• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제17권7호
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• pp.3281-3287
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• 2016

Bioactive compounds extracted from leaves and twigs of Goniothalamus griffithii include pinocembrin (PCN) and goniothalamin (GTN). The objectives of this study were to investigate the cytotoxic activities of PCN and GTN and their influence on molecular signaling for cell death in several human cancer cell lines compared to normal murine fibroblast NIH3T3 cells. GTN exhibited the most potent cytotoxicity against MCF-7 > HeLa > HepG2 > NIH3T3 cells with $IC_{50}$ values of 7.33, 14.8, 37.1 and $65.4{\mu}M$, respectively, whereas PCN was cytotoxic only to HepG2 cells with $IC_{50}$ values of ${\sim}80{\mu}M$. Apoptotic cell death was confirmed by staining the cells with annexin V-FITC and propidium iodide (PI) employing flow cytometry. Apoptosis was shown by externalization of phosphatidylserine in goniothalamin-treated MCF-7 cells in a dose response manner. Positive PI-stained cells with the typical morphology of apoptotic cells were increased dose-dependently. Furthermore, reduction of mitochondrial transmembrane potential was found in goniothalamin-treated MCF-7, HepG2 and HeLa cells. GTN treatment in MCF-7 increased caspase-3, -8 and -9 activities while GTN-induced HeLa cells showed an increase of both caspase-3 and -9 activities. But an increased caspase-8 activity was demonstrated in GTN- and PCN-treated MCF-7 and HepG2 cells, respectively. Taken together, GTN- and PCN-induced human cancer cell apoptosis was through different molecular mechanisms or signaling pathways, which might be due to different machineries in different types of cancer cells, as evidenced by the compound-modulated caspase activities in both intrinsic and/or extrinsic pathways.

• Archives of Pharmacal Research
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• 제23권6호
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• pp.605-612
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• 2000

Green tea polyphenols (GTP) have been demonstrated to suppress tumorigenesis in several chemical-induced animal carcinogenesis models, and predicted as promising chemopreventive agents in human. Recent studies of GTP extracts showed the involvement of mitogen-activated protein kinases (MAPKs) in the regulation of Phase II enzymes gene expression and induction of apoptosis. In the current work we compared the biological actions of five green tea catechins: (1) induction of ARE reporter gene, (2) activation of MAP kinases, (3) cytotoxicity in human hepatoma HepG2-C8 cells, and (4) caspase activation in human cervical squamous carcinoma HeLa cells. For the induction of phase IIgene assay, (-)-epigallocatechin-3-gallate (EGCG) and (-)-epicatechin-3-gallate (ECG) potently induced antioxidant response element (ARE)-mediated luciferase activity, with induction observed at 25 $\mu\textrm{m}$with EGCG. The induction of ARE reporter gene appears to be structurally related to the 3-gallate group. Comparing the activation of MAPK by the five polyphenols, only EGCG showed potent activation of all three MAPKs (ERK, JNK and p38) in a dose- and time-dependent manner, whereas EGC activated ERK and p38. In the concentration range of 25 $\mu\textrm{m}$ to 1 mM, EGCG and ECG strongly suppressed HepG2-ARE-C8 cell-growth. To elucidate the mechanisms of green tea polyphenol-induced apoptosis, we measured the activation of an important cell death protein, caspase-3 induced by EGCG, and found that caspase-3 was activated in a dose- and time-dependent manner. Interestingly, the activation of caspase-3 was a relatively late event (peaked at 16 h), whereas activation of MAPKs was much earlier (peaked at 2 h). It is possible, that at low concentrations of EGCG, activation of MAPK leads to ARE-mediated gene expression including phase II detoxifying enzymes. Whereas at higher concentrations of EGCG, sustained activation of MAPKs such as JNK leads to apoptosis. These mechanisms are currently under investigation in our laboratory. As the most abundant catechin in GTP extract, we found that EGCG potently induced ARE-mediated gene expression, activated MAP kinase pathway, stimulated caspase-3 activity, and induced apoptosis. These mechanisms together with others, may contribute to the overall chemopreventive function of EGCG itself as well as the GTP.

• 생명과학회지
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• 제25권11호
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• pp.1235-1243
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• 2015

황흑산은 동의보감의 복강과 장옹의 처방을 위해 기록된 처방전으로 오랫동안 사용되어 왔으나, 항암 효능에 대한 구체적인 연구는 전혀 이루어진 바 없다. 본 연구에서는 AGS 인체 위암세포를 대상으로 황흑산 처리에 의한 증식억제와 연관된 apoptosis 유발 및 관련 기전 연구를 수행하였다. AGS 위암세포에 황흑산 추출물을 처리함에 처리 농도 의존적으로 증식이 억제되었으며, 이는 apoptosis 유발과 연관성이 있음을 핵의 형태적 변형과 sub-G1기 세포의 축적 등으로 확인하였다. 황흑산 추출물에 의한 apoptosis 유도에는 pro-apoptotic Bax 단백질의 발현 증가와 anti-apoptotic Bcl-2의 발현 감소 및 미토콘드리아에서 세포질로의 cytochrome c 유리와 연관성이 있었으며, 세포 내 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)의 축적을 증가시켰다. 또한 황흑산 추출물에 의한 apoptosis 유발은 caspases (caspase-3, -8 및 -9)의 활성을 증가시켰으며, poly (ADP-ribose)-polymerase 단백질의 단편화를 초래하였다. 그러나 ROS scavenger 및 pan-caspases inhibitor는 황흑산 추출물에 의한 apoptosis의 유발을 거의 완벽하게 억제하였으며, 암세포의 증식억제도 차단하였다. 이상의 결과는 황흑산 추출물에 의한 apoptosis가 ROS 생성 및 caspase 활성 의존적으로 일어남을 의미하는 것으로 황흑산의 항암기전 해석을 이해하고 향후 지속적인 연구를 위한 유용한 자료로 사용될 것이다.

• 생명과학회지
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• 제17권8호통권88호
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• pp.1053-1062
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• 2007

유방암 치료제로 사용되는 탐옥시펜 (Tam)은 MCF-7 세포주에서 세포증식을 억제하며 세포사멸을 유도한다. 본 연구에서는 Tam의 세포독성 효과가 세포 내 칼슘이온 농도 증가에 따른 미토콘드리아-의존 기작에 의하여 일어난다는 것을 보여준다. Tam에 의해 유도된 세포 내 칼슘이온 농도 증가는 주로 외부로부터의 칼슘 유입에 의한 것으로 생각된다. 칼슘 채널 억제제를 이용한 실험 결과에 의하며, 칼슘 증가 초기 단계는 주로 전압의존 칼슘채널에 의한 것이며 후기에는 세포 내 저장된 칼슘의 유출, 혹은 다른 방법에 의한 칼슘 유입으로 생각된다. Tam에 의한 세포 내 칼슘 증가는 미토콘드리아로부터의 cytochrome c 방출과 미토콘드리아막의 탈분극에 의한 membrane potential 변화를 초래하였다. 세포사멸에 주도적인 역할을 하는 caspase의 확인에 있어서는, MCF-7 세포는 caspase-3이 결핍되어서 caspase-7이 중심적인 역할을 하는 것으로 이미 알려져 있다. 본 연구에서 확인한 결과 Tam 처리시 caspase-7이 활성화되었으며, 또한 세포사멸 조절 단백질인 Bcl-2 종류 단백질들의 발현을 조사 한 결과 세포사멸 억제 단백질인 Bcl-2의 발현에는 변화가 없었으나 촉진단백질인 Bax는 Tam 처리시 단백질 양이 2배로 증가되었다. 이상의 결과에 의하면, Tam에 의해 유도되는 세포사멸과정은 세포질 내 칼슘이온 농도증가에 의한 미토콘드리아의 변화가 주도적인 역할을 하는 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제25권1호
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• pp.93-100
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• 2015

Pachymic acid는 복령에서 분리된 lanostane-type인 triterpenoid의 일종이다. 최근 pachymic acid가 항암 및 항염증 효능과 산화적 스트레스에 대한 항산화 효능 등과 같은 약리적인 효능이 있는 것으로 밝혀지고 있으나, 그에 대한 구체적인 분자생물학적 기전 연구는 매우 미비한 실정이다. 본 연구에서는 pachymic acid의 항암활성 및 관련 기전 조사의 일환으로 T24 인체 방광암세포 모델을 이용하여 pachymic acid에 의한 apoptosis 유발 여부를 검증하였다. 본 연구의 결과에 의하면 pachymic acid는 T24 세포의 증식을 유의적으로 억제시켰으며, 이는 apoptosis 유발과 연관성이 있음을 다양한 방법으로 확인하였다. Pachymic acid에 의한 apoptosis 유도에는 pro-apoptotic 인자들의 발현 증가와 anti-apoptotic 유전자 산물들의 발현 감소가 동반되었으며, MMP의 소실과 tBid의 발현 증가가 관찰되었다. 아울러 pachymic acid는 extrinsic 및 intrinsic apoptosis 경로의 개시에 관여하는 caspase-8 및 -9의 활성뿐 만 아니라, caspase-3의 활성도 증가시킴으로서 PARP와 같은 기질 단백질의 단편화를 초래하였다. 따라서 pachymic acid는 항암활성을 지니는 천연생리활성 물질로서의 잠재력이 매우 높음을 알 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제19권8호
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• pp.1047-1054
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• 2009

구강편평상피암종은 말기에서 종종 화학치료요법제들이 유도하는 세포자멸사에 저항성을 보인다. 박테리아의 독에 대한 진전된 이해는 암치료에 대한 새로운 치료전략으로 제기되어지고 있다. 본 연구는 Pseudomonas aeruginosa exotoxin A (PEA)가 세포자멸사 기작을 통해 항암제에 저항성을 보이는 YD-9 구강편평상피암종의 생존율을 현격하게 떨어뜨림을 설명하고 있다. 세포자멸사현상은 핵의 형태학적 변화와 DNA 분절 생성을 통해 입증되었다. PEA는 caspase-3, -6, -9 의 분절과 활성화를 일으켰다. 그리고 이러한 반응들은 caspase 의 기질에 해당하는 poly (ADP-ribose) polymerase (PARP), DFF45, 그리고 lamin A 의 단백질 분해를 야기했다. 사립체 막전위 감소, cytochrome c와 Smac/DlABLO의 사립체로부터 세포질로의 유리, 그리고 AIF의 사립체에서 핵으로 이동 등이 관찰되었다. p53, p21 그리고 $14-3-3{\gamma}$는 증가되는 반면 cyclin B와 cdc2는 감소되었다. 이상의 결과들을 종합해 보면 PEA는 caspase를 활성화시키고, 사립체에 변화를 야기시키고 더 나아가서 세포주기 유전자를 조절함으로써 항암제에 대한 강한 저항성을 보이는 YD-9 세포에서 세포자멸사를 유도한다.

• 생명과학회지
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• 제28권11호
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• pp.1268-1276
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• 2018

Cytidine analog decitabine (DEC)은 핵산 합성의 억제제로서 골수이형성 증후군 및 급성 골수성 백혈병 치료제로 사용되고 있다. 산화질소 합성에서 번역 단계를 억제하는 것으로 알려진 ammonium pyrrolidine dithiocarbamate (PDTC)는 $NF-{\kappa}B$의 대표적인 억제제이다. 본 연구에서는 인체 위암 AGS 세포를 대상으로 DEC와 PDTC의 병용 처리에 따른 세포증식 억제 기전을 조사하였다. 본 연구의 결과에 따르면 PDTC에 의한 AGS 세포의 증식 억제 효과는 DEC에 의해 농도 의존적으로 유의하게 증가하였으며, 이는 G2/M기의 세포주기 정지 및 apoptosis 유도와 관련이 있었다. PDTC와 DEC의 병용 처리에 의한 세포 사멸의 유도는 DNA 손상 유도와 관련이 있음을 H2AX의 인산화 증가로 확인하였다. 아울러 PDTC와 DEC의 병용 처리는 미토콘드리아 막 전위의 파괴를 유도하고, 세포 내 활성산소종(ROS)의 생성과 Bax의 발현을 향상시키고, Bcl-2 발현을 감소시켰으며 미토콘드리아에서 세포질로의 cytochrome c 유출을 증가시켰다. 또한 PDTC과 DEC의 병용 처리는 외인성 및 내인성 apoptosis 개시 caspase에 해당하는 caspase-8과 caspase-9의 활성뿐만 아니라 caspase-3의 활성화와 PARP 단백질의 분해를 유도하였다. 결론적으로 본 연구의 결과는 PDTC와 DEC의 병용 처리가 DNA 손상을 유발하고, ROS 증가와 연계된 외인성 및 내인성 apoptosis 사멸 경로를 활성화시킴으로써 AGS 세포의 증식을 억제하였음을 의미한다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제15권7호
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• pp.2993-2999
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• 2014

Saccharina japonica is a family member of Phaeophyceae (brown macro-alga) and extensively cultivated in China, Japan and Korea. Here, the potential anti-cancer effect of n-hexane fraction of S. japonica was evaluated in SK-Hep1 human hepatocellular carcinoma cells. The N-hexane fraction reduced cell viability and increased the numbers of apoptotic cells in a both dose- and time-dependent manner. Apoptosis was activated by both caspase-dependent and independent pathways. The caspase-dependent cell death pathway is mediated by cell surface death receptors and activated caspase-8 amplified the apoptotic signal either through direct activation of downstream caspase-3 or pro-apoptotic proteins (Bad, Bax and Bak) subsequently leading to the release of cytochrome c. On the other hand, caspase-independent apoptosis appeared mediated by disruption of mitochondrial membrane potential and translocation of AIF to the nucleus where they induced chromatin condensation and/or large-scale DNA fragmentation. In addition, the n-hexane fraction induced endoplasmic reticulum (ER)-stress and cell cycle arrest. The results suggested that potential anti-cancer effects of n-hexane extract from S. japonica on SK-Hep1 cells.

• 동의생리병리학회지
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• 제22권3호
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• pp.630-641
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• 2008

Gamisamgibopae-tang (GMSGBPT) is a traditional Korean medicine, which has been used for patients suffering from a lung disease in Oriental medicine. In the present study, we examined the biochemical mechanisms of apoptosis by GMSGBPT in NCI-H460 and A549 human non-small-cell lung cancer cell lines. It was found that GMSGBPT could inhibit the cell proliferation of A549 cells in a concentration-dependent manner, however GMSGBPT did not affect the cell proliferation of NCI-H460 cells. Apoptotic cell death in A549 cells were detected using DAPI staining and annexin V fluorescein methods. The induction of apoptotic cell death by GMSGBPT was connected with a down-regulation of anti-apoptotic Bcl-2 and Bcl-xL expression, and proteolytic activation of caspase-3 and caspase-9 in A549 cells. However, GMSGBPT did not affect the levels of pro-apoptotic Bax and Bad expression, and activity of caspase-8. GMSGBPT treatment also concomitant degradation and/or inhibition of poly (ADP-ribose) polymerase (PARP), ${\beta}$-catenin, phospholipase C-1 (PLC${\gamma}$1) and DNA fragmentation factor 45/inhibitor of caspase-activated DNase (DFF45/ICAD). Taken together, these findings suggest that GMSGBPT may be a potential chemotherapeutic agent for the control of human non-small-cell lung cancer cells and further studies will be needed to identify the active compounds that confer the anti-cancer activity of GMSGBPT.

• Molecules and Cells
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• 제41권5호
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• pp.401-412
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• 2018

Oxymatrine (OMT) often used in treatment for chronic hepatitis B virus infection in clinic. However, OMT-induced liver injury has been reported. In this study, we aim to investigate the possible mechanism of OMT-induced hepatotoxicity in human normal liver cells (L02). Exposed cells to OMT, the cell viability was decreased and apoptosis rate increased, the intracellular markers of oxidative stress were changed. Simultaneously, OMT altered apoptotic related proteins levels, including Bcl-2, Bax and pro-caspase-8/-9/-3. In addition, OMT enhanced the protein levels of endoplasmic reticulum (ER) stress makers (GRP78/Bip, CHOP, and cleaved-Caspase-4) and phosphorylation of c-Jun N-terminal kinase (p-JNK), as well as the mRNA levels of GRP78/Bip, CHOP, caspase-4, and ER stress sensors (IREI, ATF6, and PERK). Pre-treatment with Z-VAD-fmk, JNK inhibitor SP600125 and N-acetyl-l-cysteine (NAC), a ROS scavenger, partly improved the survival rates and restored OMT-induced cellular damage, and reduced caspase-3 cleavage. SP600125 or NAC reduced OMT-induced p-JNK and NAC significantly lowered caspase-4. Furthermore, 4-PBA, the ER stress inhibitor, weakened inhibitory effect of OMT on cells, on the contrary, TM worsen. 4-PBA also reduced the levels of p-JNK and cleaved-caspase-3 proteins. Therefore, OMT-induced injury in L02 cells was related to ROS mediated p-JNK and ER stress induction. Antioxidant, by inhibition of p-JNK or ER stress, may be a feasible method to alleviate OMT-induced liver injury.