Sodium butyrate (NaBu) has been used to enhance protein expression levels in mammalian cell culture. To determine the clonal variability of recombinant Chinese hamster ovary (rCHO) cells in response to NaBu addition regarding specific antibody productivity $(q_{Ab})$, three rCHO clones were subjected to different concentrations of NaBu. For all three clones, NaBu addition inhibited cell growth and decreased cell viability in a dose-dependent manner. On the other hand, the enhancing effect of NaBu on $q_{Ab}$ varied significantly among the clones. NaBu addition enhanced the antibody production of only one clone. RT-PCR analysis revealed that the changes in $q_{Ab}$ correlated linearly with those of the mRNA transcription level. Thus, it was concluded that the different enhancing effects of NaBu on protein expression in rCHO cell clones resulted from their different mRNA transcription levels.
TRAIL은 정상세포에서는 세포독성을 나타내지 않는 반면, 암세포에서는 사멸을 유도하므로 항암제로 각광받고 있지만 많은 암세포에서 TRAIL에 저항성을 가지고 있는 것으로 알려져 있으므로 이를 극복해야하는 큰 어려움이 남아있다. 본 연구에서는 TRAIL에 저항성을 가지는 인간 방광암 세포주인 5637 세포를 이용하여 histone deacetylase 억제제인 sodium butyrate (SB)와 TRAIL을 혼합처리하였을 경우 유발되는 세포사멸 효과와 이와 관련된 분자생물학적 메카니즘을 연구하였다. 세포독성이 없는 조건의 TRAIL과 SB를 혼합처리 하였을 경우 SB 단독처리군 보다 세포사멸이 현저하게 증가하는 것으로 확인되었다. TRAIL과 SB의 혼합처리는 caspases (caspase-3, -8 and -9)의 활성화 및 PARP의 단편화를 유발하였다. 하지만 caspase 억제제에 의하여 TRAIL과 SB의 혼합처리에 의하여 유발되는 apoptosis가 현저하게 억제되는 것으로 나타났다. 또한 TRAIL과 SB의 혼합처리는 세포표면에 존재하는 DR5의 발현 증가 및 c-FLIP의 발현 감소를 유발하였으며, pro-apoptotic protein인 Bax와 세포질 cytochrome c의 발현 증가 및 anti- apoptotic protein인 Bcl-xL의 발현감소와 함께 tBid의 형성을 유발하였다. 이는 SB와 TRAIL의 혼합처리가 안전하고 선택적으로 TRAIL에 저항성을 가지는 방광암 세포에서 치료하는데 효과적인 전략임을 제시하는 결과이다.
Retrovirus vector를 이용한 형질전환 동물의 생산에 있어서 시급히 선행되어야 할 가장 중요한 요소는 표적세포에 대해 높은 감염도를 가진 virus를 생산하는 system의 개발이다. 이러한 문제를 해결하기 위한 일환으로 본 연구에서는 세 가지 방법을 사용하여 세포 배양액 속의 virus의 농도를 높여줌으로써 retrovirus vector system에서 생산되는 virus의 낮은 감염도를 극복하고자 하였다. 이 실험에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 1) Virus를 생산하는 세포(pG13-LN$\beta$Z retrovirus producing cell)를 5mM의 Na-butyrate로 처리했을 때 virus titer는 소의 embryonic trachea 표적세포에서 약 3배의 증가를 나타냈다. 2) Virus가 들어있는 세포 배양액을 ultrafiltration을 통해 농축한 결과, 농축액 속의 virus titer는 대조구에 비해 약 3.6배 증가하였다. 3) 초원심분리를 통해 농축된 virus stock의 titer는 소의 embryonic trachea 표적세포에서 약 1.0$\times$105LacZ+TU/ml였는데 이 방법은 대조구에 비해 약 12.5배 만큼의 titer의 향상을 가져왔다. 따라서, 이와같이 농축된 virus stock을 이용할 경우 retrovirus vector system을 이용한 소의 수정란에의 유전자 전이율을 현저히 향상시킬 수 있으리라 사료된다.
BACKGROUND/OBJECTIVES: Hyperglycemia is a major cause of diabetes and diabetesrelated diseases. Sodium butyrate (NaB) is a short-chain fatty acid derivative that produces dietary fiber by anaerobic bacterial fermentation in the large intestine and occurs in foods, such as Parmesan cheese and butter. Butyrate has been shown to prevent obesity, improve insulin sensitivity, and ameliorate dyslipidemia in diet-induced obese mice. Therefore, this study examined the effects and mechanism of NaB on the secretion of inflammatory cytokines induced by high glucose (HG) in THP-1 cells. MATERIALS/METHODS: THP-1 cells were used as an in vitro model for HG-induced inflammation. The cells were cultured under normal glycemic or hyperglycemic conditions with or without NaB (0-25 μM). Western blotting and quantitative polymerase chain reaction were used to evaluate the protein and mRNA levels of nuclear factor-κB (NF-κB), interleukin-6, tumor necrosis factor-α, acetylated p65, acetyl CREB-binding protein/p300 (CBP/p300), and p300 using THP-1 cells. Histone acetyltransferase (HAT), histone deacetylase (HDAC), and pro-inflammatory cytokine secretion activity were analyzed using an enzyme-linked immunosorbent assay. RESULTS: HG significantly upregulated histone acetylation, acetylation levels of p300, NF-κB activation, and inflammatory cytokine release in THP-1 cells. Conversely, the NaB treatment reduced cytokine release and NF-κB activation in HG-treated cells. It also significantly reduced p65 acetylation, CBP/p300 HAT activity, and CBP/p300 gene expression. In addition, NaB decreased the interaction of p300 in acetylated NF-κB and TNF-α. CONCLUSIONS: These results suggest that NaB suppresses HG-induced inflammatory cytokine production through HAT/HDAC regulation in monocytes. NaB has the potential for preventing and treating diabetes and its related complications.
Park, Jong-Hwa;Chang, Kyung-Hwa;Lee, Youn-Hyung;Kim, Hae-Yeong;Yang, Jai-Myung;Chung, In-Sik
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제12권4호
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pp.563-568
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2002
Stably transformed Drosophila melanogaster 52 cells producing recombinant VP7 were obtained, and recombinant VP7 expression was confirmed by Western blot analysis. The molecular weight of recombinant VP7 expressed in 52 cells was approximately 35.5 kDa, and 75% of the total VP7 produced was present in the medium. Recombinant VP7 contained N-linked glycosylated oligosaccharides. Aprotinin, leupeptin, and polyvinylpyrrolidone did not have any noticeable effect on recombinant VP7 production; however, DMSO and sodium butyrate increased its production by 120% and 60%, respectively.
Sodium butyrate (NaBu) is used as an enhancer for the production of recombinant proteins in Chinese hamster ovary (CHO) cells. However, NaBu is well-known for its cytotoxic effect, thereby inducing apoptosis. CHO cells which had been engineered to express a humanised anti-HBV antibody were cultured using serum-free medium, Ex-cell 301. From a seeding density of $2{\times}10^5$ cells/ml, CHO cells grown with serum-free medium reached a maximum cell density of $1.3{\times}10^6$ cells/ml after 9 days in culture and produced a maximal antibody concentration of 130 mg/l after 13 days in culture. In the perfusion culture system, CHO cells producing anti-HBV antibody grown in an 7.5 1 bioreactor seeded with $2{\times}10^5$ cells/ml reached a maximal antibody concentration of 85 mg/1 after 720 h in culture. The addition of 0.3 mM NaBu and lowering culture temperature to $33^{\circ}C$ elongated the culture period to 60 days and increased the production yield by 2-fold, compared to control culture.
The effect of Sodium Butyrate (NaBu) on the N-linked oligosaccharide structure of Erythropoietin (EPO) was investigated. Recombinant human EPO was produced by CHO cells grown in an $MEM{\alpha}$ medium with or without 5 mM NaBu, and purified from the culture supernatants using a heparin-sepharose affinity column and immunoaffinity column. The N-linked oligosaccharides were released enzymatically and isolated by paper chromatography. The isolated oligosaccharides were then labeled with a fluorescent dye, 2-aminobenzamide, and analyzed with MonoQ anion exchange chromatography and GlycosepN amide chromatography for the assignment of a GU (glucose unit) vague. A glycan analysis by HPLC showed that the most significant characteristic effect of NaBu was a reduction in the proportion of glycans with Sri-and tetrasialylated oligodaccharides from $21.30\%$ (tri-) and $14.86\%$ (tetra-) in the control cultures (without NaBu) to $8.72\%$ (tri-) and $1.25\%$ (tetra-) in the NaBu-treated cultures, respectively. It was also found that the proportion of asialo-glycan increased from $12.54\%\;to\;23.6\%$ when treated with NaBu.
연구배경: 유전자치료에 이용되는 adenovirus를 기초로 하는 벡타는 상피세포에 강한 친화력이 있고 증식하지 않는 세포에도 유전자의 이입이 가능하며, in vivo에서 다른 백타에 비해 유전자이입 효율이 높은 장점이 있다. 그러나 adenovirus에 이해 전달된 유전자는 세포의 chromosome에 삽입되지 않기 때문에 세포가 분열하면 딸세포에 형질이 전달되지 않을 뿐 아니라 adenovirus가 숙주의 면역반응을 초래하여 이입된 유전자가 제거됨에 따라 전달된 유전자의 발현기간이 짧은 단점이 있다. 포화지방산인 butyrate는 histone의 acetylation을 증가시켜 전달된 유전자의 발현을 증가시킨다고 한다. 저자들은 유전자치료시 butyrate를 병용투여 할 경우 이입한 유전자의 발현이 증가되고, 따라서 유전자치료의 효과를 증가시킬 수 있을 것이라는 가정하에 butyrate가 herpes simplex virus thymidine kinase 유전자를 이용한 유전자치료에 미치는 영향을 조사하였다. 방 법: 악성 중피종세포인 REN세포에 Ad.CMVtk를 이입한 후 세포들을 3군으로 분류하였다. 1 군은 butyrate를 처리하지 않고 7일간 배양하였으며, 2군은 이입 후 1일째에 그리고 3군은 이입 후 2일째 1.5mM/L butyrate를 함유하는 배지에서 24시간 동안 배양한 후 butyrate가 함유되지 않은 배지로 교환하여 배양하였다. 유전자 이입 후 2일, 3일, 그리고 7일에 Western blotting을 시행하여 유전자의 발현정도를 조사하였으며, butyrate 처리 유무에 따른 bystander effect에 의한 살상효과의 차이를 조사하였다. 결 과: Butyrate를 처리하지 않은 대조군은 유전자이입 후 7일째에 유전자의 발현이 없었으나 butyrate를 처리한 군은 7일째에도 유전자의 발현이 있었다. 그리고 butyrate를 처리한 경우 bystander effect에 의한 살상효과가 유의하게 증가되었다. 결 론: 이상의 결과로 butyrate는 유전자의 발현을 증가시킴에 의해 bystander effect를 증가시킴을 알 수 있었으며, 향 후 adenovirus를 이장한 유전자치료의 효과를 증가시킬 수 있는 새로운 방법이 될 수 있을 것으로 생각된다.
히스톤 디아세틸라이제 저해제(HDACI)는 최근에 새로운 미래형 항암제로 주목을 받고 있으며 다른 항암요법 및 치료제와의 병용치료에도 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. HDACI은 다양한 조직기원의 암세포에서 증식억제 및 세포사멸 유도능이 시험되어 왔으나 비소세포폐암 세포에서 그 작용 및 기전이 명확히 조사된 바가 없다. 본 연구는 HDACI 중의 하나인 sodium butyrate (SB)를 비소세포폐암 세포주인 H460에 처리하여 세포생존율, 세포주기 분석, 세포사멸도를 평가하고, 이와 관련하여 세포사멸 관련 단백질, p53, ERK의 변화를 조사하고자 하였다. 3가지 다른 농도(2.5, 7.5, 20 mM)의 SB에 H460 세포가 48시간 노출되었을 때, 세포 생존율은 농도의존적으로 감소되었으나 7.5 mM 이상의 농도에서 대조군에 비해 유의한 생존을 감소를 보였고, 20 mM에서 생존을 50% 전후를 나타냈다. SB노출은 H460 세포의 사멸을 유발하였는데, 세포사의 유형은 아포토시스와 괴사가 동시에 발생함이 Annexin-V 분석으로 확인되었다. H460 세포에서 SB에 의해 유발되는 뚜렷한 세포주기의 변화양상은 G2/M기정지였으며, 이러한 세포주기의 지연현상으로 세포사멸이 초래되는 것으로 생각된다. SB처리는 아포토시스 발생관련 효소인 caspase-3과 caspase-7의 활성화를 유발하였으며, 이에 의한 PARP 단백 질의 분절화도 관찰되었다. 동시에, 항세포사별 단백질인 XIAP의 단백질 함량은 감소함을 보였다. SB 노출에 의한 세포주기의 G2/M기의 정지현상과 관련하여는 p53 단백질의 증가가 주목할 만한 하였다. SB의 H460세포에의 처리는 일반 ERK단백질의 함량 변화를 유도하지 않았으나, 인산화형의 ERK는 SB처리농도에 의존적으로 그 단백질 함량이 감소하였다. 이는 ERK가 비소세포폐암 세포인 H460에서 세포생존 및 유지와 관련된 단백질의 인산화에 계속적으로 관여하고 있다는 사실을 암시한다. 즉, SB의 처리는 ERK의 인산화를 유의하게 억제하는 기전과 관련이 있을 가능성이 높다고 추측된다. 향후 SB의 노출에 의한 PERK 감소 기전에 대한 연구가 추가적으로 진행되면 SB의 더욱 효율적인 암세포 사멸 유도 전략수립에 도움을 줄 수 있을 것이라 예상된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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