• 제목/요약/키워드: caspase-3 and -7

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CT-26 대장암 세포에서 Dominant Negative ATM 유전자에 의하여 유도되는 세포자멸사의 경로 (Apoptotic Pathway Induced by Dominant Negative ATM Gene in CT-26 Colon Cancer Cells)

  • 이정창;이호근;김선영;이대열;황평한;박진우
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제46권7호
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    • pp.679-686
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    • 2003
  • 목 적 : AT는 드물게 발생하는 상염색체성 열성질환으로, 소뇌의 퇴화에 의한 운동장애와, 암 발생의 소인이 증가하는 등 많은 임상적 징후가 보인다. AT 질환을 유발하는 ATM 유전자는 DNA 손상시 세포주기 정지를 유도시키지 못하며, 방사선 조사 후 세포 생존력을 유지시키지 못하여 세포자멸사를 유도하게 된다. 따라서 암세포에 DN-ATM 유전자를 발현시켜 AT 세포의 표현형으로 변화시킨다면, 이러한 암세포는 방사선에 의해 유도되는 세포자멸사가 훨씬 더 증가된다. 그러나 지금까지 ATM 세포에서 방사선에 의해 야기되는 세포자멸사 경로는 밝혀져 있지 않다. 그러므로 본 연구에서는 DN-ATM이 발현되는 CT-26 대장암 세포를 이용하여 방사선 조사 후에 유도되는 세포자 멸사 경로를 구명하고자 하였다. 방 법 : DN-ATM 아데노바이러스(Ad/DN-ATM)와 표식 유전자 GFP만을 함유한 대조 아데노바이러스(Ad/GFP)를 제작하여 CT-26 세포에 감염시켰다. DN-ATM이 발현되는 CT-26세포에서 방사선 조사로 유도되는 세포자멸사 경로는 [$^3H$]-thymidine assay, DNA fragmentation, 및 Western immunoblot analysis으로 실험하였다. 결 과 : 실험 결과에서 방사선 조사 후 세포의 성장이 감소하는 것으로 보아 CT-26 대장암 세포가 AT 환자에서 보여지는 표현형으로 변화되었다는 것을 보여주었고, 방사선 조사에 의한 세포자멸사가 유도되었다. 방사선 조사 후 시간이 지날수록 Bcl-2의 발현이 감소되고, Bax의 발현이 증가하며, caspase 9, caspase 3 및 PARP가 활성화되었다. 결 론: 이러한 실험 결과들은 DN-ATM이 발현되고 있는 CT-26 세포에서 방사선 조사 후 야기되는 세포자멸사 경로는 미토콘드리아를 통하여 caspase 9, caspase 3와 PARP의 활성에 의해 일어나는 세포자멸사임을 시사한다.

인간 유방암 줄기세포에서 레몬잎 메탄올 추출물의 항암 효능 (Anticancer Activities of the Methanolic Extract from Lemon Leaves in Human Breast Cancer Stem Cells)

  • 문정용;;현호봉;;조민환;한수영;이동선;안광석
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제58권3호
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    • pp.219-226
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    • 2015
  • 본 연구에서는 레몬 잎 메탄올 추출물(MLL)의 인간 유방암 줄기 세포인 MCF-7-SC에 대한 항암 활성을 조사하였다. MLL이 MCF-7-SC에서 apoptosis를 유도하였으며, 이를 apoptotic body의 형성, sub-G1 phase 및 annexin V-positive 세포와 Bax/Bcl-2 ratio의 증가, caspase-9과 caspase-3의 활성화 및 PARP의 절 단을 통하여 확인하였다. 동시에 MCF-7-SC에서 MLL은 acidic vesicular organelles의 형성, LC3-II의 축적 증가, Akt/mTOR/p70S6K의 활성 억제 등을 통하여 autophagy를 유도하였다. Epithelial-mesenchymal transition (EMT)는 세포가 전이 상태를 획득하기 위한 중요한 과정이며, 이 기작은 암세포가 전이되는 것을 억제함에 있어서 중요한 표적이 된다. 낮은 농도에서의 MLL은 epithelial 마커 단백질인 E-cadherin이 증가와 mesenchymal 마커 단백질인 Snail과 Slug의 발현 감소를 통해 EMT 과정을 저해함으로써 MCF-7-SC에서 항전이 활성을 나타내었다. 본 연구에서는 레몬 잎 메탄올 추출물이 농도 의존적으로 유방암 줄기세포에 대해 세포 독성과 항전이 활성을 나타내고 있으며, 따라서 레몬잎은 항암 소재로서의 개발 가능성이 높은 식물이라고 사료된다.

Ethanolic Extract of Marsdenia condurango Ameliorates Benzo[a]pyrene-induced Lung Cancer of Rats -Condurango Ameliorates BaP-induced Lung Cancer in Rats-

  • Sikdar, Sourav;Mukherjee, Avinaba;Khuda-Bukhsh, Anisur Rahman
    • 대한약침학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.7-17
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    • 2014
  • Objectives: Condurango is widely used in various systems of complementary and alternative medicines (CAM) against oesophageal and stomach ailments including certain types of cancer. However, until now no systematic study has been conducted to verify its efficacy and dose with proper experimental support. Therefore, we examined if ethanolic extract of Condurango could ameliorate benzo[a]pyrene (BaP)-induced lung cancer in rats, in vivo to validate its use as traditional medicine. Methods: Fifteen male and 15 female Sprague-Dawley (SD) rats were treated with 0.28 mg/kg of Sweet Bee Venom (SBV) (high-dosage group) and the same numbers of male and female SD rats were treated with 0.2 mL/kg of normal saline (control group) for 13 weeks. We selected five male and five female SD rats from the high-dosage group and the same numbers of male and female SD rats from the control group, and we observed these rats for four weeks. We conducted body-weight measurements, ophthalmic examinations, urinalyses and hematology, biochemistry, histology tests. Results: A histological study revealed gradual progress in lung tissue-repair activity in Condurango-fed cancer-bearing rats, showing gradual tissue recovery after three months of drug administration. Condurango has the capacity to generate reactive oxygen species (ROS), which may contribute to a reduction in anti-oxidative activity and to an induction of oxidative stress-mediated cancer cell-death. Condurango-activated pro-apoptotic genes (Bax, caspase-3, caspase-9, p53, cytochrome-c, apaf-1, ICAD and PARP) and down-regulated antiapoptotic-Bcl-2 expression were noted both at mRNA and protein levels. Studies on caspase-3 activation and PARP cleavage by western blot analysis revealed that Condurango induced apoptosis through a caspase-3-dependent pathway. Conclusion: The anticancer efficacy of an ethanolic extract of Condurango for treating BaP-induced lung cancer in rats lends support for its use in various traditional systems of medicine.

뇌 해마조직 절편 배양에서 산소와 당 박탈에 의한 뇌신경세포 손상 (Injury of Neurons by Oxygen-Glucose Deprivation in Organotypic Hippocampal Slice Culture)

  • 정찬욱;홍경식;강지희;장영표
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제51권10호
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    • pp.1112-1117
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    • 2008
  • 목 적: 해마 절편 배양에서 산소-포도당 박탈(oxygen-glucose deprivation, OGD)에 의한 세포 사망과 신경 세포 사멸을 propidium iodide(PI) 섭취, Fluoro-Jade(FJ) 염색, TUNEL 염색, caspase-3 면역형광염색 방법으로 관찰하고자 하였다. 방 법: 생후 7일된 Sprague-Dawley 흰쥐의 해마를 MacIlwain chopper로 $350{\mu}m$ 두께의 절편으로 절단하였다. 해마 절편을 6-well plate의 insert 내의 반 유공(sem-porous) 막 위에서 membrane-interface technique으로 10일 동안 배양하였다. 배양된 해마 절편에 산소-포도당 박탈을 60분 동안 가한 후 재산소-재관류하에 기초 배양액에서 48시간 배양하였다. 재산소-재관류 동안 PI 섭취 형광 정도를 시간에 따라 형광 현미경으로 관찰하고 세포사망 백분율(percent cell death)을 측정하였다. 산소-포도당 박탈 직전과 24 시간 후에 해마 절편을 $15{\mu}m$ 두께로 냉동 절단 후 FJ 염색, TUNEL 염색, caspase-3 면역형광염색을 시행하여 세포 사망을 관찰하였다. 결과: OGD 후 PI 섭취 는 해마 절편의 CA1과 DG에 한정되어있었다. OGD 후 재산소-재관류 동안 6시간에서 48시간까지 PI 섭취 형광 강도는 시간이 증가함에 따라 증가하였다. 세포 사망 백분율은 CA1과 DG에서 모두 OGD 후 재산소-재관류 시간이 증가함에 따라 의미 있게 증가하였다(P<0.05). OGD 후 24시간에 세포 변성을 의미하는 많은 FJ 염색 양성 신경 세포 들이 CA1과 DG에서 관찰되었다. 고배율 confocal laser 현미경으로 관찰한 CA1에서의 신경 세포들 중 일부는 명확한 핵과 돌기를 가지고 있는 것을 보여 주었으며, 다른 신경 세포들은 핵의 분절화, 돌기의 손실 등을 보여 주었다. TUNEL 염색과 caspase-3 염색은 OGD 후 24시간에 CA1과 DA에서 TUNEL 양성 발현을 증가시키고 caspase-3 발현을 증가시켰다. 결 론: 해마 절편 배양에서 산소-포도당 박탈 에 의한 다수의 세포 사망을 관찰할 수 있었다. 사망한 세포 들은 주로 신경 세포의 caspase-3 활성화에 의해 매개된 사멸을 보였다.

Endoplasmic Reticulum Mediated Necrosis-like Apoptosis of HeLa Cells Induced by Ca2+ Oscillation

  • Hu, Qingliu;Chang, Junlei;Tao, Litao;Yan, Guoliang;Xie, Mingchao;Wang, Zhao
    • BMB Reports
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    • 제38권6호
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    • pp.709-716
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    • 2005
  • Apoptosis and necrosis are distinguished by modality primarily. Here we show an apoptosis occurred instantly, induced by $300\;{\mu}M$ W-7 ((N-(6-aminohexyl)-5-chloro-1-naphthalenesulfonamide hydrochloride), inhibitor of calmodulin), which demonstrated necrotic modality. As early as 30 min after W-7 addition, apoptotic (sub-diploid) peak could be detected by fluorescence-activated cell sorter (FACS), “DNA ladders” began to emerge also at this time point, activity of caspase-3 elevated obviously within this period. Absence of mitochondrial membrane potential (MMP) reduction and cytochrome c, AIF (apoptosis inducing factor) release, verified that this rapid apoptosis did not proceed through mitochondria pathway. Activation of caspase-12 and changes of other endoplasmic reticulum (ER) located proteins ascertained that ER pathway mediated this necrosis-like apoptosis. Our findings suggest that it is not credible to judge apoptosis by modality. Elucidation of ER pathway is helpful to comprehend the pathology of diseases associated with ER stress, and may offer a new approach to the therapy of cancer and neurodegenerative diseases.

Impact of imatinib administration on the mouse ovarian follicle count and levels of intra-ovarian proteins related to follicular quality

  • Kim, Se Jeong;Kim, Tae Eun;Jee, Byung Chul
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제49권2호
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    • pp.93-100
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    • 2022
  • Objective: The impact of imatinib, a tyrosine kinase inhibitor, on ovarian follicles and several proteins related to follicular function and apoptosis was investigated in mice. Methods: Saline, cyclophosphamide (Cp; 50 or 75 mg/kg), or imatinib (7.5 or 15 mg/kg) was injected once intraperitoneally into female B6D2F1 mice (18 mice in each group). In multiple ovarian sections, the number of various types of follicles and the proportion of good-quality (G1) follicles were counted. The levels of six proteins (anti-Müllerian hormone [AMH], BCL-xL, BAX, acid sphingomyelinase [A-SMase], caspase-3, and α-smooth muscle actin [α-SMA]) within the whole ovaries were quantified using Western blots. Results: Compared to the saline group, a significant reduction of the primordial follicle count was observed in the group treated with imatinib 7.5 and 15 mg/kg, as well as in the group treated with Cp 75 mg/kg. Administration of Cp significantly decreased the proportion of G1 primordial follicles, but administration of imatinib did not. No differences in the AMH, anti-apoptotic BCLX-L, pro-apoptotic BAX, and A-SMase levels in the ovarian tissues were observed among the five groups. However, caspase-3 and α-SMA levels were significantly higher in the imatinib and Cp groups than in the saline group. Conclusion: The administration of imatinib to mice significantly reduced the primordial follicle count and increased the protein levels of caspase-3 and α-SMA. Our findings suggest that imatinib potentially exerts ovarian toxicity via apoptotic processes, similarly to Cp.

초피첨가 전통장류의 항균 및 항암활성 (Antimicrobial and Anticancer Activity of Korean Traditional Soy Sauce and Paste with Chopi)

  • 김근기;박현철;손홍주;김용균;이상몽;최인수;최영환;신택순
    • 생명과학회지
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    • 제17권8호통권88호
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    • pp.1121-1128
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    • 2007
  • 초피나무(Z. piperitum) 열매는 다양한 생리활성을 갖고 있으며, 과피 용매추출물은 세균에 대한 강한 항균활성을 갖고 있어, 간장과 된장제조에 초피를 첨가하여 생리활성효과를 조사하였다. 초피를 간장제조에 1%, 2%, 4% 첨가하여 제조하고, 간장추출물을 식중독균(Sta. aureus, Sal. typhimurium, V. parahemolyticus, E. coli 0157:H7)에 대한 항균활성을 조사했다. 초피를 2% 첨가한 간장은 E. coli 0157:H7과 V. parahemolyticuS 의 생육을 각각 70%와 50% 억제했으며, Sal. typhimurium 과 Sta. aureus 에 대한 항균효과는 농도와 간장제조시기에 따라 40% ${\sim}$ 60% 의 생육을 억제했다. 초피된장의 용매추출물에서는 약한 항균활성을 확인할 수 있었다. 초피간장의 추출물을 백혈병세포 U-937에 처리하여 caspase-3 활성으로 항암활성을 조사했다. 그 결과 초피의 량을 1%, 2%, 4% 첨가한 간장의 추출물은 초피를 침가하지 않은 간장보다 caspase-3 활성이 각각 4배, 12배, 15배 활성이 증가하는 것이 확인되어졌다. 이는 초피간장의 추출물이 apoptosis를 유도하는 것을 의미하며, 된장의 용매추출물은 caspase-3 활성에 아무런 영향이 없었다. 초피간장 추출물을 처리한 세포의 죽음이 necrosis인지 apoptosis인지 알아보기 위하여 세포내의 DNA fragmentation을 확인한 결과, 초피간장 추출물을 처리한 세포는 DNA 단편화가 형성되어졌다. 초피틀 1% 첨가한 것에서는 fragmentation을 확인하기 힘들었고, 2%와 4%초피를 첨가한 간장추출물은 DNA fragmentation을 강하게 일으켰다. 초피를 첨가한 간장추출물이 caspase를 활성화시키고, DNA fragmentation을 일으키는 apoptosis 기작에 의해 암세포를 죽음으로 유도하는 초피간장의 항암효과를 입증했다.

보두산(寶豆散)에 의한 SNU-1 세포의 Apoptosis 유도와 Cell cycle arrest (Herb medicine Bo-du-san induces caspase dependent apoptosis and cell cycle arrest human gastric cancer cells, SNU-1)

  • 윤현정;서교수;최재우;이현우;허숙경;박원환;박선동
    • 대한본초학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.35-43
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    • 2007
  • Objectives : The purpose of this study was to investigate the effect of Bo-du-san (BOS) on apoptosis in human gastric cancer cells, SNU-l cells. BOS, a drug preparation consisting of two herbs, that is, Crotonis Fructus (Strychni ignatii Semen, bodu in Korean) and Glycyrrhizae Radix (Glycyrrhizae uralensis FISCH, Gamcho in Korean). Methodss : In this study, methanol extract of BOS was examined for cytotoxic activity on human gastric cancer cells, SNU-1 cells, using XTT assay, with an IC50 value was 0.7 mg/ml and 0.3 mg/ml at 24 hrs and 48 hrs, respectively. Apoptosis induction by BDS in SNU-l cells was verified by the induction of DNA fragmentation, cleavage of poly ADP-ribose polymerase (PARP), and activation of caspase-3, -8 and -9. Inhibitors of caspase-3, -8 and -9 (Ac-DEVD-CHO, Z-IETD-FMK and Z-LEHD-FMK) efficiently blocked BOS-induced cell death of SNU-l. Resultss : BOS-induced cell death was via caspase dependent apoptosis. Moreover, treatment of BOS result in the decrease the G1/S cycle regulation proteins (cyclin D1 and E) expression and increase CDK inhibitor proteins (p21 and p27) expression, and increase apoptotic protein, p53 expression. Thus, BOS induces apoptosis in SNU-1 cells via cell cycle arrested in G1 phase. Conclusions : These results indicated that BOS has some potential for use as an anti-cancer agent.

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Glyceraldehyde-3-Phosphate, a Glycolytic Intermediate, Plays a Key Role in Controlling Cell Fate Via Inhibition of Caspase Activity

  • Jang, Mi;Kang, Hyo Jin;Lee, Sun Young;Chung, Sang J.;Kang, Sunghyun;Chi, Seung Wook;Cho, Sayeon;Lee, Sang Chul;Lee, Chong-Kil;Park, Byoung Chul;Bae, Kwang-Hee;Park, Sung Goo
    • Molecules and Cells
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    • 제28권6호
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    • pp.559-563
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    • 2009
  • Glyceraldehyde-3-phosphate is a key intermediate in several central metabolic pathways of all organisms. Aldolase and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase are involved in the production or elimination of glyceraldehyde-3-phosphate during glycolysis or gluconeogenesis, and are differentially expressed under various physiological conditions, including cancer, hypoxia, and apoptosis. In this study, we examine the effects of glyceraldehyde-3-phosphate on cell survival and apoptosis. Overexpression of aldolase protected cells against apoptosis, and addition of glyceraldehyde-3-phosphate to cells delayed apoptosis. Additionally, delayed apoptotic phenomena were observed when glyceraldehyde-3-phosphate was added to a cell-free system, in which artificial apoptotic process was induced by adding dATP and cytochrome c. Surprisingly, glyceraldehyde-3-phosphate directly suppressed caspase-3 activity in a reversible noncompetitive mode, preventing caspase-dependent proteolysis. Based on these results, we suggest that glyceraldehyde-3-phosphate, a key molecule in several central metabolic pathways, functions as a molecule switch between cell survival and apoptosis.

HepG2 간암세포에서 미토콘드리아 경로를 통한 개똥쑥 추출물의 Apoptosis 유도 효과 (Extract from Artemisia annua Linné Induces Apoptosis through the Mitochondrial Signaling Pathway in HepG2 Cells)

  • 김보민;김근태;김은지;임은경;김상용;김영민
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제45권12호
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    • pp.1708-1716
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    • 2016
  • Akt 및 mTOR는 세포 생존에 필수적인 경로로 세포 성장과 증식 등에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 항암 및 항균 효과가 있는 것으로 알려진 개똥쑥(Artemisia annua L.)에 의한 HepG2 간암세포의 apoptosis 유도 효과를 확인하였다. 본 연구 결과에 의하면 개똥쑥 추출물의 처리 농도가 증가함에 따라 HepG2 세포의 생존율은 억제되었으며, 이는 apoptosis 유도 효과에 의한 것임을 세포의 형태적 변화와 flow cytometry를 통해 확인하였다. 그리고 mitopotential assay와 caspase-3/7 activity assay, western blotting으로 Bcl-2 family 단백질을 확인함으로써 apoptosis 경로 중 내인성 경로(intrinsic pathway)에 의해 apoptosis가 일어남을 알 수 있었다. 이러한 효과는 Akt/mTOR의 활성 저해와 연관이 있었으며 Akt/mTOR의 저해제인 LY294002/rapamycin을 개똥쑥 추출물과 병행처리하였을 경우 개똥쑥 추출물에 의한 apoptosis 효과를 더욱 증대시켰다. 따라서 Akt/mTOR의 저해는 개똥쑥 추출물의 apoptosis 효과를 상승시켰으며 이에 따라 미토콘드리아의 기능 손상과 caspase 활성의 증가를 통해 이루어짐을 확인하였다.