• 제목/요약/키워드: Viability Mechanism

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인체 신경세포에서 청뇌명신환(淸腦明神丸)의 산화적 스트레스에 대한 세포보호 효과 (Neuroprotective Effects of Cheongnoemyeongsin-hwan against Hydrogen Peroxide-induced DNA Damage and Apoptosis in Human Neuronal-Derived SH-SY5Y Cells)

  • 피국현;황원덕
    • 대한한의학방제학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.51-68
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    • 2017
  • Objectives : Oxidative stress due to excessive accumulation of reactive oxygen species (ROS) is one of the risk factors for the development of several chronic diseases, including neurodegenerative diseases. Methods : In the present study, we investigated the protective effects of cheongnoemyeongsin-hwan (CNMSH) against oxidative stress‑induced cellular damage and elucidated the underlying mechanisms in neuronal-derived SH-SY5Y cells. Results : Our results revealed that treatment with CNMSH prior to hydrogen peroxide (H2O2) exposure significantly increased the SH-SY5Y cell viability, indicating that the exposure of the SH-SY5Y cells to CNMSH conferred a protective effect against oxidative stress. CNMSH also effectively attenuated H2O2‑induced comet tail formation, and decreased the phosphorylation levels of the histone ${\gamma}H2AX$, as well as the number of apoptotic bodies and Annexin V‑positive cells. In addition, CNMSH exhibited scavenging activity against intracellular ROS generation and restored the mitochondria membrane potential (MMP) loss that were induced by H2O2, suggesting that CNMSH prevents H2O2‑induced DNA damage and cell apoptosis. Moreover, H2O2 enhanced the cleavage of caspase-3 and degradation of poly (ADP-ribose)-polymerase, a typical substrate protein of activated caspase-3, as well as DNA fragmentation; however, these events were almost totally reversed by pretreatment with CNMSH. Furthermore, CNMSH increased the levels of heme oxygenase-1 (HO-1), which is a potent antioxidant enzyme, associated with the induction of nuclear factor-erythroid 2-related factor 2 (Nrf2). According to our data, CNMSH is able to protect SH-SY5Y cells from H2O2-induced apoptosis throughout blocking cellular damage related to oxidative stress through a mechanism that would affect ROS elimination and activating Nrf2/HO-1 signaling pathway. Conclusions : Therefore, we believed that CNMSH may potentially serve as an agent for the treatment and prevention of neurodegenerative diseases caused by oxidative stress.

여러 가지 apoptosis 유도 물질의 각막 상피세포에 대한 apoptosis 유도 반응 (Apoptotic response to various apoptotic inducers on cultured HCE cells)

  • 김재민;김순애;유근창;서은선
    • 한국안광학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.65-71
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    • 2003
  • 각막 상피세포는 정상적인 apoptosis과정을 거쳐 세포가 탈락하고 재생한다. 이러한 apoptosis에는 많은 요소들이 관여하여 세포가 사멸하는데 여러 가지 메커니즘이 관여한다. 본 연구에서는 세포고사 인자로 알려진 물질들을 각막 상피세포에서 apoptosis의 유도 여부를 다른 세포와 비교하여 각막 상피세포의 특성을 알아보고자 시행하였다. 본 연구에 이용된 세포고사 유도물질은 recombinant human cytokiness ($INF{\gamma}$, $TNF{\alpha}$, FASAb), actinomycin D. camptothecin, cycloheximide, dexamethasone와 etoposide이다. 이들을 세포에 48시간 처리한 후 세포독성을 MTT assay로 측정하였으며 세포고사는 Hoechst 33342 staining. Annexin V-FITC/PI staining 그리고 DePsipher assay를 이용하였다. 세포고사의 한 경로인 FAS-FAS ligand system에 대한 연구는 immunocytochemistry로 Fas protein 발현 여부를 조사하였다. 모든 유도인자는 농도의존적으로 세포고사를 유도하였는데 Actinomycin D. camptothecin와 etoposide는 제조사의 추천 농도보다 낮은 농도에서 세포고사가 유도되었고 반면에 cytokines, cycloheximide, dexamethasone은 더 높은 농도에서 세포고사를 유도하였다. FAS antigen은 대조군과 처리군 모두에서 발현되었으나 세포고사율에 비례하여 높게 발현되었다. 본 연구 결과 각막 상피세포는 RNA synthesis inhibitor와 topoisomerase inhibitors가 intracellular receptor-activators 보다 세포고사에 민감하게 나타나는 세포의 특성을 보였다.

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Effects of Rapamycin on Cell Apoptosis in MCF-7 Human Breast Cancer Cells

  • Tengku Din, Tengku Ahmad Damitri Al-Astani;Seeni, Azman;Khairi, Wirdatul-Nur Mohd;Shamsuddin, Shaharum;Jaafar, Hasnan
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제15권24호
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    • pp.10659-10663
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    • 2015
  • Background: Rapamycin is an effective anti-angiogenic drug. However, the mode of its action remains unclear. Therefore, in this study, we aimed to elucidate the antitumor mechanism of rapamycin, hypothetically via apoptotic promotion, using MCF-7 breast cancer cells. Materials and Methods: MCF-7 cells were plated at a density of $1{\times}10^5$ cells/well in 6-well plates. After 24h, cells were treated with a series of concentrations of rapamycin while only adding DMEM medium with PEG for the control regiment and grown at $37^{\circ}C$, 5% $CO_2$ and 95% air for 72h. Trypan blue was used to determine the cell viability and proliferation. Untreated and rapamycin-treated MCF-7 cells were also examined for morphological changes with an inverted-phase contrast microscope. Alteration in cell morphology was ascertained, along with a stage in the cell cycle and proliferation. In addition, cytotoxicity testing was performed using normal mouse breast mammary pads. Results: Our results clearly showed that rapamycin exhibited inhibitory activity on MCF-7 cell lines. The $IC_{50}$ value of rapamycin on the MCF-7 cells was determined as $0.4{\mu}g/ml$ (p<0.05). Direct observation by inverted microscopy demonstrated that the MCF-7 cells treated with rapamycin showed characteristic features of apoptosis including cell shrinkage, vascularization and autophagy. Cells underwent early apoptosis up to 24% after 72h. Analysis of the cell cycle showed an increase in the G0G1 phase cell population and a corresponding decrease in the S and G2M phase populations, from 81.5% to 91.3% and 17.3% to 7.9%, respectively. Conclusions: This study demonstrated that rapamycin may potentially act as an anti-cancer agent via the inhibition of growth with some morphological changes of the MCF-7 cancer cells, arrest cell cycle progression at G0/G1 phase and induction of apoptosis in late stage of apoptosis. Further studies are needed to further characterize the mode of action of rapamycin as an anti-cancer agent.

베타아밀로이드로 유도된 신경세포 사멸과 기억력 손상에 대한 밀기울추출물의 보호효과 (Protective Effect of Wheat Bran Extract against β-Amyloid-induced Cell Death and Memory Impairment)

  • 이찬;박규환;이종원;장정희
    • 대한본초학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.67-75
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    • 2015
  • Objectives : The aim of this study is to examine the neuroprotective effect of wheat bran extract (WBE) against ${\beta}$-amyloid ($A{\beta}$)-induced apoptotic cell death in SH-SY5Y human neuroblastoma cells and memory impairment in triple transgenic animal model's of Alzheimer's disease (3xTg AD mice). Methods : In SH-SY5Y cells, MTT assay and TUNEL staining were conducted to evaluate the protective effect of WBE against $A{\beta}_{25-35}$-induced neurotoxicity and apoptosis. Alterations in mitochondrial transmembrane potential (MMP), expression of proapoptotic Bax and antiapoptotic Bcl-2 proteins, cleavage of PARP, and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) levels were analyzed to elucidate the neuroprotective mechanism of WBE. To further investigate the memory enhancing effect of WBE, Morris water maze test was performed in 3xTg AD mice. Results : In SH-SY5Y cells, WBE protected against $A{\beta}_{25-35}$-caused cytotoxicity and apoptosis as shown by the restoration of cell viability in MTT assay and inhibition of DNA fragmentation in TUNEL staining. $A{\beta}_{25-35}$-induced apoptotic signals such as dissipation of MMP, decreased Bcl-2/Bax ratio, and cleavage of PARP were suppressed by WBE. Moreover, WBE up-regulated the protein levels of BDNF, which seemed to be mediated by activation of cAMP response element-binding protein (CREB). In 3xTg AD mice, oral administration of WBE attenuated learning and memory deficit as verified by reduced mean escape latency in water maze test. Conclusions : WBE protects neuronal cells from $A{\beta}_{25-35}$-induced apoptotic cell death and restores learning and memory impairments in 3xTg AD mice. These findings suggest that WBE exhibit neuroprotective potential for the management of AD.

미역 에탄올 추출물이 지방세포 형성과정에 미치는 영향 (Anti-adipogenic Effect of Undaria pinnatifida Extracts by Ethanol in 3T3-L1 Adipocytes)

  • 김혜진;강창한;김성구
    • 생명과학회지
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    • 제22권8호
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    • pp.1052-1056
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    • 2012
  • 미역(Undaria pinnatifada)은 낮은 칼로리 및 요오드의 원료로써 천연체중조절식품으로 알려져 있다. 미역이 체중조절식품으로 알려져 있음에도 불구하고, 지방세포 분화 및 지방축적에 관한 저해 기작은 연구가 미비하다. 본 연구에서는 3T3-L1에서 지방세포로 분화가 일어나는 단계에서 미역에탄올추출물의 효과 및 기작을 확인하였다. 미역에탄올추출물의 독성과 지방축적저해효과는 MTT assay, Oil red O staining, RT-PCR과 western blot으로 분석하였다. 미역에탄올추출물은 50 ${\mu}g/ml$의 농도에서 독성을 띄지 않았다. 3T3-L1의 분화 및 지방세포에서 triglyceride축적과정동안 50 ${\mu}g/ml$의 미역에탄올추출물을 처리하였으며, 미역에탄올추출물은 지방세포에서 triglyceride의 축적을 40% 감소시켰다. 지방세포 특이적 단백질인 Peroxisome proliferator activated receptor ${\gamma}$ ($PPAR{\gamma}$), leptin과 Hormone sensitive lipase (HSL)의 발현은 RT-PCR과 western blot으로 확인하였다. $PPAR{\gamma}$의 과발현은 지방세포의 분화를 촉진시킨다. 또한 지방세포 크기의 증가와 세포 내 triglyceride의 함량에 따라 leptin은 세포 외로 분비된다. 그러므로 $PPAR{\gamma}$와 leptin은 비만의 지표로 사용된다. 첨가한 미역에탄올추출물의 농도가 높아질수록 $PPAR{\gamma}$와 leptin의 발현이 억제되었다. 이상의 결과를 통하여, 미역의 에탄올 추출물은 지방전구세포의 분화를 억제시키며, 지방세포 내 triglyceride의 축적을 저해하는 것으로 판단된다.

PC12 세포에서 생물학적 활성에 미치는 원지 열수 추출물의 효능 (Effect of Polygala radix Hot Water Extract on Biological Activity in PC12 Cells)

  • 남향;김문무
    • 생명과학회지
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    • 제23권8호
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    • pp.1041-1049
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    • 2013
  • 원지의 뿌리는 기억력을 향상시키는 동양의 전통 약재로 널리 알려져 있다. 그러나 그 작용기전은 아직까지 해명되지 않았다. 본 연구에서는 항산화 효과 뿐만 아니라 신경 세포 에서 파생된 PC12 세포의 acetylcholinesterase(AchE) 활성과 연관된 인지능에 대한 원지열수추출물(PRHWE)의 효과를 in vitro 및 살아 있는 세포에서 조사하였다. 먼저 MTT assay을 이용한 세포생존에 대한 연구에서 PRHWE는 0.1% 이하의 농도에서 세포독성이 없는 것으로 나타났다. PRHWE는 DPPH radical, hydrogen peroxide 및 superoxide의 소거활성과 환원력이 농도에 비례하여 증가시킨다는 것이 관찰되었다. 특히 PRHWE는 hydroxyl radical에 의하여 유발되는 DNA의 산화에 대한 보호효과를 나타내었다. 부가적으로 그것은 신경성세포에서 nitric oxide의 생성을 억제하였다. 더욱이 AchE 활성은 PRHWE의 농도에 비례하여 감소하였다. 뿐만 아니라, PRHWE는 PC12 세포에서 SOD-1과 NOS-2 발현수준을 증가 시킨다는 것이 발견되었다. 더욱이 reporter gene assay를 이용한 실험에서 p53과 NF-${\kappa}B$의 전사활성이 PRHWE의 존재 하에서 감소했다. 그러므로 이러한 결과들은 PRHWE가 신경성세포에서 항산화 활성 및 신경 세포 보호 효과가 있다는 것을 증명하였고, 이는 PRHWE가 사람의 건강을 위한 치료제로 큰 잠재성을 가지고 있다는 것을 시사한다.

Phlojodicarpus sibiricus와 Artemisia kruhsiana Besser 추출물의 항림프종 효과 분석 (Anti-lymphoma Activities of Phlojodicarpus sibiricus and Artemisia kruhsiana Besser Extracts)

  • 김지수;김동욱;남제현;전별은;재나 오클롭코바;이스마일 줄푸가로프;김상우
    • 생명과학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.379-385
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    • 2020
  • Phlojodicarpus sibiricus와 Artemisia kruhsiana Besser는 러시아 극한 지방에서 자생하며, 민간요법으로 널리 쓰여 왔다. 최근 연구에 따르면, 두 식물 추출액(PSE와 AKBE)은 항비만효과, 혈관신생 억제 효과 등 다양한 의학적 효과를 가진 것으로 나타났다. 본 연구논문에서는 PSE와 AKBE의 항림프종 효과와 기작을 분석하였다. PSE와 AKBE를 다양한 유전적 변이를 가진 DLBCL 세포주에 처리하였을 때, 농도 의존적으로 세포 생존율이 감소하였다. 하지만, 마우스의 골수나 비장으로부터 분리한 정상 세포에는 거의 영향을 미치지 않는 것으로 보아, 두 식물 추출액의 세포사멸 효과는 종양세포 특이적인 것으로 예상되며, 환자에 적용할 경우 부작용이 최소한만 나타날 것으로 예상된다. PSE와 AKBE의 세포사멸 효과는 Bcl-2, Bcl-xL, 그리고 Mcl-1 등의 anti-apoptotic Bcl-2 family member 유전자의 감소로 인한 미토콘드리아의 막 전위 붕괴에 기인함을 증명하였다. 흥미롭게도, 두 식물 추출액에 의한 세포사멸 효과는 Myc 종양유전자와는 독립적으로 일어났다. 이 결과를 종합하면, PSE와 AKBE는 항림프종 효과를 보유하고 있으며, 추후 연구를 통하여 세포사멸에 관여하는 단일 물질을 분리할 경우, 기존의 항암제를 대체할 수 있는 새로운 방법을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

인간 유방암 세포주 MCF-7에 대한 farrerol의 p38 MAPK 활성화와 세포사멸 유도를 통한 항암 효과 (Anti-cancer effect of farrerol induced apoptosis through activating p38 MAPK in Human breast cancer MCF-7 cells)

  • 채종범;이슬기;남주옥
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제63권2호
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    • pp.147-152
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    • 2020
  • Farrerol은 중국에서 거담제로 사용되어온 전통 한약제로 사용된 산진달래(만산홍, Rhododendron dauricum L.)에서 유래된 플라바논이다. Farrerol은 항산화, 항염증 및 항균 작용을 포함한 다양한 생리 활성이 보고되었다. 하지만 farrerol의 MCF-7에 대한 항암 작용은 아직 보고된 바가 없다. 본 연구에서 인간 유방암 MCF-7 세포에 대한 farrerol의 처리가 세포증식을 억제하고 apoptosis를 유도함을 입증하였다. MCF-7 세포에 ferrerol을 48시간 동안 처리했을 때, 이는 통계적으로 유의한 세포증식 효과를 나타냈으며 이의 IC50 값은 145.04±1.4 μM임을 확인하였다. 또한, farrerol이 세포사멸을 유도함을 TUNEL assay와 FACS를 이용한 Annexin V/PI 염색을 통해 검증하였다. 이러한 항암 효능의 작용기전으로써, farrerol의 처리가 BAX/Bcl-2 및 Caspase-3활성화와 PARP 분절화를 증가시켜 세포자살을 촉진한다는 것을 확인하였다. 결론적으로, 본 연구의 결과는 farrerol이 apopotosis 관련 단백질의 활성 및 발현조절을 통해 MCF-7 유방암세포에 대한 항암 효능을 갖는다는 것을 보여주고 있다.

황약자(黃藥子) 메탄올 추출물의 염증억제 효과 (Inhibitory Effect of Dioscorea Bulbifera MeOH Extract on Pro-inflammatory Mediator In Vitro and In Vivo)

  • 정지윤;이종록;변성희;정지욱;김용한;김상찬
    • 동의생리병리학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.310-318
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    • 2010
  • Dioscorea bulbifera is one of the traditional medicinal herb. It commonly used in the treatment of hematemesis, epistaxis, tuberculous cervical lymphadenitis, laryngitis, acute infectious disease in East Asia. In the present study, we have demonstrated the anti-inflammatory effects of Dioscorea bulbifera MeOH extract (DBME) in macrophage cell line. To investigate mechanism of the anti-inflammatory activity, we examined the effects of the lipopolysaccaride (LPS)-induced production of nitric oxide (NO), prostaglandin $E_2$ ($PGE_2$), pro-inflammatory cytokines and expression of inducible NO synthase (iNOS), cyclooxygenase-2 (COX-2), p-inhibitory ${\kappa}B{\alpha}$ (p-$I{\kappa}B{\alpha}$), and nuclear factor-${\kappa}B$ (NF-${\kappa}B$) in a murine macrophage cell line RAW 264.7. The RAW 264.7 cells were cultured in DMEM + serum medium for 24 hrs. After serum starvation for 24 hrs, the cells were treated with DBME 0.03, 0.10, 0.30 mg/$m{\ell}$ for 1 h, followed by stimulation with LPS (1 ${\mu}g/m{\ell}$) for activation of immune response. After treatment, cell viability was measured by MTT assay, and NO production was monitored by measuring the nitrite content in culture medium. The protein band of iNOS, COX-2, p-$I{\kappa}B{\alpha}$, and NF-${\kappa}B$ was determined by immunoblot analysis and levels of cytokine were analyzed by sandwich immunoassays. There were three experimental groups: carrageenan, DBME 0.3, 1.0 g/kg. Rats were administrated either carrageenan (40% PEG) or carrageenan + DBME (0.3, 1.0 g/kg body weight) for 4 days (p.o.). To induce acute paw edema, rats were injected 1% carrageenan (100 ${\mu}{\ell}$/rat, dissolved in sterilized saline). The effect of DBME in the carrageenan-induced rat paw edema. As results, DBME has an inhibitory effect on the production of NO, PGE2, TNF-${\alpha}$, IL-$1{\beta}$ and IL-6 and on the expression of iNOS, COX-2, p-$I{\kappa}B{\alpha}$ and translocation of NF-${\kappa}B$ to nuclear from cytosol. In addition, DBME effectively inhibited the increases of paw edema induced by carrageenan treatment in vivo. These results suggest that DBME can inhibit production of pro-inflammatory mediators and might be a useful source for treatment of acute inflammatory disease.

Inhibition of Production of Reactive Oxygen Species and Gene Expression Profiles by Cirsii Japonici Herba Extract Treatment in HepG2 Cells

  • Rho, Sam-Woong;Chung, Hwan-Suck;Kang, Moon-Kyu;Na, Young-In;Cho, Chong-Woon;Kim, Hyung-Min;Jung, Hyuk-Sang;Park, Hi-Joon;Kim, Hong-Yeoul;Hong, Moo-Chang;Shin, Min-Kyu;Kim, Sung-Soo;Bae, Hyun-Su
    • Molecular & Cellular Toxicology
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    • 제1권4호
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    • pp.224-229
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    • 2005
  • Cirsii Japonici Herba (CJH) extract has been used for hundreds of years in Asian countries as a treatment for pollutant, radiation, and alcohol-induced liver damage. The reducing effect of CJH on hydrogen peroxide-induced reactive oxygen species (ROS) production, the main cause of cell damage or death, was evaluated using the HepG2 cell line. Cell survival was determined using MTS assay. The viability of cells treated with CJH was not significantly different from oxidative-stressed HepG2 cells. A dose-dependent inhibitory effect by CJH on ROS production was shown in oxidative-stressed cells using the $H_{2}DCFDA$ assay. To identify candidate genes responsible for the anti-oxidative effects of CJH on HepG2 cells, an oligonucleotide microarray analysis was performed. The expressions of five genes were decreased, whereas nineteen genes were up-regulated in CJH plus hydrogen peroxide treated cells, compared to only hydrogen peroxide treated cells. Among them, the expression of 5 genes was decreased in hydrogen peroxide treatment when compared to control. These genes are known to regulate cell survival and progression. On the other hand, it was shown that its main compounds were not a sylimarin or its analogs. The list of differentially expressed genes may provide further insight on the action and mechanism behind the anti-oxidative effects of Cirsii Japonici Herba.