• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제63권3호
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• pp.242-250
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• 2007

배경 및 목적: 암세포는 빠른 증식 속도로 인하여 상대적인 저산소증에 노출되면서 비정상적인 종양 혈관을 형성하여 치명적인 병인을 형성한다. 저산소증에서의 암세포 내의 유전자 표현을 연구하는 것은 병인의 규명과 나아가 치료에 결정적인 단초를 제공할 수 있다. 이에 본 연구에서는 체외 배양한 비소세포폐암의 증식과 저산소증 상태에 대한 연구를 시행하였다. 재료 및 방법: 비소세포폐암주인 A549를 RPMI 배지에서 계대 배양하였다. 저산소 유사 상태는 Modular Incubator Chamber(MIC-101)을 이용하였고 5% 이산화탄소와 95% 질소 혼합 가스를 5분간 공급하여 저산소 상태를 만들었으며 세포 배양액을 채취하여 혈액가스분석기(Blood Gas Analyzer ABL 725)로 세포 배양 상태를 측정하였다. 대조군으로 5% $CO_2$와 멸균한 대기 공기 95%가 혼합된 가스를 사용하였다. 세포의 증식 상태는 MTT 방법을 실시하였다. 결과: 1. MIC-101을 이용하였을 때, 무산소혼합가스를 투여 후 30분에 50%의 산소 분압저하를 확인하였으며, 대기 가스에 의해 산소농도를 회복하는 것을 볼 수 있었다. 2. 무산소 혼합가스로 정화(purging)를 하면 산소의 분압을 더 낮출 수 있었다. 3. 저산소 상태에서 세포 배양액 내에는 pH 감소, 젖산 증가, 포도당의 감소와 같은 미세환경이 변하였다. 4. 세포배양액에 따라 저산소에 의해 유도되는 포도당 저하에 차이가 있었다. 5. 비소세포폐암주는 저산소에 의해 증식능이 억제되었다. 결론: 저산소 상태는 세포 배양액 내 포도당 농도의 감소, 젖산의 증가, pH의 감소 등 세포 배양 미세 환경을 변화시키며, 비소세포폐암세포는 증식이 억제된다. 저산소는 미세 환경 변화와 함께 직접적으로 그리고 간접적으로 비소세포의 증식능에 영향을 미친다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제66권3호
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• pp.178-185
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• 2009

연구배경: 암세포는 빠른 증식 속도로 인하여 상대적인 저산소증에 노출되면서 비정상적인 종양 혈관을 형성하여 치명적인 병인을 형성한다. EGCG는 녹차의 추출물로 간세포암주 및 전립선암주에서 HIF-1$\alpha$의 발현을 억제하는 것으로 알려져 있다. 그러나 EGCG의 비혈관 증식성 효과에 대해서는 아직 정확히 규명되어 있지 않다. 본 연구에서는 EGCG가 비소세포폐암주에서 HIF-1$\alpha$ 및 VEGF의 발현에 대한 억제 가능성을 확인하여 보고자 하였다. 방 법: 비소세포폐암주인 A549를 RPMI배지에서 계대 배양하였다. 저산소 유사 상태는 Modular Incubator Chamber (MIC-101)을 이용하였고 5% 이산화탄소와 95% 질소 혼합 가스를 5분 동안 공급하여 저산소 상태를 만들었으며 세포 배양액을 채취하여 혈액가스분석기(Blood Gas Analyzer ABL725)로 세포 배양 상태를 측정하였다. 세포의 증식 상태는 MTT 방법을 실시하였다. EGCG는 0, 12.5, 25, 50,100 ${\mu}mol/L$로 농도 변화를 주어 실험을 시행하였으며 16시간 동안 저산소 상태를 만든 뒤 HIF-1$\alpha$, VEGF, $\beta$-actin mRNA에 대해 Real time PCR을 시행하였다. 결 과: 48시간과 72시간에서 저산소 상태에 놓인 A549 세포의 증식능력은 대조군에 비하여 억제되었다. EGCG 는 저산소화에 의해 유도된 HIF-1$\alpha$의 mRNA의 전사를 유의하게 억제하였다. 그러나 이러한 억제 효과는 VRGF mRNA 발현에는 미치지 못하였다. 결 론: EGCG는 HIF-1$\alpha$의 발현을 억제함으로써 비소세포암주에서의 예방적 항암요법이나 항암 치료요법 시의 주요 작용 목표로 사용될 수 있을 것으로 보인다.

• IMMUNE NETWORK
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• 제3권1호
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• pp.29-37
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• 2003

Background: CC chemokine receptor (CCR) 7 and cognate CCR7 ligands, CCL21 (formerly secondary lymphoid tissue chemokine [SLC]) and CCL19 (formerly Epstein-Barr virus-induced molecule 1 ligand chemokine [ELC]), were known to establish microenvironment for the initiation of immune responses in secondary lymphoid tissue. As described previously, coadministration of DNA vaccine with CCR7 ligand-encoding plasmid DNA elicited enhanced humoral and cellular immunity via increasing the number of dendritic cells (DC) in secondary lymphoid tissue. The author hypothesized here that CCR7 ligand DNA could effectively expand memory CD4+ T cells to protect from viral infection likely via increasing DC number. Methods: To evaluate the effect of CCR7 ligand DNA on the expansion of memory CD4+ T cells, DO11.10.BALB/c transgenic (Tg)-mice, which have highly frequent ovalbumin $(OVA)_{323-339}$ peptide-specific CD4+ T cells, were used. Tg-mice were previously injected with CCR7 ligand DNA, then immunized with $OVA_{323-339}$ peptide plus complete Freund's adjuvant. Subsequently, memory CD4+ T cells in peripheral blood lymphocytes (PBL) were analyzed by FACS analysis for memory phenotype ($CD44^{high}$ and CD62 $L^{low}$) at memory stage. Memory CD4+ T cells recruited into inflammatory site induced with OVA-expressing virus were also analyzed. Finally, the protective efficacy against viral infection was evaluated. Results: CCR7 ligand DNA-treated Tg-mice showed more expanded $CD44^{high}$ memory CD4+ T cells in PBL than control vector-treated animals. The increased number of memory CD4+ T cells recruited into inflammatory site was also observed in CCR7 ligand DNA-treated Tg-mice. Such effectively expanded memory CD4+ T cell population increased the protective immunity against virulent viral infection. Conclusion: These results document that CCR7 and its cognate ligands play an important role in intracellular infection through establishing optimal memory T cell. Moreover, CCR7 ligand could be useful as modulator in DNA vaccination against viral infection as well as cancer.

• Gut and Liver
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• 제12권6호
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• pp.682-693
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• 2018

Background/Aims: Intestinal barrier dysfunction is a hallmark of inflammatory bowel diseases (IBDs) such as ulcerative colitis. This dysfunction is caused by increased permeability and the loss of tight junctions in intestinal epithelial cells. The aim of this study was to investigate whether estradiol treatment reduces colonic permeability, tight junction disruption, and inflammation in an azoxymethane (AOM)/dextran sodium sulfate (DSS) colon cancer mouse model. Methods: The effects of $17{\beta}$-estradiol (E2) were evaluated in ICR male mice 4 weeks after AOM/DSS treatment. Histological damage was scored by hematoxylin and eosin staining and the levels of the colonic mucosal cytokine myeloperoxidase (MPO) were assessed by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). To evaluate the effects of E2 on intestinal permeability, tight junctions, and inflammation, we performed quantitative real-time polymerase chain reaction and Western blot analysis. Furthermore, the expression levels of mucin 2 (MUC2) and mucin 4 (MUC4) were measured as target genes for intestinal permeability, whereas zonula occludens 1 (ZO-1), occludin (OCLN), and claudin 4 (CLDN4) served as target genes for the tight junctions. Results: The colitis-mediated induced damage score and MPO activity were reduced by E2 treatment (p<0.05). In addition, the mRNA expression levels of intestinal barrier-related molecules (i.e., MUC2, ZO-1, OCLN, and CLDN4) were decreased by AOM/DSS-treatment; furthermore, this inhibition was rescued by E2 supplementation. The mRNA and protein expression of inflammation-related genes (i.e., KLF4, NF-${\kappa}B$, iNOS, and COX-2) was increased by AOM/DSS-treatment and ameliorated by E2. Conclusions: E2 acts through the estrogen receptor ${\beta}$ signaling pathway to elicit anti-inflammatory effects on intestinal barrier by inducing the expression of MUC2 and tight junction molecules and inhibiting pro-inflammatory cytokines.

• 대한임상검사과학회지
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• 제50권4호
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• pp.391-398
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• 2018

중간엽줄기세포는 항염증능, 면역조절능 뿐만 아니라 다계통으로의 분화능 때문에 난치성 환자 치료를 위한 매력적인 대안적 치료방법으로 알려져 왔다. 지금까지 중간엽줄기세포의 이식 치료법은 면역질환, 심혈관질환, 암, 간질환 및 뇌졸중을 비롯한 다양한 질병의 전임상 및 임상적용에 긍정적인 결과를 가져왔다. 여러 연구들에 의하면, 중간엽줄기세포를 이용한 치료는 손상된 세포나 조직에 중간엽줄기세포가 이동하여 직접 세포를 대체하거나 분화시키는 작용이 아니라 중간엽줄기세포에서 분비하는 여러 인자들 즉, 주변분비 효과(paracrine effect)에 의한 것으로 확인되고 있다. 최근에 중간엽줄기세포 유래 엑소좀은 핵산, 단백질, 지질 등을 손상된 세포나 조직의 국소 미세환경으로 전달함으로써 세포간 상호작용을 통해 조직재생을 중재할 수 있는 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 엑소좀의 이용은 세포이식으로부터 발생할 수 있는 종양형성과 같은 다양한 위험성을 피할 수 있으므로 줄기세포 기반 치료 적용에 유용성이 매우 높다. 이러한 이유에서 중간엽줄기세포 유래 엑소좀은 재생의학 및 조직공학에서 안전하고 효율적인 치료적 도구(tool)가 될 수 있다. 여기에서 우리는 치료제로서의 중간엽줄기세포 유래 엑소좀의 정의와 역할에 대한 최신 지견과 함께 포괄적인 이해를 제공하고자 한다.

• 생명과학회지
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• 제29권8호
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• pp.922-940
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• 2019

비만은 에너지 섭취와 소비의 불균형으로 인해 유발되는 비정상적인 지방 축적으로, 근래에 다양한 만성질환을 초래하는 주요 국제 보건 문제로 부상하였다. 이러한 이유로, 비만 문제에 대한 여러 해결책들이 제시되고 있다. 에너지를 저장하며 내분비 작용을 하는 백색 지방과 달리 열을 생성하여 에너지를 발산하는 두 종류의 지방조직인 갈색 지방과 베이지색 지방이 성인에 존재하며 외부 자극에 의해 유도될 수 있다는 것이 밝혀진 이래로, 이들은 비만 치료의 유망한 표적으로서 각광받고 있다. 이러한 외부 자극 중, 인간 장관계에서 인간과 공존하는 장내 미생물총은 다양한 대사 작용에 참여하며, 이를 조절하는 것이 여러 대사 질환의 치료에 유력한 작용을 할 것으로 보인다. 따라서, 다양한 연구에서 항비만 치료가 장내 미생물 환경 전환이나 갈색 지방 조직 활성화에 미치는 영향에 초점을 맞추고 있다. 본 총설에서는 비만과 체중 증가, 대사 질환을 해소하는 것으로 알려진 자극과, 장내 미생물총의 변화나 갈색지방의 활성화를 야기하는 자극과, 이 자극들과 장내 미생물총의 조작, 지방조직의 갈색화 사이에서 알려져 있거나 있을 수 있는 상관관계를 중점적으로 다루고자 한다.

• 생명과학회지
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• 제21권7호
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• pp.953-960
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• 2011

세포괴사는 세포막의 파열, HMGB1을 포함한 세포 내용물의 세포외부로의 방출 등을 수반하는 세포죽음이다. HMGB1은 핵 단백질로 전사조절자로 작용하지만 세포괴사에 의해 세포 밖으로 방출되면 염증을 유발하고 암을 촉진하는 cytokine으로 작용한다. HMGB1의 과발현은 암 발생 및 항암제 저항과 밀접한 연관성을 가지고 있지만, 그 기작에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는, HMGB1이 항암제에 의한 세포 죽음에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과, HMGB1은 MCF-7, MDA-MB231, MDA-MB361 세포에서 cisplatin에 의한 세포사멸을 억제하고 세포운명을 세포괴사로 바꾼다는 사실을 확인하였다. HMGB1의 세포사멸-세포괴사 전환 작용을 4-HC를 처리한 세포에서도 관찰되었다. 그러나, HMGB1은 docetaxel (DOC)에 의한 세포사멸에는 영향을 주지 않음을 확인하였다. MTS를 이용하여 항암제에 의한 세포 죽음에 미치는 영향을 조사한 결과, necrotic core가 형성된 8일째 MCF-7 MTS에서 cisplatin에 의한 세포사멸이 세포괴사로 바뀌는 반면, DOC에 의한 세포사멸은 세포괴사로 전환되지 않는 것을 확인하였다. 또한 spheroid에서 HMGB1 receptor인 RAGE의 발현이 증가함을 확인하였다. 이러한 결과를 통해, HMGB1이 alkylating agent에 의한 세포사멸을 세포괴사로 전환시킴을 알 수 있었다. 따라서, alkylating agent에 의한 항암제 효능을 나타내기 위해선, 이들 항암제의 부작용 즉 세포괴사를 억제하는 전략이 필요한 것으로 생각된다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제22권2호
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• pp.203-213
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• 2018

Tumor undergo uncontrolled, excessive proliferation leads to hypoxic microenvironment. To fulfill their demand for nutrient, and oxygen, tumor angiogenesis is required. Endothelial progenitor cells (EPCs) have been known to the main source of angiogenesis because of their potential to differentiation into endothelial cells. Therefore, understanding the mechanism of EPC-mediated angiogenesis in hypoxia is critical for development of cancer therapy. Recently, mitochondrial dynamics has emerged as a critical mechanism for cellular function and differentiation under hypoxic conditions. However, the role of mitochondrial dynamics in hypoxia-induced angiogenesis remains to be elucidated. In this study, we demonstrated that hypoxia-induced mitochondrial fission accelerates EPCs bioactivities. We first investigated the effect of hypoxia on EPC-mediated angiogenesis. Cell migration, invasion, and tube formation was significantly increased under hypoxic conditions; expression of EPC surface markers was unchanged. And mitochondrial fission was induced by hypoxia time-dependent manner. We found that hypoxia-induced mitochondrial fission was triggered by dynamin-related protein Drp1, specifically, phosphorylated DRP1 at Ser637, a suppression marker for mitochondrial fission, was impaired in hypoxia time-dependent manner. To confirm the role of DRP1 in EPC-mediated angiogenesis, we analyzed cell bioactivities using Mdivi-1, a selective DRP1 inhibitor, and DRP1 siRNA. DRP1 silencing or Mdivi-1 treatment dramatically reduced cell migration, invasion, and tube formation in EPCs, but the expression of EPC surface markers was unchanged. In conclusion, we uncovered a novel role of mitochondrial fission in hypoxia-induced angiogenesis. Therefore, we suggest that specific modulation of DRP1-mediated mitochondrial dynamics may be a potential therapeutic strategy in EPC-mediated tumor angiogenesis.

• 생명과학회지
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• 제23권5호
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• pp.710-720
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• 2013

방사선 치료는 가장 일반적으로 사용되고 있는 항암치료로, 암 환자의 수 증가와 동반하여 방사선 활용도는 더욱 증가하고 있다. 방사선치료에 대한 환자들의 심리적 거부감과 산화적 스트레스, 저산소증, DNA 손상을 포함하여, 치료 후 나타나는 간 섬유화는 방사선 치료의 가장 큰 문제점으로 대두되고 있다. 간암의 경우 대부분의 환자들이 섬유화를 동반하고 있어서, 방사선에 의해 암세포가 제거된다 하더라도, 기존에 남아있는 손상 부위에서의 섬유화와 방사선 조사에 의한 정상조직의 섬유화는 간경변 유발 확률을 높이고 있다. 간 섬유화는 여러 간질환에서 흔히 관찰되는 증상으로, 간 섬유화 진행 기작의 규명은 만성질환으로의 진행을 억제할 수 있는 치료책 개발로 연계될 수 있지만, 아직까지 명확히 규명되지 않음에 따라, 섬유화를 억제할 수 있는 효과적인 방법이 없는 실정이다. 최근 간 섬유화 생성 및 진행에 대한 헤지호그의 역할이 밝혀지면서, 간암 및 만성질환으로의 진행을 이해하기 위한 연구대상으로 대두되고 있다. 헤지호그는 손상된 간에서 발현되어 보수과정에 기여하게 된다. 헤지호그의 발현은 간 손상 정도에 비례하여 발현되어, 간 줄기세포 및 간 성상세포의 증식을 조절한다. 또한, TGF-${\beta}1$와, EMT를 유도하고 근섬유화세포의 활성을 조절하여, 간 섬유화 진행에 중심적 역할을 한다. 방사선이 조사된 생쥐의 간에서도 헤지호그의 발현증가가 관찰되었고, 이에 따른 간 줄기세포의 증식 및 EMT 유도, 콜라겐의 축적이 관찰되었다. 또한, 방사선이 조사된 암컷 생쥐의 간에서 헤지호그의 차별적 증가는 줄기세포 및 섬유화 증대로 연결되었고, 이는 방사선 민감성에 대한 성별차이를 설명할 수 있는 생물학적 근거가 될 수 있다. 그러나, 방사선에 의해 유도된 간 섬유화에 대한 연구결과들이 헤지호그를 비롯하여, 표면적인 결과보고만 있을 뿐, 섬유화 진행에 대한 구체적 기작을 밝히지 못하고 있다. 여러 간 질환진행에서 규명된 헤지호그 작용에 대한 지식을 방사선에 의해 유도된 간 섬유화를 이해하기 위한 기초자료로 활용하고, 사람에서의 방사선 부작용과 유사한 동물모델의 정립 및 헤지호그 역할을 직접적으로 규명할 수 있는 추가적 연구을 통해서, 간 섬유화 형성 기작을 이해할 수 있는 연구결과가 기대된다.