• 생명과학회지
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• 제26권7호
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• pp.847-854
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• 2016

Nucleoside adenosine 유도체의 하나인 cordycepin (3′-deoxyadenosine)은 Cordyceps 속에서 유래된 활성 물질 중의 하나로서 항염증, 항산화 및 항암활성을 포함한 다양한 약리학적 효능이 있는 것으로 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 AGS 인체 위암세포의 증식에 미치는 cordycepin의 영향과 관련 기전 연구를 시도하였다. Cordycepin의 처리에 따라 AGS 세포의 생존율이 처리 농도 의존적으로 감소되었으며, DNA 단편화 및 flow cytometery 분석에 따른 apoptosis 유발 또한 유의적으로 증가하였음을 확인하였다. 이러한 cordycepin 처리에 따른 AGS 세포의 apoptosis 유도에는 TRAIL, DR5 및 FasL의 mRNA 및 단백질의 발현 증가가 연관되어 있었다. 아울러 cordycepin은 Bcl-2 family 중 pro-apoptotic 인자인 Bax의 발현은 증가시켰으며, anti-apoptotic 인자인 Bcl-2 및 Bcl-xL의 발현은 전사 및 번역 수준에서 억제시켰다. 이러한 현상들은 extrinsic 및 intrinsic apoptosis의 initiator caspase (caspase-8 및 -9) 뿐만 아니라 effector caspase인 caspase-3의 활성과 PARP 단백질의 절단 증가와 연관성이 있었다. 따라서 AGS 세포에서 cordycepin에 의한 apoptosis의 유발은 death receptor 활성과 mitochondria 기능 손상을 포함한 multiple apoptotic pathway가 관여할 것으로 생각된다. 비록 좀 더 세심한 기전 연구의 결과가 뒤따라야 되겠지만, 본 연구의 결과는 cordycepin의 항암작용을 이해하는데 중요한 자료가 될 것이며 향후 수행될 추가 실험을 위한 기초 자료로서 그 가치가 매우 높을 것으로 생각된다.

• 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.

• 대한임상검사과학회지
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• 제53권2호
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• pp.158-164
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• 2021

고중성지방혈증은 죽상동맥경화증의 주요한 위험 요인 중 하나이다. 중성지방은 대식세포의 세포 사멸을 유도하여 죽상동맥경화증 발생에 기여하는 것으로 알려져 있다. 본 연구팀은 앞선 연구에서 대식세포의 중성지방-유도 세포 사멸이 pannexin-1 활성화에 의한 세포 외 ATP 농도 증가, caspase-2와 caspase-1 활성화, caspase-8을 포함한 apoptotic caspase 활성화 경로로 일어나는 것을 보고하였다. 한편 다른 연구들에서는 세포 내 다른 여러 기전에서 caspase-8이 caspase-1과 -2의 상위 단백질이라 보고하고 있다. 따라서 본 연구에서는 caspase-8이 중성지방-유도 대식세포 사멸 과정에서 상위단백지로 영향을 미치는지 여부를 조사하기 위해 수행되었다. 본 연구진은 caspase-8이 중성지방-유도 대식세포 사멸 과정에서 caspase-3 활성화 및 PARP 절단을 유도하였다. 다음으로 중성지방이 처리된 대식세포에서 caspase-8 억제 시, caspase-8의 상위 단백질로 보고한 caspase-1 및 -2의 활성이 감소하는 것을 확인하였다. 또한 ATP 처리 시 caspase-8 억제제 처리에 의해 감소된 caspase-2의 활성이 회복되는 것을 확인하였다. 위의 결과를 통해 caspase-8이 중성지방-유도 대식세포 사멸 과정에서 세포 외부 ATP 농도 증가에 관여하는 단백질 또는 그 상위 기전에 양성피드백 방식으로 영향을 미쳐 caspase-1과 -2를 활성화하여 중성지방-유도 대식세포 사멸을 증진시킴을 알 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제32권1호
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• pp.23-28
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• 2022

곤충에서 유래한 항균펩타이드 CopA3는 다양한 세포사멸 과정을 차단한다고 알려져 있다. 세균 톡신에 의한 상피세포 세포사멸이나 6-hydroxy dopamine이 야기하는 신경세포 세포사멸 모두를 차단한다. 연구자 등은 최근에 CopA3가 카스파제에 직접 결합하여 그들의 활성형-절단과정을 차단한다고 보고하였다. 하지만 강력한 CopA3의 항세포사멸 효능을 설명하기 위해서는 추가적인 규명이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 세포사멸경로의 핵심억제인자인 survivin 발현에 미치는 CopA3의 영향을 확인하였다. 인간 대장상피세포(HT29)에 CopA3를 처리한 뒤 survivin 발현을 추적한 결과, survivin 단백질 양이 유의하게 증가함을 확인하였다. RT-PCR을 통해서 CopA3가 survivin 유전자의 전사를 증가시킴을 확인하였다. 그리고 CopA3 자극이 Sp1 발현을 증가시키는 사실과, Sp1 억제 물질인 tolfenamic acid 처리가 CopA3에 의한 survivin 증가를 차단한다는 결과들을 바탕으로 우리는 CopA3가 Sp1을 통해 survivin 발현을 유도한다는 최종 결론을 도출하였다. 한편 본 연구를 통해서 CopA3의 강력한 항세포사멸 효능을 설명할 수 있는 분자기작을 새롭게 제시하였다고 사려된다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제31권4호
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• pp.446-455
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• 2023

The mechanistic functions of 3-deoxysappanchalcone (3-DSC), a chalcone compound known to have many pharmacological effects on lung cancer, have not yet been elucidated. In this study, we identified the comprehensive anti-cancer mechanism of 3-DSC, which targets EGFR and MET kinase in drug-resistant lung cancer cells. 3-DSC directly targets both EGFR and MET, thereby inhibiting the growth of drug-resistant lung cancer cells. Mechanistically, 3-DSC induced cell cycle arrest by modulating cell cycle regulatory proteins, including cyclin B1, cdc2, and p27. In addition, concomitant EGFR downstream signaling proteins such as MET, AKT, and ERK were affected by 3-DSC and contributed to the inhibition of cancer cell growth. Furthermore, our results show that 3-DSC increased redox homeostasis disruption, ER stress, mitochondrial depolarization, and caspase activation in gefitinib-resistant lung cancer cells, thereby abrogating cancer cell growth. 3-DSC induced apoptotic cell death which is regulated by Mcl-1, Bax, Apaf-1, and PARP in gefitinib-resistant lung cancer cells. 3-DSC also initiated the activation of caspases, and the pan-caspase inhibitor, Z-VAD-FMK, abrogated 3-DSC induced-apoptosis in lung cancer cells. These data imply that 3-DSC mainly increased mitochondria-associated intrinsic apoptosis in lung cancer cells to reduce lung cancer cell growth. Overall, 3-DSC inhibited the growth of drug-resistant lung cancer cells by simultaneously targeting EGFR and MET, which exerted anti-cancer effects through cell cycle arrest, mitochondrial homeostasis collapse, and increased ROS generation, eventually triggering anti-cancer mechanisms. 3-DSC could potentially be used as an effective anti-cancer strategy to overcome EGFR and MET target drug-resistant lung cancer.

• Animal Bioscience
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• 제37권1호
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• pp.131-141
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• 2024

Objective: This experiment aimed to explore the protective action of dietary supplementation with isoquinoline alkaloids (IA) from Macleaya cordata on lipopolysaccharide (LPS)-induced liver injury in broilers. Methods: Total 216 healthy broilers were selected in a 21-d trial and assigned randomly to the following 3 treatments: control (CON) group, LPS group, and LPS+IA group. The CON and LPS groups were provided with a basal diet, whereas the LPS+IA group received the basal diet supplemented with 0.6 mg/kg Macleaya cordata IA. Broilers in LPS and LPS+IA groups were intraperitoneally injected with LPS (1 mg/kg body weight) at 17, 19, and 21 days of age, while those in CON group were injected with equivalent amount of saline solution. Results: Results showed LPS injection caused systemic and liver inflammation in broilers, inhibited immune function, and ultimately lead to liver injury. By contrast, supplementation of IA ameliorated LPS-induced adverse change in serum parameters, boosted immunity in LPS+IA group. Furthermore, IA suppressed the elevation of hepatic inflammatory cytokines and caspases levels induced by LPS, as well as the expressions of genes related to the toll-like receptor 4 (TLR4)/myeloid differentiation primary response 88 (MyD88)/nuclear factor-kappa B (NF-κB) pathway. Conclusion: Dietary inclusion of 0.6 mg/kg Macleaya cordata IA could enhance immune function of body and inhibit liver damage via inactivating TLR4/MyD88/NF-κB signaling pathway in broilers.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제32권1호
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• pp.104-114
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• 2024

Licochalcone C (LCC; PubChem CID:9840805), a chalcone compound originating from the root of Glycyrrhiza inflata, has shown anticancer activity against skin cancer, esophageal squamous cell carcinoma, and oral squamous cell carcinoma. However, the therapeutic potential of LCC in treating colorectal cancer (CRC) and its underlying molecular mechanisms remain unclear. Chemotherapy for CRC is challenging because of the development of drug resistance. In this study, we examined the antiproliferative activity of LCC in human colorectal carcinoma HCT116 cells, oxaliplatin (Ox) sensitive and Ox-resistant HCT116 cells (HCT116-OxR). LCC significantly and selectively inhibited the growth of HCT116 and HCT116-OxR cells. An in vitro kinase assay showed that LCC inhibited the kinase activities of EGFR and AKT. Molecular docking simulations using AutoDock Vina indicated that LCC could be in ATP-binding pockets. Decreased phosphorylation of EGFR and AKT was observed in the LCC-treated cells. In addition, LCC induced cell cycle arrest by modulating the expression of cell cycle regulators p21, p27, cyclin B1, and cdc2. LCC treatment induced ROS generation in CRC cells, and the ROS induction was accompanied by the phosphorylation of JNK and p38 kinases. Moreover, LCC dysregulated mitochondrial membrane potential (MMP), and the disruption of MMP resulted in the release of cytochrome c into the cytoplasm and activation of caspases to execute apoptosis. Overall, LCC showed anticancer activity against both Ox-sensitive and Ox-resistant CRC cells by targeting EGFR and AKT, inducing ROS generation and disrupting MMP. Thus, LCC may be potential therapeutic agents for the treatment of Ox-resistant CRC cells.

• 대한임상검사과학회지
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• 제56권1호
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• pp.73-84
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• 2024

펄스 전자기장(pulsed electromagnetic field, PEMF)은 여러 항암제의 항암 효과를 향상시키는 것으로 알려져 있고 독소루비신(doxorubicin, DOX)은 유방암을 포함한 다양한 종류의 악성 종양을 치료하는 데 사용되는 항암제이다. 본 연구는 PEMF가 MCF-7 유방암 세포에 대한 DOX의 항암 효과 증진 여부를 조사하고 관련기전을 규명하기 위해 진행되었다. 본 연구팀은 DOX와 PEMF를 동시에 처리하면 DOX 단독 처리에 비해 MCF-7 유방암 세포의 생존율 감소가 더 커지는 것을 확인하였다. PEMF는 cyclin-dependent kinase 2의 인산화와 p53, p21, 사이클린 E2 및 polo like kinase 1의 단백질 발현에 영향을 주어 DOX 처리에 의한 G1 세포주기 정지를 더욱 증가시켰다. 또한, PEMF는 DOX 처리에 의한 Fas와 Bcl-2-associated X의 증가, myeloid leukemia 1과 survivin의 감소, 카스파제(caspase)-8/9/7의 활성 및 poly (adenosine diphosphate-ribose) polymerase 절단을 더욱 증가시켰다. 이러한 연구결과를 바탕으로, 본 연구팀은 PEMF는 DOX 처리에 의한 G1 세포주기 정지와 카스파제 의존적 세포자멸사를 더욱 증가시켜 DOX 처리에 의한 MCF-7 세포의 생존율 감소를 더욱 증진시킴을 확인할 수 있었다.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제18권2호
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• pp.89-94
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• 2003

본 연구는 환경 호르몬으로. 분류된 67종 중의 하나인, 선저 도료나 어망, 어구 및 방오페인트 재료로 사용되어지고 유기주석화합물(tributyltin)을 사용하여 설치류의 웅성생식세포에서 세포자연사를 일으키는 작용기작을 조사하였다 먼저 흰쥐의 레이딕 세포주인 R2C에 유기주석화합물을 농도별(1∼500 nM)로 처리한 후 DNA fragment현상을 전기영동법을 통하여 조사하였다. 그 결과 유기주석화합물을 처리한 군들에서 대조군에 비하여 세포자연사현상이 농도 의존적으로 증가하였다. 유기주석화합물이 세포 내 칼슘이온(Ca$^2$$^{+}$)및 유해 산소종(reactive oxygen species)에 미치는 영향을 조사해본 결과 유기주석화합물 처리시 세포 내 칼슘이온 및 유해 산소종이 시간에 의존적으로 크게 증가하였다. 또한 칼슘 킬레이터인 BAPTA를 전 처리한 경우 유기주석화합물에 의해 유도된 칼슘이온 및 유해 산소종이 대조군에 비해 유의성 있게 감소하였다. 이러한 세포자연사 과정이 미토콘드리아의 cytochromec방출에 의한 과정인지를 화인하기 위해 세포질 내 cytochrome c양을 western blot법을 사용하여 확인해 본 결과 유기주석화합물처리 시간 및 농도에 따라 증가하며, 이 또한 BAPTA를 전처리 한 경우 대조군에 비하여 유의성 있게 감소하였다. 또한 유기주석화합물이 세포자연사 유발 시 caspase-3 효소 활성과의 관계를 확인하기 위해 ELISA법을 사용하여 확인해 본 결과 유기주석화합물 처리 농도에 의존적으로 증가하였으며, caspase-3효소 억제자로 잘 알려진 Z-DEVD FMK을 전 처리한 경우 유기주석화합물을 처리한 군에 비해 세포자연사율이 크게 감소하였다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때 유기주석화합물은 세포 내 칼슘이온의 증가를 일으키고, 그로 인하여 세포질 내 유해산소종 및 cytochrome c의 양이 증가함으로써 세포자연사 다음 단계인 caspase효소 활성의 증가를 통하여 흰쥐의 레이딕 세포주인 R2C의 세포자연사를 일으킬 것이라 추론할 수 있다.

• 한국자원식물학회지
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• 제33권4호
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• pp.279-286
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• 2020

본 연구에서는 부처꽃 에탄올 추출물(ELM)에 대한 항암효능을 알아보기 위하여 인체백혈병 U937 세포의 증식에 미치는 영향과 이와 연관된 apoptosis 유발 여부와 함께 그에 따른 분자생물학적 기전에 대해서 조사하였다. 먼저 ELM 처리에 따른 증식 억제 정도를 조사한 결과, ELM 처리 농도 의존적으로 생존율 및 증식억제 현상이 나타났으며, 핵의 형태 변화, DNA 단편화 및 apoptosis 유발에 관하여 조사한 결과 역시 ELM 처리 농도 의존적으로 증가됨을 확인할 수 있었다. ELM 처리에 따른 U937 세포에서의 apoptosis 유발에 있어서 미토콘드리아 막의 기능 손상이 관여하는 지를 확인하기 위하여 MMP의 변화 정도를 확인한 결과, ELM 처리 농도 증가에 따라 MMP의 소실이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 MMP의 소실에 가 관여하는 지를 확인하기 위하여 사멸수용체(DR4, 5, Fas) 및 사멸수용체에 결합하는 리간드(FasL, TRAIL)의 발현 변화를 확인한 결과, DR4 및 DR5의 발현이 증가하는 것으로 관찰되었다. 또한 내인적 경로에 관여하는 Bcl-2 family 유전자들의 발현변화를 확인한 결과, Bcl-2 발현 감소 및 Bax의 발현 증가의 변화를 보였으며, Bid 단백질의 발현감소가 나타났으므로 상대적으로 tBid의 생성이 증가되었음을 추측할 수 있었다. 한편apoptosis 유발에 직접적으로 관여하는 것으로 알려진 caspase-3, -8 및 -9의 발현에 미치는 ELM의 영향에 대해서 조사하였다. 결과에서 알 수 있듯이 ELM은 death receptor에 의하여 활성화 되는 것으로 알려진 caspase-8 및 세포질로 방출된 cytochrome c에 의하여 활성화 되는 것으로 알려진 caspase-9의 활성화를 유발하였으며, caspase cascade에 의하여 apoptosis에 직접적으로 관여하는 caspase-3의 발현도 증가시키는 것으로 나타났다. 또한 활성화된 caspase-3에 의하여 분해가 일어나는 기질 단백질인 PARP의 경우 ELM 처리에 의하여 모두 단편화가 유발되는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 보면 인체 백혈병 U937 세포에 ELM을 처리하였을 경우에 유발되는 apoptosis는 외인적 경로인 DR4 및 DR5의 발현 증가를 통한 caspase-8의 활성화와 이로 인한 Bid 단백질의 단편화와 함께 내인적 경로의 미토콘드리아 기능 손실에 의하여 caspase-9 및 -3의 활성화 유발과 기질단백질들의 분해가 중요한 역할을 하는 것으로 생각되며, IAP family의 발현 감소로 인하여 caspase의 활성이 억제되지 못하는 것도 apoptosis 유도에 어느 정도 관여했을 것으로 생각된다. 따라서 ELM 처리에 의하여 유발되는 apoptosis는 외인적 경로 및 내인적 경로를 모두 경유하는 multiple apoptotic pathway에 의하여 조절되며, 이때 caspases가 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다.