• Molecules and Cells
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• 제38권2호
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• pp.145-150
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• 2015

Continuous intra- and extracellular stresses induce disorder of $Ca^{2+}$ homeostasis and accumulation of unfolded protein in the endoplasmic reticulum (ER), which results in ER stress. Severe long-term ER stress triggers apoptosis signaling pathways, resulting in cell death. Neural epidermal growth factor-like like protein 2 (NELL2) has been reported to be important in protection of cells from cell death-inducing environments. In this study, we investigated the cytoprotective effect of NELL2 in the context of ER stress induced by thapsigargin, a strong ER stress inducer, in Cos7 cells. Overexpression of NELL2 prevented ER stress-mediated apoptosis by decreasing expression of ER stress-induced C/EBP homologous protein (CHOP) and increasing ER chaperones. In this context, expression of anti-apoptotic Bcl-xL was increased by NELL2, whereas NELL2 decreased expression of pro-apoptotic proteins, such as cleaved caspases 3 and 7. This anti-apoptotic effect of NELL2 is likely mediated by extracellular signal-regulated kinase (ERK) signaling, because its inhibitor, U0126, inhibited effects of NELL2 on the expression of anti- and pro-apoptotic proteins and on the protection from ER stress-induced cell death.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제26권5호
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• pp.367-375
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• 2022

Gastric cancer stem cells (GCSCs) are a major cause of radioresistance and chemoresistance in gastric cancer (GC). Therefore, targeting GCSCs is regarded as a powerful strategy for the effective treatment of GC. Atorvastatin is a widely prescribed cholesterol-lowering drug that inhibits 3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase, a rate-limiting enzyme in the mevalonate pathway. The anticancer activity of atorvastatin, a repurposed drug, is being investigated; however, its therapeutic effect and molecular mechanism of action against GCSCs remain unknown. In this study, we evaluated the anticancer effects of atorvastatin on MKN45-derived GCSCs. Atorvastatin significantly inhibited the proliferative and tumorsphere-forming abilities of MKN45 GCSCs in a mevalonate pathway-independent manner. Atorvastatin induced cell cycle arrest at the G0/G1 phase and promoted apoptosis by activating the caspase cascade. Furthermore, atorvastatin exerted an antiproliferative effect against MKN45 GCSCs by inhibiting the expression of cancer stemness markers, such as CD133, CD44, integrin α6, aldehyde dehydrogenase 1A1, Oct4, Sox2, and Nanog, through the downregulation of β-catenin, signal transducer and activator of transcription 3, and protein kinase B activities. Additionally, the combined treatment of atorvastatin and sorafenib, a multi-kinase targeted anticancer drug, synergistically suppressed not only the proliferation and tumorsphere formation of MKN45 GCSCs but also the in vivo tumor growth in a chick chorioallantoic membrane model implanted with MKN45 GCSCs. These findings suggest that atorvastatin can therapeutically eliminate GCSCs.

• 생명과학회지
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• 제23권10호
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• pp.1230-1238
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• 2013

$17{\alpha}$-estradiol ($17{\alpha}-E_2$)의 에폽토시스 유도활성에 미치는 종양억제단백질 p53의 조절효과를 조사하고자, $17{\alpha}-E_2$에 의해 유도되는 에폽토시스 현상들을 인체 대장암 세포주 유래 클론인 HCT116 ($p53^{+/+}$) 및 HCT116 ($p53^{-/-}$) 세포에서 비교하였다. HCT116 ($p53^{+/+}$) 및 HCT116 ($p53^{-/-}$) 세포를 $17{\alpha}-E_2$ ($2.5{\sim}10{\mu}M$)로 처리하거나 혹은 HCT116 ($p53^{+/+}$) 및 HCT116 ($p53^{-/-}$) 세포를 $10{\mu}M$ $17{\alpha}-E_2$로 시간 별로 처리한 결과, HCT116 ($p53^{+/+}$)에 있어서는 세포독성과 에폽토시스-관련 sub-G1 peak의 비율은 처리농도와 시간에 의존적으로 나타났다. 그러나 HCT116 ($p53^{-/-}$) 세포의 경우는 이러한 현상이 미약하게 나타났다. $17{\alpha}-E_2$에 의해 유도되는 비정상적 유사분열방추사 형성, 중기판 염색체 배열의 미완성, 이에 따른 유사분열정지($G_2/M$ arrest) 등의 현상은 HCT116 ($p53^{+/+}$) 및 HCT116 ($p53^{-/-}$) 세포에서 유사한 수준으로 나타났다. 이에 반해, $17{\alpha}-E_2$에 의해 유도되는 Bak과 Bax의 활성화, 미토콘드리아의 막전위 상실(${\Delta}{\Psi}m$ loss), 그리고 PARP 분해 등의 현상은 HCT116 ($p53^{-/-}$) 세포에 비해 HCT116 ($p53^{+/+}$) 세포에서 훨씬 높은 수준으로 확인되었다. 아울러 $17{\alpha}-E_2$로 처리된 HCT116 ($p53^{+/+}$) 세포에서 확인되는 p53 (Ser-15)의 인산화 및 p53 수준의 증가와 일치하여, 세포 내의 p21및 Bax 수준도 현저히 증가하였다. 이때 $17{\alpha}-E_2$로 처리된 HCT116 ($p53^{-/-}$) 세포에서는 p21 및 Bax의 발현수준이 매우 낮았다. 한편, 에폽토시스 억제단백질인 Bcl-2 단백질 수준은 HCT116 ($p53^{-/-}$) 세포에 비해 HCT116 ($p53^{+/+}$) 세포에서 다소 낮았으나, 이러한 Bcl-2 단백질 수준은 $17{\alpha}-E_2$ 처리 후에도 크게 변화하지 않는 것으로 나타났다. 이러한 결과들은 $17{\alpha}-E_2$ 처리에 의해 유도되는 에폽토시스 유도 경로의 구성원들의 변화, 즉 비정상적 유사분열방추사 형성 및 이에 따른 유사분열정지($G_2/M$ arrest), 뒤이은 Bak 및 Bax의 활성화, 미토콘드리아의 막전위 상실, 그리고 이에 수반되는 caspase cascade 활성화 및 PARP 분해로 진행되는 에폽토시스 현상들 중에서, Bak 및 Bax의 활성화 단계가 종양억제단백질 p53의 에폽토시스 증진 활성에 의해 양성적으로 조절되는 작용 타켓임을 보여준다.

• 대한한의학회지
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• 제34권3호
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• pp.54-68
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• 2013

Objectives: This study aimed to evaluate the effects of microparticles of Socheongryong-tang (SCRT) on chronic obstructive pulmonary disease (COPD) in a mouse model. Methods: The inhalable microparticles containing SCRT were produced by spray-drying with leucine as an excipient, and evaluated with respect to the aerodynamic properties of the powder by Andersen cascade impactor (ACI). Its equivalence to SCRT extract was evaluated using lipopolysaccharide (LPS) and a cigarette-smoking (CS)-induced murine COPD model. Results: SCRT microparticles provided desirable aerodynamic properties (fine particle fraction of $49.6{\pm}5.5%$ and mass median aerodynamic diameter of $4.8{\pm}0.3{\mu}m$). SCRT microparticles did not show mortality or clinical signs over 14 days. Also there were no significant differences in body weight, organ weights or serum chemical parameters between SCRT microparticle-treated and non-treated groups. After 14 days the platelet count significantly increased compared with the non-treated group, but the values were within the normal range. Inhalation of SCRT microparticles decreased the rate of neutrophils in blood, granulocytes in peripheral blood mononuclear cells (PBMC) and bronchoalveolar lavage fluid (BALF) and level of TNF-${\alpha}$ and IL-6 in BALF on COPD mouse model induced by LPS plus CS. This effect was verified by histological findings including immunofluorescence staining of elastin, collagen, and caspase 3 protein in lung tissue. Conclusions: These data demonstrate that SCRT microparticles are equivalent to SCRT extract in pharmaceutical properties for COPD. This study suggests that SCRT microparticles would be a potential agent of inhalation therapy for the treatment of COPD.

• Journal of Ginseng Research
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• 제40권2호
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• pp.135-140
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• 2016

Background: Nephrotoxicity is a common side effect of medications. Panax ginseng is one of the best-known herbal medicines, and its individual constituents enhance renal function. Identification of its efficacy and mechanisms of action against drug-induced nephrotoxicity, as well as the specific constituents mediating this effect, have recently emerged as an interesting research area focusing on the kidney protective efficacy of P. ginseng. Methods: The present study investigated the kidney protective effect of fermented black ginseng (FBG) and its active component ginsenoside 20(S)-Rg3 against cisplatin (chemotherapy drug)-induced damage in pig kidney (LLC-PK1) cells. It focused on assessing the role of mitogen-activated protein kinases as important mechanistic elements in kidney protection. Results: The reduced cell viability induced by cisplatin was significantly recovered with FBG extract and ginsenoside 20(S)-Rg3 dose-dependently. The cisplatin-induced elevated protein levels of phosphorylated c-Jun N-terminal kinase (JNK), p53, and cleaved caspase-3 were decreased after cotreatment with FBG extract or ginsenoside 20(S)-Rg3. The elevated percentage of apoptotic LLC-PK1 cells induced by cisplatin treatment was significantly abrogated by cotreatment with FBG and the ginsenoside 20(S)-Rg3. Conclusion: FBG and its major ginsenoside 20(S)-Rg3, ameliorated cisplatin-induced nephrotoxicity in LLC-PK1 cells by blocking the JNKep53ecaspase-3 signaling cascade.

• 생명과학회지
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• 제26권3호
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• pp.376-386
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• 2016

에폽토시스에 의한 세포자멸사는 암세포에 대한 항암제 효능의 핵심적 기전이다. 항암제의 대표적인 두 종류로 알려진 DNA-손상 약제(DNA-damaging agents, DDAs)와 미세소관-손상 약제(microtubule-damaging agents, MDAs)가 암세포에 야기하는 초기 항암신호전달 기전은 다르지만, 최종적으로는 대부분 미토콘드리아 의존-에폽토시스를 통해 암세포를 사멸시킨다. 한편, DDAs에 의한 에폽토시스 유도에는 wild-type 종양억제 단백질 p53의 역할이 매우 중요하다. 그러나 인체 암의 약 50% 이상이 p53유전자의 돌연변이 때문에 종양억제 단백질로서의 p53 기능이 불활성화 되어 있다. 따라서 p53과 무관하게 에폽토시스를 유도할 수 있는 MDAs를 이용한 항암치료는 돌연변이 p53을 지닌 암세포에 대해 유리한 화학요법으로 이해된다. 최근 본 연구진은 인체 급성 백혈병 세포주인 Jurkat T 세포를 모델로 하여, MDAs (nocodazole, 17-α-estradiol, 혹은 2-methoxyestradiol)의 항암작용과 관련된 세포주기 정지 및 에폽토시스 유도 기전을 구명하였다. 그 결과, Jurkat T 세포를 MDAs로 처리할 경우, 유사분열방추사의 결함에 의한 세포주기(전중기, prometaphase) 정지, 장시간에 걸친 Cdk1의 활성화, 활성화된 Cdk1에 의한 에폽토시스 조절인자들(Bcl-2, Bcl-xL, Mcl-1 및 Bim)의 인산화, 이에 따른 Bak 활성화, 미토콘드리아막 손상 및 카스파아제 연쇄 활성화에 의해 에폽토시스가 유도됨을 밝혔다. 또한 동일한 MDA 처리 조건하에서 Bcl-2 혹은 Bcl-xL의 과발현시켜 에폽토시스 진행을 차단할 경우, Jurkat T 세포는 약제처리 후에 전중기 정지된 4N 상태에 도달하지만, 이어서 유사분열 불이행(mitotic slippage) 및 내재복제(endoreduplication)가 진행되어 다배수체들(polyploids; 8N, 16N)을 생성하게 됨을 확인하였다. 이러한 결과는 MDAs처리에 따른 다배수체들의 생성을 차단하는 세포 내 기전으로서, 전중기 정지된 4N 세포의 에폽토시스에 의한 제거가 매우 중요함을 보여준다. 특히, 다배수체는 유전적으로 매우 불안정하여 암세포의 항암제 내성 획득 및 암 재발과 직접 연관되는 것으로 알려져 있으므로, 에폽토시스 기전에 결함이 있는 암세포를 대상으로 MDAs를 이용한 항암 화학요법을 시행할 경우에는 다배수체 세포의 생성을 차단하기 위한 새로운 수단이 반드시 병행되어야 할 것으로 사료된다.