• Journal of Ginseng Research
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• 제47권1호
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• pp.106-116
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• 2023

Background: Pirarubicin (THP) is an anthracycline antibiotic used to treat various malignancies in humans. The clinical usefulness of THP is unfortunately limited by its dose-related cardiotoxicity. Ginsenoside F1 (GF1) is a metabolite formed when the ginsenosides Re and Rg1 are hydrolyzed. However, the protective effects and underlying mechanisms of GF1 on THP-induced cardiotoxicity remain unclear. Methods: We investigated the anti-apoptotic and anti-oxidative stress effects of GF1 on an in vitro model, using H9c2 cells stimulated by THP, plus trigonelline or AKT inhibitor imidazoquinoxaline (IMQ), as well as an in vivo model using THP-induced cardiotoxicity in rats. Using an enzyme-linked immunosorbent test, the levels of malondialdehyde (MDA), brain natriuretic peptide (BNP), creatine kinase (CK-MB), cardiac troponin (c-TnT), lactate dehydrogenase (LDH), superoxide dismutase (SOD) and glutathione (GSH) were determined. Nuclear factor (erythroid-derived2)-like 2 (Nrf2) and the expression of Nrf2 target genes, including heme oxygenase-1 (HO-1), glutathione-S-transferase (Gst), glutamate-cysteine ligase modifier subunit (GCLM), and expression levels of AKT/Bcl-2 signaling pathway proteins were detected using Western blot analysis. Results: THP-induced myocardial histopathological damage, electrocardiogram (ECG) abnormalities, and cardiac dysfunction were reduced in vivo by GF1. GF1 also decreased MDA, BNP, CK-MB, c-TnT, and LDH levels in the serum, while raising SOD and GSH levels. GF1 boosted Nrf2 nuclear translocation and Nrf2 target gene expression, including HO-1, Gst, and GCLM. Furthermore, GF1 regulated apoptosis by activating AKT/Bcl-2 signaling pathways. Employing Nrf2 inhibitor trigonelline and AKT inhibitor IMQ revealed that GF1 lacked antioxidant and anti-apoptotic effects. Conclusion: In conclusion, GF1 was found to alleviate THP-induced cardiotoxicity via modulating Nrf2 and AKT/Bcl-2 signaling pathways, ultimately alleviating myocardial oxidative stress and apoptosis.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제26권1호
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• pp.55-65
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• 1999

There have been many reports to date regarding the role of GnRH as a local regulatory factor of ovarian function as studies of human and rat ovaries revealed GnRH and its receptor. In recent studies it has been shown that GnRH directly causes apoptosis in the granulosa cells of the rat ovary, and such results leads to the suggestion that the use of GnRH agonist for more stable long term ovarian hyperstimulation in human IVF-ET programs causes granulosa cell apoptosis which may lead to follicular atresia. Therefore this study attempts to determine if granulosa-luteal cell apoptosis occurs in patients during IVF-ET programs in which GnRH agonist is employed for ovarian hyperstimulation. The quality of oocyte-cumulus complexes obtained during ovum pickup procedures were assessed morphologically and then the fertilization rate and developmental rate was determined. Apoptotic cells among the granulosa-luteal cells obtained during the same procedure were observed after staining with Hematoxylin-eosin. The fragmentation degree of DNA extracted from granulosa-luteal cells was determined and comparatively analyzed. There was no difference in the average age of the patients, the number of oocytes retrieved, and fertilization and developmental rates between the FSH/hMG group and GnRH-long group. There was also no difference in the apoptosis rate and pyknosis rate in the granulosa-luteal cells between the two groups. However, when the oocyte-cumulus complexes were morphoogically divided into the healthy group and atretic group without regard for the method of hyperstimulation, the results showed that the number of oocytes obtained averaged $11.09{\pm}8.75\;and\;10.33{\pm}4.53$ per cycle, respectively, showing no significant difference, but the fertilization rate (77.05%, 56.99%, respectively, p<0.01) and developmental rate (65.96%, 41.51%, respectively, p<0.01) was significantly increased in the healthy group when compared to the atretic group. The degree of apoptosis in the granulosa-luteal cells showed that in the healthy group it was 2.25% which was not significantly different from the atretic group (2.77%), but the pyknosis rate in the atretic group (27.81%) was significantly higher compared to the healthy group (11.35%, p<0.01). The quantity of DNA fragmentation in the FSH/hMG group was 32.22%, while in the GnRH-long group it was 34.27%, showing no significant difference. On the other hand the degree of DNA fragmentation was 39.05% and 11.83% in the healthy group and atretic group, respectively, showing significantly higher increase in the atretic group (p<0.01). The above results suggest that death of granulosa-luteal cells according to the state of the oocyte-cumulus complex is more related to pyknosis rather than apoptosis. Also, the GnRH agonist used in ovarian hyperstimulation does not seem to directly affect the apoptosis of retrieved oocytes and granulosa-luteal cells, and which is thought to be due to the suppression of the apoptogenic effect of GnRH agonist as a result of the high doses of FSH administered.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제37권3호
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• pp.217-229
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• 2010

목 적: 영양막세포의 과도한 세포자멸사는 태반의 발달뿐 아니라 산과 질환을 유발하는 요인으로 알려져 있다. X-linked inhibitor of apoptosis (XIAP)은 임신 기간 동안 영양막세포의 세포자멸사와 관련되어 있다고 알려져 있으나, 자간전증을 유발하는 인자인 저산소성과의 관계에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구의 목적은 XIAP가 정상 태반과 자간전증 산모의 태반에서 발현 양상의 차이를 분석하고, 저산소 상태에 노출된 HTR-8/SVneo 영양막세포주에서의 XIAP 기능을 분석하고자 하였다. 연구방법: XIAP 발현을 분석하고자, 정상 태반 (n=15), 중기 자간전증 태반 (n=11), 그리고 말기 자간전증 태반 (n=15) 조직을 수집하여 RT-PCR, 면역조직화학법, 그리고 Western blot 등을 실시하였다. 저산소성 상태에서 XIAP의 기능을 확인하고자 HTR-8/SVneo 영양막세포주에 1% 산소가 공급되는 hypoxia 상태에 노출시킨 뒤 12시간, 24시간 후에 각 세포자멸사 관련 유전자들의 발현을 fluorescence-activated cell sorting (FACS)와 Western blot 분석 등을 실시하였다. 결 과: XIAP는 태반의 합포영양막세포와 포합체결절에서 발현이 관찰되었으며, 정상 태반보다 자간전증 태반에서의 발현이 현저히 감소됨이 관찰되었다 (p<0.05). 또한, 저산소 상태에 노출된 HTR-8/SVneo 영양막세포주에서 감소된 XIAP 발현은 세포질에서 핵으로의 이동에 따라 세포자멸사를 유발하는 단백질들의 발현이 증가됨이 관찰되었다. 결 론: XIAP의 발현은 태반 발달 및 자간전증 태반에서 XIAP 유전자의 발현은 감소되었으며, XIAP의 저하로 인한 caspase-9의 증가가 자간전증 태반에서의 세포자멸사는 더 많이 유도되었음을 확인할 수 있었다. 또한, 저산소 상태에 의해 XIAP의 발현이 감소되었으며, XIAP 단백질의 세포질에서 핵으로의 위치 변화는 영양막세포의 세포자멸사에 중요한 역할을 하는 것이 관찰되었고, 이는 자간전증의 진단에 유용한 마커로써의 활용되기 위한 기본적인 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제18권4호
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• pp.522-529
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• 2008

High-temperature requirement A2(HtrA2)는 대장균에서 42도 노출 시 세포 보호 기능을 하는 단백질인 HtrA의 human homologue로 동정되었다 현재까지 human HtrA2는 미토콘드리아에 존재하는 serine protaese로 세포사멸 기능에 관여하는 것으로 알려져 있으나, 그 생리적 기능 및 mammalian 세포 내에서 heat shock에 대한 보호기능에 대해서 명확히 알려진 바가 없다. 최근 HtrA2 유전자가 결실된 mouse embryonic fibroblast (MEF)가 보고되어 세포 내 HtrA2의 기능 연구가 가능해 졌으나, 이 세포에 대한 정보가 많은 부분 밝혀져 있지 않다. 생리기능연구를 위해서는 자체의 특성들에 대한 조사가 선행되어야 차후 기능연구가 가능할 것이다. 본 연구는 $HtrA2^{+/+}$, $HtrA2^{-/-}$ MEF 세포주를 확보하고, 두 세포주의 성장속도, 세포 형태 및, heat shock에 의한 세포사멸 정도를 측정하였다. 우선 $HtrA2^{+/+}$, $HtrA2^{-/-}$ MEF 세포주에서 HtrA2의 발현 유무를 PCR과 IB로 확인하였고, fractionation을 통해 $HtrA2^{+/+}$ 세포주에서만 HtrA2가 미토콘드리아에 위치함을 확인하였다. 두 세포에서 형태학적인 차이가 있음을 Coomassie staining으로 확인하였고, 성장속도 또한 $HtrA2^{-/-}$ 세포주가 1.4배 빠름을 확인하였다. 현재까지 보고되지 않은 HtrA2의 고온에 대한 반응연구를 위해 본 연구에서는 heat shock 자극에서 세포사멸을 측정하여, 기존에 알려진 세포사멸자극에서와 동일하게 heat shock에 의해서도 세포사멸이 야기됨을 확인하였다. $HtrA2^{+/+}$와 $HtrA2^{-/-}$ MEF 세포주를 이용한 연구에 있어, HtrA2 유무에 따른 세포의 생리학적 특징을 제공하였고, 향후 heat shock에 의한 세포사멸에서의 HtrA2 기능연구를 위한 중요한 기본 정보를 제공함으로써 HtrA2의 기능을 심도있게 연구하는데 사용할 수 있는 좋은 자료가 될 것이다.

• 생명과학회지
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• 제20권4호
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• pp.561-571
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• 2010

대장암은 미국 등 서양 국가뿐만 아니라 국내에서도 2번째로 많이 발병이 되는 암으로 알려져 있다. 역학조사에 의하면 ${\omega}3$-PUFAs를 많이 섭취한 인종에서 대장암 발생빈도가 감소하고 최근 ${\omega}3$-PUFAs는 수종의 암에 대해 항암작용을 나타낸다고 한다. 이에 본 연구에서는 대장암에서 DHA 등 ${\omega}3$-PUFA의 항침윤 기전을 규명하여 다음과 같은 결과를 얻었다. DHA및 EPA는 대장암 세포주 SW480의 증식을 농도 의존적으로 억제하였으나 AA는 거의 영향이 없었으며 TUNEL assay로 apoptotic cell death가 확인 되었다. DHA는 $\beta$-catenin 단백 및 TCF/LEF luciferase 활성을 농도 의존적으로 억제 하였다. SW480 세포의 침윤능은 DHA의 농도에 의존적으로 억제되었다. DHA처리 후 MMP-9 및 MMP-2 mRNA양이 감소되었을 뿐만 아니라 그 promoter의 reporter 활성도 억제되었다. NF-kB 및 p-IkB 단백질양도 DHA의 처리농도에 의존적으로 감소하였으며 NF-kB promoter의 활성도 억제되었다. 이상의 결과로 ${\omega}3$-PUFA는 대장암에서 NF-kB 신호전달 차단에 의한 MMP-2 및 MMP-9 발현을 억제하여 침윤을 억제하여 항암작용을 나타낼 수 있음을 시사하며, 따라서 ${\omega}3$-PUFA는 대장암의 예방 및 치료에 유용하게 사용될 수 있으리라 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제28권4호
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• pp.454-464
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• 2018

식품 원료로도 널리 애용되는 검은콩은 풍부한 천연 페놀 화합물을 함유하고 있기 때문에 기능성 소재로서의 개발에도 매우 유용한 자원이다. 본 연구에서는 3가지 검은콩 품종[소청자(SCJ), 소청2호(SC2) 및 청자2호(CJ2)]을 대상으로 TPCs과 항산화 능을 조사하였다. 그 중에서도 TPCs는 CJ2 $H_2O_2$ 처리에 의한 HaCaT 세포의 생존력 감소를 현저히 억제하여 산화적 스트레스에 대한 보호 효과가 있음을 알 수 있었다. SCJ와 SC2 전처리는 또한 HaCaT 세포에서 mitochondrial dysfunction의 차단과 pro-apoptotic Bax의 발현 변화의 정상화를 통해 $H_2O_2$에 의하여 유도된 apoptosis를 효과적으로 억제하였으며, DNA 손상에 대한 보호 효과와 연관성이 있었다. 또한 SCJ와 SC2는 Nrf2와 연관된 TrxR1의 발현을 효과적으로 유도하였으나, 산화적 스트레스에 대한 SCJ와 SC2의 보호 효과는 TrxR 억제제에 의하여 상쇄되었다. 이러한 결과는 SCJ와 SC2가 Nrf2 신호전달 경로 활성을 통하여 산화적 스트레스와 관련된 세포 손상을 차단함으로써 세포 보호 활성을 갖는다는 것을 의미한다. 결론적으로, SCJ와 SC2는 산화스트레스로 인한 피부 질환의 치료와 예방을 위한 응용 가능성이 높음을 보여주었다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제46권1호
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• pp.56-66
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• 2003

목 적 : 제대정맥은 모체의 혈액을 태아로 운반하여 산소와 영양물질을 공급하는 유일한 통로이다. 이러한 제대 혈류의 장애가 있을 시 자궁내 성장제한, 임신성 고혈압 등을 초래할 수 있다. 제대-태반 혈관의 내피세포 손상을 유발하는 원인 중 amiloride 유도체들을 중심으로 내피세포에 미치는 amiloride 유도체들의 작용을 밝히고, 세포 내 이온농도 변화와 apoptosis 간의 관계를 규명하고자 하였다. 방 법 : 인간 제대정맥 내피세포는 Clonetics로부터 구입하였으며, 내피세포 성장에 필요한 여러 성장인자가 포함된 배지에서 배양하였다. MTT 방법과 flow cytometry 방법을 이용하여 세포독성 효과 및 apoptosis를 확인하였다. 세포 내 이온농도 변화를 측정하기 위해서는 각각의 목적에 적합한 형광염료들을 세포 내에 부하시켜 놓은 뒤, 형광 현미경과 연결된 영상분석장치를 이용하여 관찰하였다. 결 과 : 1) Amiloride 유도체들은 농도 의존적으로 HUVEC의 사멸을 나타내었으며, 각각의 정도는 HMA($IC_{50}$; $11.2{\mu}M$), MIA($13.6{\mu}M$)>EIPA($30.8{\mu}M$)>>amiloride($106{\mu}M$) 순이었다. 2) 세포주기 분석결과 apoptosis의 특징적인 sub $G_0/G_1$ ploidy peak를 나타냈으며, 이러한 작용은 caspase 억제제에 의해 감소되었다. 3) Annexin-V와 propidium iodide 이중 염색 결과 apoptosis로 진행된 세포의 비율(73.0%)을 대조군(11.3%)에 비해 현저히 증가시켰다. 4) HMA에 의한 apoptosis 효과는 세포외액의 pH를 높이거나, $NH_4Cl$을 투여하여 세포내액의 pH를 높일 경우 크게 증가하였다. 5) HMA는 농도 의존적으로 세포내 주요 이온인 $K^+$ 및 $Cl^-$의 세포내 농도를 감소시켰으며, 이러한 효과 역시 세포외액의 pH를 높일수록 현저하게 증가하였다. 결 론 : 이상의 결과들로 미루어 볼 때, HUVEC에서 amiloride 유도체들에 의한 apoptosis 과정에 세포내 주요 이온 농도 감소가 일부 관여하고 있을 것이라 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제21권7호
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• pp.961-968
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• 2011

지질과산화로부터 생성된 aldehyde 중 4-hydroxynonenal (HNE)는 산화적 손상과 관련된 다량의 arachidonic acids, linoleic acids 등으로부터 생성될 수 있다. 그러므로 HNE는 산화적 스트레스와 관련된 세포사에서 중요한 매개인자로 작용을 할 수가 있을 것이다. 본 연구는 HNE가 세포사를 유발할 것이라 가정하고, 먼저 흰쥐 전립선 유래 내피세포인 YPEN-1 세포에서 세포독성을 측정하였다. 세포생장 저해능력은 HNE를 $5\sim15\;{\mu}M$ 농도로 처리하여 형태적 변화와 MTT assay를 통하여 결과를 관찰하였다. 그 결과 HNE가 이 세포에서 핵형의 변화와 세포사를 유발시키는 것을 각각의 실험을 통해 확인이 되었다. 또한 이 사실을 단백질의 변화를 통하여 확인을 할 수가 있었다. HNE를 24시간 처리한 세포에서 poly(ADP-ribose) polymerase 단백질 분절이 매개되었고 Bax의 발현량이 증가하였다. 또한 세포내의 활성 산소종들을 발생시켰다. 이에 생성된 활성 산소종과 peroxynitrite가 세포사와 관련이 있는가를 밝히기 위하여 이들의 포식자들인 N-acetylcysteine과 penicillamine을 본 연구에서 사용하였다. 이들 포식자들에 의해 HNE에 의해 유도되는 세포사가 억제가 되었기에 산화적 활성화가 HNE에 의해 유도된 세포사와 관련이 있음을 알 수 있었다. 이러한 결과들은 HNE가 내피세포에서 ROS와 peroxynitrite 생성을 통하여 세포사를 일으킨다는 사실을 뒷받침해 준다.

• 생명과학회지
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• 제19권5호
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• pp.620-624
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• 2009

동면 개시인자로 알려진 DADLE는 여러 연구에 의해 in vivo와 in vitro 상에서 유사 동면 상태를 야기한다. 본 연구는 인체혈구암세포인 U937 세포주의 세포 사멸과 세포 주기 둥에 대한 DADLE의 영향을 살펴보았다. DADLE가 처리된 U937세포는 8${\sim}6$10 ${\mu}$M의 높은 농도에서 세포 증식이 감소하였으며, 0${\sim}6$ ${\mu}$M의 낮은 농도에서 영향이 없었다. DNA flow cytometer를 이용하여 세포 주기를 분석해본 결과 DADLE에 의한 세포 주기 억제가 관찰되었다. DADLE처리에 따른 세포 증식률 감소 및 세포 주기 억제효과를 전사 수준에서 조사한 결과 Bcl-XL, c-IAP-2의 발현 및 survivin의 발현 감소가 관찰되었으며, COX-2의 발현 역시 COX-1의 변화 없이 감소함을 확인하였다. 또한, cyclin E 와 cdk-2, -4 그리고 -6의 발현 역시 감소하는 것을 관찰하였다. Telomere 조절 관련 유전자의 경우도 c-myc과 TERT의 감소, 그리고 TEP-1가 증가하는 현상을 관찰하였다. 이상의 결과는 DADLE를 U937 암세포주에 처리했을 때 세포 주기의 억제를 통하여 life-time을 증가시킬 가능성을 시사하며 이에 관한 지속적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제14권4호
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• pp.2325-2331
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• 2013

Objective: To detect effects of plumbagin on proliferation and apoptosis in non-small cell lung cancer cell lines, and investigate the underlying mechanisms. Materials and Methods: Human non-small cell lung cancer cell lines A549, H292 and H460 were treated with various concentrations of plumbagin. Cell proliferation rates was determined using both cell counting kit-8 (CCK-8) and clonogenic assays. Apoptosis was detected by annexin V/propidium iodide double-labeled flow cytometry and TUNEL assay. The levels of reactive oxygen species (ROS) were detected by flow cytometry. Activity of NF-${\kappa}B$ was examined by electrophoretic mobility shift assay (EMSA) and luciferase reporter assay. Western blotting was used to assess the expression of both NF-${\kappa}B$ regulated apoptotic-related gene and activation of p65 and $I{\kappa}B{\kappa}$. Results: Plumbagin dose-dependently inhibited proliferation of the lung cancer cells. The IC50 values of plumbagin in A549, H292, and H460 cells were 10.3 ${\mu}mol/L$, 7.3 ${\mu}mol/L$, and 6.1 ${\mu}mol/L$ for 12 hours, respectively. The compound concentration-dependently induced apoptosis of the three cell lines. Treatment with plumbagin increased the intracellular level of ROS, and inhibited the activation of NK-${\kappa}B$. In addition to inhibition of NF-${\kappa}B$/p65 nuclear translocation, the compound also suppressed the degradation of $I{\kappa}B{\kappa}$. ROS scavenger NAC highly reversed the effect of plumbagin on apoptosis and inactivation of NK-${\kappa}B$ in H460 cell line. Treatment with plumbagin also increased the activity of caspase-9 and caspase-3, downregulated the expression of Bcl-2, upregulated the expression of Bax, Bak, and CytC. Conclusions: Plumbagin inhibits cell growth and induces apoptosis in human lung cancer cells through an NF-${\kappa}B$-regulated mitochondrial-mediated pathway, involving activation of ROS.