• 생명과학회지
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• 제26권11호
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• pp.1313-1319
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• 2016

암은 비균질적으로 구성된 세포집합체로 간질세포 및 세포 외 기질로 구성된 미세환경과 상호작용에 의해 발병, 전이, 심화되는 복잡한 질병이다. 하지만, 기존의 2차원 배양 세포 기반 플랫폼이 3차원적 생체 환경과 암의 비균질성을 대표하기 힘든 한계를 극복하기 위해 스페로이드 배양 세포를 비롯한 다양한 플랫폼 개발이 활발해지고 있다. 본 연구에서는 특히 감염, 염증 및 식이적 환경성 영향력에 민감한 HCT-8 대장암 세포주를 기반으로 하여 3차원 스페로이드 배양법을 보다 효과적인 방법으로 개선하고, 대장암 스페로이드 세포를 기반으로 암의 비균질적인 특질과 항암내성 연구의 간단하고 개선된 플랫폼을 제시고자 하였다. 3차원 배양법 최적화를 위해 물리적 배양환경 조성과 배양배지 구성에 따른 스페로이드 형태형성을 비교 분석하고 암 줄기세포군의 증가 양상을 확인한 결과, 필수요소로 구성된 제한 배지와 균일한 형태의 비부착성 표면 배양접시에서 배양된 스페로이드가 균일한 형태의 구형을 형성하고 암 줄기세포군이 증가함을 확인하였다. 대장암 스페로이드 세포를 기반으로 대장암 치료제인 5-Fluorouracil (5-FU)에 대한 화학적 감응성 변화를 측정한 결과, 암 줄기세포가 5-FU에 대한 화학적 감수성 저해의 원인이 되며, 최적배양 조건에서 암 줄기세포의 약제 내성의 표현이 증대되었다. 이는 암줄기세포의 항암제 내성에 대한 잠재적 위험성을 내포하는 것으로, 이 방법론은 감염, 염증 및 식이적 요인과 연관된 대장암 스페로이드 세포 기반 항암제 약물반응을 검증하기 위해 효과적이면서 간소한 시험법으로 활용될 수 있을 것이다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제16권7호
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• pp.2953-2958
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• 2015

Although associations between thioredoxin interacting protein (TXNIP) and cancers have been recognized, the effects of TXNIP on non-small cell lung cancer (NSCLC) prognosis remained to be determined in detail. In addition, while hypoxia is a key characteristic of tumor cell growth microenvironment, the effect of hypoxia on TXNIP expression is controversial. In this study, formaldehyde fixed and paraffin embedded (FFPE) samples of 70 NSCLC patients who underwent resection between January 2010 and December 2011 were obtained. Evaluation of TXNIP and hypoxia inducible factor-$1{\alpha}$ ($HIF-1{\alpha}$) protein expression in FFPE samples was made by immunohistochemistry. By Kaplan-Meier method, patients with high TXNIP expression demonstrated a significantly shorter progression free survival (PFS) compared with those with low TXNIP expression (18.0 months, 95%CI: 11.7, 24.3 versus 23.0 months, 95%CI: 17.6, 28.4, P=0.02). High TXNIP expression level was also identified as an independent prognostic factor by Cox regression analysis (adjusted hazard ratio: 2.46; 95%CI: 1.08, 5.56; P=0.03). Furthermore, TXNIP expression was found to be significantly correlated with $HIF-1{\alpha}$ expression (Spearman correlation=0.67, P=0.000). To further confirm correlations, we established a tumor cell hypoxic culture model. Expression of TXNIP was up-regulated in all three NSCLC cell lines (A549, SPC-A1, and H1299) under hypoxic conditions. This study suggests that hypoxia induces increased TXNIP expression in NSCLC and high TXNIP expression could be a poor prognostic marker.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제43권2호
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• pp.66-74
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• 2018

Background: Tumor response to anticancer therapies can much be influenced by microenvironmental factors. In this study, we determined the effect of these microenvironmental factors on DNA methylation using A549 human lung adenocarcinoma cell line. Materials and Methods: We subjected A549 cells to various conditions mimicking tumor microenvironment including hypoxia, acidosis (sodium lactate), oxidative stress ($H_2O_2$), bystander effect (supernatant from doxorubicin (Dox)-treated or irradiated cells), and immune cell infiltration (supernatant from THP-1 or Jurkat T cells). Genomic DNA was isolated from these cells and analyzed for DNA methylation. Clonogenic cell survival, gene expression, and metabolism were analyzed in cells treated with some of these conditions. Results and Discussion: We found that DNA methylation level was significantly decreased in A549 cells treated with conditioned media from Dox-treated cells or Jurkat T cells, or sodium lactate, indicating an active transcription. To determine whether the decreased DNA methylation affects radiation sensitivity, we exposed cells to these conditions followed by 6 Gy irradiation and found that cell survival was significantly increased by sodium lactate while it was decreased by conditioned media from Dox-treated cells. We further observed that cells treated with conditioned media from Dox-treated cells exhibited significant changes in expression of genes including BAX and FAS (involved in apoptosis), NADPH dehydrogenase (mitochondria), EGFR (cellular survival) and RAD51 (DNA damage repair) while sodium lactate increased cellular metabolism rather than changing the gene expression. Conclusion: Our results suggest that various tumor microenvironmental factors can differentially influence DNA methylation and hence radiosensitivity and gene expression in A549 cancer cells.

• 생명과학회지
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• 제32권6호
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• pp.468-475
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• 2022

줄기세포와 전구세포 사이의 기능 분석은 여러 조직 특히 혈액에서 잘 확립되어 있다. 특히 조혈줄기세포는 골수 니쉬에서 자가재생능 및 재구성능을 가지고 있으며, 골수 내 기질세포는 조직 기능 조절에 큰 영향을 미친다. 최근 연구에서는 포유동물 줄기세포의 기능은 니쉬 세포 내에서 실험적으로 처음 증명되었고, 특히 미세환경에 의해 종양발생이 가능하다는 증거를 나타내고 있다. 고대에서부터 뼈와 피의 관계는 생체 내 필수불가결인 관계로 진화 과정을 거쳐 포유류의 줄기세포에 대해 최초로 제안되었고, 실험적으로 증명된 니쉬세포를 포함한 미세환경과의 복잡한 상호 관계를 규명하였다. 여러 골수 기질세포는 조혈줄기세포의 기능 조절을 하며, 일부의 기능장애는 골수 이형성 및 백혈병을 유발할 수 있다. 현재까지 여러 기질세포에 대한 맵핑이 되지 않아 현재 많은 연구자들이 단일 분자 수준에서 개개의 기질세포 유형을 파악하는 데이터가 필요하다고 주장하고 있으며 이를 바탕으로 골수 내 조혈줄기세포의 특정 기능을 파악할 수 있다고 볼 수 있다. 따라서 본 총설을 통해 조혈줄기세포 및 미세환경에 대한 이전 연구들의 흥미로운 문제를 논의하고, 조혈줄기세포와 골수 니쉬에 대한 현재 및 새로운 개념을 요약하고자 한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권4호
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• pp.531-540
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• 2022

Due to the high incidence of malignant melanoma, the establishment of in vitro models that recapitulate the tumor microenvironment is of great biological and clinical importance for tumor treatment and drug research. In this study, 3D printing technology was used to prepare GelMA/PEGDA composite scaffolds that mimic the microenvironment of human malignant melanoma cell (A375) growth and construct in vitro melanoma micro-models. The GelMA/PEGDA hybrid scaffold was tested by the mechanical property, cell live/dead assay, cell proliferation assay, cytoskeleton staining and drug loading assay. The growth of tumor cells in two- and three-dimensional culture systems and the anti-cancer effect of luteolin were evaluated using the live/dead staining method and the Cell Counting Kit-8 (CCK-8) method. The results showed a high aggregation of tumor cells on the 3D scaffold, which was suitable for long-term culture. Cytoskeleton staining and immunofluorescent protein staining were used to evaluate the degree of differentiation of tumor cells under 2D and 3D culture systems. The results indicated that 3D bioprinted scaffolds were more suitable for tumor cell expansion and differentiation, and the tumor cells were more aggressive. In addition, luteolin was time- and dose-dependent on tumor cells, and tumor cells in the 3D culture system were more resistant to the drug.

• 생명과학회지
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• 제21권5호
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• pp.631-646
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• 2011

중간엽 줄기 세포는 다분화능을 가지고 있으며 골수, 지방, 태반, 치아속질, 윤활막, 편도 및 가슴샘 등 인체의 다양한 조직에서 분리된다. 중간엽 줄기세포는 조직의 항상성을 조절하며 다분화능, 분리와 조작의 용이함, 암세포로의 화학주성 및 면역 반응 조절 등의 특징을 가지고 있어서 재생 의학, 암 치료 및 식대주 질환(GVHD) 등에 이용할 수 있는 세포치료제로 주목 받고 있다. 하지만 주위 세포와 조직을 지지하고 조절하는 특징과 관련하여 중간엽 줄기세포가 혈관 생성을 촉진하고 성장인자를 분비하며 암세포를 공격하는 면역 반응을 억제함으로써 암의 진행을 촉진시킨다는 사실 또한 보고 되고 있다. 이러한 사실들로 인해 중간엽 줄기세포의 임상 적용이 제한되고 있다. 본 연구에서는 어떠한 기전을 통해서 중간엽 줄기세포가 암의 진행을 촉진하는 지지 세포로 기능하는지를 밝히기 위해서 인체 지방 조직에서 유래한 중간엽 줄기세포를 두 개의 암세포주(H460, U87MG)와 각각 공동 배양하고 microarray를 이용해서 암세포와 공동 배양되지 않은 중간엽 줄기세포와 유전자의 발현을 비교하였다. 두 암세포주와 공동배양에서 공통적으로 2배 이상 차이 나는 유전자를 DAVID (Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery)와 PANTHER (Protein ANalysis THrough Evolutionary Relationships)를 이용해 분석하였으며 생물학적 과정, 분자적 기능, 세포의 구성 성분, 단백질의 종류, 질병과 인체 조직 그리고 신호전달에 관련된 정보를 획득하였다. 이를 통해서 암세포는 중간엽 줄기세의 분화, 증식, 에너지 대사, 세포의 구조 및 분비기능을 조절하여 유전자의 발현 양상을 암 연관 섬유모세포(cancer associated fibroblast)와 유사한 세포로 변형 시킨다는 사실을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 중간엽 줄기세포를 이용한 임상 치료제의 효과와 안정성을 개선하는데 응용될 수 있을 것이다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제46권3호
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• pp.327-337
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• 1999

연구배경: 활성산소종(reactive oxygen species)은 발암 기전의 여러 단계 과정에 관여한다. 대부분의 종양 세포주 및 종양 조직내의 종양 세포는 활성산소종을 생성하는 반면 종양 세포의 catalase, Mn- 및 CuZn-SOD등 기존 항산화 단백의 활성도는 대부분 저하되어 있다. 이로 인한 종양 조직내의 지속적인 산화 스트레스는 종양의 국소 침습 및 전이를 촉진한다. 12-kDa thioredoxin은 glutathione 및 glutaredoxin과 함께 세포내 산화-환원 전위를 조절하여 세포 활성, 증식, 분화 및 산화-환원에 의한 아포토시스 조절에 관여하는 것으로 알려져 있다. 한편 histiocytic lymphoma 세포 (U937, human)에서 14-kDa 및 10-kDa의 eosinophilic cytotoxic enhancing factor(ECEF)로 정제되었으며 호산구 자극의 생물학적 기능은 10-kDa에서 20배 이상 높은 것으로 알려져 있다. 성인 T-세포백혈병, 자궁경부상피세포암 및 간세포암에서 thioredoxin 양이 증가 되어 있고 폐암에서는 thioredoxin mRNA가 증가되어 있는 것으로 알려져 있다. 이에 폐암 조직과 주위 정상 조직을 비교하여 catalase, CuZn-SOD 및 glutathione peroxidase 등 기존 항산화 단백과 thioredoxin 발현 변화를 비교 관찰하고 대식세포에서 산화 스트레스 및 내독소에 의한 thioredoxin 발현 변화를 관찰하고자 하였다. 방 법: 동일한 환자의 폐암 조직과 주변의 정상 폐 조직을 immunoblot 분석으로 catalase, CuZn-SOD, glutathione peroxidase 및 thioredoxin 발현을 비교 관찰하였으며 대식세포인 mouse monocyte-macrophage 세포 (RAW 264.7)에 5 ${\mu}M$ menadione 및 1 ${\mu}g/ml$ endotoxin을 처치하여 thioredoxin 발현을 관찰하였다. 결 과: Immunoblot 분석상 12-kDa의 thioredoxin 발현은 폐암 조직에서 정상 폐조직과 비교하여 의미있는 증가를 보였으나 catalase 및 CuZn-SOD의 발현은 폐암 조직에서 정상 폐조직과 비교하여 감소하였고 glutathione peroxidase의 발현은 일정 하지 않은 변화를 보였다. 절단형(truncated) thioredoxin 역시 폐암에서 증가하였다. Mouse monocyte-macrophage cells에 5 ${\mu}M$ menadione 및 1 ${\mu}g/ml$ endotoxin을 처치하였을때 thioredoxin 발현은 12시간에 최고로 증가하여 48 시간까지 지속되었다. 결 론: 폐암에서 기존의 항산화 단백과는 달리 12-kDa 및 절단형 thioredoxin 발현이 증가하며 이는 종양 조직내의 지속적인 산화 스트레스와 밀접한 연관이 있다. 특히 절단형 thioredoxin의 생물학적 기능을 고려할 때 절단형 thioredoxin 발현 증가는 종양 세포 증식을 통한 종양 성장에 더욱 의미있는 역할하리라고 생각된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제59권2호
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• pp.142-150
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• 2005

연구배경 : Peroxiredoxin (Prx) 은 최근에 알려진 항산화제로 세포의 증식과 분화, 세포사멸이나 발암과정에 관여하는 것으로 알려져 있다. 하지만, 현재까지 폐암을 비롯한 각종 질병에서의 이들 Prx단백의 역할은 잘 규명되어 있지 않다. 이에 본 연구는 폐암 조직과 정상폐조직에서 Prx 단백의 발현 양상과 분포를 연구하여 이들의 병태 생리학적인 의미를 찾아보고자 하였다. 방 법 : 아주대학교 병원에서 폐암으로 진단된 환자의 폐암조직과, 동일 환자의 정상 폐조직에서, 1 차원전기영동 (reducing 조건과 non-reducing 조건에서의 SDSPAGE) 혹은 2차원전기영동을 시행한 후 Western blot으로 Prx, Trx 및 TR의 발현 양상을 분석 하였으며, 백서의 정상 폐조직과, 환자의 폐암 조직에서 anti-Prx rabbit polyclonal 항체로 하여 면역조직화학염색법을 통해, Prx 단백의 분포를 관찰하였다. 결 과 : 면역조직화학염색법 결과 백서의 정상 폐조직에서는 Prx I, II, III 및 V 유형이, 주로 기관지상피세포, 폐포상피세포 및 폐포대식세포에서 발현되고 있음을 관찰하였다. 인체 폐암조직에서는, 정상 폐조직 부위에 비해서 Prx I 과 Prx III 유형 및 Trx단백의 발현이 선택적으로 증가되어 있고, 특히, 2차원 전기영동을 통한 프로티옴 분석에서 산화된 형태의 Prx I 과 Prx II가 증가 한 것을 비롯하여, 분자량과 등전점(pI)이 약간 변화된 형태의 Prx III가 폐암조직에 존재함을 알 수 있었다. 한편, 폐암 조직의 non-reducing 전기영동 후 Western blot에서는, monomer와 dimer 사이의 중간 크기에 해당하는 약 40 kDa과 200 kDa 이상 크기의, 항 Prx 항체와 반응하는 단백 띠 (reactive bands)가 관찰되었다. 결 론 : 폐암 조직에서 관찰되는 Prx I 과 Prx III 유형 및 Trx의 과발현 양상은, 종양 세포들이 주변의 미세 환경으로부터 겪는 여러 스트레스에 대하여 단백질을 보호하고 세포의 생명력을 유지하는데 있어 주요한 역할을 하는 것으로 사료된다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제15권13호
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• pp.5181-5186
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• 2014

Tumors have evolved numerous mechanisms by which they can escape from immune surveillance. One of these is to produce immunosuppressive cytokines. Transforming growth factor-${\beta}$(TGF-${\beta}$) is a pleiotropic cytokine with a crucial function in mediating immune suppression, especially in the tumor microenvironment. TGF-${\beta}$ produced by T cells has been demonstrated as an important factor for suppressing antitumor immune responses, but the role of tumor-derived TGF-${\beta}$ in this process is poorly understood. In this study, we demonstrated that knockdown of tumor-derived TGF-${\beta}$ using shRNA resulted in dramatically reduced tumor size, slowing tumor formation, prolonging survival rate of tumor-bearing mice and inhibiting metastasis. We revealed possible underlying mechanisms as reducing the number of myeloid-derived suppressor cells (MDSC) and $CD4^+Foxp3^+$ Treg cells, and consequently enhanced IFN-${\gamma}$ production by CTLs. Knockdown of tumor-derived TGF-${\beta}$ also significantly reduced the conversion of na$\ddot{i}$ve $CD4^+$ T cells into Treg cells in vitro. Finally, we found that knockdown of TGF-${\beta}$ suppressed cell migration, but did not change the proliferation and apoptosis of tumor cells in vitro. In summary, our study provided evidence that tumor-derived TGF-${\beta}$ is a critical factor for tumor progression and evasion of immune surveillance, and blocking tumor-derived TGF-${\beta}$ may serve as a potential therapeutic approach for cancer.

• 대한기관식도과학회지
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• 제2권2호
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• pp.200-212
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• 1996

The clinical staging systems for oral squamous cell carcinoma is limited as a prognostic indicatior because of different biological characteristics of cancer in this region and variable microenvironment depending on subsites, there have been study to determine prognosis by evaluating malignancy, that is the nature of tumor cells. Many studies have been tried to determine prognostic indicator in various malignancies for the evaluation of differentiation capacity and the expression of oncogene product. EGF make a role in cellular growth and differentiation and to be essential in cellular survival. EGFR is an intergral membrane protein, stimulate cellular differentiation and hormonal secretion, and has structural homology with V-erb-B transforming protein. Recent reports have demonstrated that EGFR is overexpressed in stomach, breast, vagina, dermis, head and neck, genitourinary and lung tumors, and possibly used as a tumor marker. In head and neck region, most of studies were mainly carried out on laryngeal squamous cell carcinoma. In the present study, immunohistochemical study for EGFR and C-erb-B2 gene in paraffin sections of 45 squamous cell carcinoma in oral cavity was performed to evaluate the presense of EGFR and C- erb-B2 gene in this lesion, to evaluate them as a prognostic indicator by analysing the correlation between these expression and subsites, primary stages, clinical stages, pathologic grades, neck node metastasis, recurrences and treatment results, and to determine relation between EGFR and C-erb-B2 gene.