• Biomolecules & Therapeutics
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• 제25권2호
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• pp.186-193
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• 2017

Tetrandrine (Tet), a bisbenzylisoquinoline alkaloid, has been reported to have a radiosensitization effect on tumors. However, its effects on human glioma and the specific molecular mechanisms of these effects remain unknown. In this study, we demonstrated that Tet has a radiosensitization effect on human glioma cells. It has been hypothesized that Tet has a radiosensitization effect on glioma cells by affecting the glioma cell cycle and DNA repair mechanism and that ERK mediates these activities. Therefore, we conducted detailed analyses of the effects of Tet on the cell cycle by performing flow cytometric analysis and on DNA repair by detecting the expression of phosphorylated H2AX by immunofluorescence. We used western blot analysis to investigate the role of ERK in the effect of Tet on the cell cycle and DNA repair. The results revealed that Tet exerts its radiosensitization effect on glioma cells by inhibiting proliferation and decreasing the expression of phosphorylated ERK and its downstream proteins. In summary, our data indicate that ERK is involved in Tet-induced radiosensitization of glioma cells via inhibition of glioma cell proliferation or of the cell cycle at G0/G1 phase.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제15권4호
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• pp.1871-1877
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• 2014

Enhancing of radioresponsiveness of tumors by using radiosensitizers is a promising approach to increase the efficacy of radiation therapy. Recently, the ethanolic extract of the medicinal plant, Derris scandens Benth has been identified as a potent radiosensitizer of human colon cancer HT29 cells. However, cell death mechanisms underlying radiosensitization activity of D scandens extract have not been identified. Here, we show that treatment of HT-29 cells with D scandens extract in combination with gamma irradiation synergistically sensitizes HT-29 cells to cell lethality by apoptosis and mitotic catastrophe. Furthermore, the extract was found to decrease Erk1/2 activation. These findings suggest that D scandens extract mediates radiosensitization via at least two distinct modes of cell death and silences pro-survival signaling in HT-29 cells.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권2호
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• pp.171-180
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• 2021

Caffeine, a methylxanthine analog of purine bases, is a compound that is largely consumed in beverages and medications for psychoactive and diuretic effects and plays many beneficial roles in neuronal stimulation and enhancement of anti-tumor immune responses by blocking adenosine receptors in higher organisms. In single-cell eukaryotes, however, caffeine somehow impairs cellular fitness by compromising cell wall integrity, inhibiting target of rapamycin (TOR) signaling and growth, and overriding cell cycle arrest caused by DNA damage. Among its multiple inhibitory targets, caffeine specifically interacts with phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)-related kinases causing radiosensitization and cytotoxicity via specialized intermediate molecules. Caffeine potentiates the lethality of cells in conjunction with several other stressors such as oxidants, irradiation, and various toxic compounds through largely unknown mechanisms. In this review, recent findings on caffeine effects and cellular detoxification schemes are highlighted and discussed with an emphasis on the inhibitory interactions between caffeine and its multiple targets in eukaryotic microorganisms such as budding and fission yeasts.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제15권17호
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• pp.7297-7301
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• 2014

Objective: To explore the radiosensitization effect of overexpression of silent information regulator 6 (SIRT6) on A549 non-small cell lung cancer (NSCLC) cells. Methods: Adenovirus vector Ad-SIRT6 causing overexpression of SIRT6 was established. Western blotting and MTT assay were adopted to detect the level of SIRT6 protein and the inhibitory rate of A549 cell proliferation after different concentrations of adenovirus transduction (0, 25, 100, 200, and 400 pfu/cell) for 24 h. Control group, Ad-null group and Ad-SIRT6 group were designed in this experiment and virus concentration of the latter two groups was 200 pfu/cell. Colony formation assays were employed to test survival fraction (SF) of the 3 groups after 0, 2, 4, 6, 8, 10 X-ray irradiation. Flow cytometry was used to detect the status of cell cycle of 3 groups after 48 h of 4Gy X-ray irradiation and Western blotting was used to determine the expression of apoptosis-related genes of 3 groups after 48 h of 4GyX-ray irradiation. Results: In the range of 25~400 pfu/cell, the inhibitory rate of A549 cell proliferation increased as adenovirus concentration raised. The inhibitory rates under the concentrations of 0, 25, 100, 200, and 400 pfu/cell were 0%, $4.23{\pm}0.34%$, $12.7{\pm}2.57%$, $22.6{\pm}3.38%$, $32.2{\pm}3.22%$, $38.7{\pm}4.09%$ and $47.8{\pm}5.58%$ and there were significantly differences among groups (P<0.05). SF in Ad-SIRT6 group was lower than Ad-null and control groups after 4~10Gy X-ray irradiation (P<0.05) and the sensitization enhancement ratio (SER) was 1.35 when compared with control group. Moreover, after 48 h of 4Gy X-ray irradiation, there appeared a significant increase in G1-phase cell proportion, upregulated expression of the level of apoptosis-promoting genes (Bax and Cleaved caspase-3), but a obvious decline in S-phase and G2-phase cell proportion and a significant decrease of the level of apoptosis-inhibiting gene (Bal-2) in the Ad-SIRT6 group (P<0.05). Conclusion: The over-expression of adenovirus-mediated SIRT6, which has radiosensitization effect on A549 cells of NSCLC, can inhibit the proliferation of A549 cells and cause G0/G1 phase retardation as well as induce apoptosis of cells.

• Radiation Oncology Journal
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• 제25권4호
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• pp.233-241
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• 2007

목적: EGFR, HER2 과발현 인간 유방암 세포를 이용한 종양이식 마우스에서 EGFR/HER2 복합 Tyrosine Kinase 억제제인 GW572016이 방사선반응성에 미치는 영향을 알아보고 종양조직의 EGFR/HER2수용체 억제효과 및 EGFR down stream signal pathway 단백인 ERK 1/2, PI3k/Akt 억제효과를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: SUM 102와 SUM 149 EGFR 과발현 세포와 SUM 185, SUM 225 HER2 과발현 세포를 우측 옆구리 피하에 접종하여 종양이식마우스를 만들었다. 이식마우스는 2군으로 나누어 한 군은 GW572016에 의한 EGFR/HER2 수용체 억제와 down stream signal 단백의 활성 변화를 Immunoprecipitation과 Western blot의 방법을 사용하여 관찰하였고 다른 한군은 GW572016에 의한 방사선감수성 변화를 알아보기 위해 1) 대조군, 2) GW572016 단독군, 3) 방사선단독군, 4) GW572016+방사선병용투여군으로 나누어 종양성장을 비교 관찰하였다. GW572016에 의해서 SUM 149, SUM 185이식종양에서 EGFR및 HER2 수용체의 활성이 억제되었으며 특히 SUM 185, HER2 과발현 이식종양에서는 ERK 1/2 down stream 단백의 활성도 억제되었다 SUM 225 HEH2 과발현 이식종양에서는 이전의 in vitro실험에서와 달리 GW572016에 의해 HER2수용체의 활성변화가 없었으나 ERK 1/2, Akt의 활성은 모두 억제되었다. GW572016에 의해 SUM 149과 SUM 185에서 종양성장억제효과가 관찰되었고 특히 SUM 149에서는 GW572016과 방사선치료병용군에서 종양성장억제효과가 좀더 뚜렷하여 방사선감수성을 증가시키는 것으로 생각되었다. 결 론: GW572016은 EGFR 혹은 HER2 과발현 유방암세포에서 EGFR/HER2 수용체 억제와 down stream signal 단백의 활성을 억제시켰으며 SUM 149에서는 방사선감수성을 증가시키는 것으로 생각된다. 향후 EGFR을 표적으로 하는 억제제치료에서 EGFR 수용체억제뿐 아니라 down stream 단백의 활성억제 여부가 방사선 감수성 및 저항성의 극복과 관련이 있으리라는 근거를 설명할 수 있으며 향후 좀더 깊이 있는 연구가 필요하다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제9권1호
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• pp.7-15
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• 1991

Pentoxifylline (PENTO)는 적혈구의 유동성을 증가시켜 모세혈관의 적혈구 흐름을 증가시킨다. 또한 적혈구내 2,3-DPG를 증가시켜서 산소 친화력을 감소시켜 산소의 해리를 촉진시킨다. Nicotinamide (NA)는 종양내 혈류를 일시적으로 증가시켜서 종양내 급성 저산소 세포의 수를 감소시킨다. PENTO와 NA의 병용이 저산소 세포의 산소화에 의해서 방사선 감수성을 증가시킬 수 있는지를 확인하기 위하여 FSaII생쥐의 섬유육종을 이용하여 실험을 시행하였다. 방사선에 의한 성장 장애가 유의하게 증가하였으며, 증가율은 2.5~2.8이었다. $TCD_{50}$가 대조 종양군에서는 57Gy였으나 PENTO+NA투여 종양군에서는 32Gy로 1.8배의 $TCD_{50}$의 감소를 보였다. 정상피부의 방사선 감수성에는 영향이 없었다. PENTO+NA의 방사선 감수성의 증가를 규명하기 위하여 종양내 혈류의 변화, 종양내 산소농도를 laser Doppler flowmetry와 산소 미소전극 방법으로 측정하였다. PENTO+NA투여후 10분 경과하여 혈류가 유의하게 증가하였으며 종양내 산소 분압도 8 mmHg에서 19 mmHg로 유의하게 증가함을 관찰하였다. 따라서 PEHTO또는 NA단독보다 PENTO+NA병통이 더욱 효과적이라 사료되며 생체내 종양의 방사선 감수성의 증가는 종양내 산소의 증가로 생각되며 더욱 방사선 감수성을 증가시키기 위하여 여러 농도의 PENTO의 단독 또는 NA와의 병용등에 대한 지속적인 연구가 필요하다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제29권2호
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• pp.83-90
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• 2011

목 적: 이전의 암세포주를 이용한 실험실내 연구에서 플라보피리돌은 암세포의 방사선에 의한 아포토시스를 증가시키는 것을 알 수 있었다. 이번 연구에서는 마우스를 이용한 생체내 실험에서 플라보피리돌의 방사선민감화 효과를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 마우스 유방암 세포주인 EMT-6를 Balb/c 마우스에 피하주사하여 종양을 만든 후 플라보피리돌 단독 치료군, 방사선 단독 치료군, 방사선과 플라보피리돌 병합 치료군 및 대조군으로 나누어 종양의 성장 속도를 비교 하였다. 플라보피리톨은 2.5 mg/kg을 하루 2회 복강내에 주사하였고, 방사선은 1일 1회, 회당 4 Gy를 조사하여 총 28 Gy를 조사하였다. 각 치료군에서의 종양 성장 곡선을 구하여 비교하였다. 마우스로부터 채취한 종양으로 파라핀 절편을 만틀어 TUNEL 및 면역조직화학염색을 시행하였다. 결 과: 종양 성장을 비교하였을 때 대조군보다 방사선 단독 치료군과 방사선과 플라보피리돌 병합 치료군에서 종양 성장이 지연되는 것을 볼 수 있었다. 그러나 대조군과 플라보피리돌 단독 치료군 사이에서는 종양 성장에 차이가 없었고, 방사선 단독 치료군과 방사선과 플라보피리돌 병합 치료군 사이에서도 차이가 없었다. TUNEL 염색으로 아포토시스율을 비교했을 때 각 치료군 사이에 차이가 없었으며, 면역조직화학염색으로 Ku70 발현을 비교했을 때에도 각 치료군 사이에 차이가 없었다. 결 론: 플라보피리돌은 마우스 유방암 모델에서 방사선민감화 효과를 나타내지 않았다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제12권2호
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• pp.129-141
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• 1994

Intracellular ions which have a major role in cellular function have been reported to affect repair of radiation damage. Recently it has been reported that ouabain sensitizes A549 tumor cellls but not CCL-120 normal cells to radiation. Ouabain inhibits the $Na^+-K^+$-pump rapidly thus it increases intracellular Na concentration, Vanadate which is distributed extensively in almost all living organisms is known to be a $Na^+-K^+$-ATPase inhibitors, This study was performed to see any change in radiosensitivity of tumor cell by vanadate and any role of $Na^+-K^+$ATPase in radiosensitization. Experiments have been carried out by pretreatment with vanadate in human cell line(A549, JMG) and mouse cell line(L1210, spleen). For the cell survival MTT assay was performed for A549 and JMC cells and frypan blue dye exclusion test for L120, and spleen cells. Measurements of $Na^+-K^+$-ATPase activity in control, vanadate treated cell, radiation treated cell (9 Gy for A549 and JMG, 2 Gy for L1201, spleen), and combined $10^{-6}M$ vanadate and radiation treated cells were done. The results were summerized as fellows. 1. L1210 cell was most radiosensitive, and spleen cell and JMG cell were intermediate, and A549 cell was least radiosensitive. 2. Mininum or no cytotoxicity was seen with vanadate below concentration of $10^{-6}M$. 3. In A549 cells there was a little change in radiosensitivity with treatment of vanadate. However radiation sensitization was shown in low dose level of radiation i. e. 2- Gy. In JMG cells no change in radiosensitivity was noted. Both L1210 and spleen cell had radiosensitization but change was greater in tumor cell. 4. $Na^+-K^+$-ATPase activity was inhibited significantly in tumor cell by treatment of vanadate. 5. Radiaiton itself inhibited $Na^+-K^+$-ATPase activity of tumor cell with high $Na^+-K^+$-ATPase concention. Increase in radiosensitivity by vanadate was closely associated with orginal $Na^+-K^+$-ATPase contents. From the above results vanadate had little cytotoxicity and it sensitized tumor cells to radiation. Inhibitory effect of vanadate on $Na^+-K^+$-ATPase activity might be one of the contributing factors for radiosensitization to tumor cells which has greater enzyme activity than that of normal cell. It was suggested vanadate could be used as a potential radiosensitizer for tumor cells.

• 한국방사선학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.483-487
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• 2016

이 연구는 ${\gamma}$선 및 x선 조사 시 AuNPs 입자의 방사선감수성의 향상을 생물물리학적으로 평가하기 위해 두 가지 실험을 시행하였다. 생물학적 방사선 감수성의 평가에 앞서 6시간, 12시간, 18시간, 24시간 incubation한 후 세포생존율(surviving Fraction, SF)값을 비교하여 AuNPs 입자의 독성 여부와 세포질에 입자의 균일 된 분포 여부를 확인 해 보았다. incubation time에 따라 세포생존율(surviving Fraction, SF)이 낮아지지 않음을 확인한 다음 ${\gamma}$선 및 x선 조사 후 Clonogenic assay 실시하고 세포생존율(surviving Fraction, SF)을 구하여 방사선 감수성을 비교 평가하였다. 방사선량 증가 시 세포생존율(surviving Fraction, SF)이 계속해서 낮아졌고 8Gy 조사 시 최대치로 약 30%의 차이가 있음을 확인하였다. 또한 Gate v6.1을 사용하여 몬테카를로 시뮬레이션 후 percent depth dose(PDD)를 구한 뒤 선량 평가하여 약 40% Dose Enhancement가 있음을 확인하였다. 두 가지 실험에 따라 생물물리학적으로 AuNPs 입자는 방사선 감수성이 향상되도록 하며 이는 nanoparticle을 이용한 방사선 병합 치료 시 치료 성적 향상에 큰 도움이 될 것으로 보인다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.325-332
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• 2014

금속나노입자는 진단이나 치료를 포함한 의생명응용분야에 있어 매력적인 특징들을 갖고 있다. 양성자 빔 치료를 위한 방사선증감제로 사용하기 위해 가교덱스트란이 코팅된 산화철나노입자(SPIONs)와 실리카가 코팅된 산화가돌리늄나노입자(SPGONs)를 합성하였다. 덱스트란과 실리카는 각각 SPIONs와 SPGONs의 보호수단이다. 합성된 SPIONs와 SPGONs를 투과전자현미경(TEM)으로 분석한 결과 각각 평균 직경이 3~5 nm와 30~100 nm였다. 합성된 방사선 증감제의 효과를 평가하기 위해 세포생존곡선 측정과 Western blotting을 수행하였다. 측정된 세포생존곡선으로부터 계산된 90% 세포사멸 시 방사선증감비는 SPIONs와 SPGONs에 대하여 각각 1.23과 1.03이었다. Western blotting 결과 역시 Cytochrome C의 발현량이 SPIONs를 처리한 암세포에서 유의적으로 증가됨을 보였다.