• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제27권2호
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• pp.77-89
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• 2023

Metformin is the most widely used anti-diabetic drug that helps maintain normal blood glucose levels primarily by suppressing hepatic gluconeogenesis in type II diabetic patients. We previously found that metformin induces apoptotic death in H4IIE rat hepatocellular carcinoma cells. Despite its anti-diabetic roles, the effect of metformin on hepatic de novo lipogenesis (DNL) remains unclear. We investigated the effect of metformin on hepatic DNL and apoptotic cell death in H4IIE cells. Metformin treatment stimulated glucose consumption, lactate production, intracellular fat accumulation, and the expressions of lipogenic proteins. It also stimulated apoptosis but reduced autophagic responses. These metformin-induced changes were clearly reversed by compound C, an inhibitor of AMP-activated protein kinase (AMPK). Interestingly, metformin massively increased the production of reactive oxygen species (ROS), which was completely blocked by compound C. Metformin also stimulated the phosphorylation of p38 mitogen-activated protein kinase (p38MAPK). Finally, inhibition of p38MAPK mimicked the effects of compound C, and suppressed the metformin-induced fat accumulation and apoptosis. Taken together, metformin stimulates dysregulated glucose metabolism, intracellular fat accumulation, and apoptosis. Our findings suggest that metformin induces excessive glucose-induced DNL, oxidative stress by ROS generation, activation of AMPK and p38MAPK, suppression of autophagy, and ultimately apoptosis.

• 동의생리병리학회지
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• 제18권5호
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• pp.1449-1455
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• 2004

Bufonis venenum (dried toad venom; Chinese name, Chan su) is a traditional Chinese medicine obtained from the skin venom gland of the toad. It has long been used in treating arrhythmia and other heart diseases in China and other Asian countries. Additionally, Bufonis venenum has been reported to selectively inhibit the growth of various lines of human cancer cells. In the present study, it was examined the effects of extract of Bufonis venenum (EBV) on the growth of human bladder carcinoma cell line T24 in order to investigate the anti-proliferative mechanism and induction of apoptosis by EBV. Treatment of T24 cells to EBV resulted in the growth inhibition, morphological change and induction of apoptotic cell death in a dose-dependent manner. Flow cytometric analysis revealed that EBV treatment caused G2/M phase arrest of the cell cycle and down-regulation of cyclin A, cyclin B1 and Cdc2, which was associated with a marked up-regulation of cyclin-dependent kinases (Cdks) inhibitor p21 (WAF1/CIP1) in a p53-independent manner. The Cdc25C expression was also significantly inhibited by EBV treatment, however Wee1 kinase expression was not affected. The induction of apoptotic cell death by EBV was connected with down-regulation of anti-apoptotic Bcl-XS/L expression without alteration pro-apoptotic Bax expression. Taken together, these findings suggest that EBV may be a potential chemotherapeutic agent for the control of human bladder carcinorma cells and further studies will be needed to identify the active compounds that confer the anti-cancer activity of EBV.

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권6호
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• pp.911-917
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• 2016

본 연구에서는 야관문 에탄올 추출물의 인체 대장암세포 성장억제 효능 및 그 기전을 연구하였다. 야관문 에탄올 추출물을 0, 200, 400, $600{\mu}g/mL$ 농도로 48시간 처리하여 암세포 증식억제 효과를 측정한 결과 농도 의존적으로 감소하는 것으로 확인하였다. HT-29 세포에 대한 야관문 추출물의 $IC_{50}$ 값은 $554.26{\pm}8.81{\mu}g/mL$로 확인되었다. 또한 야관문 에탄올 추출물을 처리한 HT-29 세포에 대한 세포 성장 억제 기전을 확인한 결과 pro-caspase 3의 발현이 감소함에 따라 PARP의 분절 및 DNA 분절을 확인하고 anti-apoptotic단백질인 Bcl-2를 감소시켰으며 pro-apoptotic 단백질인 Bax의 수준을 증가시키는 것으로 확인하였다. 염증 관련 유전자 $TNF-{\alpha}$, IL-6 그리고 그의 전사인자인 $NF-{\kappa}B$는 야관문 에탄올 추출물 처리농도에 의존적으로 감소하는 것으로 확인하였고 유전자 SIRT1의 발현량도 증가하는 것으로 확인하였다. 그 결과 야관문 에탄올 추출물 처리에 따라서 HT-29의 세포 성장억제가 확인되어 apoptosis를 유도하는 것으로 확인되었고, 이러한 연구 결과는 야관문이 기능성 소재로서 기초적 데이터베이스로 활용될 수 있을 것으로 생각되며 앞으로 더욱더 야관문의 질병에 대한 효능 및 기전연구가 지속하여야 할 것으로 생각된다.

• 한국식품과학회지
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• 제44권3호
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• pp.317-323
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• 2012

재배 와송의 항암효과를 입증하기 위해 SW480 대장암세포에서 재배 와송 추출물의 apoptosis 유도 효과 및 그 기전에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 재배 와송과 천연 와송 메탄올 추출물의 암세포 성장 억제능을 측정한 결과, 재배 와송은 천연 와송과 유사하게 농도 의존적으로 높은 암세포 증식억제효과를 보였으며 특히 농도 300 ${\mu}g$/mL의 재배 와송 메탄올 추출물에서는 천연 와송 메탄올 추출물 보다 더 높은 억제 효과를 나타내었다. 또한 재배 와송 메탄올 추출물을 분획하여 얻은 각각의 물, 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트 및 부탄올 분획물 중 와송 클로로포름 분획물에서 암세포의 증식 억제효과가 가장 높게 나타났다. 이러한 와송 클로로포름 분획물의 apoptosis 유도 효과는 Sub-G1기의 함량 증가와 핵의 응축 및 apoptotic bodies 생성 그리고 DNA 분절을 통해 나타났다. 한편, 와송 클로로포름 분획물의 caspase 활성은 caspase inhibitor 처리군에서 암세포의 증식 억제효과가 확연히 저해됨을 나타내었으며 각각의 caspase 활성 중 caspase-3 및 -9의 활성을 증가시켰다. 또한 와송 클로로포름 분획물은 apoptosis 관련 단백질들인 Bid, Bcl-2 및 PARP의 발현을 농도 의존적으로 감소시켰으며 tBid 및 Bax 단백질의 발현을 현저하게 증가시켰다. 본 연구 결과, 재배 와송과 천연 와송은 유사한 암세포 성장 억제 효과를 보였으며 재배 와송의 클로로포름 추출물은 caspase 의존적인 경로를 통해 apoptosis를 일으켜 세포 사멸 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제42권2호
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• pp.165-174
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• 2018

Background: Extended endoplasmic reticulum (ER) stress may initiate apoptotic pathways in cancer cells, and ER stress has been reported to possibly increase tumor death in cancer therapy. We previously reported that caspase-8 played an important role in compound K-induced apoptosis via activation of caspase-3 directly or indirectly through Bid cleavage, cytochrome c release, and caspase-9 activation in HL-60 human leukemia cells. The mechanisms leading to apoptosis in A549 and SK-MES-1 human lung cancer cells and the role of ER stress have not yet been understood. Methods: The apoptotic effects of compound K were analyzed using flow cytometry, and the changes in protein levels were determined using Western blot analysis. The intracellular calcium levels were monitored by staining with Fura-2/AM and Fluo-3/AM. Results: Compound K-induced ER stress was confirmed through increased phosphorylation of $eIF2{\alpha}$ and protein levels of GRP78/BiP, XBP-1S, and $IRE1{\alpha}$ in human lung cancer cells. Moreover, compound-K led to the accumulation of intracellular calcium and an increase in m-calpain activities that were both significantly inhibited by pretreatment either with BAPTA-AM (an intracellular $Ca^{2+}$ chelator) or dantrolene (an RyR channel antagonist). These results were correlated with the outcome that compound K induced ER stress-related apoptosis through caspase-12, as z-ATAD-fmk (a specific inhibitor of caspase-12) partially ameliorated this effect. Interestingly, 4-PBA (ER stress inhibitor) dramatically improved the compound K-induced apoptosis. Conclusion: Cell survival and intracellular $Ca^{2+}$ homeostasis during ER stress in human lung cancer cells are important factors in the induction of the compound K-induced apoptotic pathway.

• 한국식품영양과학회지
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• 제44권3호
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• pp.338-346
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• 2015

본 연구에서는 최근 식생활의 서구화로 인해 발병률이 급증하고 있는 대장암의 진행을 억제하거나 감소시키고 인체 대장암 세포인 HT-29의 증식을 억제하며, 세포사멸을 유도하는 천연소재를 알아보기 위해서 flavonoid가 HT-29 인체 대장암 세포의 apoptosis 유도 및 기전에 미치는 영향을 알아보았다. MTT assay 결과 apigenin, rutin, naringenin, myricetin을 $100{\mu}M$ 농도로 처리하였을 때 62.71, 75.78, 74.24, 77.61%로 이 중 naringenin이 대장암 세포 성장에 억제 효과가 가장 높은 실험 결과를 나타내었다. Caspase-3 activity에서는 naringenin이 241.46%로 가장 높은 활성을 나타내었다. 이를 바탕으로 세포사멸과 관련된 유전자를 확인하고자 대장암 세포에 flavonoid인 apigenin, rutin, naringenin, myricetin에 $100{\mu}M$ 농도로 처리한 후 RTPCR을 실시한 결과, 세포사멸의 주요한 조절인자인 Bcl-2 family 단백질 중 Bcl-2는 rutin에 의해 감소되었고 Bax는 myricetin에 의해 증가하였으며, p53은 naringenin이 높게 발현되었다. 또한 western blotting을 통해 flavonoid인 apigenin, rutin, naringenin, myricetin에 $100{\mu}M$ 농도로 처리한 결과, Bcl-2 family 단백질과 더불어 세포사멸 조절에 중요한 역할을 하는 활성형인 cleaved caspase-3은 모두 증가하였고, 그중 myricetin이, PARP은 naringenin, E-cadherin은 rutin이 각각 높은 발현 양상을 나타내었다. 이번 실험 결과를 통해 flavonoid가 세포사멸의 주요한 조절 인자인 Bcl-2 family 단백질의 발현이나 caspase의 활성 등을 조절하여 암세포 사멸인자인 Bcl-2의 발현은 감소시키고 Bax, p53, PARP의 발현을 증가시키는 것을 통해 대장암 세포의 apoptosis를 유도하였다. 또한 암세포의 전이와 관련된 E-cadherin의 발현도 조절하는 것을 관찰하였다. 이상의 연구를 통해 flavonoid가 대장암 세포의 증식을 억제하는 효과가 있음을 확인하였으며, 세포사멸과 관련된 기전을 규명하였다. 이를 기초자료로 일상에서 쉽게 섭취할 수 있는 식품에 많이 존재하며 비교적 독성과 부작용이 적은 flavonoid를 이용한 천연 항암제 개발 가능성을 제시하였고, 추후 대장암의 암예방제 및 암치료제로 개발될 수 있도록 추가 연구 수행이 필요할 것으로 사료된다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제18권1호
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• pp.32-38
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• 2010

Activation of JNK has long been associated with the apoptotic response induced by various anti-cancer drugs including doxorubicin, vinblastine, and etoposide. In this study, we examined and compared patterns of apoptosis and JNK activation according to three different anti-cancer drugs (daunorubicin, vinblastine, and etoposide) and two different sources of HL60 cells (Jackson Laboratory and ATCC). HL60 cells from Jackson Laboratory (HL60/RPMI) were maintained in RPMI 1640 containing 5% fetal bovine serum and those from ATCC (HL60/IMDM) in IMDM containing 20% fetal bovine serum as to each manufacture's guideline. In general, HL60/RPMI cells were more sensitive to anti-cancer drugs compared to HL60/IMDM cells, demonstrated by the XTT and flow cytometric analyses. Apoptotic pathways after treatment with anti-cancer drugs seemed to be different between HL60/RPMI (daunorubicin and etoposide, caspase 3 dependent, but caspase 8 or 9 independent; vinblastine, caspase 3 independent) and HL60/IMDM (caspase 3 and caspase 9 dependent). The expression of apoptotic protein, BID, was consistent with caspase 3 activation. Immunoblotting of phospho-JNK and JNK kinase assay showed JNK activation by all three anti-cancer drugs in HL60/RPMI, while JNK activation was observed only in vinblastine-treated cells in HL60/IMDM. Our study results suggest that in vitro environmental conditions have a significant influence on JNK mediated apoptosis of HL60 cells by anti-cancer drugs and in vitro culture conditions are important factors in JNK or possibly other MAPK related studies.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제13권7호
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• pp.3519-3528
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• 2012

Inhibitory effects of Maclura amboinenesis Bl, one plant used traditionally for the treatment of cancers, on metastatic potential of highly metastatic B16F10 melanoma cells were investigated in vitro. Cell proliferation was assessed using the MTT colorimetric assay. Details of metastatic capabilities including invasion, migration and adhesion of B16F10 melanoma cells were examined by Boyden Chamber invasion and migration, scratch motility and cell attachment assays, respectively. The results demonstrated that n-hexane and chloroform extracts exhibited potent anti-proliferative effects (p<0.01), whereas the methanol and aqueous extracts had less pronounced effects after 24 h exposure. Bioactivity-guided chromatographic fractionation of both active n-hexane and chloroform extracts led to the isolation of two main prenylated xanthones and characterization as macluraxanthone and gerontoxanthone-I, respectively, their structures being identified by comparison with the spectral data. Interestingly, both exhibited potent effective effects. At non-toxic effective doses, n-hexane and chloroform extracts (10 and $30{\mu}g/ml$) as well as macluraxanthone and gerontoxanthone-I (3 and $10{\mu}M$) significantly inhibited B16F10 cell invasion, to a greater extent than $10{\mu}m$ doxorubicin, while reducing migration of cancer cells without cellular cytotoxicity. Moreover, exposure of B16F10 melanoma cells to high concentrations of chloroform ($30{\mu}g/ml$) and geratoxanthone-I ($20{\mu}M$) for 24 h resulted in delayed adhesion and retarded colonization. As insights into mechanisms of action, typical morphological changes of apoptotic cells e.g. membrane blebbing, chromatin condensation, nuclear fragmentation, apoptotic bodies and loss of adhesion as well as cell cycle arrest in the G1 phase with increase of sub-G1 cell proportions, detected by Hoechst 33342 staining and flow cytometry were observed, suggesting DNA damage and subsequent apoptotic cell death. Taken together, our findings indicate for the first time that active n-hexane and chloroform extracts as well as macluraxanthone and gerontoxanthone-I isolated from Maclura amboinensis Bl. roots affect multistep of cancer metastasis processes including proliferation, adhesion, invasion and migration, possibly through induction of apoptosis of highly metastatic B16F10 melanoma cells. Based on these data, M. amboinensis Bl. represents a potential candidate novel chemopreventive and/or chemotherapeutic agent. Additionally, they also support its ethno-medicinal usage for cancer prevention and/or chemotherapy.

• 생명과학회지
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• 제28권11호
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• pp.1321-1331
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• 2018

본 연구에서 N. commune으로부터 U937과 SK-HEP-1 세포에 대해 apoptosis를 유도하는 광과민성물질을 순수 분리하였다. N. commune을 dichloromethane : Methanol (1:1)로 추출하여 Hexane, EtOAc, MeOH로 분획하였다. 높은 광역학활성을 나타내는 EtOAc 분획물에서 NC-1을 분리하였으며, 분자량 870의 pheophytin a ($C_{55}H_{74}N_4O_5$)인 것으로 구조를 동정하였다. 광역학활성 조사는 NC-1을 $1.15{\mu}M$에서 $23.00{\mu}M$까지 5개의 농도를 처리하여 광을 조사하는 것과 조사하지 않는 조건으로 나누어 평가하였다. U937과 SK-HEP-1 두 세포에서 apoptotic body 형성, cell blebbing 등의 형태적 변화와 세포독성, caspase 활성, 세포핵의 응축, DNA 단편화 등이 광 의존적이며 농도 의존적으로 활성이 증가하였다. 추가적으로 유세포분석을 통한 apoptosis 유도의 정량적 분석 결과에서도 광조건에서 농도가 증가할수록 apoptosis 유도가 증가하는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 통해 NC-1의 U937과 SK-HEP-1 세포에 대한 사멸은 광역학적 apoptosis에 의한 것임을 확인하였다. 본 연구 내용을 N. commune으로부터 광감각제 개발의 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.

• 한국식품과학회지
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• 제53권1호
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• pp.34-39
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• 2021

본 연구에서는 천연유래 물질로부터 apoptosis를 유도하여 항암 활성이 있는지에 관한 실험으로 사람 난소암 세포주인 OVCAR-3 세포에 함초의 유기용매별 추출물을 처리하여 결과를 확인하였다. MTS 측정으로 세포 생존율을 확인한 결과 DCM 분획물에서 농도별로 유의적인 세포수의 감소를 보였으며, annexin V/FITC-PI 염색에 의해 apoptosis 유도로 세포가 사멸함을 확인하였다. DCM 분획물 처리는 세포주기에서 Sub-G1기의 증가로 세포증식이 억제됨을 보여준다. 세포의 내인성 경로에 관여하는 Bcl-2 family에 속하는 Bax, Bak, Bcl-2, Bcl-xL의 상호작용을 mRNA 수준에서 확인한 결과, DCM 분획물처리에서 Bax, Bak가 증가하고, Bcl-2의 감소를 동반하여 세포사멸의 신호전달 경로가 진행됨을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과를 바탕으로 함초를 이용하여 여성의 난소암에 예방적 기능성 식품을 개발할 수 있을 것으로 판단되며, 함초의 DCM 분획물에 대해 깊이 있는 심층적 연구가 요구된다.