• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제59권3호
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• pp.259-268
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• 2016

Objective : Accumulation of advanced glycation end-products (AGE) and mitochondrial glycation is importantly implicated in the pathological changes of the brain associated with diabetic complications, Alzheimer disease, and aging. The present study was undertaken to determine whether sildenafil, a type 5 phosphodiesterase type (PDE-5) inhibitor, has beneficial effect on neuronal cells challenged with AGE-induced oxidative stress to preserve their mitochondrial functional integrity. Methods : HT-22 hippocampal neuronal cells were exposed to AGE and changes in the mitochondrial functional parameters were determined. Pretreatment of cells with sildenafil effectively ameliorated these AGE-induced deterioration of mitochondrial functional integrity. Results : AGE-treated cells lost their mitochondrial functional integrity which was estimated by their MTT reduction ability and intracellular ATP concentration. These cells exhibited stimulated generation of reactive oxygen species (ROS), disruption of mitochondrial membrane potential, induction of mitochondrial permeability transition, and release of the cytochrome C, activation of the caspase-3 accompanied by apoptosis. Western blot analyses and qRT-PCR demonstrated that sildenafil increased the expression level of the heme oxygenase-1 (HO-1). CoPP and bilirubin, an inducer of HO-1 and a metabolic product of HO-1, respectively, provided a similar protective effects. On the contrary, the HO-1 inhibitor ZnPP IX blocked the effect of sildenafil. Transfection with HO-1 siRNA significantly reduced the protective effect of sildenafil on the loss of MTT reduction ability and MPT induction in AGE-treated cells. Conclusion : Taken together, our results suggested that sildenafil provides beneficial effect to protect the HT-22 hippocampal neuronal cells against AGE-induced deterioration of mitochondrial integrity, and upregulation of HO-1 is involved in the underlying mechanism.

• 미생물학회지
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• 제38권3호
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• pp.213-220
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• 2002

일본뇌염바이러스(Japanese encephalitis virus, JEV)의 구조단백질 capsid (C), precursor membrane (prM/M), 및 envelop (E) 단백질의 독립적인 발현을 위한 inducible expression system을 구축하였다. 발현세포주로는 BHK-21을 사용하였으며 발현의 induction에는 tetracycline analog인 doxycycline이 사용되었다. Transfectant BHK-21/IV(vector대조구), BHK21/IC(C), BHK-21/IP (prM/M),및 BHK-21/IE는 G418과 hygromycin 존재하에 클로닝되었으며 doxycycline induction에 따른 각 유전자의 mRNA 전사를 확인하였다. 세포의 성장곡선, chromatin condensation, internucleosomal DNA fragmentation, 및 flow cytometry에 의한 DNA content profile 분석을 통해 induction에 의한 각 구조단백질의 발현이 숙주세포에 미치는 영향을 조사하였다. 세 transfectants 모두 세포성장이 감소하고 chromatin이 응축되었다. 그러나 DNA fragmentation 및 DNA content profile 분석에서는BHK-21/IC만이 induction에 따라 상응하여 반응하였다. 이상의 결과는 JEV 감염에 의한 apoptotic 세포사멸 유도기전에서 capsid 단백질이 직접적이고 독립적인 영향요인이 될 수 있음을 제시한다.

• 약학회지
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• 제50권6호
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• pp.372-380
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• 2006

Farnesol in fruits, vegetables, herbs and leaves acts as bioactive component related with prevention of cancer and psychological malaise. We investigated the cytotoxic effects of farnesol on human leukemic cell, HL-60 cells, by MTT assay using 3- (4,5-Oirnethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazoliumbromide. Farnesol (0.1${\sim}$50 ${\mu}$g/ml) exhibited cytotoxicities against HL-60 cells in concentration and culture period dependent manner, In the cytotoxic condition induced by farnesol against HL-60 cells, the generation of reactive oxygen species such as O$_2$ and H$_2$O$_2$ were found to be considerably increased. The most prominent augmentations of O$_2$ and H$_2$O$_2$ were over five folds of controls. In an attempt to explore the response of HL-60 cells to the increased O$_2$ and H$_2$O$_2$, superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx) and catalase activities of HL-60 cells treated with farnesol were measured. SOD and GPx activities were found to be remarkably elevated by addition of farnesol showing the best results of 273% and 167% of controls, respectively: All data suggest that farnesol may have played as an apoptosis inducer in HL-60 cells via production of reactive oxygen species (ROS) and HL-60 cells may have failed to overcome the damage of ROS on account of still defcient ROS scavengers including SOD and GPx.

• 한국임상약학회지
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• 제13권1호
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• pp.29-39
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• 2003

Neurodegenerative disorders are associated with apoptosis as a causing factor or an inducer. On the other hand, it has been reported that epigallocatechin gallate (EUG), one of antioxidants and flavonoids, and z-VAD-fmk, a nonselective caspase inhibitor, suppress oxidative-radical-stress-induced apoptosis. However, it is not yet known what is the effects of EGCG and z-VAD-fmk on the apoptotic pathway is through phosphoinositide 3-kinase (PI3K), Akt and glycogen synthase kinase-3 (GSK-3) as well as mitochondria, caspase-3 and poly (ADP-ribose) polymerase (PARP). We investigated the effects of EGCG by using $H_2O_2$ treated N18D3 cells, mouse DRG hybrid neurons. Methods: Following 30 min $100\;{\mu}m\;H_2O_2$ exposure, the viability of N18D3 cells (not pretreated vs. EGCG or z-VAD-fmk pretreated) was evaluated by using MTT assay. The effect of EGCG on immunoreactivity (IR) of cytochrome c, caspase-3, PARP, PI3K/Akt and GSK-3 was examined by using Western blot, and was compared with that of z-Y4D-fmk. Results: EGCG or z-VAD-fmk pretreated N18D3 cells showed increased viability. Dose-dependent inhibition of caspase-3 activation accompanied by PARP cleavage were demonstrated by pretreatment of both agents. However, inhibition of cytochrome c release was only detected in EGCG pretreated N18D3 cells. On the pathway through PI3K/Akt and GSK-3, however, the result of Western blot in EGCG pretreated N18D3 cells showed decreased IR of Akt and GSK-3 and increased IR of p85a PI3K, phosphorylated Akt and GSK-3, and contrasted with that in z-VAD-fmk pretreated N18D3 cells showing no changes on each molecule. Conclusion: These data show that EGCG affects apoptotic pathway through upstream signal including PI3K/Akt and GSK-3 pathway as well as downstream signal including cytochrome c and caspase-3 pathway. Therefore, these results suggest that EGCG mediated activation of PI3K/Akt and inhibition GSK-B could be new potential therapeutic strategy for neurodegenerative diseases associated with oxidative injury.

• 생명과학회지
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• 제22권4호
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• pp.492-498
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• 2012

파이토케미칼이 암 세포 성장에 미치는 영향을 확인하기 위하여, 대장암 세포주 HCT116에 네 종류의 파이토케미칼을 각각 25 ${\mu}M$의 농도로 처리하였다. 처리한 파이토케미칼 중 curcumin이 가장 강력하게 세포 성장을 억제하였다. 또한 curcumin은 농도의존적으로 세포 성장을 억제하였다. Curcumin에 의한 대장암 세포주 성장 저해 활성에 대한 분자생물학적 기전을 연구하기 위하여 oligo DNA microarray 실험을 수행하였다. 그 결과, 25 ${\mu}M$ curcumin 처리에 의해 2배 이상 발현이 증가된 유전자 137개, 발현이 감소된 유전자 141개를 선별하였다. 발현이 증가된 유전자 중, 세포사멸과 밀접한 관련이 있는 것으로 알려진 유전자 3개를 선택하여, RT-PCR을 통해 이들 유전자의 발현이 감소됨을 확인하였다. 처리한 파이토케미칼 중 curcumin은 가장 강력한 ATF3의 유도자였으며, 농도의존적으로 ATF3의 발현을 증가시켰다. 흥미롭게도, curcumin에 의한 성장 저해는 ATF3-siRNA에 의한 ATF3 유전자 발현감소에 의해 성장이 회복되었다. 또한, ATF3 유전자의 과대발현 후 발현이 변화되는 유전자를 선별한 결과, 세포사멸과 관련된 많은 유전자들이 증가됨을 확인하였다. 결론적으로, 대장암 세포주에서 curcumin에 의한 항 성장활성에 있어서 ATF3 유전자가 중요한 역할을 할 것으로 생각된다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제31권3호
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• pp.169-177
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• 2016

There is a growing interest in the application of primary hepatocytes for treatment of liver diseases in humans and for drug development. Several studies have focused on long-term survival and di-differentiation blocking of primary hepatocytes in an in vitro culture system. Therefore, the present study also aimed to optimize an in vitro culture system using primary rat hepatocytes. Primary rat hepatocytes from 6-week-old male Crl:CD rats were isolated using a modified two-step collagenase perfusion. Healthy $3.5{\times}10^6$ primary rat hepatocytes were seeded into a 2 dimensional (2D) culture in a 25T culture flask coated with collagen type I or into a 3D culture in a 125-ml spinner flask for 7 days. Production of plasma protein (ALB and TF), apoptosis (BAX and BCL2), and CYP (CYP3A1) related genes were compared between the 2D and 3D culture systems. The 3D culture system had an advantage over the 2D system because of the relatively high expression of ALB and low expression of BAX in the 3D system. However, the level of CYP3A1 did not improve in the 3D culture with and without the presence of a dexamethasone inducer. Therefore, 3D culture has an advantage for albumin production and primary rat hepatocyte survivability, but a low expression of CYP3A1 indicated that primary rat hepatocytes require a high-density culture for stress reduction by continuous flow.

• 생명과학회지
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• 제19권12호
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• pp.1787-1793
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• 2009

파이토케미칼의 일종인 CAPE가 암세포 생장에 미치는 영향과 유전자 발현을 연구하기 위하여, 인간 대장암 세포주 HCT116에 CAPE를 처리하였다. CAPE의 처리는 농도 의존적으로 암 세포 생존율을 감소시키고, 세포사멸을 유도함을 확인하였다. CAPE에 의해 차별적으로 발현되는 유전자를 분석하기 위하여, oligo DNA microarray 실험을 수행하였다. 그 결과, $20{\mu}M$ CAPE를 24시간 동안 처리한 경우, 2배 이상 발현이 증가되는 유전자 266개, 2배 이상 발현이 감소되는 유전자 143개를 확인하였다. 발현이 증가되는 유전자중 3개(NAG-1, p21, GADD45A)를 선택하여, RT-PCR을 수행하였다. 그 결과, 모든 유전자의 발현이 마이크로어레이 실험결과와 일치하였다. 또한, CAPE를 농도 의존적으로 처리한 후, NAG-1 유전자와 단백질의 발현을 확인한 결과, mRNA 수준과 단백질 수준에서의 발현양상이 동일함을 확인하였다. 게다가, CAPE를 포함한 5개의 다른 종류의 파이토케미칼(resveratrol, genistein, daidzein, capsaicin)을 처리한 경우, 처리한 모든 파이토케미칼에 의해 NAG-1 유전자의 발현이 증가됨을 확인하였다. 이중 CAPE가 가장 낮은 농도의 처리임에도 불구하고 NAG-1의 발현을 가장 강하게 유도하였다. 결론적으로 이러한 연구결과는 CAPE에 의한 세포사멸은 항암유전자인 NAG-1의 과대발현과 밀접한 관련이 있음을 의미한다.

• 미생물학회지
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• 제39권4호
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• pp.216-222
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• 2003

Caspase는 세포사멸 과정에서 중심적 역할을 하는 cysteine 단백분해 효소이다. 그 중 caspase-9은 활성이 없는 전장 단백질로 존재하지만 Apaf-1과 cytochrome c와 함께 apoptosome을 이루면 활성화된다. 활성 된 caspase-9은 다른 caspase들을 활성 시키는 중요한 기능을 갖는다. 본 연구에서는 대장균에서 전장 caspase-9 단백질을 정제하고자 pGEX 발현 시스템을 이용하였다. 그러나 일반적 배양 및 유도조건에서 caspase-9을 발현시키면 과다한 단백분해로 인하여 전장 caspase-9 단백질이 매우 적게 발현되었다. 이를 극복하기 위해 배양조건과 유도인자의 농도를 변화시키자 caspase-9의 과다한 단백분해 현상이 감소되고 전장 caspase-9의 발현 정도도 상당량 향상되었다. 본 연구에서 확립된 배양조건으로 caspase-9을 발현, 정제하면 70%이상의 순도를 가진 GST-caspase-9 단백질을 손쉽게 얻을 수 있다. 더불어 GST 융합 caspase-9이 대장균에서 발현될 때도 포유세포 내에서 절단되는 것과 동일한 위치인 Asp315 에서 자가 단백분해 반응이 일어난다는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 caspase-9의 생화학적, 세포생물학적 기능연구에 필요한 전장 단백질을 다량으로 확보할 수 있는 간단하고 효과적인 정제방법을 제안한다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제47권1호
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• pp.30-35
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• 2010

Objective: The purpose of this study is to explain the effect and reciprocal action among tumor necrosis factor (TNF) like weak inducer of apoptosis (TWEAK), fibroblast growth factor-inducible 14 (Fn14), and transforming growth factor-$\beta1$ (TGF-$\beta1$) on degeneration of human intervertebral disc (IVD). Methods: Human intervertebral disc tissues and cells were cultured with Dulbecco's Modified Eagle's Medium/Nutrient F-12 Ham (DMEM/F-12) media in $37^{\circ}C$, 5% $CO_2$ incubator. When IVD tissues were cultured with TWEAK, Fn14 that is an antagonistic receptor for TWEAK and TGF-$\beta1$, the level of sulfated glycosaminoglycan (sGAG) was estimated by dimethyl methyleneblue (DMMB) assay and sex determining region Y (SRY)-box 9 (Sox9) and versican messenger ribonucleic acid (mRNA) levels were estimated by reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR). Results: When human IVD tissue was cultured for nine days, the sGAG content was elevated in proportion to culture duration. The sGAG was decreased significantly by TWEAK 100 ng/mL, however, Fn14 500 ng/mL did not change the sGAG production of IVD tissue. The Fn14 increased versican and Sox9 mRNA levels decreased with TWEAK in IVD tissue TGF-$\beta1$ 20 ng/mL elevated the sGAG concentration 40% more than control. The sGAG amount decreased with TWEAK was increased with Fn14 or TGF-$\beta1$ but the result was insignificant statistically. TGF-$\beta1$ increased the Sox9 mRNA expression to 180% compared to control group in IVD tissue. Sox9 and versican mRNA levels decreased by TWEAK were increased with TGF-$\beta1$ in primary cultured IVD cells, however, Fn14 did not show increasing effect on Sox9 and versican. Conclusion: This study suggests that TWEAK would act a role in intervertebral disc degeneration through decreasing sGAG and the mRNA level of versican and Sox9.

• 생명과학회지
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• 제29권9호
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• pp.977-985
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• 2019

쑥부쟁이는 국화과에 속하는 다년생 식물로서 다양한 질병의 예방 및 치료에 오랫동안 사용되어 왔다. 최근 연구에서 쑥부쟁이 잎 추출물이 항산화 및 항염증 효과가 있는 것으로 알려져 있지만, 정확한 효능 평가에 관한 연구는 여전히 미비한 실정이다. 본 연구에서는 RAW 264.7 대식세포에서 쑥부쟁이 잎 에탄올 추출물(EEAY)의 항산화 효능이 항염증 효능과 연관이 있는지의 여부를 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면, EEAY는 $H_2O_2$ 처리에 의한 RAW 264.7 세포의 세포 독성을 유의적으로 억제시켰으며, 이는 Nrf2 및 HO-1의 발현 증가와 관련이 있음을 보여 주었다. 또한 EEAY는 $H_2O_2$에 의한 apoptosis를 유의적으로 억제하였으며, 이는 caspase-3의 활성 억제에 따른 PARP의 분해 차단과 연관성이 있었다. 그리고 EEAY는 대표적인 항 염증성 사이토카인인 IL-10의 발현 및 생산을 증가시켰으며, 이는 전사 및 번역 수준에서의 TLR-4 및 Myd88 발현 증가와 관련이 있었다. 아울러 EEAY는 LPS에 의한 염증성 매개인자인 NO의 생성 증가를 현저히 억제하였으며, EEAY에 의한 NO 생성의 억제 효과는 HO-1 유도제인 hemin에 의해 더욱 증가되었다. 따라서 본 연구의 결과는 EEAY에 의한 산화적 및 염증성 스트레스에 대한 RAW 264.7 대식세포의 보호 효과에 최소한 Nrf2/HO-1 신호 경로의 활성화가 관여할 가능성을 보여주었다.