• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제23권2호
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• pp.121-130
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• 2019

Glutamate toxicity-mediated mitochondrial dysfunction and neuronal cell death are involved in the pathogenesis of several neurodegenerative diseases as well as acute brain ischemia/stroke. In this study, we investigated the neuroprotective mechanism of dieckol (DEK), one of the phlorotannins isolated from the marine brown alga Ecklonia cava, against glutamate toxicity. Primary cortical neurons ($100{\mu}M$, 24 h) and HT22 neurons (5 mM, 12 h) were stimulated with glutamate to induce glutamate toxic condition. The results demonstrated that DEK treatment significantly increased cell viability in a dose-dependent manner ($1-50{\mu}M$) and recovered morphological deterioration in glutamate-stimulated neurons. In addition, DEK strongly attenuated intracellular reactive oxygen species (ROS) levels, mitochondrial overload of $Ca^{2+}$ and ROS, mitochondrial membrane potential (${\Delta}{\Psi}_m$) disruption, adenine triphosphate depletion. DEK showed free radical scavenging activity in the cell-free system. Furthermore, DEK enhanced protein expression of heme oxygenase-1 (HO-1), an important anti-oxidant enzyme, via the nuclear translocation of nuclear factor-like 2 (Nrf2). Taken together, we conclude that DEK exerts neuroprotective activities against glutamate toxicity through its direct free radical scavenging property and the Nrf-2/HO-1 pathway activation.

• International Journal of Oral Biology
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• 제46권1호
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• pp.23-29
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• 2021

Demethoxycurcumin (DMC), which is a curcuminoid found in turmeric, has anti-proliferative effects on cancer cells. However, the effect of DMC on osteosarcoma has not been established. The aim of this study was to examine the effects of DMC on cell growth and apoptosis induction in MG-63 human osteosarcoma cells. This study was investigated using 3-[4, 5-dimethylthiazol-2-yl]-2, 5 diphenyl tetrazolium bromid assay, Live/Dead cell assay, 4', 6-diamidino-2-phenylindole staining, and immunoblotting in MG-63 cells. DMC induced MG-63 cell death in a dose-dependent manner, with an estimated IC50 value of 54.4 µM. DMC treatment resulted in nuclear condensation in MG-63 cells. DMC-induced apoptosis in MG-63 cells was mediated by the expression of Fas and activation of caspase-8, caspase-3, and poly (ADP-ribose) polymerase. Immunoblotting results showed that Bcl-2 and Bcl-xL were downregulated, while Bax and Bad were upregulated by DMC in MG-63 cells. These results indicated that DMC inhibits cell proliferation and induces apoptotic cell death in MG-63 human osteosarcoma cells via the death receptor-mediated extrinsic apoptotic pathway and mitochondria-mediated intrinsic apoptotic pathway.

• 생명과학회지
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• 제24권10호
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• pp.1055-1062
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• 2014

본 연구는 떡잎의 발달 동안 지방의 유동 및 대사와 관련된 오이 유전자들의 발현을 조사하여 유전자의 활성을 비교하고자 하였으며, 글라이옥시좀과 미토콘드리아 사이의 탄소원(아세틸 단위)의 가능한 경로를 탐색하고자 하였다. 네 곳의 세포 내 소기관인 글라이옥시좀(퍼옥시좀), 미토콘드리아, 엽록체 및 세포질에서 작동하는 중요 대사경로의 10개 유전자들이 조사되었다. 나아가 암소에서 발아한 유식물체의 발아 초기 반응과 이후 3일간 빛을 주었을 때의 반응을 조사하였다. 역전사-중합효소연쇄반응(RT-PCR)에 따르면, 유식물체의 발달 동안에 저장지방의 유동과 관련된 Thio2, ICL 및 MS 유전자는 항상 유사한 유전자 발현 양상을 나타냈다. 오이의 발아 초기에 BOU 유전자와 함께 ICL 및 MS 유전자의 공조된 발현은 퍼옥시좀과 미톤콘드리아 사이에 아세틸 단위의 2차 통로의 존재 가능성에 대한 강한 증거이다. 앞서 보고된 연구에서 보여준 BOU 활성에서처럼 BOU 유전자는 빛 의존성으로 암소에서는 세포막의 미약한 발달로 인하여 활성이 저하됨을 암시한다. 나머지의 유전자들은 떡잎이 초록색으로 발달하고 노쇠화 할 때까지 떡잎의 전 발달 기간 동안에 활성을 나타냈다. 본 연구에서는 아세틸 단위의 운반에 대한 새로운 추가적 제안으로써 지방 저장 종자의 발아와 오이 떡잎의 발달과 관련된 유전자의 발현을 통해 처음으로 확인하였다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제15권18호
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• pp.7995-8001
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• 2014

Interferon-gamma (IFN-${\gamma}$) has been used to treat various malignant tumors. However, the molecular mechanisms underlying the direct anti-proliferative activity of IFN-${\gamma}$ are poorly understood. In the present study, we examined the in vitro antitumor activity of IFN-${\gamma}$ on two human non-small-cell lung carcinoma (NSCLC) cell lines, H322M and H226. Our findings indicated that IFN-${\gamma}$ treatment caused a time-dependent reduction in cell viability and induced apoptosis through a FADD-mediated caspase-8/tBid/mitochondria-dependent pathway in both cell lines. Notably, we also postulated that IFN-${\gamma}$ increased indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) expression and enzymatic activity in H322M and H226 cells. In addition, inhibition of IDO activity by the IDO inhibitor 1-MT or tryptophan significantly reduced IFN-${\gamma}$-induced apoptosis and death receptor 5 (DR5) expression, which suggests that IDO enzymatic activity plays an important role in the anti-NSCLC cancer effect of IFN-${\gamma}$. These results provide new mechanistic insights into interferon-${\gamma}$ antitumor activity and further support IFN-${\gamma}$ as a potential therapeutic adjuvant for the treatment of NCSLC.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권3호
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• pp.283-288
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• 2021

본 연구에서는 굴피나무 잎 추출물로부터 사람 위암세포주인 AGS 세포에 대한 apoptosis가 유도되어 항암 활성을 가지는지를 확인하고자 한다. AGS 세포에 굴피나무 잎 추출물을 농도별(0, 50, 150, 200 ㎍/ml)로 처리하여 세포에서 나타나는 양상들을 확인하였다. MTS 측정으로 암세포 생존율을 확인한 결과 굴피나무 잎 추출물에 따라 농도의존적으로 세포에 독성을 보였으며, 이러한 세포 죽음이 apoptosis 유도에 의한 것인지를 annexin V/FITC-PI 염색을 통해 확인하였다. 그 결과, early apoptosis를 보이는 세포의 양상이 유의성 있게 증가하였다. 굴피나무 잎 추출물의 처리는 세포 주기에서 sub-G1기의 증가로 암세포가 더 이상 분열하지 못하고 증식이 억제됨을 보여준다. 내인성 경로에 관여하는 Bax, Bak, Bcl-2, Bcl-xL의 증감을 mRNA 수준에서 RT-PCR로 확인한 결과, Bax, Bak가 증가하고, Bcl-2, Bcl-xL이 감소를 동반하며 미토콘드리아를 통한 세포사멸의 신호전달 경로가 진행되고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 종합하면 굴피나무 잎 추출물은 사람 위암세포에 대한 항암 활성을 가지는 효능적 가치가 있음에 가능성을 제시할 수 있을 것으로 생각되며, 추가적인 동물실험을 통한 인체적용시험의 효능 검증을 통해 의약품 개발 가능성을 확인해야 한다.

• 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.

• 생명과학회지
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• 제26권7호
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• pp.847-854
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• 2016

Nucleoside adenosine 유도체의 하나인 cordycepin (3′-deoxyadenosine)은 Cordyceps 속에서 유래된 활성 물질 중의 하나로서 항염증, 항산화 및 항암활성을 포함한 다양한 약리학적 효능이 있는 것으로 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 AGS 인체 위암세포의 증식에 미치는 cordycepin의 영향과 관련 기전 연구를 시도하였다. Cordycepin의 처리에 따라 AGS 세포의 생존율이 처리 농도 의존적으로 감소되었으며, DNA 단편화 및 flow cytometery 분석에 따른 apoptosis 유발 또한 유의적으로 증가하였음을 확인하였다. 이러한 cordycepin 처리에 따른 AGS 세포의 apoptosis 유도에는 TRAIL, DR5 및 FasL의 mRNA 및 단백질의 발현 증가가 연관되어 있었다. 아울러 cordycepin은 Bcl-2 family 중 pro-apoptotic 인자인 Bax의 발현은 증가시켰으며, anti-apoptotic 인자인 Bcl-2 및 Bcl-xL의 발현은 전사 및 번역 수준에서 억제시켰다. 이러한 현상들은 extrinsic 및 intrinsic apoptosis의 initiator caspase (caspase-8 및 -9) 뿐만 아니라 effector caspase인 caspase-3의 활성과 PARP 단백질의 절단 증가와 연관성이 있었다. 따라서 AGS 세포에서 cordycepin에 의한 apoptosis의 유발은 death receptor 활성과 mitochondria 기능 손상을 포함한 multiple apoptotic pathway가 관여할 것으로 생각된다. 비록 좀 더 세심한 기전 연구의 결과가 뒤따라야 되겠지만, 본 연구의 결과는 cordycepin의 항암작용을 이해하는데 중요한 자료가 될 것이며 향후 수행될 추가 실험을 위한 기초 자료로서 그 가치가 매우 높을 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제25권9호
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• pp.984-992
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• 2015

혈근초(Sanguinaria canadensis)에서 처음 분리된 sanguinarine은 항산화, 항암 및 면역 증강 등의 효능이 있는 것으로 알려진 alkaloid 계열 물질 중의 하나이다. 본 연구에서는 인체간암 HepG2 세포를 대상으로 sanguinarine의 apoptosis 유도 효능 및 관련 기전 해석을 시도하였다. 본 연구의 결과에 의하면 sanguinarine은 HepG2 간암세포의 증식을 처리 농도 의존적으로 억제하였으며, 이는 apoptosis 유도와 연관성이 있었다. Sanguinarine에 의한 apoptosis 유도에는 Fas 및 Bax의 발현 증가, 미토콘드리아에서 세포질로의 cytochrome c 유리 및 MMPl (Δψm)의 소실을 동반하였다. Sanguinarine은 intrinsic 및 extrinsic apoptosis pathway의 활성에 관여하는 initiator caspase인 caspase-9와 -8의 활성과 effector caspase인 caspase-3의 활성 및 PARP 단백질의 단편화를 유발하였다. Sanguinarine은 또한 ROS의 생성을 촉진시켰으며, N-acetylcysteine 처리에 의한 ROS의 생성을 차단하였을 경우, sanguinarine에 의한 apoptosis 효능이 완벽하게 차단되었다. 아울러 sanguinarine은 Akt의 인산화를 억제한 반면, MAPKs의 인산화를 촉진시켰으며, 특히 PI3K와 ERK의 선택적 억제제는 sanguinarine에 의한 HepG2 간암세포의 증식을 더욱 억제시켰다. 따라서 sanguinarine에 의한 HepG2 간암세포의 apoptosis 유발에는 ROS 생성 의존적인 intrinsic 및 extrinsic signaling pathway가 동시에 활성화되며, PI3K/Akt 및 ERK 신호계가 관여함을 알 수 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권1호
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• pp.197-205
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• 2017

Exposure of Jurkat T cell clone (J/Neo cells) to acacetin (5,7-dihydroxy-4'-methoxyflavone), which is present in barnyard millet (Echinochloa esculenta (A. Braun)) grains, caused cytotoxicity, enhancement of apoptotic $sub-G_1$ rate, Bak activation, loss of mitochondrial membrane potential (${\Delta}{\Psi}m$), activation of caspase-9 and caspase-3, degradation of poly(ADP-ribose) polymerase, and FITC-Annexin V-stainable phosphatidylserine exposure on the external surface of the cytoplasmic membrane without accompanying necrosis. These apoptotic responses were abrogated in Jurkat T cell clone (J/Bcl-xL) overexpressing Bcl-xL. Under the same conditions, cellular autophagic responses, including suppression of the Akt-mTOR pathway and p62/SQSTM1 down-regulation, were commonly detected in J/Neo and J/Bcl-xL cells; however, formation of acridine orange-stainable acidic vascular organelles, LC3-I/II conversion, and Beclin-1 phosphorylation (Ser-15) were detected only in J/Neo cells. Correspondingly, concomitant treatment with the autophagy inhibitor (3-methyladenine or LY294002) appeared to enhance acacetin-induced apoptotic responses, such as Bak activation, ${\Delta}{\Psi}m$ loss, activation of caspase-9 and caspase-3, and apoptotic $sub-G_1$ accumulation. This indicated that acacetin could induce apoptosis and cytoprotective autophagy in Jurkat T cells simultaneously. Together, these results demonstrate that acacetin induces not only apoptotic cell death via activation of Bak, loss of ${\Delta}{\Psi}m$, and activation of the mitochondrial caspase cascade, but also cytoprotective autophagy resulting from suppression of the Akt-mTOR pathway. Furthermore, pharmacologic inhibition of the autophagy pathway augments the activation of Bak and resultant mitochondrial damage-mediated apoptosis in Jurkat T cells.

• 생명과학회지
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• 제21권11호
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• pp.1549-1557
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• 2011

TRAIL은 다양한 암세포에서 apoptosis를 유발하는 것으로 알려져 있으나 간암세포를 포함한 일부 암세포에서 TRAIL 저항성이 획득된 것으로 보고되어지고 있다. 대두의 대표적인 생리활성 물질인 isoflavonoid계열 genistein은 이미 많은 암세포에서 apoptotic 효능을 가진 것으로 알려져 있으나 TRAIL에 의한 apoptosis 유도에 미치는 영향과 기전에 대한 연구는 여전히 미비한 실정이다. 본 연구에서는 TRAIL 저항성을 가진 Hep3B 간암세포에서 TRAIL에 의한 apoptosis 유도를 genistein이 더욱 상승시킬 수 있음을 보고하고자 한다. 본 연구의 결과에 의하면, Hep3B 세포에 세포독성을 보이지 않는 범위의 genistein에 의한 TRAIL 유도 apoptosis 상승효과는 미토콘드리아의 기능 손상과 연관성이 있었다. 또한 genistein과 TRAIL 복합처리에 의한 apoptosis 유도는 p38 MAPK 활성 저하로 더욱 상승하였으며, 이는 Bid의 truncation 증가, pro-apoptotic 단백질인 Bax의 발현 증가와 anti-apoptotic Bcl-2의 발현 감소 및 미토콘드리아에서 세포질로의 cytochrome c 유출의 증가와 연관성이 있었다. 또한 p38 MAPK 억제제는 genistein 및 TRAIL 복합처리에 의한 caspase의 활성 증가와 PARP 단백질의 단편화를 촉진시켰으며, 이는 미토콘드리아의 기능적 손상 증가에 의한 것임을 알 수 있었다. 따라서 본 연구의 결과는 genistein이 TRAIL에 의한 apoptosis 유도를 효과적으로 증가시킬 수 있으며, 이러한 과정이 p38 MAPK 의존적으로 이루어짐을 알 수 있었다.