• 생명과학회지
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• 제15권2호
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• pp.169-175
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• 2005

Resveratrol (3,4',5-trihydroxy-trans-stilbene)은 포도와 같은 식물에서 각종 감염균으로부터 자신의 몸을 보호하기 위하여 생성되는 물질인 phytoalexin의 일종으로 강력한 항산화작용, 암예방 효과 및 항암 작용을 포함한 각종 약리작용을 가진 것으로 보고 되어져 오고 있다. Alzheimer 환자의 뇌에 축적되어 뇌 신경세포를 죽이는 amyloid plaque의 주 성분은 $amyloid-\beta$의 축적에 의한 것인데, $amyloid-\beta$는 정상적인 단백질 신진대사 과정의 결과로 체내 모든 세포들로부터 생성되는 물질이다. 본 연구에서는 resveratrol의 세포독성 보호효과에 관한 효능을 검증하기 위하여 C6 신경교세포에서 $amyloid-\beta-peptide$ (fragment 31-35)에 의한 세포독성 및 세포성장 조절관련 주요 유전자들의 발현에 미치는 resveratrol의 영향을 조사하였다. $Amyloid-\beta$가 처리된 C6세포는 처리 농도의존적으로 증식이 억제되었으며, 형태적 변형도 유발 되었으나 resveratrol의 전처리에 의하여 효과적으로 차단되었다. RT-PCR 및 Western blot analysis에 의한 결과에서 $amyloid-\beta$ 처리에 의한 세포증식 억제는 종양억제유전자 p53 및 Cdk 억제제인 p21 (WAF1/CIP1) 발현이 증가되었다. 또한 apoptosis 유발에 매우 중요한 역할을 수행하는 Bax의 발현도 $amyloid-\beta$가 처리된 C6 세포에서 발현이 증가되었으나 apoptosis 유발억제에 관여하는 Bcl-2및 $Bcl-X_{L}$ 발현에는 큰 영향을 미치지 못하였다. 그러나 resveratrol이 전처리된 세포에서는 처리 농도 의존적으로 $amyloid-\beta$에 의해 유도되는 p53, p21 및 Bax의 발현이 정상수준으로 회복되었다.

• Toxicological Research
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• 제22권1호
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• pp.23-30
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• 2006

Among poly aromatic hydrocarbons, dioxin and PCBs are the most controversial environmental pollutants in our modern life. These pollutants are known as human carcinogens, and liver is the most sensitive target in animal cancer models. Specific aims of the study were focused on the mechanism of carcinogenesis in hepatocytes and the structure-activity relation among these diverse environmental chemicals. Because key mechanisms of dioxin-induced carcinogenesis in human epithelial cell model are the alteration of signal transduction pathway and PKC isoforms, the alteration of the signal transduction pathways and other factors associated with carcinogenesis were studied. Rat hepatocytes cultured under the sandwich protocols were exposed with the various concentration of dioxins and PCBs, and signal transduction pathway, protein kinase C isoforms, oxidant stress, and apoptotic nuclei were evaluated. Since it is important to understand the structure-activity relation among these chemicals to properly assess the carcinogenic potentials, the study analyzed the parameters associated with carcinogenic processes, based on their structural characteristics. In addition, signal transduction pathways and PKC isoforms involved in inhibition of UV-induced apoptosis were also analyzed to elaborate the tumor promotion mechanism of these chemicals. Induction of apoptosis by UV irradiation was optimal at $60\;J/m^2$ in primary hepatocyte in culture. Compared to non coplanar PCBs such as PCB 114 and PCB 153, coplanar PCBs such as PCB 77 and PCB126 showed a stronger inhibition of apoptosis induced by UV irradiation. Production of reactive oxygen species (ROS) was more stimulated by non-coplanar PCBs than coplanar PCBs with the most potent induction of ROS by chlorinated non-coplanar PCB. As compared to the level of induction by PCB126, non-coplanar PCB153 showed a higher increase of intracellular concentrations. Besides the alteration of intracellular calcium concentration, translocation of PKC from cytosolic fraction to membrane fraction was clearly observed upon the exposure of non-coplanar PCB. Taken together, the present study demonstrated that there is a potent structure-activity relationship among PCB congeners and the mechanism of PAH-induced carcinogenesis is structure-specific. The study suggested that more diverse pathways of PAH-induced carcinogenesis should be taken into account beyond the boundary of Ah receptor dogma to assess the health impact of PAH with more accuracy.

• 생명과학회지
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• 제24권1호
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• pp.92-97
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• 2014

Cordycepin은 Cordyceps militaris에서 처음 유래된 nucleoside adenosine 유도체의 일종으로 면역증강 및 항암활성을 포함한 다양한 약리 기능이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 LNCap 인체 전립선 암세포 모델을 이용하여 cordycepin에 의한 항암활성 기전을 연구하였다. Cordycepin 처리에 따라 LNCap 세포는 처리 농도 의존적으로 증식이 억제되었으며, 이는 apoptosis 유발과 연관성이 있음을 poly ADP-ribose polymerase의 단편화 현상과 Annexin V 염색에 의한 정량적 분석으로 확인하였다. Cordycepin 처리에 따른 flow cytometric analysis 결과로서 cordycepin이 세포주기 G2/M기 정체 현상을 유발하였음을 알 수 있었으며, 이는 cyclin B1 및 cyclin A의 발현 감소와 연관성이 있었다. 또한 cordycepin이 처리된 LNCap 세포에서 cyclin-dependent kinase (CDK) inhibitor p21Waf1/Cip1의 발현이 증가되었지만, CDK2, CDC2 및 Cdc25C의 발현에는 큰 영향을 미치지 않았으며, cordycepin에 의하여 증가된 p21 단백질은 CDK2 및 CDC2와의 복합체를 형성하고 있었다. 본 연구의 결과는 LNCap 전립선 암세포에서 cordycepin에 의한 G2/M 및 apoptosis 유발은 p53 비존적인 CDK inhibitor p21의 발현 증가가 중요한 역할을 하고 있음을 보여주는 것이다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제41권3호
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• pp.247-256
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• 2017

Background: KG-135, a standardized formulation enriched with Rk1, Rg3, and Rg5 ginsenosides, has been shown to inhibit various types of cancer cells; however, the underlying mechanisms are not fully understood. In this study, we explored its effects in A549 human lung cancer cells to investigate the induction of Forkhead Class box O3a (FOXO3a) and autophagy. Methods: Cell viability was determined by sulforhodamine B staining. Apoptosis and cell cycle distribution were analyzed using flow cytometry. The changes of protein levels were determined using Western blot analysis. Autophagy induction was monitored by the formation of acidic vesicular organelles stained with acridine orange. Results: KG-135 effectively arrested the cells in G1 phase with limited apoptosis. Accordingly, a decrease of cyclin-dependent kinase-4, cyclin-dependent kinase-6, cyclin D1, and phospho-retinoblastoma protein, and an increase of p27 and p18 proteins were observed. Intriguingly, KG-135 increased the tumor suppressor FOXO3a and induced the accumulation of autophagy hallmark LC3-II and acidic vesicular organelles without an increase of the upstream marker Beclin-1. Unconventionally, the autophagy adaptor protein p62 (sequestosome 1) was increased rather than decreased. Blockade of autophagy by hydroxychloroquine dramatically potentiated KG-135-induced FOXO3a and its downstream (FasL) ligand accompanied by the cleavage of caspase-8. Meanwhile, the decrease of Bcl-2 and survivin, as well as the cleavage of caspase-9, were also drastically enhanced, resulting in massive apoptosis. Conclusion: Besides arresting the cells in G1 phase, KG-135 increased FOXO3a and induced an unconventional autophagy in A549 cells. Both the KG-135-activated extrinsic FOXO3a/FasL/caspase-8 and intrinsic caspase-9 apoptotic pathways were potentiated by blockade of autophagy. Combination of KG-135 and autophagy inhibitor may be a novel strategy as an integrative treatment for cancers.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제41권4호
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• pp.425-432
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• 2013

본 연구에서는 인체 대장암세포인 HT29를 사용하여 포황 메탄올 추출물(Methanol extract of Typha orientalis, METO)의 항암 활성 및 그 분자적 기전에 관하여 분석하였다. 먼저 METO가 다양한 암세포의 증식에 미치는 영향을 분석한 결과, 인체 대장암 세포, 폐암 세포, 간암 세포 등의 세포증식을 억제하였으며 그 중에서도 대장암 세포인 HT29에 대해 강한 세포 증식 억제 효과를 나타내었다. METO에 의한 세포 증식 억제 기전을 분석하기 위하여 Flow cytometry analysis를 수행한 결과, METO 농도의존적으로 HT29 세포의 G2/M기 세포분포가 증가하고 아울러 apoptosis 유발군인 SubG1기 세포분포가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. METO에 의한 HT29 세포의 G2/M arrest는 Cdc2의 inactive form인 phospho-Cdc2의 증가에 의한 G2/M checkpoint 관련 단백질의 활성억제에 의한 것이라 사료된다. 이러한 phospho-Cdc2의 증가는 METO에 의해 발현이 증가된 Wee1 kinase와 발현이 감소된 Cdc25C phosphatase에 의해 야기된 것임을 확인하였다. 또한 METO에 의한 HT29의 apoptosis 유도에 관한 분자적 기전 분석을 위해 Western blot analysis를 수행한 결과, METO 농도가 증가할수록 종양 억제 유전자인 p53, death receptor인 FAS, Bcl-2 family 중 pro-apoptotic 단백질인 Bax 및 cytosolic cytochrome C의 발현이 증가되고, Caspase-3가 활성화되어 단편화된 Caspase-3의 증가가 관찰되었다. 또한 활성화된 Caspase-3의 기질 단백질인 PARP의 단편화가 일어나 apoptosis가 유도되는 것을 알 수 있었다. 이상의 결과들로부터 METO는 인체 대장암세포 HT29의 G2/M arrest 및 apoptosis 유도에 의한 항암활성을 보유함을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제26권5호
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• pp.555-562
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• 2016

본 연구는 해양자원의 대표적인 갈조류 중 미역(Undaria pinnatifida), 미역쇠(Petalonia binghamiae), 넓은 미역쇠(Punctaria latifolia)를 추출한 시료들을 이용하여 위암, 유방암 세포에서 성장에 미치는 영향을 조사하였고, 성장 억제효과가 가장 뛰어난 시료가 apoptosis 발현을 유도시키는지 확인하였다. AGS, MDA-MB-231, SK-BR-3 세포에 미역, 미역쇠, 넓은 미역쇠 추출물 0, 50, 100, 200 μg/ml로 24시간 동안 처리한 뒤 MTT assay를 통하여 암세포 성장 억제효과를 확인하였다. 실험 결과 모든 추출물들이 AGS, MDA-MB-231, SK-BR-3 세포에서 농도 의존적으로 암세포의 성장을 억제 하였다. MTT assay 실험 결과에서 암세포 성장 억제효과가 가장 좋은 넓은 미역쇠 추출물이 apoptosis를 유도하는지 확인하기 위해 AGS, MDA-MB-231, SK-BR-3 세포에서 DAPI staining을 수행 하였고, 넓은 미역쇠 추출물 200 μg/ml에서 세포질 응축이 통계학적으로 유의적인 증가를 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 넓은 미역쇠 추출물이 AGS, MDA-MB-231, SK-BR-3 세포에서 apoptosis를 유도하여 암세포 성장을 억제한 것으로 사료된다. 넓은 미역쇠 추출물이 apoptosis 발현 기전에 영향을 주는지 보기 위해 Western blotting을 수행하여, Bcl-2 family 단백질인 Bax와 Bcl-2의 발현 그리고 DNA 복구 단백질인 PARP의 발현을 확인 하였다. AGS, MDA-MB-231, SK-BR-3 세포에 넓은 미역쇠 추출물 0, 200 μg/ml로 24시간 처리한 결과, pro-apoptotic protein 인자인 Bax와 DNA 복구 단백질 PARP 분절이 증가 하였고, anti-apoptotic protein 인자인 Bcl-2 발현은 감소하였다. 이러한 결과를 종합하였을 때, 미역, 미역쇠, 넓은 미역쇠 추출물은 인간 위암세포인 AGS와 유방암 세포인 MDA-MB-231, SK-BR-3에서 암세포 성장 억제효과가 있음을 확인하였고, 그 중 가장 효과가 우수한 넓은 미역쇠가 미역, 미역쇠보다 뛰어난 항암 효과를 나타내었다. 따라서 갈조류 추출물의 기능성 식품 및 항암제로서의 개발 가능성을 보여 주고 있으며, 특히 넓은 미역쇠 추출물의 항암효과에 대한 연구가 in vivo에서도 이루어 져야 할 것으로 사료된다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제15권23호
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• pp.10407-10412
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• 2015

Background: ${\beta}$-elemene, extracted from herb medicine Curcuma wenyujin has potent anti-tumor effects in various cancer cell lines. However, the activity of ${\beta}$-elemene against glioma cells remains unclear. In the present study, we assessed effects of ${\beta}$-elemene on human glioma cells and explored the underlying mechanism. Materials and Methods: Human glioma U87 cells were used. Cell proliferation was determined with MTT assay and colony formation assay to detect the effect of ${\beta}$-elemene at different doses and times. Fluorescence microscopy was used to observe cell apoptosis with Hoechst 33258 staining and change of glioma apoptosis and cell cycling were analyzed by flow cytometry. Real-time quantitative PCR and Western-blotting assay were performed to investigated the influence of ${\beta}$-elemene on expression levels of Fas/FasL, caspase-3, Bcl-2 and Bax. The experiment was divided into two groups: the blank control group and ${\beta}$-elemne treatment group. Results: With increase in the concentration of ${\beta}$-elemene, cytotoxic effects were enhanced in the glioma cell line and the concentration of inhibited cell viability ($IC_{50}$) was $48.5{\mu}g/mL$ for 24h. ${\beta}$-elemene could induce cell cycle arrest in the G0/G1 phase. With Hoechst 33258 staining, apoptotic nuclear morphological changes were observed. Activation of caspase-3,-8 and -9 was increased and the pro-apoptotic factors Fas/FasL and Bax were upregulated, while the anti-apoptotic Bcl-2 was downregulated after treatment with ${\beta}$-elemene at both mRNA and protein levels. Furthermore, proliferation and colony formation by U87 cells were inhibited by ${\beta}$-elemene in a time and does-dependent manner. Conclusions: Our results indicate that ${\beta}$-elemene inhibits growth and induces apoptosis of human glioma cells in vitro. The induction of apoptosis appears to be related with the upregulation of Fas/FasL and Bax, activation of caspase-3,-8 and -9 and downregulation of Bcl-2, which then trigger major apoptotic cascades.

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권11호
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• pp.1589-1594
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• 2016

본 연구는 후추과 식물의 주성분인 piperine이 위암세포 AGS의 항암 효과에 미치는 영향을 확인하기 위해 수행되었다. Piperine에 의한 위암세포 AGS의 생존율을 확인하기 위해 MTT assay를 수행한 결과 농도 의존적으로 암세포의 생존율이 감소하는 것을 확인하였다. 이러한 암세포의 생존율 억제가 apoptosis에 의한 효과인지를 확인하기 위해 DAPI staining을 실시한 결과 piperine을 처치한 군에서 apoptotic body와 염색질 응축이 증가하는 것을 확인하였다. MTT assay와 DAPI staining의 결과를 바탕으로 piperine이 위암세포 AGS에서 apoptosis와 관련한 단백질 발현 양상에 미치는 영향을 확인하기 위해 western blotting을 실시하였다. 그 결과 piperine에 의해 AGS 세포에서 apoptosis를 유도하는 p53, Bax의 발현은 농도 의존적으로 증가하였고, apoptosis를 억제하는 Bcl-2, XIAP의 발현은 농도 의존적으로 감소하였다. Apoptosis의 궁극적 단계인 caspase-9와 손상된 DNA를 복구하는 PARP의 분절은 증가하였으며, apoptosis를 방해하는 인자인 Akt의 인산화는 농도 의존적으로 감소하였다. Akt 억제제인 LY294002와 piperine을 병행 또는 단독으로 처치하여 western blotting을 진행한 결과 Bcl-2의 발현은 piperine을 단독으로 처치했을 때와 유사한 감소 경향을 보였지만, p-Akt의 발현은 대조군과 비교해 LY294002와 piperine을 단독으로 처치했을 때보다 병행했을 때 더욱 감소하였다. 이와 반대로 Bax와 cleaved-PARP의 발현은 강하게 증가하였다. 본 연구의 결과를 종합해볼 때 piperine이 위암세포 AGS에서 Akt 경로를 통해 apoptosis를 유도하는 것으로 여겨지며, 향후 위암 예방제나 치료제로의 개발 가능성이 있을 것으로 생각한다.

• 동의생리병리학회지
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• 제20권1호
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• pp.163-170
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• 2006

Nardostachyos Rhizoma (N. Rhizoma) belonging to the family Valerianaceae has been anti-arrhythmic effect, and sedation to the central nerve and a smooth muscle. We reported that the water extract of N. Rhizoma induced apoptotic cell death and differentiation in human promyelocytic leukemia (HL-60) cells. Cytotoxicity of N. Rhizoma was detected only in HL-60 cells (IC50 is about 200 ${\mu}g/ml$). The cytotoxic activity of N. Rhizoma in HL-60 cells was increased in a dose-dependent manner. We used several measures of apoptosis to determine whether these processes were involved in N. Rhizoma-induced apoptotic cell death. The high-dose (200 ${\mu}g/ml$) treatment of N. Rhizoma to HL-60 cells showed cell shrinkage, cell membrane blobbing, apoptotic bodies, and the fragmentation of DNA, suggesting that these cells underwent apoptosis. Treatment of HL-60 cells with N. Rhizoma time-dependently induced activation of caspase-3, caspase-8, and caspase-9 and proteolytic cleavage of poly(ADP-ribose) polymerase. Also, we investigated the effect of N. Rhizoma on cellular differentiation and proliferation in HL-60 cells. Differentiation and proliferation of HL-60 cells was determined through expression of CD11b and CD14 surface antigens using flow cytometry and nitroblue tetrazolium (NBT) assay, and through analysis of cell cycle using propidium iodide assay, respectively. N. Rhizoma induced the differentiation of HL-60 at the low-dose (100 ${\mu}g/ml$) treatment, as shown by increased expression of differentiation surface antigen CD11b, but not CDl4 and increased reducing activity of NBT. When HL-60 cells were treated with N. Rhizoma at concentration of $50{\mu}g/ml\;and\;100{\mu}g/ml$, NBT-reducing activities induced approximately 1.5-fold and 20.0-fold as compared with the control. In contrast, HL-60 cells treated with the N. Rhizoma-ATRA combination showed markedly elevated levels of 26.3-fold at $50{\mu}g/ml$ N. Rhizoma-0.1 ${\mu}M$ ATRA combination and 27.5-fold at 50 ${\mu}g/ml$ N. Rhizoma-0.2 ${\mu}M$ ATRA combination than when treated with N. Rhizoma alone or ATRA alone. It may be that N. Rhizoma plays important roles in synergy with ATRA during differentiation of HL-60 cells. DNA flow-cytometry indicated that N. Rhizoma markedly induced a G1 phase arrest of HL-60 cells. N. Rhizoma-treated HL-60 cells increased the cell population in G1 phase from 32.71% to 42.26%, whereas cell population in G2/M and S phases decreased from 23.61% to 10.33% and from 37.78% to 33.98%, respectively. We examined the change in the $p21^{WAF1/Cip1}\;and\;p27^{Kip1}$ proteins, which are the CKIs related with the G1 phase arrest. The expression of the CDK inhibitor $p27^{Kip1},\;but\;not\;p21^{WAF1/Cip1}$ were markedly increased by N. Rhizoma. Taken together, these results demonstrated that N. Rhizoma induces apoptotic cell death through activation of caspase-3, and potently inhibits the proliferation of HL-60 cells via the G1 phase cell cycle arrest in association with $p27^{Kip1}$ and granulocytic differentiation induction .

• 생명과학회지
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• 제29권3호
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• pp.295-302
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• 2019

Liquiritigenin (LG)은 licorice 뿌리에서 분리된 chiral flavonoid이다. LG는 항산화, 항암 및 항염증 효과를 포함하여 다양한 생물학적 활성을 가지고 있다. 구강편평세포암종에서 LG의 항암 활성은 아직 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 구강편평상피암 세포(HN22)에서 LG의 항암 효능을 시험하였다. HN22 세포에 LG를 처리하여 MTT 분석으로 세포 생존율을 평가하였으며, Annecin V/7-Aminactinomycin D 염색, 세포주기 및 Multi-caspase 활성을 $Muse^{TM}$ cell Analyzer로 분석하여 세포사멸 유도를 확인하였다. 분석결과, 구강편평상피암 HN22 세포에 LG를 처리시 G2/M 세포주기 정지를 일으켰으며, Western blotting 통하여 cyclin B1 및 CDC2 발현 감소와 p27 발현 증가를 확인하였다. LG는 활성산소종의 생성을 유발하고, CCAAT/enhancer-binding protein homologous protein (CHOP) 및 78-kDa glucose regulated protein (GRP78)의 발현을 농도의존적으로 유도하였다. HN22 세포에 LG의 처리는 미토콘드리아 막전위의 손실(${\Delta}{\Psi}m$)을 일으켰다. LG를 처리한 HN22 세포의 단백질 분석결과 apoptotic protease activating factor-1 (Apaf-1), cleaved Poly (ADP-Ribose) Polymerase (C-PARP) 및 Bax의 발현을 증가함을 확인하였다. 따라서 우리의 결과는 LG이 구강편평상피암 세포의 세포사멸을 유도하여 항암제 역할을 할 수 있는 천연 화합물임을 시사한다.