• 한국식품영양과학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.262-270
• /
• 2004

에탄올이 지속적으로 뇌 신경세포에 미치는 영향을 조사하기 위하여 흰쥐의 신경세포로부터 유래 된 B103 neuroblastoma cell을 사용하여 세포독성이 나타나지 않는 에탄을 농도(0, 50, 100, 200 mM)에서의 1, 2, 8, 18, 24시간 경과에 따라 유도되는 PKC $\alpha$, ${\gamma}$, $\varepsilon$, ζ isozyme들의 양을 세포질 분획과 세포막 분획으로 나누어 Western blot으로 각각 분석하였다. 100 mM의 에탄올 농도에서 분석된 PKC isozyme들 중 PKC-$\varepsilon$는 18시간대의 세포질에서 그리고 PKC-$\varepsilon$은 8∼18시간대의 세포막분획에서 각각 현저한 유도현상을 보였다 PKC-$\alpha$는 200 mM의 에탄을 첨가 후 18시간과 24시간에 세포질과 세포막 분획에서 모두 대조군의 150%까지 현저한 증가를 나타낸 반면 PKC-ζ는 100, 200 mM 에탄올농도에서 배양(18, 24시간 동안)한 세포의 세포막분획에서만 유도되었다. 그리고 50, 100, 200 mM의 에탄올 농도에서 24시간동안 배양한 세포질 분획에서 PKC-${\gamma}$는 농도 의존적으로 감소하여 200 mM의 에탄올 농도에서는 대조군의 47%까지 현저한 감소를 나타내었으며, 세포내에 세포독성을 나타내지 않는 농도 특히 100∼200mM농도범위의 에탄올을 첨가하여 24시간 동안 지속적으로 배양할 때 PKC-${\gamma}$ 및 $\varepsilon$이 관련된 신호전달체계가 억제됨을 보였다. 이는 에탄올이 PKC isozyme들의 상호간 조절을 통해 신호전달계 또는 신경전달 물질들의 변화에 영향을 줄 수 있음을 시사하며 에탄올의 중추신경계에 미치는 지속적 영향으로 나타나는 행동장애 및 뇌 기능의 손상 또는 보호과정 에 PKC-isozyme들이 관여할 수 있음을 시사한다.

• Toxicological Research
• /
• 제22권1호
• /
• pp.23-30
• /
• 2006

Among poly aromatic hydrocarbons, dioxin and PCBs are the most controversial environmental pollutants in our modern life. These pollutants are known as human carcinogens, and liver is the most sensitive target in animal cancer models. Specific aims of the study were focused on the mechanism of carcinogenesis in hepatocytes and the structure-activity relation among these diverse environmental chemicals. Because key mechanisms of dioxin-induced carcinogenesis in human epithelial cell model are the alteration of signal transduction pathway and PKC isoforms, the alteration of the signal transduction pathways and other factors associated with carcinogenesis were studied. Rat hepatocytes cultured under the sandwich protocols were exposed with the various concentration of dioxins and PCBs, and signal transduction pathway, protein kinase C isoforms, oxidant stress, and apoptotic nuclei were evaluated. Since it is important to understand the structure-activity relation among these chemicals to properly assess the carcinogenic potentials, the study analyzed the parameters associated with carcinogenic processes, based on their structural characteristics. In addition, signal transduction pathways and PKC isoforms involved in inhibition of UV-induced apoptosis were also analyzed to elaborate the tumor promotion mechanism of these chemicals. Induction of apoptosis by UV irradiation was optimal at $60\;J/m^2$ in primary hepatocyte in culture. Compared to non coplanar PCBs such as PCB 114 and PCB 153, coplanar PCBs such as PCB 77 and PCB126 showed a stronger inhibition of apoptosis induced by UV irradiation. Production of reactive oxygen species (ROS) was more stimulated by non-coplanar PCBs than coplanar PCBs with the most potent induction of ROS by chlorinated non-coplanar PCB. As compared to the level of induction by PCB126, non-coplanar PCB153 showed a higher increase of intracellular concentrations. Besides the alteration of intracellular calcium concentration, translocation of PKC from cytosolic fraction to membrane fraction was clearly observed upon the exposure of non-coplanar PCB. Taken together, the present study demonstrated that there is a potent structure-activity relationship among PCB congeners and the mechanism of PAH-induced carcinogenesis is structure-specific. The study suggested that more diverse pathways of PAH-induced carcinogenesis should be taken into account beyond the boundary of Ah receptor dogma to assess the health impact of PAH with more accuracy.

• Biomolecules & Therapeutics
• /
• 제22권6호
• /
• pp.510-518
• /
• 2014

Chronic (>24 h) exposure of arsenite, an environmental toxicant, has shown the decreased nitric oxide (NO) production in endothelial cells (EC) by decreasing endothelial NO synthase (eNOS) expression and/or its phosphorylation at serine 1179 ($eNOS-Ser^{1179}$ in bovine sequence), which is associated with increased risk of vascular diseases. Here, we investigated the acute (<24 h) effect of arsenite on NO production using bovine aortic EC (BAEC). Arsenite acutely increased the phosphorylation of $eNOS-Thr^{497}$, but not of $eNOS-Ser^{116}$ or $eNOS-Ser^{1179}$, which was accompanied by decreased NO production. The level of eNOS expression was unaltered under this condition. Treatment with arsenite also induced reactive oxygen species (ROS) production, and pretreatment with a ROS scavenger N-acetyl-L-cysteine (NAC) completely reversed the observed effect of arsenite on $eNOS-Thr^{497}$ phosphorylation. Although protein kinase C (PKC) and protein phosphatase 1 (PP1) were reported to be involved in $eNOS-Thr^{497}$ phosphorylation, treatment with PKC inhibitor, Ro318425, and overexpression of various PKC isoforms did not affect the arsenite-stimulated $eNOS-Thr^{497}$ phosphorylation. In contrast, treatment with PP1 inhibitor, calyculin A, mimicked the observed effect of arsenite on $eNOS-Thr^{497}$ phosphorylation. Lastly, we found decreased cellular PP1 activity in arsenite-treated cells, which was reversed by NAC. Overall, our study demonstrates firstly that arsenite acutely decreases NO production at least in part by increasing $eNOS-Thr^{497}$ phosphorylation via ROS-PP1 signaling pathway, which provide the molecular mechanism underlying arsenite-induced increase in vascular disease.

• 한국해양바이오학회지
• /
• 제2권2호
• /
• pp.102-107
• /
• 2007

산업의 발달과 함께 환경오염에 대한 국민적인 관심도는 날로 증가하고 있다. PCB는 우리 주변에 널리 퍼져 있고 먹이사슬을 통해 체내에도 축적되어 인체의 위해성이 우려되는 대표적인 환경오염물질이다. PCB의 노출은 성장기의 두뇌에서 가장 큰 신경독성을 나타내며 영아 및 유아는 상대적으로 높게 노출되어 위험집단으로 분류된다. 본 연구는 PCB의 신경독성에 구조-활성관계가 미치는 영향을 분석하고 PCB에 의한 독성을 최소화 할 수 있는 방안으로서 해양활성물질의 사용가능성을 이해하고자 하였다. PCB노출에 따른 신경세포의 신호전달 체계변화를 분석하기 위하여 Protein Kinase C (PKC)의 변화를 측정하였다. PKC의 전체적인 활성을 [$^3H$]PDBu로 분석한 결과 ortho-position(PCB-105, -123)을 가지고 있는 PCB가 non-ortho (pCB-77, -81) 구조보다 신경에 미치는 영향은 더 높았다. Westem blot 결과 PKC isofonn 중에는 PKC-beta II 및 epsilon의 경우 ortho-position PCB에서 더 높은 활성을 보였다. 이러한 PKC의 변화는 성장기 신경세포에서 신호전달기작의 변화에 많은 영향을 미치므로 이를 예방하거나 차단 할 수 있는 물질을 발견하고자 다양한 키토산을 처리하였다. 그 결과 1백만 달톤 이상의 고분자 키토산의 경우 PCB에 의한 신호전달 기작 변화를 억제할 수 있음을 보였다. 본 연구는 환경오염 등에 의한 독성예방에 키토산의 활용가능성을 제시하였다.