• Biomolecules & Therapeutics
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• 제27권1호
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• pp.117-125
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• 2019

Mebendazole (MBZ), a microtubule depolymerizing drug commonly used for the treatment of helminthic infections, has recently been noted as a repositioning candidate for angiogenesis inhibition and cancer therapy. However, the definite anti-angiogenic mechanism of MBZ remains unclear. In this study, we explored the inhibitory mechanism of MBZ in endothelial cells (ECs) and developed a novel strategy to improve its anti-angiogenic therapy. Treatment of ECs with MBZ led to inhibition of EC proliferation in a dose-dependent manner in several culture conditions in the presence of vascular endothelial growth factor (VEGF), basic fibroblast growth factor (bFGF) or FBS, without selectivity of growth factors, although MBZ is known to inhibit VEGF receptor 2 kinase. Furthermore, MBZ inhibited EC migration and tube formation induced by either VEGF or bFGF. However, unexpectedly, treatment of MBZ did not affect FAK and ERK1/2 phosphorylation induced by these factors. Treatment with MBZ induced shrinking of ECs and caused G2-M arrest and apoptosis with an increased Sub-G1 fraction. In addition, increased levels of nuclear fragmentation, p53 expression, and active form of caspase 3 were observed. The marked induction of autophagy by MBZ was also noted. Interestingly, inhibition of autophagy through knocking down of Beclin1 or ATG5/7, or treatment with autophagy inhibitors such as 3-methyladenine and chloroquine resulted in marked enhancement of anti-proliferative and pro-apoptotic effects of MBZ in ECs. Consequently, we suggest that MBZ induces autophagy in ECs and that protective autophagy can be a novel target for enhancing the anti-angiogenic efficacy of MBZ in cancer treatment.

• BMB Reports
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• 제52권9호
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• pp.566-571
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• 2019

Lymphoma is one of the most curable types of cancer. However, drug resistance is the main challenge faced in lymphoma treatment. Peroxisomal acyl-CoA oxidase 1 (ACOX1) is the rate-limiting enzyme in fatty acid ${\beta}$-oxidation. Deregulation of ACOX1 has been linked to peroxisomal disorders and carcinogenesis in the liver. Currently, there is no information about the function of ACOX1 in lymphoma. In this study, we found that upregulation of ACOX1 promoted proliferation in lymphoma cells, while downregulation of ACOX1 inhibited proliferation and induced apoptosis. Additionally, overexpression of ACOX1 increased resistance to doxorubicin, while suppression of ACOX1 expression markedly potentiated doxorubicin-induced apoptosis. Interestingly, downregulation of ACOX1 promoted mitochondrial location of Bad, reduced mitochondrial membrane potential and provoked apoptosis by activating caspase-9 and caspase-3 related apoptotic pathway. Overexpression of ACOX1 alleviated doxorubicin-induced activation of caspase-9 and caspase-3 and decrease of mitochondrial membrane potential. Importantly, downregulation of ACOX1 increased p73, but not p53, expression. p73 expression was critical for apoptosis induction induced by ACOX1 downregulation. Also, overexpression of ACOX1 significantly reduced stability of p73 protein thereby reducing p73 expression. Thus, our study indicated that suppression of ACOX1 could be a novel and effective approach for treatment of lymphoma.

• BMB Reports
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• 제52권4호
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• pp.271-276
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• 2019

Zingerone (ZGR), a phenolic alkanone isolated from ginger, has been reported to possess pharmacological activities such as anti-inflammatory and anti-apoptotic effects. This study was initiated to determine whether ZGR could modulate renal functional damage in a mouse model of sepsis and to elucidate the underlying mechanisms. The potential of ZGR treatment to reduce renal damage induced by cecal ligation and puncture (CLP) surgery in mice was measured by assessment of serum creatinine, blood urea nitrogen (BUN), lipid peroxidation, total glutathione, glutathione peroxidase activity, catalase activity, and superoxide dismutase activity. Treatment with ZGR resulted in elevated plasma levels of BUN and creatinine, and of protein in urine in mice with CLP-induced renal damage. Moreover, ZGR inhibited nuclear $factor-{\kappa}B$ activation and reduced the induction of nitric oxide synthase and excessive production of nitric acid. ZGR treatment also reduced the plasma levels of interleukin-6 and tumor necrosis $factor-{\alpha}$, reduced lethality due to CLP-induced sepsis, increased lipid peroxidation, and markedly enhanced the antioxidant defense system by restoring the levels of superoxide dismutase, glutathione peroxidase, and catalase in kidney tissues. Our study showed renal suppressive effects of zingerone in a mouse model of sepsis, suggesting that ZGR protects mice against sepsis-triggered renal injury.

• Journal of Ginseng Research
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• 제46권2호
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• pp.275-282
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• 2022

Background: Stroke is a neurological disorder characterized by brain tissue damage following a decrease in oxygen supply to brain due to blocked blood vessels. Reportedly, 80% of all stroke cases are classified as cerebral infarction, and the incidence rate of this condition increases with age. Herein, we compared the efficacies of Korean White ginseng (WG) and Korean Red Ginseng (RG) extracts (WGex and RGex, respectively) in an ischemic stroke mouse model and confirmed the underlying mechanisms of action. Methods: Mice were orally administered WGex or RGex 1 h before middle cerebral artery occlusion (MCAO), for 2 h; the size of the infarct area was measured 24 h after MCAO induction. Then, the neurological deficit score was evaluated and the efficacies of the two extracts were compared. Finally, their mechanisms of action were confirmed with tissue staining and protein quantification. Results: In the MCAO-induced ischemic stroke mouse model, WGex and RGex showed neuroprotective effects in the cortical region, with RGex demonstrating superior efficacy than WGex. Ginsenoside Rg1, a representative indicator substance, was not involved in mediating the effects of WGex and RGex. Conclusion: WGex and RGex could alleviate the brain injury caused by ischemia/reperfusion, with RGex showing a more potent effect. At 1,000 mg/kg body weight, only RGex reduced cerebral infarction and edema, and both anti-inflammatory and anti-apoptotic pathways were involved in mediating these effects.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제26권1호
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• pp.35-47
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• 2023

Myelophycus caespitosus, a brown alga belonging to genus Myelophycus, has been traditionally used as a food and medicinal resource in Northeastern Asia. However, few studies have been conducted on its pharmacological activity. In this study, we evaluated whether methanol extract of M. caespitosus (MEMC) could protect against oxidative damage caused by hydrogen peroxide (H₂O₂) in C2C12 murine myoblasts. Our results revealed that MEMC could suppress H₂O₂-induced growth inhibition and DNA damage while blocking the production of reactive oxygen species. In H₂O₂-treated cells, cell cycle progression was halted at the G2/M phase, accompanied by changes in expression of key cell cycle regulators. However, these effects were attenuated by MEMC. In addition, we found that MEMC protected cells from induction of apoptosis associated with mitochondrial impairment caused by H₂O₂ treatment. Furthermore, MEMC enhanced the phosphorylation of nuclear factor-erythroid-2 related factor 2 (Nrf2) and expression and activity of heme oxygenase-1 (HO-1) in H₂O₂-treaetd C2C12 myoblasts. However, such anti-apoptotic and cytoprotective effects of MEMC were greatly abolished by HO-1 inhibitor, suggesting that MEMC could increase Nrf2-mediated activity of HO-1 to protect C2C12 myoblasts from oxidative stress.

• Journal of Ginseng Research
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• 제48권2호
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• pp.181-189
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• 2024

Background: Cigarette smoke is generally accepted as a major contributor to chronic obstructive pulmonary disease (COPD), which is characterized by emphysematous lesions. In this study, we investigated the protective effects of Korean Red Ginseng (KRG) against cigarette smoke condensate (CSC)-induced emphysema. Methods: Mice were instilled with 50 mg/kg of CSC intranasally once a week for 4 weeks, KRG was administered to the mice once daily for 4 weeks at doses of 100 or 300 mg/kg, and dexamethasone (DEX, positive control) was administered to the mice once daily for 2 weeks at 3 mg/kg. Results: KRG markedly decreased the macrophage population in bronchoalveolar lavage fluid and reduced emphysematous lesions in the lung tissues. KRG suppressed CSC-induced apoptosis as revealed by terminal deoxynucleotidyl transferase deoxyuridine triphosphate nick-end labeling staining and Caspase 3 immunohistochemistry. Additionally, KRG effectively inhibited CSC-mediated activation of Bcl-2-associated X protein/Caspase 3 signaling, followed by the induction of cell survival signaling, including vascular endothelial growth factor/phosphoinositide 3-kinase/protein kinase B in vivo and in vitro. The DEX group also showed similar improved results in vivo and in vitro. Conclusion: Taken together, KRG effectively inhibits macrophage-mediated emphysema induced by CSC exposure, possibly via the suppression of pro-apoptotic signaling, which results in cell survival pathway activation. These findings suggest that KRG has therapeutic potential for the prevention of emphysema in COPD patients.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권5호
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• pp.584-590
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• 2012

국화과 꽃은 우리나라에서 전통적으로 항염증과 항산화 치료에 사용되었다. 본 연구에서는 국화과 추출물이 인간 위암세포 AGS, 인간 유방암세포 MDA-MB-231과 SK-BR-3 암세포에서 성장을 억제하고 세포자멸사를 유발하는지 확인하였다. AGS, MDA-MB-231 그리고 SK-BR-3 암세포의 성장을 MTT로 측정하였다. 14종의 국화과 추출물을 24시간 동안 50, 100, 200 ${\mu}g/mL$의 농도로 처치하였다. 한라구절초 전초, 포천구절초 전초, 삼잎국화 지하부, 낙동구절초 전초, 산국 전초 그리고 해국 꽃 추출물에서 암세포의 성장을 농도 의존적으로 억제시켰다. 우리나라 여성에서 가장 많이 발생하는 유방암세포인 MDA-MB-231 암세포에서 세포자멸사를 확인하기 위해 DAPI 염색을 수행하였다. MTT assay에서 암세포를 억제시킨 6종의 국화과 추출물중 3종인 한라구절초 전초, 포천구절초 전초, 삼잎국화 지하부 추출물을 처치한 세포에서 핵의 응축이 농도 의존적으로 존재함을 형광현미경으로 확인하였다(${\times}200$). 세포자멸사에 관련된 단백질의 발현을 알아보기 위해서 western blot으로 확인하였다. 한라구절초 전초, 포천구절초 전초, 삼잎국화 지하부 추출물을 25, 50 ${\mu}g/mL$의 농도로 24시간 동안 MDA-MB-231 암세포 처치 후 cell lysate를 얻어 Bcl-2, Bax 그리고 p53의 변화를 관찰하였다. 한라구절초 전초, 포천구절초 전초 그리고 삼잎국화 지하부에서 anti-apoptotic 분자인 Bcl-2 단백질은 감소하고 반대로 pro-apoptotic 분자인 Bax와 p53 단백질은 증가하였다. 결과적으로 한라구절초 전초, 포천구절초 전초 그리고 삼잎국화 지하부 추출물은 유방암 세포의 성장을 억제하고 apoptosis를 유발시키므로 암예방제나 치료제로 개발될 수 있을 것으로 사료된다.

• 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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• 제29권4호
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• pp.410-420
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• 2019

한의학에서는 진피(陳皮)라고 칭하는 귤의 껍질(Citrus unshiu peel) 추출물은 항산화, 항염증 및 항균 특성을 포함한 다양한 약리학적 효능을 갖는 것으로 알려져 있다. 최근 그들의 항암 활성에 대한 가능성이 보고되었지만 정확한 기전 연구는 여전히 미비한 실정이다. 본 연구에서는 인간 유방암 MDA-MB-231 세포를 대상으로 진피 에탄올(EECU, ethanol extract of C. unshiu peel) 추출물의 항암 효능을 평가하고 그에 따른 기전 연구를 수행하였다. 본 연구의 결과에 의하면 EECU에 의한 MDA-MB-231 세포의 증식억제는 세포사멸(apoptosis) 유도와 관련이 있었다. EECU에 의한 apoptosis는 caspase-8, -9 및 -3의 활성화와 IAPs 계열의 발현 감소에 따른 PARP의 분해와 Bax : Bcl-2 비율의 증가와 연관이 있었다. 또한 EECU는 Bid의 truncation과 함께 미토콘드리아 막 잠재력의 감소와 세포질로 cytochrome c의 이동을 촉진시켰다. 아울러 EECU는 AMPK 및 ACC의 인산화를 촉진시켰으나, AMPK 효소 활성의 저해제는 EECU에 의한 apoptosis 유도와 생존력 저하를 현저하게 억제하였다. 부가적으로 EECU는 AMPK 활성화의 상류 신호로 작용하는 활성산소종(ROS)의 생성을 촉진시켰으며, 강력한 항산화제인 NAC는 EECU에 의한 AMPK의 활성화와 apoptosis를 역전시켰다. 결론적으로 EECU는 ROS/AMPK 의존적인 내인성 및 외인성 apoptosis 경로를 활성화시킴으로써 MDA-MB-231 세포 증식을 억제하였음을 알 수 있었다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제52권2호
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• pp.213-219
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• 2009

목 적:철은 세포 성장과 분화, 전자 전달 반응, 산소 전달, 해독작용 등 여러 가지 중요한 생체 반응에 반드시 필요한 요소로서 종양세포의 성장과 증식에도 절대적으로 필요하다. 최근에 철킬레이트제인 deferoxamine이 악성 구강 각질세포의 성장을 억제하고 세포자멸사를 유도하며, 난소암세포의 증식을 억제하고 세포자멸사를 유도하여 난소암의 성장을 억제하였다고 보고되었다. 그러므로 반복적인 수혈에 의하여 헤모시데린침착증이 발생한 소아 종양 환아에서 deferoxamine이 철을 제거 할 뿐만 아니라 암세포의 세포자멸사를 유도하는지에 대하여 알아보고 세포자멸사를 유도한다면 그 경로에 대하여 알아보고자 하였다. 방 법:골육종세포인 Saos-2에서 deferoxamine에 대한 효과를 알아보기 위하여 크리스탈 바이올렛과 트리판 블루 염색으로 세포의 성장 및 증식을 측정하였고, DNA 분획, 핵 응축, 세포주기분석으로 세포자멸사를 분석하였고, 세포자멸사와 관련된 분자들의 발현을 Western hybridization으로 분석하였다. 결 과:Deferoxamine은 Saos-2 세포에 대하여 시간과 농도에 의존적으로 세포 증식 억제 효과를 나타내었다. 이러한 세포 증식 억제 효과는 DNA 단편화, 핵 응축, 세포주기 분석에서의 $A_{0}$ 기의 증가, PARP의 활성도의 증가 등 세포자멸사가 유도되었음을 알 수 있었다. 또한 Saos-2 세포에서 deferoxamine 처리 후 Akt/PKB의 활성화가 억제되어 caspase 9의 활성화, 그 하류의 caspase 3의 활성화로 이어지는 미토콘드리아 매개되는 경로로 세포자멸사가 유도되었다. 결 론:결론적으로 철킬레이트제인 deferoxamine이 세포증식을 억제시키고 세포자멸사를 유도시킴으로써 골육종 세포의 증식을 억제하는 것을 보여주었다. 따라서 반복적 대량 수혈에 의한 철 과부하에 따른 장기손상이 우려되는 각종 소아 종양환자들에서 deferoxamine은 체내 축적된 철을 제거할 뿐만 아니라 종양 환자의 치료에 있어서 항암제 치료의 효과를 증가시킬 수 있는 새로운 치료법으로 개발될 수 있을 것이다.