• 한국식품영양과학회지
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• 제38권4호
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• pp.442-450
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• 2009

후추의 주요 성분인 piperine은 다양한 생리활성을 나타내고 있으며, 특히 암예방 효과가 있는 것으로 생각되고 있다. 본 연구에서는 piperine의 항암 효과를 밝히기 위해 piperine이 인간의 대장에서 유래한 암세포인 HT-29 세포의 증식에 미치는 영향과 작용 기전을 연구하였다. Piperine을 HT-29 세포 배양액에 여러 농도($0{\sim}40{\mu}M$)로 첨가하여 세포를 배양한 경우 piperine 처리 농도가 증가할수록 세포의 증식이 감소하였고, 세포사멸이 증가하였다. 이는 piperine이 HT-29 세포의 세포사멸을 유도하여 세포 증식을 억제함을 제시한다. Piperine의 세포사멸 기전을 조사하기 위해 세포사멸 조절인자의 변화를 조사하였다. Piperine에 의해 anti-apoptotic Bcl-2 family 단백질인 Bcl-2와 Mcl-1 단백질 수준은 감소하였고, BH3-only 단백질인 Bid 단백질 수준은 감소하였으나, Bik 단백질 수준은 증가하였다. 또한 piperine에 의해 미토콘드리아 막의 투과성이 증가하였고, cytochrome c의 세포질로의 방출이 증가하였다. 또한 piperine 처리에 의해 caspase의 활성형인 cleaved caspase-8, -9, -7, -3 단백질 수준이 증가하였고, PARP의 불활성형인 cleaved PARP 수준이 증가하였다. Caspase의 활성을 저해하는 세포사멸억제단백질 중의 하나인 survivin 단백질 발현이 piperine에 의해 감소하였다. 이 결과로부터 대장암세포인 HT-29 세포에서 piperine이 Bcl-2 family 단백질 발현 변화를 초래하여 미토콘드리아 막 투과성 증가시키고 cytochrome c 방출을 증가시키고, caspase 활성을 증가시키고 survivin 단백질 발현을 억제하여 세포사멸을 유도하여 항암 효과를 나타냄을 알 수 있다. 본 연구는 piperine이 대장암에 강한 항암 효과가 있음을 밝혔으나 향후 암예방 및 암치료제로서 piperine을 활용하기 위해서는 동물실험 및 임상실험 등 다양한 추가 실험이 필요할 것으로 보인다.

• 생명과학회지
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• 제31권8호
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• pp.778-785
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• 2021

오이 씨앗의 발아는 세포의 지방체내 저장지방의 분해 결과인 acyl-CoA의 글라이옥시좀으로 이동 후 베타 산화의 결과물인 acetyl-CoA의 글라이옥실산 회로로의 유입과 지방의 유동으로 촉발된다. Acetyl-CoA는 글라이옥실산 회로의 가동을 위한 탄소원을 제공하며 시트르산과 말산을 생성하며 글라이옥실산 회로의 작동을 유도한다. 지방 저장 종자의 발아에 있어서 글라이옥실산 회로는 필수적 요소이며, 그 결과물인 말산 및 숙신산의 미토콘드리아로의 이동은 TCA 회로의 가동과 옥살초산의 생성 및 세포질로의 유동으로 PEPCK에 의한 당신생을 가능하게 한다. 즉, 저장 지방을 원료로 여러 대사물질의 생산 및 이동과 다중의 대사경로를 통하여 발아 시 사용 가능한 에너지원인 포도당의 형태로 전환이 이루어진다. 이에 동반하여 많은 유전자의 발현 조절이 이루어지고, 세포내 소기관 특히 미소체로 대표되는 글라이옥시좀은 말산 합성효소(malate synthase)와 이소 시트르산 분해효소(isocitrate lyase)로 특화된다. 또 다른 acetyl-CoA의 유동은 carnitine을 매개로 하는 BOU (A BOUT DE SOUFFLE)의 작동이다. 이것은 카니틴의 대사와 관련하여 고등식물의 발달과 대사과정에서의 중요성이 확인된 것으로 사료된다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제25권1호
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• pp.15-24
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• 2021

Benzo[a]pyrene (B[a]P) is a potent carcinogen and is classified as an endocrine-disrupting chemical. In mammalian testes, Sertoli cells support spermatogenesis. Therefore, if these cells are negatively affected by exposure to xenotoxic chemicals, spermatogenesis can be seriously disrupted. In this context, we evaluated whether mouse testicular TM4 Sertoli cells are susceptible to the induction of cytotoxicity-mediated cell death after exposure to B[a] P in vitro. In the present study, while B[a]P and B[a]P-7,8-diol were not able to induce cell death, exposure to BPDE resulted in cell death. BPDE-induced cell death is accompanied by the activation of caspase-3 and caspase-7. Depolarization of the mitochondrial membrane and cytochrome c release from mitochondria were observed in benzo[a]pyrene-7,8-diol-9,10-epoxide (BPDE)-treated cells. These results indicate that TM4 cells are susceptible to apoptosis in a caspase-dependent manner. Western blot and reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) analyses showed that aryl hydrocarbon receptor (AhR) expression was almost undetectable in TM4 cells and that its expression was not altered after B[a]P treatment. This indicates that TM4 cells are nearly AhR-deficient. In TM4 cells, the CYP1A1 protein and its activity were not present. From these results, it is clear that AhR may be a prerequisite for CYP1A1 expression in TM4 cells. Therefore, TM4 cells can be referred to as CYP1A1-deficient cells. Thus, TM4 Sertoli cells are believed to have a rigid and protective cellular machinery against genotoxic agents. In conclusion, it is suggested that tolerance to B[a]P cytotoxicity is associated with insufficient AhR and CYP1A1 expression in testicular Sertoli cells.

• Nutrition Research and Practice
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• 제16권3호
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• pp.330-343
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• 2022

BACKGROUND/OBJECTIVES: Zanthoxylum schinifolium is traditionally used as a spice for cooking in East Asian countries. This study was undertaken to evaluate the anti-proliferative potential of ethanol extracts of Z. schinifolium leaves (EEZS) against human bladder cancer T24 cells. MATERIALS/METHODS: Subsequent to measuring the cytotoxicity of EEZS, the anti-cancer activity was measured by assessing apoptosis induction, reactive oxygen species (ROS) generation, and mitochondrial membrane potential (MMP). In addition, we determined the underlying mechanism of EEZS-induced apoptosis through various assays, including Western blot analysis. RESULTS: EEZS treatment concentration-dependently inhibited T24 cell survival, which is associated with apoptosis induction. Exposure to EEZS induced the expression of Fas and Fas-ligand, activated caspases, and subsequently resulted to cleavage of poly (ADP-ribose) polymerase. EEZS also enhanced the expression of cytochrome c in the cytoplasm by suppressing MMP, following increase in the ratio of Bax:Bcl-2 expression and truncation of Bid. However, EEZS-mediated growth inhibition and apoptosis were significantly diminished by a pan-caspase inhibitor. Moreover, EEZS inhibited activation of the phosphoinositide 3-kinase (PI3K)/Akt pathway, and the apoptosis-inducing potential of EEZS was promoted in the presence of PI3K/Akt inhibitor. In addition, EEZS enhanced the production of ROS, whereas N-acetyl cysteine (NAC), a ROS scavenger, markedly suppressed growth inhibition and inactivation of the PI3K/Akt signaling pathway induced by EEZS. Furthermore, NAC significantly attenuated the EEZS-induced apoptosis and reduction of cell viability. CONCLUSIONS: Taken together, our results indicate that exposure to EEZS exhibits anti-cancer activity in T24 bladder cancer cells through ROS-dependent induction of apoptosis and inactivation of the PI3K/Akt signaling pathway.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제32권1호
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• pp.104-114
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• 2024

Licochalcone C (LCC; PubChem CID:9840805), a chalcone compound originating from the root of Glycyrrhiza inflata, has shown anticancer activity against skin cancer, esophageal squamous cell carcinoma, and oral squamous cell carcinoma. However, the therapeutic potential of LCC in treating colorectal cancer (CRC) and its underlying molecular mechanisms remain unclear. Chemotherapy for CRC is challenging because of the development of drug resistance. In this study, we examined the antiproliferative activity of LCC in human colorectal carcinoma HCT116 cells, oxaliplatin (Ox) sensitive and Ox-resistant HCT116 cells (HCT116-OxR). LCC significantly and selectively inhibited the growth of HCT116 and HCT116-OxR cells. An in vitro kinase assay showed that LCC inhibited the kinase activities of EGFR and AKT. Molecular docking simulations using AutoDock Vina indicated that LCC could be in ATP-binding pockets. Decreased phosphorylation of EGFR and AKT was observed in the LCC-treated cells. In addition, LCC induced cell cycle arrest by modulating the expression of cell cycle regulators p21, p27, cyclin B1, and cdc2. LCC treatment induced ROS generation in CRC cells, and the ROS induction was accompanied by the phosphorylation of JNK and p38 kinases. Moreover, LCC dysregulated mitochondrial membrane potential (MMP), and the disruption of MMP resulted in the release of cytochrome c into the cytoplasm and activation of caspases to execute apoptosis. Overall, LCC showed anticancer activity against both Ox-sensitive and Ox-resistant CRC cells by targeting EGFR and AKT, inducing ROS generation and disrupting MMP. Thus, LCC may be potential therapeutic agents for the treatment of Ox-resistant CRC cells.

• 한국식품영양과학회지
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• 제36권4호
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• pp.431-438
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• 2007

해조류는 다양한 생리 활성을 나타내는 성분들을 함유하고 있어 항산화효과 등 다양한 생리활성 효과를 나타내는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 식용 가능한 28종의 해조류 메탄올추출물 중 보라우무 메탄올추출물이 인간의 대장에서 유래한 암세포인 HT-29세포의 세포증식을 억제함을 밝혔고, 가장 강한 HT-29 세포 증식 억제 효과를 나타낸 보라우무 메탄올추출물의 대장암세포 증식억제 기전을 밝히고자 하였다. 보라우무 메탄올추출물을 HT-29 세포 배양액에 여러 농도$(0{\sim}20{\mu}g/mL)$로 첨가하여 세포를 배양한 경우 보라우무 메탄올추출물 처리 농도가 증가할수록 세포증식이 현저히 감소하였고, apoptotic cell수는 현저히 증가하였다. Apoptosis의 주요한 조절인자인 Bcl-2 family 단백질 중 Bcl-2는 보라우무 메탄올추출물에 의해 변화가 없었고 Bax는 고농도에서만 소폭 감소하였다. 반면, t-Bid 단백질 수준은 보라우무 메탄올추출물의 처리에 의해 현저하게 증가하였다 Bcl-2 family Protein과 더불어 apoptosis의 조절에 주요한 역할을 하는 caspase 단백질의 경우 보라우무메탄올추출물 처리에 의해 cleaved caspase-8, -9, -7, -3 단백질 수준이 현저히 증가하였고, cleaved PARP 단백질수준도 현저히 증가하였다. 또한, caspase-8의 활성화를 유도하는 Fas 단백질 수준도 보라우무 메탄올추출물에 의해 현저하게 증가하였다. 이 결과로부터 보라우무 메탄올추출물은 caspase-8의 활성 증가에 의한 미토콘드리아 막 투과성 변화와 caspase-7/-3 활성의 증가를 통해 apoptosis를 유도함으로써 암세포의 증식을 억제한다는 결론을 내릴 수 있다. 본 연구는 보라우무를 항암효과를 지니는 기능성식품이나 항암제로 개발할 수 있는 가능성을 제시하고 있으며 향후 보라우무를 이용한 제품의 개발을 위해서는 유효성분의 동정 및 그 성분의 작용 기전에 대한 면밀한 추가 연구가 필요할 것으로 보인다.

• 생명과학회지
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• 제26권7호
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• pp.764-771
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• 2016

개똥쑥 추출물은 항박테리아, 항바이러스 그리고 항산화효과를 포함한 다양한 기능을 가지고 있는 것으로 잘 알려져 있다. 그러나, 개똥쑥 항증식 작용기전은 알려지지 않았다. 따라서, 우리는 Hep3B 간암 세포에서 AAE추출물의 apoptotic 효과를 알아보고자 한다. 본 연구의 목적은 AAE가 인체 간암 세포주(Hep3B)의 증식에 미치는 효과를 분석하고 이에 대한 apoptosis의 효과를 조사하는데 있다. 인산화에 의해 활성화된 Akt는 TSC2, mTOR 그리고 GSK-3β의 인산화를 유도하여 세포증식을 유도한다. 본 연구에서, 우리는 AAE가Akt-mTOR-GSK3β 신호 경로와 mitochondria를 매개하는 apoptotic 단백질을 통한 암세포의 apoptosis 유도할 것이라고 추측하였다. 이를 위해, 먼저 AAE가 처리농도에 따라 세포증식에 미치는 효과를 분석하였다. AAE처리는 세포증식을 억제시켰을 뿐만 아니라 젖산 탈수소 효소의 방출을 유도하였다. 이러한 결과는 MTT assay, LDH assay로 확인하였다. 또한 Hoechst 33342 staining, Annexin Ⅴ- PI staining, JC-1 staining 그리고 Western blotting을 통해 apoptosis 효과를 확인하였다. 본 연구에서는 간암세포에 AAE의 처리가 Akt, TSC2, GSK-3β-phosphorylated, Bim, Bcl-2, pro-caspase 3의 억제와 Bak, Bax 활성을 유도한다는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 AAE가 Akt-mTOR-GSK-3β 신호 경로를 통해 intrinsic apoptosis를 유도한다는 것을 나타낸다.

• 한국자원식물학회지
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• 제32권4호
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• pp.255-263
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• 2019

본 연구에서는 다양한 약리학적 활성을 가지는 것으로 알려진 감초 열수추출물(GRW)의 항암효능을 알아보기 위하여 인체 방광암 T24 세포에서 생존율 및 증식억제에 미치는 영향과 이와 연관된 apoptosis 유발 여부 및 관련 인자들의 발현 변화를 조사하였다. 먼저 GRW의 처리에 따른 증식억제 정도를 조사한 결과, GRW 처리 농도 의존적으로 생존율 및 증식억제 현상이 나타났으며, 핵의 형태 변화, DNA 단편화 및 apoptosis 유발에 관하여 조사한 결과 역시 GRW 처리 농도 의존적으로 증가됨을 확인할 수 있었다. 이는 GRW의 처리에 의한 암세포의 증식억제 및 형태적 변형이 암세포의 apoptosis 유발과 밀접한 관련이 있음을 시사하여 주는 것으로 사료된다. GRW 처리에 의한 apoptosis 유발에 관여하는 유전자의 탐색을 위하여 apoptosis와 연관성을 가지는 Bcl-2 family에 속하는 유전자의 발현을 조사한 결과 GRW 처리 농도 의존적으로 Bax 단백질의 발현증가와 더불어 Bcl-2 및 Bcl-xL 단백질의 발현감소가 관찰되었다(Fig. 3A). 이는 GRW에 의한 T24 세포의 apoptosis 유발에 Bcl-2 family에 속하는 유전자의 발현 조절이 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다. 또한 GRW의 처리에 따른 MMP의 소실은 미트콘드리아 막의 교란이 유발되었음을 의미하는 것으로, 이러한 MMP 값의 변동은 Bcl-2 family 단백질의 발현 변화에 의한 것이라 추정된다. 한편 Apoptosis에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 caspase(-3/-8/-9)의 발현과 이들의 활성을 억제하는 IAP family (XIAP, cIAP-1, cIAP-2)의 발현에 GRW이 어떠한 영향을 미치는지를 조사한 결과, caspase-3, -8 및 -9의 활성형 단백질 발현 및 정량적 활성증가를 확인하였으며, IAP family 속한 3가지 단백질 모두 발현이 감소하는 것이 관찰되었다. 이상의 결과에서 GRW은 외인적 및 내인적 경로의 개시에 핵심적인 역할을 하는 caspase-8 및 -9의 활성을 모두 증가시켰으며, 이에 따른 caspase-3의 활성증가에 의하여 apoptosis가 유발되었음을 알 수 있었다. 이러한 두 경로의 동시 활성화에는 미트콘드리아의 기능 소실과 Bcl-2 및 IAP family의 발현 변화가 관여하고 있었으며, 특히 Bid의 발현 감소는 GRW에 의한 내인적 경로를 증폭시키는 효과로 작용했을 것이라 추정된다. 방광암의 치료에 보다 효과적인 생리활성을 갖는 물질을 발굴하고 그와 관련된 분자 및 세포수준에서의 기전을 밝히는 것이 중요하기에 본 연구의 결과는 향후 GRW로 수행될 추가 실험을 위한 기초자료로서 그 가치가 매우 높을 것으로 사료된다.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제18권2호
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• pp.89-94
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• 2003

본 연구는 환경 호르몬으로. 분류된 67종 중의 하나인, 선저 도료나 어망, 어구 및 방오페인트 재료로 사용되어지고 유기주석화합물(tributyltin)을 사용하여 설치류의 웅성생식세포에서 세포자연사를 일으키는 작용기작을 조사하였다 먼저 흰쥐의 레이딕 세포주인 R2C에 유기주석화합물을 농도별(1∼500 nM)로 처리한 후 DNA fragment현상을 전기영동법을 통하여 조사하였다. 그 결과 유기주석화합물을 처리한 군들에서 대조군에 비하여 세포자연사현상이 농도 의존적으로 증가하였다. 유기주석화합물이 세포 내 칼슘이온(Ca$^2$$^{+}$)및 유해 산소종(reactive oxygen species)에 미치는 영향을 조사해본 결과 유기주석화합물 처리시 세포 내 칼슘이온 및 유해 산소종이 시간에 의존적으로 크게 증가하였다. 또한 칼슘 킬레이터인 BAPTA를 전 처리한 경우 유기주석화합물에 의해 유도된 칼슘이온 및 유해 산소종이 대조군에 비해 유의성 있게 감소하였다. 이러한 세포자연사 과정이 미토콘드리아의 cytochromec방출에 의한 과정인지를 화인하기 위해 세포질 내 cytochrome c양을 western blot법을 사용하여 확인해 본 결과 유기주석화합물처리 시간 및 농도에 따라 증가하며, 이 또한 BAPTA를 전처리 한 경우 대조군에 비하여 유의성 있게 감소하였다. 또한 유기주석화합물이 세포자연사 유발 시 caspase-3 효소 활성과의 관계를 확인하기 위해 ELISA법을 사용하여 확인해 본 결과 유기주석화합물 처리 농도에 의존적으로 증가하였으며, caspase-3효소 억제자로 잘 알려진 Z-DEVD FMK을 전 처리한 경우 유기주석화합물을 처리한 군에 비해 세포자연사율이 크게 감소하였다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때 유기주석화합물은 세포 내 칼슘이온의 증가를 일으키고, 그로 인하여 세포질 내 유해산소종 및 cytochrome c의 양이 증가함으로써 세포자연사 다음 단계인 caspase효소 활성의 증가를 통하여 흰쥐의 레이딕 세포주인 R2C의 세포자연사를 일으킬 것이라 추론할 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제16권3호
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• pp.546-554
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• 2006

식용 및 약용으로 이용되는 산초 (Zanthoxylum schinifolium) 잎에 함유된 항암활성 성분을 분리하기 위하여 산초잎을 유기용매로 추출하여, 각 추출물의 암세포에 대한 독성 및 세포자살 유도 활성을 조사하였다. Methanol, methylene chloride, ethyl acetate, n-butanol로 추출한 각 추출물의 세포 독성을 인체 급성백혈병 Jurkat T 세포주, estrogen receptor-positive 유방암 세포주 MDA 361과 estrogen receptor-negative 세포주 MDA 438를 대상으로 조사한 결과, 이들 암세포주에 대한 세포독성이 methylene chloride 추출물 (SL-14)에서 주로 확인되었다. Methylene chloride 추출물 (SL-14)의 Jurkat T세포주에 대한 세포독성의 기전은 mitochondria로부터cytochrome c 방출, 이에 뒤이은 caspase-9 및 caspase-3의 활성화, PARP 분해, jnternucleosomal DNAfragmentation등의 일련의 생화학적 과정을 통해 유도되며 또한 Bcl-xL의 ectopic overexpression에 의해서는 negative regulation되는 세포자살임을 확인하였다. 또한 SL-14를 GC-MS 분석하여, 9,19-cyclolanost-24-en-3-ol (15.1%), 2-a-methyl-17, b-hop-21-ene (15.1%), 15-methyl-2,3-dihydro-1H benzazepin (11.95%), phytol (10.38%), lupeol (9.92%), 12-methylbenzofuran (8.23%) 등을 포함한 22가지의 구성성분과 그 조성비를 확인하였다. 이상의 연구결과들은 식용 산초잎에 함유된 항암 활성으로서의 세포자살유도 활성의 규명과 이해에 유익하게 활용될 것으로 기대된다.