Four alkaloids (1-4), three quinolone alkaloids (5-7), and three flavanoid glucosides (8-10) were isolated from the fruits of Evodia officinalis Dode, and their structures were determined from chemical and spectral data. Compounds, 3, 8, 9 and 10 were isolated from this plant for the first time. Of these compounds, 1-3 and 5-7 exhibited moderate cytotoxicities against cultured human colon carcinoma (HT-29), human breast carcinoma (MCF-7), and human hepatoblastoma (HepG-2). Compound 8 showed strong inhibitory effects on DNA topoisomerases I and II (70 and 96% inhibition at a concentration of $20\;{\mu}M$, respectively).
We developed a novel water-soluble camptothecin analobue, CKD602, and evaluated the inhibition of topoisomerase I and the antitumor activities against mammalian tumor cells and human tumor xenografts. CKD602 was a nanomolar inhibitor of the topoisomerase I enzyme in the cleavable complex assay. CKD602 was found to be 3 times and slightly more potent than topotecan and camptothecin as inhibitors of topoisomerase, respecitively. In tumor cell cytotoxicity, CKD602 was more potent than topotecan in 14 out of 26 human cancer cell lines tested, while it was comparable to camptothecin. CKD602 was tested for the in vivo antitumor activity against the human tumor xenograft models. CKD602 was able to imduce regression of established HT-29, WIDR and CX-1 colon tumors, LX-1 lung tumor, MX-1 breast tumor and SKOV-3 ovarian tumor as much as 80, 94, 76, 67, 87% and 88%, respectively, with comparable body weight changes to those of topotecan. Also the therapeutic margin (R/Emax: maximum tolerance dose/$ED-{58}$) of CKD602 was significantly higher than that of topotecan by 4 times. Efficacy was determined at the maximal tolerated dose levels using schedule dependent i.p. administration in mice bearing L1210 leukemia. On a Q4dx4 (every 4 day for 4 doses) schedule, the maximum tolerated dose (MTD) was 25 mg/kg per administration, which caused great weight loss and lethality in <5% tumor bearing mouse. this schedule brought significant increase in life span (ILS), 212%, with 33% of long-term survivals. The ex vivo antitumor activity of CKD602 was compared with that of topotecan and the mean antitumor index (ATI) values recorded for CKD602 were significantly higher than that noted for topotecan. From these results, CKD602 warrants further clinical investigations as a potent inhibitor of topoisomerase I.
Totopoisomerase II 저해제인 etoposide는 핵안에 DNA double strand breaks를 일으키므로써 세포의 DNA에 손상을 초래한다. 본 연구에서는 인간 망막색소상피세포인 ARPE-19 세포에서의 세포성장 및 아폽토시스에서 etoposide의 역할을 살펴보았다. Etoposide는 세포의 성장을 크게 감소시켰으며 TUNEL에서 아폽토시스를 나타내는 DNA fragmentation의 증가를 유도하였다. 게다가, etoposide는 산화적 손상에 대해 세포나 조직을 보호하는 역할을 하는 것으로 알려진 세포내 항산화효소인 heme oxygenase-1 (HO-1)의 발현을 크게 증가시켰다. Etoposide에 의한 HO-1 발현증가는 항산화물질 NAC에 의해 억제되었는데, 이는 etoposide에 의한 세포내 ROS의 증가가 HO-1 발현에 중요한 역할을 한다는 것을 의미한다. 또한 HO-1 발현을 억제하기 위하여 HO-1 siRNA 방법을 사용하였다. 흥미롭게도, HO-1 유전자의 knock-down은 etoposide에 의해 유도되는 DNA fragmentation의 정도를 증가시켰다. 이들 결과를 종합해볼 때, etoposide에 의해 자극되어진 ARPE-19 세포에서 발현증가된 HO-1은 etoposide에 의한 아폽토시스 유발과정에서 세포를 보호하는 항아폽토시스의 기능을 한다는 것을 시사한다.
남미지역에서 자생하는 Tabebuia avellanedae라는 나무의 수피에서 동정된 quinone계 물질이며, DNA topoisomeras억제제로 알려진 $\beta-lapachone$의 항암작용에 관한 부가적인 자료를 얻기 위하여 인체 간암(HepG2) 및 방광암(T24)세포를 대상으로 조사한 결과 다음과 같은 결과를 얻게 되었다. MTT assay 및 flow cytometry 분석 등의 결과에서, $\beta-lapachone$의 처리에 따라 조사된 두 가지 암세포에서 $\beta-lapachone$처리 농도의존적으로 암세포의 심한 형태적 변형이 동반되면서 암세포의 증식이 억제되었으며, 생존율이 저하되었고 이는 apoptosis유발과 상관성이 있음을 알 수 있었다. $\beta-lapachone$처리에 의한 두 암세포의 증식억제는 종양억제 유전자 p53 및 Cdk inhibitor p21의 발현과는 큰 연관성이 없음을 RT-PCR 및 Western blot analysis를 통하여 확인하였다. 그러나 전사조절인자 Sp-1 및 세포증식 주요조절인자인 PCNA의 단백질 발현은 $\beta-lapachone$처리에 따라 매우 감소되었으며, telomere조절에 중요한 인자들의 선택적 발현 저하 현상도 관찰되었다. 이상의 결과들은 인체 암세포에서 $\beta-lapachone$의 항암작용을 이해하는 중요한 자료가 될 것이며, $\beta-lapachone$과 유사한 화학적 구조 및 성질을 가지는 항암제 후보물질들의 항암기전 비교 및 항암제 개발을 위한 기초 자료로서 응용될 것이다.
본 연구에서는 T24 인체방광암 및 U937 백혈병 세포의 증식에 미치는 genistein의 영향을 조사 하였다. Genistein이 처리된 T24 및 U937 세포는 처리 농도 의존적으로 세포의 증식이 현저히 감소되었으며 심한 형태적 변형이 동반되었으나, U937 세포에서 보다 높은 감수성을 보였다. 이러한 T24 및 U937 세포의 증식억제 및 형태 변형은 G2/M기의 세포주기 억제 및 apoptosis 유발과 연관성이 있음을 flow cytometry를 이용한 세포주기의 분석을 통하여 확인하였다. T24 세포에서 genistein에 의한 G2/M arrest는 cyclin A, cyclin B1 및 Cdc25C 등의 단백질 발현 감소와 연관성이 있었으나, 종양억제 유전자 p53 및 Cdk inhibitor p21의 발현에는 큰 변화가 없었다. U937 세포에서 genistein에 의한 G2/M arrest는 cyclin B1 및 p53 비의존적인 p21의 발현 증가와 연관성이 있었다. 이상의 결과들은 현재까지 거의 연구가 진행된 바 없는 인체방광암 및 백혈병 세포에서 genistein의 항암작용을 이해하는데 중요한 자료가 될 것이고 나아가 genistein을 포함한 그와 유사한 항암제 후보물질들의 연구에 있어서 기초 자료로서 사용될 수 있을 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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