• Animal Bioscience
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• 제37권6호
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• pp.1021-1030
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• 2024

Objective: R-loops are DNA:RNA triplex hybrids, and their metabolism is tightly regulated by transcriptional regulation, DNA damage response, and chromatin structure dynamics. R-loop homeostasis is dynamically regulated and closely associated with gene transcription in mouse zygotes. However, the factors responsible for regulating these dynamic changes in the R-loops of fertilized mouse eggs have not yet been investigated. This study examined the functions of candidate factors that interact with R-loops during zygotic gene activation. Methods: In this study, we used publicly available next-generation sequencing datasets, including low-input ribosome profiling analysis and polymerase II chromatin immunoprecipitation-sequencing (ChIP-seq), to identify potential regulators of R-loop dynamics in zygotes. These datasets were downloaded, reanalyzed, and compared with mass spectrometry data to identify candidate factors involved in regulating R-loop dynamics. To validate the functions of these candidate factors, we treated mouse zygotes with chemical inhibitors using in vitro fertilization. Immunofluorescence with an anti-R-loop antibody was then performed to quantify changes in R-loop metabolism. Results: We identified DEAD-box-5 (DDX5) and histone deacetylase-2 (HDAC2) as candidates that potentially regulate R-loop metabolism in oocytes, zygotes and two-cell embryos based on change of their gene translation. Our analysis revealed that the DDX5 inhibition of activity led to decreased R-loop accumulation in pronuclei, indicating its involvement in regulating R-loop dynamics. However, the inhibition of histone deacetylase-2 activity did not significantly affect R-loop levels in pronuclei. Conclusion: These findings suggest that dynamic changes in R-loops during mouse zygote development are likely regulated by RNA helicases, particularly DDX5, in conjunction with transcriptional processes. Our study provides compelling evidence for the involvement of these factors in regulating R-loop dynamics during early embryonic development.

• IMMUNE NETWORK
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• 제14권6호
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• pp.321-327
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• 2014

TGF-${\beta}$ induces IgA class switching by B cells. We previously reported that Smad3 and Smad4, pivotal TGF-${\beta}$ signal-transducing transcription factors, mediate germline (GL) ${\alpha}$ transcription induced by TGF-${\beta}1$, resulting in IgA switching by mouse B cells. Post-translational sumoylation of Smad3 and Smad4 regulates TGF-${\beta}$-induced transcriptional activation in certain cell types. In the present study, we investigated the effect of sumoylation on TGF-${\beta}1$-induced, Smad3/4-mediated $GL{\alpha}$ transcription and IgA switching by mouse B cell line, CH12F3-2A. Overexpression of small ubiquitin-like modifier (SUMO)-1, SUMO-2 or SUMO-3 did not affect TGF-${\beta}1$-induced, Smad3/4-mediated $GL{\alpha}$ promoter activity, expression of endogenous $GL{\alpha}$ transcripts, surface IgA expression, and IgA production. Next, we tested the effect of the E3 ligase PIASy on TGF-${\beta}1$-induced, Smad3/4-mediated $GL{\alpha}$ promoter activity. We found that PIASy overexpression suppresses the $GL{\alpha}$ promoter activity in cooperation with histone deacetylase 1. Taken together, these results suggest that SUMO itself does not affect regulation of $GL{\alpha}$ transcription and IgA switching induced by TGF-${\beta}1$/Smad3/4, while PIASy acts as a repressor.

• Journal of Medicine and Life Science
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• 제18권3호
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• pp.41-48
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• 2021

The prevalence of attention deficit hyperactivity disorder (ADHD), a developmental neuropsychiatric disorder, is high among children and adolescents. The pathogenesis of ADHD is mediated with genetic, biological, and environmental factors. Most therapeutic drugs for ADHD have so far targeted biological causes, primarily by regulating catecholaminergic neurotransmitters. However, ADHD drugs that are clinically treated have various problems in their addictiveness and drug stability; thus, it is recommended that efficacy and safety should be secured through simultaneous prescription of multiple drugs rather than a single drug treatment. Accordingly, it is necessary to develop drugs that newly target pathogenic mechanisms of ADHD. In this study, we attempt to confirm the possibility of developing new drugs by reviewing dopamine-related developmental mechanisms of neurons and their correlation with ADHD. Histone deacetylase inhibitors (HDACi) can regulate the concentration of intracellular dopamine in neurons by expressing vesicular monoamine transporter 2 and inducing the exocytosis of neurotransmitters to the synaptic cleft, thereby promoting the development of neurons and signal transmission. This cellular modulation of HDACi is expected to treat ADHD by regulating endogenous catecholamines such as dopamine. Although studies are still in the preclinical stage, HDAC inhibitors clearly have potential as a therapeutic agent with low addictiveness and high efficacy for ADHD treatment.

• Genomics & Informatics
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• 제21권3호
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• pp.31.1-31.8
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• 2023

Multiple myeloma (MM) is a hematological malignancy. It is widely believed that genetic factors play a significant role in the development of MM, as investigated in numerous studies. However, the application of genomic information for clinical purposes, including diagnostic and prognostic biomarkers, remains largely confined to research. In this study, we utilized genetic information from the Genomic-Driven Clinical Implementation for Multiple Myeloma database, which is dedicated to clinical trial studies on MM. This genetic information was sourced from the genome-wide association studies catalog database. We prioritized genes with the potential to cause MM based on established annotations, as well as biological risk genes for MM, as potential drug target candidates. The DrugBank database was employed to identify drug candidates targeting these genes. Our research led to the discovery of 14 MM biological risk genes and the identification of 10 drugs that target three of these genes. Notably, only one of these 10 drugs, panobinostat, has been approved for use in MM. The two most promising genes, calcium signal-modulating cyclophilin ligand (CAMLG) and histone deacetylase 2 (HDAC2), were targeted by four drugs (cyclosporine, belinostat, vorinostat, and romidepsin), all of which have clinical evidence supporting their use in the treatment of MM. Interestingly, five of the 10 drugs have been approved for other indications than MM, but they may also be effective in treating MM. Therefore, this study aimed to clarify the genomic variants involved in the pathogenesis of MM and highlight the potential benefits of these genomic variants in drug discovery.

• 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.

• 한국발생생물학회:학술대회논문집
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• 한국발생생물학회 2003년도 제3회 국제심포지움 및 학술대회
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• pp.84-84
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• 2003

DNA methylation is involved in epigenetic processes such as X-chromosome inactivation, imprinting and silencing of transposons. DNA methylation is a highly plastic and critical component of mammalian development The DNA methyltransferases (Dnmts) are responsible for the generation of genomic methylation patterns, which lead to transcriptional silencing. The maintenance DNA methyltransferase enzyme, Dnmt 1, and the de novo methyltransferase, Dnmt3a and Dnmt3b, are indispensable for development because mice homozygous for the targeted disruption of any of these genes are not viable. The occurrence of DNA methylation is not random, and it can result in gene silencing The mechanisms underlying these processes are poorly understood. It is well established that DNA methylation and histone deacetylation operate along a common mechanistic pathway to repress transcription through the action of methyl-binding domain proteins (MBDs), which are components of, or recruit, histone deacetylase (HDAC) complexes to methylated DNA. As a basis for future studies on the role of the DNA-methyl-transferase in porcine development, we have isolated and characterized a partial cDNA coding for the porcine Dnmt1. Total RNA of testis, lung and ovary was isolated with TRlzol according to the manufacture's specifications. 5 ug of total RNA was reverse transcribed with Super Script II in the presence of porcine Dnmt 1 specific primers. Standard PCRs were performed in a total volume of 50 ul with cDNA as template. Two DNA fragmenets in different position were produced about 700bp, 1500bp and were cloned into pCR II-TOPO according to the manufacture's specification. Assembly of all sequences resulted in a cDNA from 158bp of 5'to 4861bp of 3'compare with the known human maintenance methyltransferase. Now, we are cloning the unknown Dnmt 1 region by 5'-RACE method and expression of Dnmt 1 in tissues from adult porcine animals.

• Radiation Oncology Journal
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• 제23권2호
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• pp.116-122
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• 2005

목적: 히스톤탈아세틸화효소 억제제는 그 자체의 항암효과뿐만 아니라 방사선 감작제로서의 효과가 점차분명해져가고 있다. 최근 Class I 특이적인 히스톤탈아세틸화효소 억제제의 개발로 계층 특이적인(Class specific) 연구가 가능해짐에 따라, 본 연구에서는 서로 다른 히스톤탈아세틸화효소억제제의 방사선감작효과를 비교함과 동시에 p53 발현도의 차이가 히스톤탈아세틸화효소억제제의 방사선 감수성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 이를 위해 p53 발현도가 매우 낮은 HeLa 세포에 p53의 핵 외 수송을 억제하여 세포질 내 분해를 차단하는 Leptomycin B를 처리하여 p53의 발현도를 현저하게 높인 후, Trichostatin와 SK7041의 방사선 민감도를 비교 관찰하였다. 결과: 세포생존곡선, SER 및 SF2를 비교 분석 시, p53의 발현이 높은 Leptomycin B 처리군에서 Trichostatin A가 Class I HDAC만을 억제하는 SK7041에 비해 유의하게 높은 방사선 감작효과를 나타내었다. 이는 p53이 Class I 특이적 억제제인 SK7041과 Class I과 II를 모두 억제하는 TSA의 방사선감작효과에 미치는 영향의 차이에 기전적으로 관여함을 시사한다. 결론: Leptomycln B에 의해 유도된 p53의 발현증가는 Class I과 Class I과 II를 모두 억제하는 TSA의 방사선 감작효과를 증강시킨다.

• 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.

• 생명과학회지
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• 제30권1호
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• pp.96-105
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• 2020

서투인 억제제는 유형 III 히스톤 데아세틸라제(HDAC)인 서투인을 억제하는 화합물이며, 약제학적 및 치료학적 가치를 갖는다. 합성 서투인 억제제는 효모 S. cerevisiae 에서 세포-기반 스크린을 사용하여 발견되었고 특성화되었으며 서투인의 기능과 관련된 노화, 발암 및 당뇨병을 연구하는데 사용되었다. 의학 분야에서 합성 서투인 억제제는 보다 강력한 효능과 특이성을 얻기 위해 개발되어 왔다. 니코틴아미드 및 티오아세틸리신 함유 화합물, β-나프톨 함유화합물, 인돌 유도체. 수마린, 테노빈 및 그 유사체가 개발 되었다. 서투인 억제제는 식물 발달에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌으며 식물의 화학적 유전학에 사용되었다. 그러나, 시르티놀-내성 돌연변이 체는 알데히드 옥시다제에 대한 몰리브돕테린 보조인자의 생합성 유전자에 돌연변이가 있었다. 일부 천연 플라보노이드, 카테킨 유도체 및 퀴르세틴 유도체는 서투인 억제제로서 작용하며 치료 목적을 위한 보다 강력한 억제제를 찾기 위해 연구 되고 있다. 이 리뷰에서, 서투인을 소개하면서 치료제에서 개발된 서투인 억제제를 소개한다. 서투인 억제제인 서티놀은 식물에서 화학적 유전학에 예기치 않게 사용되었습니다. 보다 강력하고 선택적인 서투인 억제제가 치료제에서 개발되어야 하고, 약학에서 개발된 다른 서투인 억제제는 식물에서 보다 진정한 서투인을 찾기 위해 사용되어야 한다.

• Molecular & Cellular Toxicology
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• 제4권1호
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• pp.31-44
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• 2008

The forced swim test (FST) is the most widely used model for assessing potential antidepressant activity. Although it has been shown that lateral septum is involved with the FST-related behavior, it is not clear whether antidepressant treatments could alter the FST-induced gene expression profile in the lateral septum. In the present study, the gene expression profiles in response to FST and reboxetine pretreatment were observed in the lateral septum of rats. Reboxetine is known as a most selective serotonin norepinephrine reuptake inhibitor. In addition, we compared the changes in gene expression profile between reboxetine response and nonresponse groups, which were determined by counting FST-related behavior. After FST, lateral septum from controls and reboxetine pretreated group were dissected and gene expression profiles were assessed using an Affymetrix microarray system containing 15,923 genes. Various genes with different functions were changed in reboxetine response group compared with reboxetine nonresponse group, In particular, pleiotrophin, orexin receptor 2, serotonin 2A receptor, neuropeptide Y5 receptor and thyroid hormone receptor $\beta$ were decreased in reboxetine response group, but Lim motif-containing protein kinase 1 (Limk1) and histone deacetylase 1 (HDAC1) were increased. Although further studies are required for direct roles of these genes in reboxetine response, the microarray may provide tools to find out potential target genes and signaling pathways in antidepressant response.