to increase of CYP3A4 proximal promoter activity by CYP3A4 inducers such as PCN, rifampicin, and RU486. Especially SXR seems to be important for the dose dependent response of CYP3A4 inducing chemicals to stimulate CYP3A4 proximal promoter activity. Also this data suggested that HDAC inhibitors seemed to facilitate the CYP3A4 proximal promoter to be activated by chemicals.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제17권1호
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• pp.12-16
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• 2009

One of the WHSC1/MMSET/NSD2 variant RE-IIBP is a histone H3-K27 methyltransferase with transcriptional repression activity. Overexpression of RE-IIBP in various types of leukemia suggests it's role in leukemogenesis. Here we identify two proteins, KRAB zinc finger protein ZNF 350 and enolase-1 as RE-IIBP interacting proteins by yeast two-hybrid screening and confirmed direct interaction in vivo and in vitro. Both proteins have been known for their role in transcriptional repression. Reporter assays using transient transfection demonstrated that both ZNF 350 and enolase-1 proteins synergistically repressed transcription with RE-IIBP, respectively. These results indicate both proteins have roles in RE-IIBP mediated transcriptional repression by involving co-repressor complex.

• Molecules and Cells
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• 제41권5호
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• pp.444-453
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• 2018

Aberrations in histone modifications are being studied in mixed-lineage leukemia (MLL)-AF9-driven acute myeloid leukemia (AML). In this study, we focused on the regulation of the differentiation of the MLL-AF9 type AML cell line THP-1. We observed that, upon phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) treatment, THP-1 cells differentiated into monocytes by down-regulating Aurora kinase A (AURKA), resulting in a reduction in H3S10 phosphorylation. We revealed that the AURKA inhibitor alisertib accelerates the expression of the H3K27 demethylase KDM6B, thereby dissociating AURKA and YY1 from the KDM6B promoter region. Using Flow cytometry, we found that alisertib induces THP-1 differentiation into monocytes. Furthermore, we found that treatment with the KDM6B inhibitor GSK-J4 perturbed the PMA-mediated differentiation of THP-1 cells. Thus, we discovered the mechanism of AURKA-KDM6B signaling that controls the differentiation of THP-1 cells, which has implications for biotherapy for leukemia.

• 생명과학회지
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• 제30권12호
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• pp.1092-1100
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• 2020

Six-transmembrane epithelial antigen of prostate 4 (Steap4)는 철과 구리를 환원하여 철과 구리의 세포내 유입에 관여하는 금속 환원효소로, 구리 철의 항상성 뿐만 아니라 염증, 포도당 대사, 지질 대사에도 중요한 역할을 한다. 최근에 Steap4가 지방세포의 분화를 촉진한다는 보고가 발표되었으나, 이에 관련된 분자적 기전에 대해서는 알려지지 않았다. 그래서, 본 연구에서는 Steap4에 의한 지방세포분화 촉진에 관련된 기전을 연구하였다. 이를 위해 3T3-L1 백색지방세포, 불멸화된 갈색지방세포(iBA) 및 생쥐의 배아 섬유아 세포인 C3H10T1/3 세포에서 Steap4을 감소시킨 후 지방세포분화 초기단계에 관련된 신호들을 분석하였다. Steap4을 shRNA로 감소시켰을 때 지방세포분화 초기 단계에서 3종류 지방세포의 세포 증식이 억제되었으며, 세포주기 관련 단백질인 cyclin A, cyclin D 그리고 cdk2의 발현은 감소하는 반면 세포주기 저해 단백질인 p21과 p27의 발현은 증가하였다. 또한 세포주기 관련 신호인 p38, ERK 그리고 Akt의 활성화는 억제되었다. 한편 지방세포분화 초기 단계에 관여하는 지방세포분화 전사인자들을 분석하였을 때, Steap4의 감소는 지방세포분화 활성 전사 인자인 C/EBPβ, KLF4의 발현을 저해하는 반면, 지방세포분화 억제 전사 인자인 KLF2, KLF3 그리고 GATA2의 발현은 증가시켰다. 또한 Steap4의 과발현은 C/EBPβ promoter에 존재하는 전사억제 히스톤 표지자인 H3K9me2과 H3K27me3을 감소시켰다. 따라서, 이상의 결과를 종합하면 Steap4는 지방세포분화 초기단계인 mitotic clonal expansion을 촉진하고 지방세포분화 전사인자들의 발현을 조절함으로써, 지방세포분화를 촉진시킴을 알 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1393-1402
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• 2017

식물에서, 칼슘-의존적 단백질 카이네즈(CDPKs)는 $Ca^{2+}$ 신호전달에서 중요한 $Ca^{2+}$ 수용체이다. 벼(Oryza sativa L.)의 CDPKs인 3개의 OsCPKs는 생물정보에 대한 분석이 이루어졌으나, OsCPK11 유전자는 연구가 완전히 수행되지 않았다. 다양한 조직에서 OsCPK11 유전자가 전사수준에서 발현한다는 것은 알려져 있으나, 단백질 수준에서 발현과 생화학적인 특징은 잘 알려져 있지 않다. 이 연구는 OsCPK11의 몇 가지 생화학적 특징을 알아보기 위해 이루어졌다. 먼저 in vitro에서 E. coli를 이용하여 GST-OsCPK11를 발현시키고, 카이네즈 활성 측정과 칼슘-의존적 단백질 카이네즈로서 OsCPK11의 생화학적 분석도 수행하였다. OsCPK11은 스스로 자가인산화하며, $Ca^{2+}$의 존재 하에서 기질로서 histone III-s와 MBP로 인산기 전달 작용을 수행한다. 재조합 OsCPK11의 활성은 $Mg^{2+}$에 의해 영향을 받으며, pH 7.0-7.5에서 최적의 활성을 보인다. 또한 OsCPK11의 활성은 높은 수준의 $Ca^{2+}$가 존재하는 조건에서는 $Mg^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Na^+$의 영향을 받지 않는다. 또한 OsCPK11의 자가인산화는 OsCPK11의 $Ca^{2+}$ 민감도를 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 마지막으로, OsCPK11의 N-말단 다양화 지역으로 토끼 항체를 만들었고, immunoblot을 기초로 polyclonal antibody는 95.5 kD의 GST-OsCPK11를 인식하는 것으로 나타났다. 이 결과는 벼의 $Ca^{2+}$ 매개 신호전달에서 OsCPK11의 기능을 더 잘 이해하는데 도움을 줄 것이며, 심화 연구를 위해 다양한 OsCPKs의 단백질 정보를 결정하는 것이 필요할 것이다.