• 한국식품영양과학회지
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• 제45권12호
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• pp.1708-1716
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• 2016

Akt 및 mTOR는 세포 생존에 필수적인 경로로 세포 성장과 증식 등에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 항암 및 항균 효과가 있는 것으로 알려진 개똥쑥(Artemisia annua L.)에 의한 HepG2 간암세포의 apoptosis 유도 효과를 확인하였다. 본 연구 결과에 의하면 개똥쑥 추출물의 처리 농도가 증가함에 따라 HepG2 세포의 생존율은 억제되었으며, 이는 apoptosis 유도 효과에 의한 것임을 세포의 형태적 변화와 flow cytometry를 통해 확인하였다. 그리고 mitopotential assay와 caspase-3/7 activity assay, western blotting으로 Bcl-2 family 단백질을 확인함으로써 apoptosis 경로 중 내인성 경로(intrinsic pathway)에 의해 apoptosis가 일어남을 알 수 있었다. 이러한 효과는 Akt/mTOR의 활성 저해와 연관이 있었으며 Akt/mTOR의 저해제인 LY294002/rapamycin을 개똥쑥 추출물과 병행처리하였을 경우 개똥쑥 추출물에 의한 apoptosis 효과를 더욱 증대시켰다. 따라서 Akt/mTOR의 저해는 개똥쑥 추출물의 apoptosis 효과를 상승시켰으며 이에 따라 미토콘드리아의 기능 손상과 caspase 활성의 증가를 통해 이루어짐을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제26권6호
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• pp.663-672
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• 2016

벌 사상자[Cnidium monnieri (L.) Cusson]는 중국과 한국에 분포하는 일년생 초본으로, 화농성피부염 및 여성의 생식기 질환의 치료에 널리 사용되고 있다. 이 외에도 면역기능개선과 천식 등에 대한 효과는 보고된 바 있으나 아직까지 암과 관련된 연구는 많이 이루어지지 않았다. 이에 따라 본 연구에서는 인간 대장암 세포인 HCT116 세포주에서 벌 사상자 에탄올 추출물(CME)의 apoptosis 및 세포주기정지 유도 효과에 대하여 알아보고자 하였으며, 이러한 효과가 AKT/mTOR/GSK-3β 신호경로의 조절을 통하여 이루어지는지 확인하고자 하였다. MTT assay와 LDH assay 결과, 벌 사상자 에탄올 추출물에 의하여 HCT116 세포의 세포생존율이 감소하였으며, 세포독성효과가 나타났다. 또한 벌 사상자 에탄올 추출물의 농도의존적으로 apoptotic body의 수와 apoptosis 비율이 증가하였으며, G1기에서 세포주기정지 유도 효과가 관찰되었다. 세포의 성장과 증식 및 분열에 관련된 단백질인 Akt는 mTOR, p53, GSK-3β와 같은 신호단백질들의 발현을 조절하는 것으로 보고되었다. 벌 사상자 에탄올 추출물을 처리하였을 때, Akt와 mTOR 단백질의 인산화가 저해되었으며, 이에 따라 하위 신호조절 단백질인 GSK-3β, Bcl-2 family, Caspase-3, PARP의 발현이 조절되었다. 또한 Akt와 GSK-3β, mTOR 저해제 처리를 통하여 CME에 의한 apoptosis 효과가 AKT/mTOR/GSK-3β 신호경로를 통하여 이루어지는 것을 확인하였다. 결론적으로, 본 연구를 통하여HCT116 대장암 세포주에서 벌 사상자 에탄올 추출물이 암세포의 apoptosis 및 세포주기정지 유도에 효과적임을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제32권6호
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• pp.421-429
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• 2022

본 연구에서는 죽상경화 플락에서 발견되는 펩티도글리칸이 혈관염증에서 어떠한 역할을 하는지 알아보기 위하여 염증성 사이토카인의 한 종류인 인터루킨-1 알파의 발현에 대한 영향을 조사하였다. 실험방법으로는 혈관염증을 주도하는 단핵구/대식세포인 THP-1 세포주에 펩티도글리칸을 처리하고 인터루킨-1 알파의 발현을 RT-PCR, real-time PCR, ELISA 방법으로 분석하였다. 펩티도글리칸의 처리 시간과 농도에 비례하여 단핵구/대식세포에서 인터루킨-1 알파의 전사체와 단백질 분비가 증가함을 관찰하였다. 또한 펩티도글리칸의 작용기전을 규명하기 위하여 신호전달을 차단하는 억제제를 세포에 처리하고 인터루킨-1 알파의 발현을 조사하였다. TLR2/4의 억제제인 OxPAPC 그리고 세포 kinase의 작용을 억제하는 LY294002(PI3 kinase 억제), Akti IV (Akt 억제), rapamycin (mTOR 억제), U0126 (MEK 억제), SB202190 (p38 MAPK 억제), SP6001250 (JNK 억제), DPI (NOX 억제)를 처리하는 경우 인터루킨-1 알파 전사체의 발현 그리고 단백질의 분비가 감소되었다. 반면에 LPS의 작용을 억제하는 polymyxin B는 인터루킨-1 알파의 발현에 영향을 주지 않았다. 이상의 결과는, 펩티도글리칸이 TLR2, PI3K, Akt, mTOR, MAPKs를 통하여 단핵구/대식세포의 인터루킨-1 알파 발현을 증가시키고 혈관염증에 기여한다는 것을 나타낸다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제13권4호
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• pp.1119-1124
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• 2012

Background: The effect and possible mechanism of traditional Chinese medicine, baicalin, on the PI3K/Akt signaling pathway in drug-resistant human myeloid leukemia HL-60/ADR cells have been investigated in this current study. Methods: HL-60/ADR cells were treated by 20, 40, $80\;{\mu}mol/L$ baicalin followed by cell cycle analysis at 24h. The mRNA expression level of the apoptosis related gene, Bcl-2 and bad, were measured by RT-PCR on cells treated with $80\;{\mu}mol/L$ baicalin at 12, 24 and 48hr. Western blot was performed to detect the changes in the expression of the proteins related to HL-60/ADR cell apoptosis and the signaling pathway before and after baicalin treatment, including Bcl-2, PARP, Bad, Caspase 3, Akt, p-Akt, NF-${\kappa}B$, p-NF-${\kappa}B$, mTOR and p-mTOR. Results: Sub-G1 peak of HL-60/ADR cells appeared 24 h after $20\;{\mu}mol/L$ baicalin treatment, and the ratio increased as baicalin concentration increased. Cell cycle analysis showed 44.9% G0/G1 phase cells 24 h after baicalin treatment compared to 39.6% in the control group. Cells treated with $80\;{\mu}mol/L$ baicalin displayed a trend in decreasing of Bcl-2 mRNA expression over time. Expression level of the Bcl-2 and PARP proteins decreased significantly while that of the PARP, Caspase-3, and Bad proteins gradually increased. No significant difference in Akt expression was observed between treated and the control groups. However, the expression levels of p-Akt, NF-${\kappa}B$, p-NF-${\kappa}B$, mTOR and p-mTOR decreased significantly in a time-dependent manner. Conclusions: We conclude that baicalin may induce HL-60/ADR cell apoptosis through the PI3K/AKT signaling pathway.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제13권6호
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• pp.2739-2744
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• 2012

Background: Renal-cell carcinoma (RCC) is resistant to almost all chemotherapeutics and radiation therapy. ${\beta}$-Elemene, a promising anticancer drug extracted from a traditional Chinese medicine, has been shown to be effective against various tumors. In the present study, anti-tumor effects on RCC cells and the involved mechanisms were investigated. Methods: Human RCC 786-0 cells were treated with different concentrations of ${\beta}$-elemene, and cell viability and apoptosis were measured by 3-(4, 5-dimethylthiazol-2-yl)-2, 5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT) assay and flow cytometry, respectively. Protein expression was assayed by western blotting. Autophagy was evaluated by transmission electron microscopy. Results: ${\beta}$-Elemene inhibited the viability of 786-0 cells in a dose- and time-dependent manner. The anti-tumor effect was associated with induction of apoptosis. Further study showed that ${\beta}$-elemene inhibited the MAPK/ERK as well as PI3K/Akt/mTOR signalling pathways. Moreover, robust autophagy was observed in cells treated with ${\beta}$-elemene. Combined treatment of ${\beta}$-elemene with autophagy inhibitors 3-methyladenine or chlorochine significantly enhanced the anti-tumor effects. Conclusions: Our data provide first evidence that ${\beta}$-elemene can inhibit the proliferation of RCC 786-0 cells by inducing apoptosis as well as protective autophagy. The anti-tumor effect was associated with the inhibition of MAPK/ERK and PI3K/Akt/mTOR signalling pathway. Inhibition of autophagy might be a useful way to enhance the anti-tumor effect of ${\beta}$-elemene on 786-0 cells.

• BMB Reports
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• 제49권8호
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• pp.437-442
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• 2016

We aimed to study the role of protein L-isoaspartyl methyltransferase (PIMT) in neuronal differentiation using basic fibroblast growth factor (bFGF)-induced neuronal differentiation, characterized by cell-body shrinkage, long neurite outgrowth, and expression of neuronal differentiation markers light and medium neurofilaments (NF). The bFGF-mediated neuronal differentiation of PC12 cells was induced through activation of mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling molecules [MAPK kinase 1/2 (MEK1/2), extracellular signal-regulated kinase 1/2 (ERK1/2), and p90RSK], and phosphatidylinositide 3-kinase (PI3K)/Akt signaling molecules PI3Kp110β, PI3Kp110γ, Akt, and mTOR. Inhibitors (adenosine dialdehyde and S-adenosylhomocysteine) of protein methylation suppressed bFGF-mediated neuronal differentiation of PC12 cells. PIMT-eficiency caused by PIMT-specific siRNA inhibited neuronal differentiation of PC12 cells by suppressing phosphorylation of MEK1/2 and ERK1/2 in the MAPK signaling pathway and Akt and mTOR in the PI3K/Akt signaling pathway. Therefore, these results suggested that PIMT was critical for bFGF-mediated neuronal differentiation of PC12 cells and regulated the MAPK and Akt signaling pathways.

• 생명과학회지
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• 제31권3호
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• pp.321-329
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• 2021

본 연구에서는 매실 메탄올 추출물(maesil methanol fraction, MMF)을 제조하여 인체 전립선암세포 LNCaP, RC-58T 및 PC-3에 대한 증식억제 효과를 확인하였다. 인체 전립선암세포인 PC-3 및 RC-58T와 비교해보았을 때, LNCaP은 MMF의 처리에 따른 증식억제 효과에 가장 민감했다. LNCaP의 형태학적 관찰과 apoptotic body 형성을 관찰해보았으며, MMF의 처리로 인한 형태의 변화, 핵 손상 및 응축을 확인했다. MMF의 처리로 인한 인체 전립선암세포 LNCaP에서 성장억제 효과가 내인성 apoptosis 경로와 관련 있는지 확인한 결과, pro-apoptotic 단백질인 Bax, caspase-3, caspase-9, PARP의 발현이 증가하였고, anti-apoptotic 단백질인 Bcl-2의 발현이 감소하는 것을 확인했다. MMF와 AIF inhibitor인 N-phenylmalemide (N-PM)의 병용처리군에 비해 MMF 단독처리군의 증식억제 효과가 유의적으로 나타났으며 AIF 및 Endo G의 발현 증가를 통해 외인성 apoptosis 경로에 영향을 미치는 것을 확인했다. 또한 PI3K inhibitor인 LY294002와 MMF의 병용처리군에 비해 MMF 단독처리군의 증식억제 효과가 유의적으로 나타났으며 PI3K, p-Akt, p-mTOR의 발현 감소를 통해 PI3K/Akt/mTOR 신호경로에 영향을 미치는 것을 확인했다. 결론적으로 인체 전립선암세포 LNCaP에서 MMF의 증식억제 효과는 천연물 유래 기능성 식품의 소재로써의 가능성을 보여준다.

• 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.

• BMB Reports
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• 제53권10호
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• pp.527-532
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• 2020

We recently reported that N-adamantyl-4-methylthiazol-2-amine (KHG26693) attenuates glutamate-induced oxidative stress and inflammation in the brain. In this study, we investigated KHG 26693 as a therapeutic agent against glutamate-induced autophagic death of cortical neurons. Treatment with KHG26693 alone did not affect the viability of cultured cortical neurons but was protective against glutamate-induced cytotoxicity in a concentration-dependent manner. KHG26693 attenuated the glutamate-induced increase in protein levels of LC3, beclin-1, and p62. Whereas glutamate decreased the phosphorylation of PI3K, Akt, and mTOR, these levels were restored by treatment with KHG26693. These results suggest that KHG26693 inhibits glutamate-induced autophagy by regulating PI3K/Akt/mTOR signaling. Finally, KHG26693 treatment also attenuated glutamate-induced increases in reactive oxygen species, glutathione, glutathione peroxidase, and superoxide dismutase levels in cortical neurons, indicating that KHG26693 also protects cortical neurons against glutamate-induced autophagy by regulating the reactive oxygen species scavenging system.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제20권1호
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• pp.1-10
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• 2016

Molecular targeting for the altered signaling pathways has been proven to be effective for the treatment of many types of human cancer, including colorectal cancer (CRC). The dual phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) and mammalian target of rapamycin (mTOR) inhibitor BEZ235 has shown to exhibit potent antitumor activity against solid tumors. Autophagy is a cellular lysosomal catabolic process to maintain metabolic homeostasis, which has been known to be induced in response to many therapeutic agents in cancer cells. This process is negatively regulated by mTOR and often acts as prosurvival or prodeath mechanism following cancer therapeutics. The current study was designed to investigate the antiproliferation activity of BEZ235 and to evaluate the role of autophagy induced by BEZ235 using HCT15 CRC cells bearing ras oncogene mutation. We found that BEZ235 decreases cell viability, which was mostly dependent on $G_1$ arrest of cell cycle via suppression of cyclin A expression. BEZ235 affects PI3K/Akt/mTOR signaling pathway by increasing the phosphorylation of AKT at $Ser^{473}$ and RAS/RAF/MEK/ERK pathway by decreasing the phosphorylation of ERK at $Tyr^{204}$. BEZ235 also stimulated autophagy induction as evidenced by the increased expression of LC3-II and abundant acidic vesicular organelles (AVOs) in the cytoplasm. In addition, the combination of BEZ235 with autophagy inhibitor chloroquine, a known antagonist of autophagy, counteracted the antiproliferation effect of BEZ235. Thus, our study indicates that autophagy induced in response to BEZ235 treatment appears to act as cell death mechanism in HCT15 CRC cells.