• 생명과학회지
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• 제17권6호통권86호
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• pp.778-782
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• 2007

Diphenyleneiodonium (DPI)는 NADPH oxidase 같은 flavoenzymes의 저해제로써 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 인간 대장암 세포주 HCT-116 (wild-type p53)와 HT-29 (p53 mutant) 및 인간 유방암 세포주인 MCF-7(wild-type p53)의 세포성장 과정에서의 DPI의 효과를 살펴보았다. DPI는 농도 및 시간 의존적으로 암세포주의성장을 막았으며 G2/M phase에서 cell cycle arrest를 일으켰다. Cell cycle arrest의 가장 높은 값은 DPI 처리후 12 시간에서 관찰할 수 있었다. 한편 DPI는 아폽토시스 그리고 cell cycle arres 에 관여하는 유전자 발현에 관여하는 p53의 표현을 크게 증가시켰으며, 이는 DPI처리 후 6시간 후 부터 관찰할 수 있었다. 그러나 NADPH oxidase의 조합을 억제하는 catechol 계인 apocynin은 p53의 발현을 유도하지 못하였다. 이것은 DPI에 의해 유도되는 p53의 발현증가는 NADPH oxidase활성의 저해와 관련되어 있지 않다는 것을 의미한다. 결론적으로 DPI는 HCT-116, HCT-15 및 MCF-7 암세포주에서 ROS에 비 의존적으로 wild-type p53 발현의 증가를 유도하며, 이 증가된 p53은 DPI에 의해 유도되는 성장 억제 및 C2/M phase에서의 cell cycle arrset과정의 조절기전에 관여한다는 것을 시사한다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제28권4호
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• pp.335-344
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• 2024

Diphenyleneiodonium (DPI) has been widely used as an inhibitor of NADPH oxidase (Nox) to discover its function in cardiac myocytes under various stimuli. However, the effects of DPI itself on Ca²⁺ signaling and contraction in cardiac myocytes under control conditions have not been understood. We investigated the effects of DPI on contraction and Ca²⁺ signaling and their underlying mechanisms using video edge detection, confocal imaging, and whole-cell patch clamp technique in isolated rat cardiac myocytes. Application of DPI suppressed cell shortenings in a concentration-dependent manner (IC₅₀ of ≅0.17 µM) with a maximal inhibition of ~70% at ~100 µM. DPI decreased the magnitude of Ca²⁺ transient and sarcoplasmic reticulum Ca²⁺ content by 20%-30% at 3 µM that is usually used to remove the Nox activity, with no effect on fractional release. There was no significant change in the half-decay time of Ca²⁺ transients by DPI. The L-type Ca²⁺ current (I_Ca) was decreased concentration-dependently by DPI (IC₅₀ of ≅40.3 µM) with ≅13.1%-inhibition at 3 µM. The frequency of Ca²⁺ sparks was reduced by 3 µM DPI (by ~25%), which was resistant to a brief removal of external Ca²⁺ and Na⁺. Mitochondrial superoxide level was reduced by DPI at 3-100 µM. Our data suggest that DPI may suppress L-type Ca²⁺ channel and RyR, thereby attenuating Ca²⁺-induced Ca²⁺ release and contractility in cardiac myocytes, and that such DPI effects may be related to mitochondrial metabolic suppression.

• Parasites, Hosts and Diseases
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• 제57권2호
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• pp.83-92
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• 2019

Based on the reactive oxygen species (ROS) regulatory properties of diphenyleneiodonium (DPI), we investigated the effects of DPI on host-infected T. gondii proliferation and determined specific concentration that inhibit the intracellular parasite growth but without severe toxic effect on human retinal pigment epithelial (ARPE-19) cells. As a result, it is observed that host superoxide, mitochondria superoxide and $H_2O_2$ levels can be increased by DPI, significantly, followed by suppression of T. gondii infection and proliferation. The involvement of ROS in anti-parasitic effect of DPI was confirmed by finding that DPI effect on T. gondii can be reversed by ROS scavengers, N-acetyl-L-cysteine and ascorbic acid. These results suggest that, in ARPE-19 cell, DPI can enhance host ROS generation to prevent T. gondii growth. Our study showed DPI is capable of suppressing T. gondii growth in host cells while minimizing the un-favorite side-effect to host cell. These results imply that DPI as a promising candidate material for novel drug development that can ameliorate toxoplasmosis based on ROS regulation.

• 생명과학회지
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• 제21권11호
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• pp.1625-1630
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• 2011

CoPP는 다양한 세포에서 HO-1의 유전자 발현과 활성을 증가시키는 강력한 유도제로 알려져 있다. HO-1는 세포 및 조직의 손상을 보호한다는 연구가 활발히 진행되고 있으나, 그 작용 기전에 대해서는 아직 잘 모르고 있다. 본 논문에서는 porphyrin 계열의 CoPP의 자극에 의해 유도되는 HO-1 유전자 발현에서 NADPH oxidase의 활성이 미치는 영향을 인간 간암세포주 HepG2에서 조사하였다. 배양 중인 HepG2 세포에서 CoPP는 HO-1의 발현을 농도의존적으로 증가시키는 것을 확인하였다. NADPH oxidase 저해제로 잘 알려져 있는 DPI를 전처리한 후 CoPP로 자극한 세포에서는 HO-1의 발현이 강력하게 억제되는 것으로 나타났다. DPI의 이런 억제 효과가 HO-1의 전사 조절인자 Nrf2의 활성에도 영향을 줄 수 있기 때문에 DPI를 전처리 한 후 CoPP 자극에 의한 Nrf2의 핵으로의 이동을 분석하였다. 그 결과, DPI는 CoPP에 의해 유도되는 Nrf2의 핵으로의 이동과 세포 내 존재하는 양을 감소시키는 것을 확인하였다. 다른 HO-1 발현 유도제로 알려져 있는 hemin에 의한 자극의 경우에도 DPI는 HepG2 세포의 HO-1의 발현을 억제하는 효과를 나타내었다. 그리고, $p47^{phox}$에 대한 siRNA를 사용하여 효과적으로 $p47^{phox}$ 유전자 발현을 knockdown 시켜서 NADPH oxidase의 활성을 억제시키는 방법을 사용하였다. 그 결과, $p47^{phox}$ silencing한 세포에 CoPP를 처리한 경우는 control siRNA를 처리한 세포와 비교할 때 HO-1 발현이 현저히 감소됨을 관찰할 수 있었다. 마지막으로, 세포 내 ROS 생성을 억제하는 GSHmee가 처리된 세포에서는 CoPP나 hemin이 Nrf2의 활성을 증가시키지 못하였고, 그 결과 HO-1의 발현을 유도하지 못하는 것을 알 수 있었는데, 이는 ROS가 CoPP나 hemin에 의한 HO-1 유전자 발현 과정에 중요한 역할을 한다는 것을 의미한다. 이를 종합해 볼 때, 인간 간암세포주 HepG2에서 CoPP나 hemin의 자극에 의한 HO-1 유전자의 발현에는 NADPH oxidase의 활성이 요구된다는 것을 알 수 있고, 그 활성은 세포 내 ROS를 생성시키는 것으로 역할을 한다고 여겨진다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제58권3호
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• pp.267-276
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• 2005

연구배경 : 전환성장인자-${\beta}1$(transforming growth factor-${\beta}1$: $TGF-{\beta}1$)은 폐 섬유화를 매개하는 주된 인자이지만 $TGF-{\beta}1$에 의한 폐 섬유화의 발생과 진행기전의 이해는 아직 불완전하다. $TGF-{\beta}1$은 다양한 세포에서 활성산소족(reactive oxygen species: ROS)을 통하여 세포내 신호를 전달하고 ${\alpha}$-smooth muscle actin (${\alpha}$-SMA)의 신생합성을 통하여 상피세포와 폐 섬유아세포를 근 섬유아세포 표현형으로의 변화를 유도하는 주된 인자이다. ROS는 또 다양한 세포에서 세포외기질 (extracellular matrix: ECM) 축적을 유발하는 것이 알려져 있음으로 본 연구에서는 폐 섬유아세포인 MRC-5 세포에서 $TGF-{\beta}1$이 ROS를 매개하여 fibronectin 분비와 ${\alpha}-SMA$ 표현의 증가에 관여하는지를 검색하였다. 방 법 : 성장이 동일화된 MRC-5 세포를 $TGF-{\beta}1$ (0.2-10ng/ml)으로 96 시간까지 자극하였고, 필요에 따라 항산화제인 N-acetylcysteine (NAC)이나 NADPH oxidase 억제제인 diphenyleniodonium (DPI)을 $TGF-{\beta}1$ 투여 1 시간 전부터 전처리하였다. Dichlorofluorescein (DCF)에 민감한 세포내 ROS는 FACS로, 분비된 fibronectin과 세포의 ${\alpha}-SMA$ 표현은 Western blot 분석으로 측정하였다. 결 과 : $TGF-{\beta}1$은 용량의존적으로 fibronectin 분비와 ${\alpha}-SMA$ 표현을 상향조절하였다. NAC와 DPI는 $TGF-{\beta}1$에 의한 fibronectin 분비 증가와 ${\alpha}-SMA$ 상향조절을 유의하게 억제하였다. $TGF-{\beta}1$에 의한 세포내 ROS의 증가도 NAC나 DPI에 의하여 유의하게 억제되었다. 결 론 : 본 연구의 결과는 폐 섬유아세포에서 NADPH oxidase 에 의하여 생산된 ROS가 $TGF-{\beta}1$에 의한 fibronectin 분비와 ${\alpha}-SMA$ 표현을 상향조절함으로써 폐 섬유화의 발생과 진행에 관여할 수 있음을 증명하였다.

• Journal of Photoscience
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• 제9권2호
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• pp.335-337
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• 2002

Blue light (BL) induces stomatal opening through activation of H$^{+}$ pump, which creates electrical gradient across the plasma membrane for $K^{+}$ uptake into guard cells. The pump is the plasma membrane H$^{+}$ -ATPase and is activated via phosphorylation of the C-terminus with concomitant binding of the 14-3-3 protein. The opening is initiated by the perception of BL through phototropin (phot), which are recently identified as BL receptors in stomatal guard cells. In this study, we provide the biochemical evidence for phots as BL receptors in stomatal guard cells. vfphot was phosphorylated reversibly by BL, and phosphorylation levels of vfphot increased earlier than those of the plasma membrane W-ATPase. BL-dependent phosphorylations of vfphot and H$^{+}$-ATPase showed similar fluence dependency. Staurosporin, an inhibitor of serine/threonine protein kinase, and diphenyleneiodonium chloride (DPI), an inhibitor of flavoprotein, inhibited BL-dependent phosphorylations of vfphot and H$^{+}$ -ATPase. These results indicate that vfphot acts as a BL-receptor mediating stomatal opening.l opening.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제6권1호
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• pp.15-19
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• 2002

The role of vascular NAD(P)H oxidase in subarachnoid hemorrhage (SAH)-induced vasospasm in the basilar artery was examined in a rat model. Arterial vasospasm characterized by increased wall thickness and decreased lumen size was observed at 5 to 7 days after $2^{nd}$ injection of blood into cisterna magna, and these changes were significantly ameliorated by pretreatment of diphenyleneiodonium $(DPI,\;25\;{\mu}l\;of\;100\;{\mu}M),$ an inhibitor of NAD(P)H oxidase. To determine the time course of changes in the vascular NAD(P)H oxidase activity, cerebral vasculature was isolated at different time intervals from 12 hrs to 14 days after injection of autologous blood. At 24 hrs after the second injection of blood, the NAD(P)H oxidase activity was markedly increased with an enhanced membrane translocation of p47phox, but by 48 hours both the enzyme activity and p47phox translocation regained normal values, and were remained unchanged up to 14 days after SAH. However, no significant changes in the expression of p22phox mRNA was observed throughout the experiments. These findings suggest that the activation of NAD(P)H oxidase by which assembly of the oxidase components enhanced and subsequent production of superoxide in the early stages of SAH might contribute to the delayed cerebral vasospasm in SAH rats.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제7권2호
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• pp.103-109
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• 2003

The cellular mechanisms that contribute to the acceleration of atherosclerosis in diabetes are poorly understood. Therefore, the potential mechanisms involved in the diabetes-dependent increase in vascular smooth muscle cell (VSMC) proliferation was investigated. Using primary culture of VSMC from streptozotocin-induced diabetic rat aorta, cell proliferation assay showed two-fold increase in cell number accompanied with enhanced superoxide generation compared to normal VSMC, 2 days after plating. Both the increased superoxide production and cell proliferation in diabetic VSMC were significantly attenuated by not only tiron (1 mM), a superoxide scavenger, but also by diphenyleneiodonium (DPI; $10{\mu}M$), an NAD(P)H oxidase inhibitor. NAD(P)H oxidase activity in diabetic VSMC was significantly higher than that in control cell, accompanied with increased mRNA expression of p22phox, a membrane subunit of oxidase. Furthermore, inhibition of p22phox expression by transfection of antisense p22phox oligonucleotides into diabetic VSMC resulted in a decrease in superoxide production, which was accompanied by a significant inhibition of cell proliferation. Based on these results, it is suggested that diabetes-associated increase in NAD(P)H oxidase activity via enhanced expression of p22phox contributes to augmented VSMC proliferation in diabetic rats.

• 한국임상수의학회지
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• 제31권6호
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• pp.469-476
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• 2014

본 연구는 염증상태에서의 CLA의 효과와 작용기전을 알아보기 위해 LPS-자극 RAW 264.7 macrophages에 있어 ROS 생성과 TNF-${\alpha}$ 생산, NF-${\kappa}B$ 및 $PPAR{\gamma}$ 활성을 검토하였다. t10c12-CLA는 LPS로 자극하지 않은 비염증시의 RAW 세포에서는 ROS 생성을 증가시켜 TNF-${\alpha}$ 생산을 유도하였으며, 이 효과는 $PPAR{\gamma}$ 활성화에 의존해서 NF-${\kappa}B$ 활성 증가에 의해 매개되었다. 반면, LPS로 자극한 염증조건의 RAW 세포에서는 t10c12-CLA가 $PPAR{\gamma}$ 활성화에 의존하지 않는 경로로 ROS 생성 및 과도한 TNF-${\alpha}$ 생산을 억제하였다. 본 결과로부터 CLA는 ROS 생성을 통해 TNF-${\alpha}$ 생산 및 NF-${\kappa}B$ 활성을 염증 유무에 따라 조절하는 것으로 사료되었다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제9권6호
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• pp.327-332
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• 2005

The preventive effects of gene transfer of human copper/zinc superoxide dismutase (Cu/ZnSOD) on the development of cerebral vasospasm after subarachnoid hemorrhage (SAH) were examined usin a rat model of SAH. An experimental SAH was produced by injecting autologous arterial blood twice into the cisterna magna, and the changes in the diameter of the middle cerebral artery (MCA) were measured. Rats subjected to SAH exhibited a decreased diameter with an increased wall thickness of MCA that were significantly ameliorated by pretreatment with diphenyleneiodonium (DPI, $10{\mu}M$), an inhibitor of NAD(P)H oxidase. Furthermore, application of recombinant adenovirus ($100{\mu}l$ of $1{\times}10^{10}$ pfu/ml, intracisternally), which encodes human Cu/ZnSOD, 3 days before SAH prevented the development of SAH-induced vasospasm. Our findings demonstrate that SAH-induced cerebral vasospasm is closely related with NAD(P)H oxidase-derived reactive oxygen species, and these alterations can be prevented by the recombinant adenovirus-mediated transfer of human Cu/ZnSOD gene to the cerebral vasculature.