• 제목/요약/키워드: Molecular biomarkers

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Qualitative and Quantitative Magnetic Resonance Imaging Phenotypes May Predict CDKN2A/B Homozygous Deletion Status in Isocitrate Dehydrogenase-Mutant Astrocytomas: A Multicenter Study

  • Yae Won Park;Ki Sung Park;Ji Eun Park;Sung Soo Ahn;Inho Park;Ho Sung Kim;Jong Hee Chang;Seung-Koo Lee;Se Hoon Kim
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제24권2호
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    • pp.133-144
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    • 2023
  • Objective: Cyclin-dependent kinase inhibitor (CDKN)2A/B homozygous deletion is a key molecular marker of isocitrate dehydrogenase (IDH)-mutant astrocytomas in the 2021 World Health Organization. We aimed to investigate whether qualitative and quantitative MRI parameters can predict CDKN2A/B homozygous deletion status in IDH-mutant astrocytomas. Materials and Methods: Preoperative MRI data of 88 patients (mean age ± standard deviation, 42.0 ± 11.9 years; 40 females and 48 males) with IDH-mutant astrocytomas (76 without and 12 with CDKN2A/B homozygous deletion) from two institutions were included. A qualitative imaging assessment was performed. Mean apparent diffusion coefficient (ADC), 5th percentile of ADC, mean normalized cerebral blood volume (nCBV), and 95th percentile of nCBV were assessed via automatic tumor segmentation. Logistic regression was performed to determine the factors associated with CDKN2A/B homozygous deletion in all 88 patients and a subgroup of 47 patients with histological grades 3 and 4. The discrimination performance of the logistic regression models was evaluated using the area under the receiver operating characteristic curve (AUC). Results: In multivariable analysis of all patients, infiltrative pattern (odds ratio [OR] = 4.25, p = 0.034), maximal diameter (OR = 1.07, p = 0.013), and 95th percentile of nCBV (OR = 1.34, p = 0.049) were independent predictors of CDKN2A/B homozygous deletion. The AUC, accuracy, sensitivity, and specificity of the corresponding model were 0.83 (95% confidence interval [CI], 0.72-0.91), 90.4%, 83.3%, and 75.0%, respectively. On multivariable analysis of the subgroup with histological grades 3 and 4, infiltrative pattern (OR = 10.39, p = 0.012) and 95th percentile of nCBV (OR = 1.24, p = 0.047) were independent predictors of CDKN2A/B homozygous deletion, with an AUC accuracy, sensitivity, and specificity of the corresponding model of 0.76 (95% CI, 0.60-0.88), 87.8%, 80.0%, and 58.1%, respectively. Conclusion: The presence of an infiltrative pattern, larger maximal diameter, and higher 95th percentile of the nCBV may be useful MRI biomarkers for CDKN2A/B homozygous deletion in IDH-mutant astrocytomas.

Antiproliferative Activity of Piceamycin by Regulating Alpha-Actinin-4 in Gemcitabine-Resistant Pancreatic Cancer Cells

  • Jee-Hyung Lee;Jin Ho Choi;Kyung-Min Lee;Min Woo Lee;Ja-Lok Ku;Dong-Chan Oh;Yern-Hyerk Shin;Dae Hyun Kim;In Rae Cho;Woo Hyun Paik;Ji Kon Ryu;Yong-Tae Kim;Sang Hyub Lee;Sang Kook Lee
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제32권1호
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    • pp.123-135
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    • 2024
  • Although gemcitabine-based regimens are widely used as an effective treatment for pancreatic cancer, acquired resistance to gemcitabine has become an increasingly common problem. Therefore, a novel therapeutic strategy to treat gemcitabine-resistant pancreatic cancer is urgently required. Piceamycin has been reported to exhibit antiproliferative activity against various cancer cells; however, its underlying molecular mechanism for anticancer activity in pancreatic cancer cells remains unexplored. Therefore, the present study evaluated the antiproliferation activity of piceamycin in a gemcitabine-resistant pancreatic cancer cell line and patient-derived pancreatic cancer organoids. Piceamycin effectively inhibited the proliferation and suppressed the expression of alpha-actinin-4, a gene that plays a pivotal role in tumorigenesis and metastasis of various cancers, in gemcitabine-resistant cells. Long-term exposure to piceamycin induced cell cycle arrest at the G0/G1 phase and caused apoptosis. Piceamycin also inhibited the invasion and migration of gemcitabine-resistant cells by modulating focal adhesion and epithelial-mesenchymal transition biomarkers. Moreover, the combination of piceamycin and gemcitabine exhibited a synergistic antiproliferative activity in gemcitabine-resistant cells. Piceamycin also effectively inhibited patient-derived pancreatic cancer organoid growth and induced apoptosis in the organoids. Taken together, these findings demonstrate that piceamycin may be an effective agent for overcoming gemcitabine resistance in pancreatic cancer.

Prognostic Value of Dynamic Contrast-Enhanced MRI-Derived Pharmacokinetic Variables in Glioblastoma Patients: Analysis of Contrast-Enhancing Lesions and Non-Enhancing T2 High-Signal Intensity Lesions

  • Yeonah Kang;Eun Kyoung Hong;Jung Hyo Rhim;Roh-Eul Yoo;Koung Mi Kang;Tae Jin Yun;Ji-Hoon Kim;Chul-Ho Sohn;Sun-Won Park;Seung Hong Choi
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제21권6호
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    • pp.707-716
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    • 2020
  • Objective: To evaluate pharmacokinetic variables from contrast-enhancing lesions (CELs) and non-enhancing T2 high signal intensity lesions (NE-T2HSILs) on dynamic contrast-enhanced (DCE) magnetic resonance (MR) imaging for predicting progression-free survival (PFS) in glioblastoma (GBM) patients. Materials and Methods: Sixty-four GBM patients who had undergone preoperative DCE MR imaging and received standard treatment were retrospectively included. We analyzed the pharmacokinetic variables of the volume transfer constant (Ktrans) and volume fraction of extravascular extracellular space within the CEL and NE-T2HSIL of the entire tumor. Univariate and multivariate Cox regression analyses were performed using preoperative clinical characteristics, pharmacokinetic variables of DCE MR imaging, and postoperative molecular biomarkers to predict PFS. Results: The increased mean Ktrans of the CEL, increased 95th percentile Ktrans of the CELs, and absence of methylated O6-methylguanine-DNA methyltransferase promoter were relevant adverse variables for PFS in the univariate analysis (p = 0.041, p = 0.032, and p = 0.083, respectively). The Kaplan-Meier survival curves demonstrated that PFS was significantly shorter in patients with a mean Ktrans of the CEL > 0.068 and 95th percentile Ktrans of the CEL > 0.223 (log-rank p = 0.038 and p = 0.041, respectively). However, only mean Ktrans of the CEL was significantly associated with PFS (p = 0.024; hazard ratio, 553.08; 95% confidence interval, 2.27-134756.74) in the multivariate Cox proportional hazard analysis. None of the pharmacokinetic variables from NE-T2HSILs were significantly related to PFS. Conclusion: Among the pharmacokinetic variables extracted from CELs and NE-T2HSILs on preoperative DCE MR imaging, the mean Ktrans of CELs exhibits potential as a useful imaging predictor of PFS in GBM patients.

Prospero Homeobox 1 and Doublecortin Correlate with Neural Damage after Ischemic Stroke

  • Dong-Hun Lee;Eun Chae Lee;Sang-Won Park;Ji young Lee;Kee-Pyo Kim;Jae Sang Oh
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제67권3호
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    • pp.333-344
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    • 2024
  • Objective : Markers of neuroinflammation during ischemic stroke are well characterized, but additional markers of neural damage are lacking. The study identified associations of behavioral disorders after stroke with histologic neural damage and molecular biological change. Methods : Eight-week-old, 25 g male mice of the C57BL/6J strain were subjected to middle cerebral artery occlusion (MCAO) to induce ischemic stroke. The control group was a healthy wild type (WT), and the experimental group were designed as a low severity MCAO1 and a high severity MCAO2 based on post-stroke neurological scoring. All groups underwent behavioral tests, realtime polymerase chain reaction, triphenyltetrazolium chloride (TTC) staining and Hematoxylin and Eosin staining. One-way analysis of variance was used to analyze statistical significance between groups. Results : In TTC staining, MCAO1 showed 29.02% and MCAO2 showed 38.94% infarct volume (p<0.0001). The pro-inflammatory cytokine interleukin (IL)-1β was most highly expressed in MCAO2 (WT 0.44 vs. MCAO1 2.69 vs. MCAO2 5.02, p<0.0001). From the distance to target in the Barnes maze test, WT had a distance of 178 cm, MCAO1 had a distance of 276 cm, and MCAO2 had a distance of 1051 (p=0.0015). The latency to target was 13.3 seconds for WT, 27.9 seconds for MCAO1, and 87.9 seconds for MCAO2 (p=0.0007). Prospero homeobox 1 (Prox1) was most highly expressed in MCAO2 (p=0.0004). Doublecortin (Dcx) was most highly expressed in MCAO2 (p<0.0001). Conclusion : The study demonstrated that histological damage to neural cells and changes in brain mRNA expression were associated with behavioral impairment after ischemic stroke. Prox1 and Dcx may be biomarkers of neural damage associated with long-term cognitive decline, and increased expression at the mRNA level was consistent with neural damage and long-term cognitive dysfunction.

백서 혀에서의 4-nitroquinoline 1-oxide 유도 발암과정에서 Bcl-2 계 유전자의 발현 (Expression of Bcl-2 Family in 4-Nitroquinoline 1-Oxide-Induced Tongue Carcinogenesis of the Rat)

  • 최재욱;정성수;이금숙;김병국;김재형;국은별;장미선;고미경;정권;최홍란;김옥준
    • Journal of Oral Medicine and Pain
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    • 제30권3호
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    • pp.301-317
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    • 2005
  • 전 세계적으로 구강암의 빈도는 점점 증가 추세이며, 특히 한국인의 있어 혀(tongue)는 구강암이 가장 호발하는 장소이다. 구강암은 발암 단계에서부터 과증식 병소(hyperplastic lesion), 이형성(dysplasia) 및 상피내암(carcinoma in situ) 을 거쳐 악성 암종으로 발전하는 다단계 발암과정을 보이며, 분자 생물학적 변이가 구강암을 진행시킴이 널리 알려져 있다. 또한, 구강암은 일반적으로 암세포의 증식 및 고사(apoptosis)의 억제가 중요한 역할을 하고 있다 알려져 있다. 그리고, Bcl-2 family 는 세포 고사에 주요한 역할을 하고 있음이 알려져 있다. 그러나, 이들과 관련한 구강암 발생과정의 변화에 대해서는 널리 연구된 바가 없다. 본 연구는 백서에서 발암 물질인 4-NQO로 구강암을 유도시키고, 구강암 발생 다단계별로 Bcl-2 family의 mRNA 변화를 RT-PCR을 이용해 살펴보았다. Bcl-2 family는 크게 3군, 즉 1) anti-apoptotic, 2) pro-apoptotic, 그리고 3) BH3 only protein으로 분류할 수 있으며, 본 연구에서 anti-apoptotic molecules인 Bcl-w는 모든 군에서 발현이 감소되었으며, Bcl-2는 발현이 증가 되었다. pro-apoptotic molecules에서는 Bad가 제 3군 (편평세포암종)에서 발현이 증가 되었고, 나머지는 감소하였다. BH-3 only protein에서는 Bmf가 제 2군에서, BBC3가 제 3군에서 발현이 증가하였고, 나머지는 모든 군에서 감소하였다. 결론적으로, 4-NQO로 유도된 백서의 발암단계에서, Bcl-2 family의 mRNA 양상은 다양하게 관찰되었으나, Bad 및 BBC3 mRNA가 제 3군에서, Bmf mRNA가 제 2군에서의 발현이 특별함을 알 수 있어, 다단계 발암과정에서의 구강암을 진단하는데 유용하리라 사료된다.

흰쥐를 이용한 Methidathion의 경구투여 및 피부도포 후 뇨 중 대사물질 측정 (Determination of Urinary Metabolites of Methidathion after Oral Administration and Dermal Application to Rats)

  • 민경진;김화선;차춘근
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.153-160
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    • 2003
  • Methidation을 흰쥐에 경구투여 및 피부도포 후 뇨 중 대사물질을 GC/MS로 분석하였고, 투여경로에 따른 뇨 중 대사물질의 차이를 비교하였으며, 뇨 중 dialkyl phosphte의 시간별 배설량과 그 외 대사물질을 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. Methidathion을 경구투여 및 피부도포 후 뇨 중 대사물질을 측정한 결과 유기인계 농약의 공통적인 대사물질인 dialkyl phosphtes 중 세 가지 물질인 DMP, DMTP 및 DMDTP로 동일하게 배설되었다. GC/MS로 주요조각이온을 확인한 결과 DMP는 m/z=153, 127, 109, DMTP는 m/z=198, 142, 109 그리고, DMDTP는 m/z-158, 125, 93에서 분자이온을 확인할 수 있었다. Methidathion을 경구투여 및 피부도포 후 뇨 중 dialkyl phosphtes의 시간별 배설량을 측정한 결과 경구투여의 경우 DMP는 12시간 이내에 79.2%, DMTP는 24시간 이내에 93.3% 그리고, DMDTP는 12시간 이내에 83.0%가 배설되었고, 피부도포의 경우 DMP는 24시간 이내에 71.1%, DMTP와 DMDTP는 48시간 이내에 각각 82.8%, 87.7%가 배설되었다. 이 결과 경구투여 한 실험에서는 48시간 이내에 뇨 중 dialkyl phosphtes가 완전히 배설되는 반면 피부도포 한 실험에서는 각 개체의 상태에 따라 대사물질들이 늦게는 168시간까지 배설이 지연됨을 알 수 있었다. 이상의 결과를 종합하면, 흰쥐에 methidathion을 경구투여 및 피부도포 후 뇨 중 대사물질을 측정한 결과 dialkyl phosphate 중 DMP, DMTP로 검출되었으며, 경구 투여와 피부도포 시 뇨 중 대사물질의 차이는 없었으나, 경구투여보다 피부도포의 경우 배설이 더 지연되었다. 결론적으로, methidathion의 뇨 중 대사물질인 DMP, DMTP 및 DMDTP는 이 농약의 생체모니터링 지표물질로서 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

In vitro 및 in vivo 퇴행성관절염 모델에서 오미자 에탄올 추출물에 의한 matrix metalloproteinases의 생성 억제 (Inhibitory Effects of Schisandrae Fructus Ethanol Extract on the Production of Matrix Metalloproteinases in in vitro and in vivo Osteoarthritis Models)

  • 정진우;이혜현;김홍재;이기원;김기영;김성구;홍수현;김범회;박철;최영현
    • 생명과학회지
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    • 제27권10호
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    • pp.1207-1214
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    • 2017
  • 노화에 따른 퇴행성관절염은 삶의 질을 저하시키는 가장 큰 병리학적 현상 중의 하나이다. 오미자 열매(Schisandrae Fructus)는 오랫동안 전통의학에서 여러 가지 만성질환 치료를 위해 널리 사용되어 왔다. 오미자 추출물이 SW1353 인간 연골세포에서 $IL-1{\beta}$에 의해 유발된 염증 반응을 감소시키는 것으로 최근 보고된 바 있으나, primary culture된 연골세포 및 동물 모델에서의 퇴행성관절염에 대한 보호 및 치료 잠재력은 여전히 명확하지 않다. 따라서 본 연구에서는 $IL-1{\beta}$에 의해 유도된 primary culture된 쥐의 연골세포와 MIA에 의해 유도된 골관절염에 대한 matrix metalloproteinases (MMPs)의 활성에 미치는 오미자 에탄올 추출물의 영향을 조사하였다. 오미자 추출물 처리는 $IL-1{\beta}$로 유도된 연골세포에서 MMP-1, -3 및 -13의 mRNA 발현 및 효소 활성을 유의하게 감소시켰다. 또한 오미자 추출물은 MIA에 의해 증가된 MMP-1 및 -3의 발현을 유의적으로 억제시켰다. 따라서 오미자 추출물은 퇴행성관절염 예방과 치료를 위한 기능성 소재로서의 잠재적 가능성이 있음을 알 수 있었다.

살진균제인 캡탄 처리 후 갈색거저리의 해독효소 유전자 발현 (Gene Expression of Detoxification Enzymes in Tenebrio molitor after Fungicide Captan Exposure)

  • 장호암;백형선;김보배;알리 모하마디 코줄 마리암;패트나익 바랫 부산;조용훈;한연수
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제61권1호
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    • pp.155-163
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    • 2022
  • 최근 살진균제는 세계 식량 안보에 없어서는 안될 필수 요소이며, 그 사용량은 증가하고 있다. 살진균제는 직접적 또는 간접적으로 곤충에 영향을 미쳐 유전자 및 분자 수준의 변화를 일으킨다. 곤충은 다양한 해독 매커니즘을 통해 살진균제를 포함한 농약으로부터 유발되는 활성산소(ROS) 독성을 제거한다. 본 연구는 살진균제 캡탄의 비치명적 투여량(0.2, 2, and 20 ㎍/µL)을 주입 후 갈색거저리의 유충에서 해독효소의 mRNA 발현량을 분석했다. 갈색거저리의 전사체 분석을 통해 해독 매커니즘 관련 유전자인 퍼옥시다제(POX), 카탈라제(CAT), 슈퍼옥사이드 디스뮤타제(SOD) 및 글루타티온-S-트랜스퍼라제(GST)를 발굴하였다. 처리 24시간 후 TmPOX5 mRNA가 유의하게 증가한 것으로 나타났다. 처리 3 시간 후 TmSOD4의 mRNA가 유사하게 증가하였다. 또한 2 ㎍/µL 처리 24시간 후 TmCAT2의 mRNA 가 유의하게 증가하였다. 캡탄 노출 후 TmGST1 및 TmGST3의 mRNA 발현량도 증가하였다. 결론적으로, TmPOX5 및 TmSOD4 유전자는 갈색거저리에서 캡탄 노출에 대한 바이오마커 또는 생체이물 센서로 작용할 수 있음을 시사한다.