Jeong, Haengdueng;Lim, Kyung-Min;Goldenring, James R.;Nam, Ki Taek
Biomolecules & Therapeutics
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제27권6호
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pp.553-561
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2019
Rab25, a member of the Rab11 small GTPase family, is central to achieving cellular polarity in epithelial tissues. Rab25 is highly expressed in epithelial cells of various tissues including breast, vagina, cervix, the gastrointestinal tract, and skin. Rab25 plays key roles in tumorigenesis, mainly by regulating epithelial differentiation and proliferation. However, its role in skin physiology is relatively unknown. In this study, we demonstrated that Rab25 knock-out (KO) mice show a skin barrier dysfunction with high trans-epidermal water loss and low cutaneous hydration. To examine this observation, we investigated the histology and epidermal differentiation markers of the skin in Rab25 KO mice. Rab25 KO increased cell proliferation at the basal layer of epidermis, whereas the supra-basal layer remained unaffected. Ceramide, which is a critical lipid component for skin barrier function, was not altered by Rab25 KO in its distribution or amount, as determined by immunohistochemistry. Notably, levels of epidermal differentiation markers, including loricrin, involucrin, and keratins (5, 14, 1, and 10) increased prominently in Rab25 KO mice. In line with this, depletion of Rab25 with single hairpin RNA increased the expression of differentiation markers in a human keratinocyte cell line, HaCaT. Transcriptomic analysis of the skin revealed increased expression of genes associated with skin development, epidermal development, and keratinocyte differentiation in Rab25 KO mice. Collectively, these results suggested that Rab25 is involved in the regulation of epidermal differentiation and proliferation.
In this study, the inhibitory effect of Atriplex gmelinii C. A. Mey. against the activity of MMP-2 and MMP-9 secreted from phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA)-stimulated HT-1080 cells was evaluated by gelatin zymography and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), reverse transcription polymerase-chain reaction (RT-PCR), and Western blot assay. Specimens of the halophyte A. gmelinii were extracted twice for 24 hr with methylene chloride ($CH_2Cl_2$), and then twice with methanol (MeOH), in turn. Each extract significantly inhibited the enzymatic activities in gelatin zymography and MMP ELISA kit, and expression of MMP-2 and 9 in mRNA and protein levels. Two crude extracts were combined and then the combined crude extracts were fractionated into n-hexane, 85% aqueous methanol (85% aq.MeOH), n-butanol (n-BuOH), and water ($H_2O$) fractions, according to solvent polarity. Among solvent-partitioned fractions, the 85% aq.MeOH fraction showed the strongest inhibitory effect against MMP-2 and -9 in gelatin zymography and MMP ELISA kit. In RT-PCR, all solvent-partitioned fractions significantly suppressed mRNA expression of MMP-2 and -9. On the other hand, in Western blot assay, all solvent-partitioned fractions except $H_2O$ significantly reduced expression levels of protein. HT 1080 cell migration was most significantly inhibited by the n-BuOH fraction followed by the 85% aq.MeOH and $H_2O$ fractions. These results suggest that A. gmelinii could be used as a potential source to inhibit tumor cell metastasis.
본 연구에서는 염생식물의 하나인 함초를 각 용매별로 분획하여 암세포 성장억제 효과와 quinone reductase(QR) 활성 유도 효과를 보았다. 간암 세포인 HepG2, 대장암 세포주인 HT-29 그리고 유방암 세포주인 MCF-7을 이용하여 암세포 성장 억제 효과를 실험한 결과 간암세포주인 HepG2에서 제일 효과가 컸고 사용한 3종의 암 세포주 모두 SHMM층에서 월등히 높은 암세포 성장 억제 효과를 나타내었다. 그리고 암 예방 효과를 알아보기 위하여 3종의 암세포 중 유일하게 quinone reductase를 가지고 있는 인체 간암세포주인 HepG2를 이용하여 QR 활성 유도 효과를 측정한 결과 역시 SHMM층에서 유의적으로 QR 활성 유도 효과가 높게 나타났다. 본 실험 결과에서 함초의 methanol 분획층인 SHMM층에서 암세포 성장 억제 효과와 QR 유도 활성 효과가 높게 나타났으며 이 분획층에 유효한 생리활성 물질이 함유되어 있을 가능성이 높을 것으로 추정된다. 본 연구를 통하여 함초를 이용한 암예방 기능성 식품을 개발할 수 있는 가능성이 보이며, 특히 함초의 methanol 분획층에 대한 집중적인 연구가 요구된다.
면역세포는 외부 병원체 감염, 자연적 순환에 대하여 형태변화를 수반한다. T세포는 염증, 면역 감시, 이동, 그리고 혈관통과를 위해 uropod, filopodia, lamellipodia, 및 microvilli를 생산한다. 짧고 손가락 처럼 생긴 microvilli는 순환하고 있는 포유동물 면역세포 표면을 덮고 있다. 단핵세포와 호중구의 세포표면은 많이 다른데 membrane ruffle을 함유하고 있다. 본 연구는, T세포의 microvilli에 대하여 actin cytoskeleton과의 연관성에 대하여 탐구하였다. Actin 파괴자인 cytochalasin D 처리 후 SEM관찰을 통해서, Jurkat T세포의 microvilli를 보면 빠르게 사라지는 것을 알 수 있었다. 이와는 대조적으로 RhoA의 activator인 PMA는 LIMK와 cofilin 신호 전달을 통해서 microvilli 두께가 확장되는 것을 관찰 하였다. 또한, cytochalasin D 처리는 EL4 T세포의 극성을 사라지게 하는 것으로 보아 F-actin은 T세포의 극성 유지에도 영향을 미친다. 이상의 결과는 Actin cytoskeleton은 T세포에서 microvilli와 극성 유지에 관여하고 있는 것을 제시한다.
치근활택술만 시행한 군과 치근활택술후 테트라사이클린 25, 50, 75, 100, 150mg/ml 농도로 5분간 처리한 군 사이에 치근면에서의 치주인대세포에 대한 증식 및 전개에 미치는 효과를 비교하기 위해 심한 치주질환으로 이환된 치아를 발치하여 철저한 치근활택술을 시행한 후 치주질환에 이환된 치근면만을 이용하여 치근절편을 제작하였다. 5분간 절편을 각 농도별로 침수시킨 후 세포증식률을 알아보기 위해 각 절편을 24 well 조직배양기에 넣고 $1{\times}10^5$개의 치주인대세포를 가진 배양액 1ml씩을 넣어 6시간동안 배양 후, 새로운 배양기에 옮기고 24, 48, 72시간동안 배양하여 0.05% trypsin/0.02% EDTA로 처리하고 세포를 분리하여 광학위상차현미경을 이용하여 세포수를 측정하고 단위치근면적당 세포수를 계산하였다, 세포증식률의 실험에서는 24, 48, 72시간 모두에서 치근활택술군, 테트라사이클린 25, 150, 50, 75, 100mg/ml 처리군 순으로 세포 수가 증가함을 보였으며 각 군 모두에서도 시간경과에 따라 부착세포수도 증가하는 경향을 보였다. 24시간에서는 치근활택술군과 테트라사이클린 75mg/ml, 100mg/ml 처리군 사이, 48시간에서는 치근활택술군과 테트라사이클린 100mg/ml 처리군 사이, 72시간에서는 치근활택술군과 테트라사이클린 50, 75, 100mg/ml와 테트라사이클린 25mg/ml와 100mg/ml 사이에 통계학적으로 유의성을 보였다(p<0.05). 전반적으로 치근활택술군보다 테트라사이클린으로 처리한 치근면 특히 농도 100mg/ml 처리군에서 좋은 세포증식률을 보였으며 150mg/ml에서는 100mg/ml 처리군에 비해 세포 증식률이 감소하는 경향을 보였다. 주사전자현미경 관찰에서는 세포배양 30분 후에는 치근활택술군에서는 세포외형이 전반적으로 구형을 보이면서 부착된 양상을 보였고 테트라사이클린 처리군에서는 세포질이 방사형으로 약간 확장되고 중간부는 소기포로 덮히고 둥글게 보였다. 세포수에 있어서도 테트라사이클린 처리군이 더 많이 부착되어 있는 양상을 나타내었고 상아세관의 노출도 관찰할 수 있었다. 세포배양 6시간이 경과한 후 세포는 치근활택술군에서는 세포질이 방사형으로 확장되어 보이고, 테트라사이클린 처리군에서는 세포의 변연일부가 함몰되어 극성을 나타내기 시작했다. 세포배양 24시간이 경과한 후 치근활택술군에서는 세포가 뚜렷한 극성을 보이고 테트라사이클린 처리군에서는 조금 더 신장된 방추형을 보였다. 이상의 연구 결과, 치주인대세포의 전개는 치근면을 테트라사이클린으로 처리시 테트라사이클린 l00mg/ml 처리군이 50mg/ml 처리군보다 초기에는 약간 더 진전된 양상을 보였으나 시간이 경과함에 따라 거의 유사하게 나타났으며, 치근활택술군보다는 우수하게 진행되었고, 세포증식률에서는 테트라사이클린 100mg/ml 처리군이 가장 많은 세포수를 보였으므로 임상적용시에는 테트라사이클린 100mg/ml가 적절할 것으로 사료된다.
오만둥이의 세포독성 효과를 알아보기 위해 신선한 오만둥이를 분쇄하고 동결건조하여 분말 형태로 제조한 후 시료 5 g당 메탄올, 에탄올, 아세톤, 물을 각각 100 mL씩 첨가하여 용매별 추출물을 제조하였다. 이 용매별 추출물을 대장암 세포주인 HT-29 cell에 250 ${\mu}g/mL$ 농도로 각각 처리하여 형태학적인 변화를 관찰한 결과 대조군에 비해 아세톤 추출물에서 세포의 수가 감소하고 그 형태가 응축되는 현상을 관찰할 수 있었고, 이 결과를 바탕으로 100, 250, 500 ${\mu}g/mL$ 농도로 MTT reduction assay를 실시한 결과 아세톤 추출물을 500 ${\mu}g/mL$ 농도로 처리했을 때 6%의 암세포만이 생존하는 것으로 나타나 형태학적인 실험결과와 동일한 결과를 얻을 수 있었다. 아세톤 추출물을 헥산, 디에틸 에테르, 에틸 아세테이트 그리고 물로 분획물을 조제하여 대장암 세포주인 HT-29 cell에 250 ${\mu}g/mL$ 농도로 각각 처리하여 형태학적인 변화를 관찰한 결과 헥산 분획물에서 세포의 형태변화가 가장 크게 나타났으며 250 ${\mu}g/mL$ 농도로 MTT reduction assay를 실시한 결과에서도 5.1%의 암세포만이 존재하는 것으로 나타나 헥산 분획물이 가장 높은 세포독성 효과를 보이는 것을 확인할 수 있었다. 다른 암세포주에 대한 영향을 알아보기 위해 헥산 분획물을 SW620, HeLa 및 MCF-7 세포주에 농도별로 처리한 결과, 250 ${\mu}g/mL$ 농도에서 10% 내외의 암세포 생존율을 보여 높은 세포독성 효과를 나타내었으며 특히, HeLa 세포주에서는 생존율이 5.8%로 나타나 매우 높은 활성을 보였다. 이상의 결과를 종합하여 미루어 짐작해 볼 때 오만둥이에 함유된 불포화 지방산 등의 지용성 물질이 암세포주의 성장 억제에 중요한 역할을 하리라 생각된다. 따라서 오만둥이 추출물은 다양한 암세포주에 대해 활성을 가지는 해양생물로서의 잠재적인 가능성을 가진다는 것을 확인할 수 있었다.
한국환경성돌연변이발암원학회 2002년도 Molecular and Cellular Response to Toxic Substances
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pp.80-88
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2002
Recent studies demonstrate that collagen IV selectively pro-motes the repair of physiological processes in sublethally injured renal proximal tubular ceils (RPTC). We sought to further define the mechanisms of cell repair by measuring the effects of toxicant injury and stimulation of repair by L-ascorbic acid-2-phosphate (AscP), exogenous collagen IV, or function-stimulating integrin antibodies on the expression and subcellular localization of collagen-binding integrins (CBI) in RPTC. Expression of CBI subunits ${\alpha}_1$, ${\alpha}_2$, and ${\beta}_1$ in RPTC was not altered on day 1 after sublethal injury by S-(1,2-dichlorovinyl)-L-cysteine (DCVC). On day 6, expression of ${\alpha}_1$ and ${\beta}_1$ subunits remained unchanged, whereas a 2.2-fold increase in ${\alpha}_2$ expression was evident in injured RPTC. CBI localization in control RPTC was limited exclusively to the basal membrane. On day 1 after injury, RPTC exhibited a marked inhibition of active $Na^+$ transport and a loss of cell polarity characterized by a decrease in basal CBI localization and the appearance of CBI on the apical membrane. On day 6 after injury, RPTC still exhibited marked inhibition of active $Na^+$ transport and localization of CBI to the apical membrane. However, DCVC-injured RPTC cultured in pharmacological concentrations of AscP (500 ${\mu}$M)or exogenous collagen IV (50 ${\mu}$g/ml) exhibited an increase inactive $Na^+$ transport, relocalization of CBI to the basal membrane, and the disappearance of CBI from the apical membrane on day 6. Function-stimulating antibodies to CBI ${\beta}_1$ did not promote basal relocalization of CBI despite stimulating the repair of $Na^+$/$K^+$-ATPase activity on day 6 after injury. These data demonstrate that DCVC disrupts integrin localization and that physiological repair stimulated by AscP or collagen IV is associated with the basal relocalization of CBI in DCVC-injured RPTC. These data also suggest that CBI-mediated repair of physiological functions may occur independently of integrin relocalization.
Tumor necrosis factor receptor associated factor 4 (TRAF4)는 사람의 유방암에서 과발현 되며, 암세포전이, ROS 및 세포 극성 형성 등에 관여하는 것으로 알려져 있다. 그러나 돼지에서는 아직까지 그 기능과 특성에 대한 연구가 보고 된 바 없다. 따라서 본 연구에서는 돼지 TRAF4의 mRNA 전장서열을 분석하고, 그 기능과 특성을 알아보고자 수행되었다. TRAF4의 전장서열을 밝히기 위해 돼지 신장유래세포(pK15)에서 total RNA 추출하여 RACE (Rapid Amplification of cDNA ends) PCR을 수행하였다. 2,030 염기쌍의 mRNA 전장서열을 분석하였고, 470개의 아미노산으로 구성 되어 있는 것을 확인하였다. 사람과 쥐의 Homology를 분석한 결과 각각 93 % 그리고 90 %의 유사도를 가지며, 사람과는 8개, 쥐와는 12개의 아미노산 차이가 있음을 확인하였다. qPCR을 통하여 TRAF4, CLDN4, OCLN 그리고 TJP1의 발현을 분석한 결과 세포의 confluency 정도에 따라 발현이 다르게 나타남을 확인하였고, 세포가 40% 증식한 그룹 보다 60 %와 80 % 이상 증식 한 그룹에서 유의적으로 높게 나타났다. 또한 TRAF4의 기능을 확인하기 위하여 TRAF4 siRNA 처리 한 결과 TRAF4와 tight junction 관련 유전자가 낮게 발현됨을 관찰하였다. 따라서 사람과 마우스와 같이 돼지에서도 TRAF4가 발현되며, 세포-세포 간 중요한 역할을 하는 tight junction에 관여하는 것으로 사료된다.
갯메꽃은 해안 사구에 분포하며 식물로 높은 환경 적응력을 가지고 있으며 갯메꽃은 항산화, 해열, 살균, 이뇨작용 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 암전이 과정에서 중요한 역할을 한다고 알려진 matrix metalloproteinases (MMPs)의 일종인 MMP-2와 MMP-9의 활성에 대한 갯메꽃의 억제효과를 methylene chloride (MC) 및 methanol (MeOH) 추출물과 조추출물, 유기용매 분획물을 시료로 하여 인체 섬유육종 HT-1080 세포를 이용하여 ELISA (Enzyme-linked immunosorbent), gelatin zymography, Wound healing assay, RT-PCR, western blot 실험을 통해 조사하였다. 갯메꽃의 MC 및 MeOH 추출물, 조추출물과 4가지 유기용매 분획물이 HT-1080 세포에서 MMP-2와 MMP-9 생성 억제 활성을 나타냄을 확인하였다. 그 중에서도 n-hexane, 85% aq.MeOH 분획물이 전반적으로 MMP-2와 MMP-9에 대한 높은 억제활성을 보였다. 이들 결과로부터 85% aq.MeOH과 n-hexane 분획물에 MMP 억제 활성이 높은 물질이 존재할 것으로 추측되어지며, 갯메꽃 추출물 및 분획물이 암침윤 및 전이를 억제하는 효과적인 항암소재로서의 가능성이 있음을 제시한다. 이에 본 연구팀은 85% aq.MeOH과 n-hexane 분획물에 있는 활성물질을 분리하기 위한 연구를 추가적으로 수행할 계획이다.
염생식물인 비쑥은 식용이 가능한 약용식물로서 살충, 항염, 항콜레스테롤, 해열, 항균 활성 등이 알려져 있다. 본 연구에서는 phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA)로 자극된 인간 섬유육종 HT-1080 세포에서 5가지 활성검색방법 즉 : gelatin zymography, MMPs ELISA, wound healing assay, reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR), Western blot을 이용하여 비쑥의 조추출물과 그 용매 분획물의 MMP-2와 MMP-9 효소 활성에 대한 저해 효과를 평가하였다. 비쑥 시료들을 메틸렌 클로라이드(MC)와 메탄올(MeOH)로 각각 2번 추출하여 합한 것을 조추출물로 사용하였으며 이 조추출물은 MMP-2와 MMP-9 효소활성에 대해 유의한 억제 효과를 나타내었다. 이 조추출물은 용매극성에 따라 다시 n-hexane, 85% aq.MeOH, n-butanol 및 물 분획층으로 분획되었으며 이렇게 얻어진 4개의 용매 분획물들중에 n-hexane과 85% aq.MeOH 분획이 gelatin zymography와 MMP ELISA assay에서 MMP-2와 MMP-9의 활성을 효과적으로 억제하였다. 또한 wound healing assay, RT-PCR 및 Western blot assay에서 H2O 분획을 제외한 모든 용매 분획물들이 세포 이동, 그리고 MMP-2 및 MMP-9의 mRNA와 단백질 발현을 유의하게 억제하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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