• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권3호
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• pp.633-643
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• 2017

To examine the pro-apoptotic role of the human ortholog (YPEL5) of the Drosophila Yippee protein, the cell viability of Saccharomyces cerevisiae mutant strain with deleted MOH1, the yeast ortholog, was compared with that of the wild-type (WT)-MOH1 strain after exposure to different apoptogenic stimulants, including UV irradiation, methyl methanesulfonate (MMS), camptothecin (CPT), heat shock, and hyperosmotic shock. The $moh1{\Delta}$ mutant exhibited enhanced cell viability compared with the WT-MOH1 strain when treated with lethal UV irradiation, 1.8 mM MMS, $100{\mu}M$ CPT, heat shock at $50^{\circ}C$, or 1.2 M KCl. At the same time, the level of Moh1 protein was commonly up-regulated in the WT-MOH1 strain as was that of Ynk1 protein, which is known as a marker for DNA damage. Although the enhanced UV resistance of the $moh1{\Delta}$ mutant largely disappeared following transformation with the yeast MOH1 gene or one of the human YPEL1-YPEL5 genes, the transformant bearing pYES2-YPEL5 was more sensitive to lethal UV irradiation and its UV sensitivity was similar to that of the WT-MOH1 strain. Under these conditions, the UV irradiation-induced apoptotic events, such as FITC-Annexin V stainability, mitochondrial membrane potential (${\Delta}{\psi}m$) loss, and metacaspase activation, occurred to a much lesser extent in the $moh1{\Delta}$ mutant compared with the WT-MOH1 strain and the mutant strain bearing pYES2-MOH1 or pYES2-YPEL5. These results demonstrate the functional conservation between yeast Moh1 and human YPEL5, and their involvement in mitochondria-dependent apoptosis induced by DNA damage.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제20권2호
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• pp.213-220
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• 2016

Mast cells are primary mediators of allergic inflammation. Beta-1,3-glucan (BG) protects against infection and shock by activating immune cells. Activation of the BG receptor induces an increase in intracellular $Ca^{2+}$, which may induce exocytosis. However, little is known about the precise mechanisms underlying BG activation of immune cells and the possible role of mitochondria in this process. The present study examined whether BG induced mast cell degranulation, and evaluated the role of calcium transients during mast cell activation. Our investigation focused on the role of the mitochondrial calcium uniporter (MCU) in BG-induced degranulation. Black mouse (C57) bone marrow-derived mast cells were stimulated with $0.5{\mu}g/ml$ BG, $100{\mu}g/ml$ peptidoglycan (PGN), or $10{\mu}M$ A23187 (calcium ionophore), and dynamic changes in cytosolic and mitochondrial calcium and membrane potential were monitored. BG-induced mast cell degranulation occurred in a time-dependent manner, and was significantly reduced under calcium-free conditions. Ruthenium red, a mitochondrial $Ca^{2+}$ uniporter blocker, significantly reduced mast cell degranulation induced by BG, PGN, and A23187. These results suggest that the mitochondrial $Ca^{2+}$ uniporter has an important regulatory role in BG-induced mast cell degranulation.

• 대한한의학방제학회지
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• 제25권1호
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• pp.51-68
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• 2017

Objectives : Oxidative stress due to excessive accumulation of reactive oxygen species (ROS) is one of the risk factors for the development of several chronic diseases, including neurodegenerative diseases. Methods : In the present study, we investigated the protective effects of cheongnoemyeongsin-hwan (CNMSH) against oxidative stress‑induced cellular damage and elucidated the underlying mechanisms in neuronal-derived SH-SY5Y cells. Results : Our results revealed that treatment with CNMSH prior to hydrogen peroxide (H2O2) exposure significantly increased the SH-SY5Y cell viability, indicating that the exposure of the SH-SY5Y cells to CNMSH conferred a protective effect against oxidative stress. CNMSH also effectively attenuated H2O2‑induced comet tail formation, and decreased the phosphorylation levels of the histone ${\gamma}H2AX$, as well as the number of apoptotic bodies and Annexin V‑positive cells. In addition, CNMSH exhibited scavenging activity against intracellular ROS generation and restored the mitochondria membrane potential (MMP) loss that were induced by H2O2, suggesting that CNMSH prevents H2O2‑induced DNA damage and cell apoptosis. Moreover, H2O2 enhanced the cleavage of caspase-3 and degradation of poly (ADP-ribose)-polymerase, a typical substrate protein of activated caspase-3, as well as DNA fragmentation; however, these events were almost totally reversed by pretreatment with CNMSH. Furthermore, CNMSH increased the levels of heme oxygenase-1 (HO-1), which is a potent antioxidant enzyme, associated with the induction of nuclear factor-erythroid 2-related factor 2 (Nrf2). According to our data, CNMSH is able to protect SH-SY5Y cells from H2O2-induced apoptosis throughout blocking cellular damage related to oxidative stress through a mechanism that would affect ROS elimination and activating Nrf2/HO-1 signaling pathway. Conclusions : Therefore, we believed that CNMSH may potentially serve as an agent for the treatment and prevention of neurodegenerative diseases caused by oxidative stress.

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권6호
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• pp.835-842
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• 2016

PI3K/Akt 신호계는 세포 생존의 조절에 필수적인 경로로 대부분 암세포에서 활성이 증대되어 있다. 본 연구에서는 동충하초의 주요 생리활성 물질인 cordycepin에 의한 AGS 인체 위암 세포의 apoptosis 유도에 미치는 PI3K/Akt 신호계의 역할을 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면 cordycepin의 처리 농도의 증가에 따라 AGS 세포의 생존율은 억제되었으며, 이는 apoptosis 유도와 밀접한 관계가 있음을 핵의 형태적 변화와 flow cytometry 분석을 통하여 확인 하였다. 이러한 cordycepin의 apoptosis 유도 효과는 PI3K/Akt 신호계의 활성 저하와 연관성이 있었으며, 세포독성을 나타내지 않는 범위의 PI3K/Akt 신호계 저해제인 LY294002를 cordycepin과 동시 처리하였을 경우, cordycepin에 의한 apoptosis 유발을 더욱 증대시켰다. 그리고 cordycepin에 대한 LY294002의 apoptosis 유발 증대는 caspases (caspase-3, -8 및 -9)의 활성 증가와 poly(ADP-ribose) polymerase 단백질의 분해 증가를 촉진했다. 또한 cordycepin이 처리된 AGS 세포에서 LY294002는 apoptosis 유도에 관여하는 Bax의 발현을 증가시켰고 apoptosis 억제에 관여하는 Bcl-2의 발현은 감소시켰으며, 이는 미토콘드리아 기능 손상과 미토콘드리아에서 세포질로의 cytochrome c 유리를 증대시켰다. 따라서 PI3K/Akt 신호계의 활성 차단은 cordycepin의 항암 활성을 더욱 상승시켰으며, 이는 미토콘드리아 기능 손상과 caspase의 활성 증대를 통하여 이루어짐을 알 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제52권3호
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• pp.263-273
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• 2020

본 연구에서는 양파(Allium Cepa L.) 과육과 과피를 이용하여 in vitro 신경세포 보호효과 및 Aβ로 유도된 인지기능 장애 마우스 모델에서의 개선효과를 검증하고자 하였다. 양파 과육 분획물(EOF)과 과피 분획물(EOP) 모두 PC-12 세포에서 Aβ로 유도된 세포 독성에 대하여 신경세포 보호효과(세포 내 산화적 스트레스 억제, 세포 생존율 및 세포막 보호효과)를 나타냈다. Aβ로 유도된 인지장애 마우스 모델에서의 행동실험(Y-미로, 수동회피 및 Morris 수중 미로 시험) 결과 또한 양파 과육 분획물(EOF)과 과피 분획물(EOP) 모두 효과적인으로 학습 및 기억능력을 개선시키는 것으로 나타났다. 행동실험 후 마우스 뇌조직에서의 산화적 스트레스에 대한 생체 방어 기작의 일종인 SOD 함량의 증가, oxidized GSH/총 GSH 및 MDA 함량 감소를 나타냄에 따라 산화적 스트레스에 대한 우수한 항산화효과가 긍정적인 영향을 미친 것으로 판단된다. 또한, 뇌조직으로부터 분리한 미토콘드리아에 대하여 막 전위(MMP) 보호 및 ATP 함량 증가를 나타냈으며, 미토콘드리아와 관련된 apoptosis 경로에서 BAX의 감소 및 cytochrome c 방출 억제를 통해 caspase 3/7의 활성을 억제하는 것으로도 나타났다. 결국, 양파 과육 분획물(EOF)과 과피 분획물(EOP)은 AChE의 활성 억제 및 ACh의 함량을 증가시킴으로써 효과적인 콜린성 시스템 보호효과를 나타냄에 따라, Aβ로 유도된 인지기능 장애를 예방할 수 있는 고부가가치 건강기능식품 소재로의 활용 가능성이 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제27권11호
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• pp.1340-1348
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• 2017

Sanguinarine은 다양한 목적으로 사용되고 있는 Sanguinaria canadensis L.의 뿌리에서 유래된 benzophenanthridine alkaloid 계열 물질중의 하나이다. 그동안 sanguinarine의 다양한 약리학적인 효능이 알려져 왔고, 항암활성에 대한 연구도 여러 암세포들을 대상으로 수행되어 왔다. 그러나 sanguinarine에 의한 암세포의 apoptosis 유도에 대한 현상은 여전히 많은 부분에서 연구의 대상으로 남아 있다. 본 연구는 Hep3B 인체 간암세포를 대상으로 sanguinarine의 항암활성에 대한 추가적인 자료를 제시하기 위하여 수행되었다. 본 논문의 결과에 의하면, sanguinarine은 처리 농도 의존적으로 Hep3B 세포의 증식을 억제하였으며, 이는 apoptosis 유도와 연관성이 있었다. Sanguinarine은 두 가지 apoptosis 경로인 extrinsic 및 intrinsic 경로의 개시 initiator caspase인 caspase-8 및 caspase-9 뿐만 아니라 대표적인 effector caspase인 caspase-3의 활성을 증가시켰고, caspase-3의 기질인 PARP의 분절을 유발하였다. 아울러 sanguinarine은 DR-related 유전자들의 발현을 부분적으로 증가시켰으며, Bcl-2 family에 속하는 pro-apoptotic Bax의 발현을 증가시킨 반면, anti-apoptotic Bcl-2의 발현은 억제시켰다. 또한 sanguinarine은 Bid의 truncation을 촉진하였고, MMP의 소실에 따른 cytochrome c를 미토콘드리아에서 세포질로의 이동을 증가시켰다. 그리고 sanguinarine에 의한 apoptosis 유도 및 세포 증식율 억제 현상이 caspase의 활성을 인위적으로 억제하였을 경우, 모두 사라졌다. 따라서 sanguinarine에 의하여 유도하는 Hep3B 세포의 apoptosis 유발에는 caspase 의존적으로 extrinsic 및 intrinsic 경로가 모두 관여하고 있음을 알 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제19권8호
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• pp.1047-1054
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• 2009

구강편평상피암종은 말기에서 종종 화학치료요법제들이 유도하는 세포자멸사에 저항성을 보인다. 박테리아의 독에 대한 진전된 이해는 암치료에 대한 새로운 치료전략으로 제기되어지고 있다. 본 연구는 Pseudomonas aeruginosa exotoxin A (PEA)가 세포자멸사 기작을 통해 항암제에 저항성을 보이는 YD-9 구강편평상피암종의 생존율을 현격하게 떨어뜨림을 설명하고 있다. 세포자멸사현상은 핵의 형태학적 변화와 DNA 분절 생성을 통해 입증되었다. PEA는 caspase-3, -6, -9 의 분절과 활성화를 일으켰다. 그리고 이러한 반응들은 caspase 의 기질에 해당하는 poly (ADP-ribose) polymerase (PARP), DFF45, 그리고 lamin A 의 단백질 분해를 야기했다. 사립체 막전위 감소, cytochrome c와 Smac/DlABLO의 사립체로부터 세포질로의 유리, 그리고 AIF의 사립체에서 핵으로 이동 등이 관찰되었다. p53, p21 그리고 $14-3-3{\gamma}$는 증가되는 반면 cyclin B와 cdc2는 감소되었다. 이상의 결과들을 종합해 보면 PEA는 caspase를 활성화시키고, 사립체에 변화를 야기시키고 더 나아가서 세포주기 유전자를 조절함으로써 항암제에 대한 강한 저항성을 보이는 YD-9 세포에서 세포자멸사를 유도한다.

• 대한약침학회지
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• 제18권2호
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• pp.26-32
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• 2015

Objectives: Rheum undulatum L. has traditionally been used for the treatment of many diseases in Asia. However, its anti-proliferative activity in cancer has still not been studied. In the present study, we investigated the anti-cancer effects of methanol extract of Rheum undulatum L. (MERL) on human adenocarcinoma gastric cell lines (AGS). Methods: To investigate the anti-cancer effect of MERL on AGS cells, we treated the AGS cells with varying concentrations of MERL and performed 3-(4, 5-dimethylthiazol-2-yl)-2, 5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assays. Cell cycle analyses, measurements of the mitochondrial membrane potential (MMP), caspase activity assays and Western blots were conducted to determine whether AGS cell death occurred by apoptosis. Results: Treatment with MERL significantly inhibited growth of AGS cells in a concentration dependent manner. MERL treatment in AGS cells leaded to increased accumulation of apoptotic sub G1 phase cells in a concentration dependent manner. In control cultures, 5.38% of the cells were in the sub G1 phase. In MERL treated cells, however, this percentage was significantly increased (9.95% at $70{\mu}g/mL$, 15.94% at $140{\mu}g/mL$, 26.56% at $210{\mu}g/mL$ and 38.08% at $280{\mu}g/mL$). MERL treatment induced the decreased expression of pro-caspase-8 and -9 in a concentration dependent manner, whereas the expression of the active form of caspase-3 was increased. A subsequent Western blot analysis revealed increased cleaved levels of poly (ADP-ribose) polymerase (PARP) protein. Also, treatment with MERL increased the activities of caspase-3 and -9 compared with the control. MERL treatment increased the levels of the pro-apoptotic truncated Bid (tBid) and Bcl2 Antagonist X (Bax) proteins and decreased the levels of the anti-apoptotic B-cell lymphoma 2 (Bcl-2) protein, whose is the stabilization of mitochondria. However, inhibitions of p38, extracellular signal regulated kinases (ERKs) and C-Jun N-terminal kinases (JNK) by MERL treatment did not affect cell death. Conclusion: These results suggest that MERL mediated cell death is associated with an intrinsic apoptotic pathway in AGS cells.

• 생명과학회지
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• 제28권11호
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• pp.1268-1276
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• 2018

Cytidine analog decitabine (DEC)은 핵산 합성의 억제제로서 골수이형성 증후군 및 급성 골수성 백혈병 치료제로 사용되고 있다. 산화질소 합성에서 번역 단계를 억제하는 것으로 알려진 ammonium pyrrolidine dithiocarbamate (PDTC)는 $NF-{\kappa}B$의 대표적인 억제제이다. 본 연구에서는 인체 위암 AGS 세포를 대상으로 DEC와 PDTC의 병용 처리에 따른 세포증식 억제 기전을 조사하였다. 본 연구의 결과에 따르면 PDTC에 의한 AGS 세포의 증식 억제 효과는 DEC에 의해 농도 의존적으로 유의하게 증가하였으며, 이는 G2/M기의 세포주기 정지 및 apoptosis 유도와 관련이 있었다. PDTC와 DEC의 병용 처리에 의한 세포 사멸의 유도는 DNA 손상 유도와 관련이 있음을 H2AX의 인산화 증가로 확인하였다. 아울러 PDTC와 DEC의 병용 처리는 미토콘드리아 막 전위의 파괴를 유도하고, 세포 내 활성산소종(ROS)의 생성과 Bax의 발현을 향상시키고, Bcl-2 발현을 감소시켰으며 미토콘드리아에서 세포질로의 cytochrome c 유출을 증가시켰다. 또한 PDTC과 DEC의 병용 처리는 외인성 및 내인성 apoptosis 개시 caspase에 해당하는 caspase-8과 caspase-9의 활성뿐만 아니라 caspase-3의 활성화와 PARP 단백질의 분해를 유도하였다. 결론적으로 본 연구의 결과는 PDTC와 DEC의 병용 처리가 DNA 손상을 유발하고, ROS 증가와 연계된 외인성 및 내인성 apoptosis 사멸 경로를 활성화시킴으로써 AGS 세포의 증식을 억제하였음을 의미한다.

• 생명과학회지
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• 제23권3호
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• pp.389-398
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• 2013

Platycodin D는 도라지(Platycodon grandiflorum)의 뿌리인 길경(Platycodi Radix)에 함유된 은 triterpene saponin의 일종으로 다양한 약리효능이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 다양한 암세포 중 platycodin D의 항암활성 감수성이 가장 높았던 인체 혈구암 U937 세포를 대상으로 platycodin D 처리에 따른 apoptosis 유발기전에 대하여 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면 U937 세포에서 platycodin D 처리에 의한 증식억제는 apoptosis 유발과 밀접한 연관이 있음을 알 수 있었다. 이러한 platycodin D에 의한 apoptosis 유발은 pro-apoptotic Bax의 발현 증가와 연관된 미토콘드리아 막 전위의 소실 및 caspase-3의 활성화와 기질단백질들의 분해에 의한 것임을 알 수 있었으며, IAP family 인자들의 발현 감소가 caspase의 활성 증가에도 영향을 미친 것으로 추정된다. 또한 z-DEVD-fmk 선처리에 의하여 platycodin D에 의하여 유발된 apoptosis가 유의적으로 억제되었기에, platycodin D 처리에 의하여 유발되는 apoptosis는 미토콘드리아 경로에 의하여 조절되며, caspase-3의 활성화가 핵심적인 역할을 한 것으로 생각된다.