• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제23권5호
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• pp.357-366
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• 2019

$G{\alpha}_q$-coupled receptor stimulation was implied in the activation process of transient receptor potential canonical (TRPC)1/4 and TRPC1/5 heterotetrameric channels. The inactivation occurs due to phosphatidylinositol 4,5-biphosphate ($PI(4,5)P_2$) depletion. When $PI(4,5)P_2$ depletion was induced by muscarinic stimulation or inositol polyphosphate 5-phosphatase (Inp54p), however, the inactivation by muscarinic stimulation was greater compared to that by Inp54p. The aim of this study was to investigate the complete inactivation mechanism of the heteromeric channels upon $G{\alpha}_q$-phospholipase $C{\beta}$ ($G{\alpha}_q-PLC{\beta}$) activation. We evaluated the activity of heteromeric channels with electrophysiological recording in HEK293 cells expressing TRPC channels. TRPC1/4 and TRPC1/5 heteromers undergo further inhibition in $PLC{\beta}$ activation and calcium/protein kinase C (PKC) signaling. Nevertheless, the key factors differ. For TRPC1/4, the inactivation process was facilitated by $Ca^{2+}$ release from the endoplasmic reticulum, and for TRPC1/5, activation of PKC was concerned mostly. We conclude that the subsequent increase in cytoplasmic $Ca^{2+}$ due to $Ca^{2+}$ release from the endoplasmic reticulum and activation of PKC resulted in a second phase of channel inhibition following $PI(4,5)P_2$ depletion.

• Journal of Ginseng Research
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• 제47권6호
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• pp.706-713
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• 2023

Background and objective: The ability to inhibit aggregation has been demonstrated with synthetically derived ginsenoside compounds G-Rp (1, 3, and 4) and ginsenosides naturally found in Panax ginseng 20(S)-Rg3, Rg6, F4, and Ro. Among these compounds, Rk3 (G-Rk3) from Panax ginseng needs to be further explored in order to reveal the mechanisms of action during inhibition. Methodology: Our study focused to investigate the action of G-Rk3 on agonist-stimulated human platelet aggregation, inhibition of platelet signaling molecules such as fibrinogen binding with integrin α_IIbβ₃ using flow cytometry, intracellular calcium mobilization, dense granule secretion, and thromboxane B₂ secretion. In addition, we checked the regulation of phosphorylation on PI3K/MAPK pathway, and thrombin-induced clot retraction was also observed in platelets rich plasma. Key Results: G-Rk3 significantly increased amounts of cyclic adenosine monophosphate (cAMP) and led to significant phosphorylation of cAMP-dependent kinase substrates vasodilator-stimulated phosphoprotein (VASP) and inositol 1,4,5-trisphosphate receptor (IP₃R). In the presence of G-Rk3, dense tubular system Ca²⁺ was inhibited, and platelet activity was lowered by inactivating the integrin αIIb/β₃ and reducing the binding of fibrinogen. Furthermore, the effect of G-Rk3 extended to the inhibition of MAPK and PI3K/Akt phosphorylation resulting in the reduced secretion of intracellular granules and reduced production of TXA₂. Lastly, G-Rk3 inhibited platelet aggregation and thrombus formation via fibrin clot. Conclusions and implications: These results suggest that when dealing with cardiovascular diseases brought upon by faulty aggregation among platelets or through the formation of a thrombus, the G-Rk3 compound can play a role as an effective prophylactic or therapeutic agent.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제5권4호
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• pp.287-297
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• 2001

Contraction of smooth muscle is initiated by an increase in cytosolic $Ca^{2+}$ leading to activation of $Ca^{2+}$/ calmodulin-dependnet myosin light chain (MLC) kinase and phosphorylation of MLC. The types of contraction and signaling mechanisms mediating contraction differ depending on the region. The involvement of these different mechanisms varies depending on the source of $Ca^{2+}$ and the kinetic of $Ca^{2+}$ mobilization. $Ca^{2+}$ mobilizing agonists stimulate different phospholipases $(PLC-{\beta},\;PLD\;and\;PLA_2)$ to generate one or more $Ca^{2+}$ mobilizing messengers $(IP_3\;and\;AA),$ and diacylglycerol (DAG), an activator of protein kinase C (PKC). The relative contributions of $PLC-{\beta},\;PLA_2$ and PLD to generate second messengers vary greatly between cells and types of contraction. In smooth muscle cell derived form the circular muscle layer of the intestine, preferential hydrolysis of $PIP_2$ and generation of $IP_3$ and $IP_3-dependent\;Ca^{2+}$ release initiate the contraction. In smooth muscle cells derived from longitudinal muscle layer of the intestine, preferential hydrolysis of PC by PLA2, generation of AA and AA-mediated $Ca^{2+}$ influx, cADP ribose formation and $Ca^{2+}-induced\;Ca^{2+}$ release initiate the contraction. Sustained contraction, however, in both cell types is mediated by $Ca^{2+}-independent$ mechanism involving activation of $PKC-{\varepsilon}$ by DAG derived form PLD. A functional linkage between $G_{13},$ RhoA, ROCK, $PKC-{\varepsilon},$ CPI-17 and MLC phosphorylation in sustained contraction has been implicated. Contraction of normal esophageal circular muscle (ESO) in response to acetylcholine (ACh) is linked to $M_2$ muscarinic receptors activating at least three intracellular phospholipases, i.e. phosphatidylcholine-specific phospholipase C (PC-PLC), phospholipase D (PLD) and the high molecular weight (85 kDa) cytosolic phospholipase $A_2\;(cPLA_2)$ to induce phosphatidylcholine (PC) metabolism, production of diacylglycerol (DAG) and arachidonic acid (AA), resulting in activation of a protein kinase C (PKC)-dependent pathway. In contrast, lower esophageal sphincter (LES) contraction induced by maximally effective doses of ACh is mediated by muscarinic $M_3$ receptors, linked to pertussis toxin-insensitive GTP-binding proteins of the $G_{q/11}$ type. They activate phospholipase C, which hydrolyzes phosphatidylinositol bisphosphate $(PIP_2),$ producing inositol 1, 4, 5-trisphosphate $(IP_3)$ and DAG. $IP_3$ causes release of intracellular $Ca^{2+}$ and formation of a $Ca^{2+}$-calmodulin complex, resulting in activation of myosin light chain kinase and contraction through a calmodulin-dependent pathway.

• 생명과학회지
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• 제16권4호
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• pp.612-617
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• 2006

포스포리파제 C-감마1$(phospholipase\;C-{\gamma}\;1;\;PLC-{\gamma}\;1)$은 활성화될 경우 세포 내의 이차전령인 inositol 1,4,5-trisphosphate$(IP_3)$와 diacylglycerol(DG)을 생성하는 중요한 세포 신호전달 분자이다. 튜불린은 미세소관과 방추사의 주요 구성 단백질로서 알파형과 베타형의 두 가지 동위형이 있는데 이들은 모든 진핵세포에 존재하면서 이형 이합체를 형성한다. 이 중 베타형 튜불린은 사람의 경우 6종의 또 다른 동위형이 존재하는 것으로 밝혀졌는데 이들은 각 조직에서 그 발현양상이 서로 다르게 나타난다. 이전의 연구에서 우리들은 $PLC-{\gamma}\;1$과 4종의 베타튜불린 동위형 즉, ${\beta}1$, ${\beta}2$, ${\beta}3$ 및 ${\beta}6$이 세포 내에서 서로 결합할 수 있으며 또한 외부의 자극이 전달될 경우 이들 4종의 동위형이 $PLC-{\gamma}\;1$을 활성화시켜 준다는 사실을 보고한 바 있다. 이번 실험에서는 이전의 연구에서 조사하지 못하였던 베타 튜불린의 나머지 두 가지 동위형 즉, ${\beta}4$및 ${\beta}5$가 $PLC-{\gamma}\;1$에 결합하여 $PLC-{\gamma}\;1$의 활성을 증가시켜줌으로서 세포 내에서의 신호전달계를 조절하고 있음을 확인하였다. 이 결과는 이전의 연구결과와 연관 지워볼 때, 6종의 모든 베타형 튜불린은 세포 외부의 자극이 있을 경우 $PLC-{\gamma}\;1$을 활성화시켜줌을 시사한다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제49권3호
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• pp.310-322
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• 2000

배경 : Phospholipase C는 세포내 신호 전달과정의 초기 단계에 있어서， 매우 중요한 역할을 하는 효소로 알려져 있으며, 세포막에 존재하는 인지질 가운데 중요한 부분을 차지하는 $PIP_2$를 분해하여 제2전령물질인 DAG와 IP3를 생성한다. 이들 제2전령물질은 각각 PKC를 활성화시키고, 세포내의 $Ca^{2+}$농도를 증가 시켜서 세포내 여러 단백질 효소들을 활성화시키는 동시에, PLC 효소는 자체적으로 갖고 있는 고유의 SH2, SH3 및 PH domains 등의 기능 영역을 통해, 다른 신호 전달 인자들과 상호 작용하고, 세포막의 재구성이나, 세포분열, 발안과정에 관여 하게 된다. 이에 저자 등은 이전의 연구에서, 인체 정상 폐조직에서 PLC-${\beta}1$, -${\beta}3$, -${\gamma}1$ 및 -${\delta}1$ 동위효소가 존재함을 보고하였으며, bovine lung 내에서 PLC-${\gamma}1$ 동위 효소를 활성화 시키는 AHNAK 단백을 분리, 정제 및 클로닝 하였고, 이 AHNAK 단백이 인체 폐암조직내에서 정상조직에 비해 증가 되어 있음을 보고하여, 폐암의 발암과정에 있어서 칼슘-inositol 신호전달체계의 이상이 연관 되어있음을 제시하였다. 하지만 아직 인체 폐암조직이나 다른 종류의 폐질환에 대해서는， PLC 동위효소의 발현양상에 대한 보고가 없었으므로, 이에 저자 등은 수술로 적출한 인체 폐암 조직 내에서 PLC 동위 효소의 발현을 연구하여, 폐암의 발암과정에서 이들 효과가 갖는 역할을 규명하고자 하였다. 대상 및 방법 : 아주 대학교 병원에 내원하여 원발성 폐암으로 수술적 절제술을 받은 환자중에서, 신선냉동상태의 암조직과 동일환자의 정상폐조직이 확보가, 가능했던 37예의 환자를 대상으로 하였다. 이들조직을 대상으로 PLC-${\beta}1$, -${\beta}3$, -${\gamma}1$ 및 -${\delta}1$ 동위효소에 대해 Western blot 분석을 시행하였고, 대표적인 표본에 대해서는 PLC-${\gamma}1$에 대한 면역조직화학검사를 시행하였다. 결과 : 연구의 대상이었던 15예의 선암조직 모두에서, PLC-${\gamma}1$ 동위효소의 과발현을 관찰할 수 있었으며, 편평상피세포암 19예 중 16예에서 PLC-${\gamma}1$의 발현이 정상조직에 비해 증가하였음이 확인되었다. PLC-${\delta}1$ 동위효소의 경우, 대부분의 폐암조직에 감소되어 있었다. 하지만 이와는 반대로, 일부 선암 및 편평상피 암 조식(각3예)에서는, 현저한 증가를 보이기도 했다. 또한, 비록 그 증례수가 적기는 하였지만, 소세포 폐암 4예에서는, 모두에서 정상 폐조직보다, PLC-${\delta}1$ 효소의 발현이 현저히 감소되어 있음을 관찰하였다. 결론 : 이상의 결과로 미루어 폐암 조직 내에서 PLC-${\gamma}1$ 동위효소의 발현이 증가되어 있었는데, 이는 저자등이, 이미 보고한바 있는, PLC-${\gamma}1$의 활성화 AHNAK의 과발현과 함께, 폐암의 발암과정에, 칼슘-inositol 신호전달 채계의 이상이 관여할것이라는 실험적인 증거가 될수 있다고 하겠다. 하지만, PLC-${\delta}1$ 동위효소의 감소에 대해서는, 좀더 구체적인 기전의 규명 및 PLC-${\delta}1$ 효소의 역할에 대한 보다 많은 연구가 필요할것으로 사료된다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제15권3호
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• pp.150-155
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• 2007

In the present study, we have tested the effect of dioleoyl phosphatidic acid (PA) on intracellular $Ca_{2+}$ concentration ($[Ca^{2+}]_{i}$) in two human colon cancer cell lines (HCT116 and HT29). PA and lysophosphatidic acid (LPA), a bioactive lysolipid, increased $[Ca^{2+}]_{i}$ in both HCT116 and HT29 cell lines. Increases of $[Ca^{2+}]_{i}$ by PA and LPA were more robust in HCT116 cells than in HT29 cells. A specific inhibitor of phospholipase C (U73122), however, was not inhibitory to the cell responses. Pertussis toxin, a specific inhibitor of $G_{i/o}$ type G proteins, however, had an inhibitory effect on the responses except for an LPA-induced one in HT29 cells. Ruthenium red, an inhibitor of the ryanodine receptor, was not inhibitory on the responses, however, 2-APB, a specific inhibitor of inositol 1,4,5-trisphosphate receptor, completely inhibited both lipid-induced $Ca^{2+}$ increases in both cell types. Furthermore, by using Ki16425 and VPC32183, two structurally dissimilar specific antagonists for $LPA_{1}/LPA_{3}$ receptors, an involvement of endogenous LPA receptors in the $Ca^{2+}$ responses was observed. Ki16425 completely inhibited the responses but the susceptibility to VPC32183 was different to PA and LPA in the two cell types. Expression levels of five LPA receptors in the HCT116 and HT29 cells were also assessed. Our data support the notion that PA could increase $[Ca^{2+}]_{i}$ in human colon cancer cells, probably via endogenous LPA receptors, G proteins and $IP_{3}$ receptors, thereby suggesting a role of PA as an intercellular lipid mediator.

• Journal of Ginseng Research
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• 제35권1호
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• pp.92-103
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• 2011

Ginseng has been used as a general tonic agent to invigorate human body. In the present study, we isolated novel glycolipoproteins from ginseng that activate $Ca^{2+}$-activated $Cl^-$ channel (CaCC) in Xenopus oocytes and transiently increase intracellular free $Ca^{2+}$ concentration ($[Ca^{2+}]_i$) in mouse Ehrlich ascites tumor cells. We named the active ingredients as gintonin. Gintonin exists in at least six different forms. The native molecular weight of gintonin is about 67 kDa but its apparent molecular weight is about 13 kDa, indicating that gintonin might be a pentamer. Gintonin is rich in hydrophobic amino acids. Its main carbohydrates are glucose and glucosamine. Its lipid components are linoleic, palmitic, oleic, and stearic acids. Gintonin actions were blocked by U73122, a phospholipase C inhibitor, 2-aminoethxydiphenyl borate, an inositol 1,4,5-trisphosphate receptor antagonist, or bis (o-aminophenoxy) ethane-N,N,N0,N0-tetracetic acid acetoxymethyl ester, a membrane permeable $Ca^{2+}$ chelator. In the present study, we for the first time isolated novel gintonin and showed the signaling pathways on gintonin-mediated CaCC activations and transient increase of $[Ca^{2+}]_i$. Since $[Ca^{2+}]_i$ as a second messenger plays a pivotal role in the regulation of diverse $Ca^{2+}$-dependent intracellular signal pathways, gintonin-mediated regulations of $[Ca^{2+}]_i$ might contribute to biological actions of ginseng.

• Journal of Ginseng Research
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• 제43권2호
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• pp.305-311
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• 2019

Background: Gintonin is a ginseng-derived exogenous ligand of the G protein-coupled lysophosphatidic acid (LPA) receptor. We previously reported that gintonin stimulates gliotransmitter release in primary cortical astrocytes. Astrocytes play key roles in the functions of neurovascular systems. Although vascular endothelial growth factor (VEGF) is known to influence the normal growth and maintenance of cranial blood vessels and the nervous system, there is little information about the effect of gintonin on VEGF regulation in primary astrocytes, under normal and hypoxic conditions. Methods: Using primary cortical astrocytes of mice, the effects of gintonin on the release, expression, and distribution of VEGF were examined. We further investigated whether the gintonin-mediated VEGF release protects astrocytes from hypoxia. Results: Gintonin administration stimulated the release and expression of VEGF from astrocytes in a concentration- and time-dependent manner. The gintonin-mediated increase in the release of VEGF was inhibited by the LPA1/3 receptor antagonist, Ki16425; phospholipase C inhibitor, U73122; inositol 1,4,5- triphosphate receptor antagonist, 2-APB; and intracellular $Ca^{2+}$ chelator, BAPTA. Hypoxia further stimulated astrocytic VEGF release. Gintonin treatment stimulated additional VEGF release and restored cell viability that had decreased due to hypoxia, via the VEGF receptor pathway. Altogether, the regulation of VEGF release and expression and astrocytic protection mediated by gintonin under hypoxia are achieved via the LPA receptor-VEGF signaling pathways. Conclusion: The present study shows that the gintonin-mediated regulation of VEGF in cortical astrocytes might be neuroprotective against hypoxic insults and could explain the molecular basis of the beneficial effects of ginseng on the central nervous system.

• 생명과학회지
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• 제19권8호
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• pp.1073-1080
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• 2009

비스테로이드성 항염증약(nonsteroidal anti-inflammatory drugs; NSAIDs)은 항염 및 진통효과를 나타내며, 염증억제 외에 다양한 신호전달 분자를 통해 여러 가지 세포생리활성을 조절하며, 암세포에서는 세포사멸 유도를 통한 항암제 효과를 보이고 있다. 본 연구에서는 NSAIDs가 암세포사멸프로그램을 작동시키는데 있어 phosphatidyl inositol 3-kinase (PI3K)-Akt/protein kinase B (PKB) 그리고 MEK1/2-ERK1/2 신호 전달계과 같은 anti-apoptotic program이 NSAIDs의 효과를 경감시키는 것으로 예상하고, 이들 항세포사멸 프로그램을 억제하였을 경우, NSAIDs의 세포사멸 유도작용이 증가되는지 그 가능성을 조사하였다. 세포사멸은 Hoeschst 33342으로 핵응축과 핵 쪼개짐을 염색하여 확인하였다. Western blotting을 통해 단백질 발현과 역전사중합효소연쇄반응을 통해 mRNA 발현을 확인하였다. NSAIDs 처리와 동시에 PI3K-Akt/PKB와 MEK-ERK1/2 신호전달계의 억제제를 함께 처리했을 때, NSAIDs의 세포사멸유도작용이 증가함을 확인하였다. 또한 PI3K와 MEKl/2 신호전달계의 상위에 존재하는 receptor tyrosine kinases (RTKs)의 억제제인 genistein을 함께 처리하였을 때에도 유사한 효과가 나타남을 확인하였다. 그리고 이들 복합처리에 의해 NAG-1 발현이 증가하며 NAG-1 interference 하였을 경우 복합처리에 의한 세포사멸증진 효과가 사라짐을 확인하였다. 본 연구결과는 암세포에 활성화 되어 있는 세포생존프로그램을 제어하는 물질(genistein 혹은 LY294002+U0126)을 복합처방함으로써 NSAIDs의 항암작용을 증진시킬 수 있음을 보여준다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제47권3호
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• pp.347-355
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• 1999

배경: Phospholipase C(PLC)는 세포의 성장, 분화, 변형(transformation)과 관련된 세포내 신호 전달과정에 중추적인 역할을 하는 효소이다. 이들 중 PLC-$\gamma$는 tyrosine kinase의 인산화에 의해 주로 활성화되는 데, 최근에 phosphatidic acid(PA), phosphatidy-linositol 3, 4, 5-trisphosphate($PIP_3$), tau 단백에 의한 활성화 기전이 밝혀진 바 있다. 특히 tau 단백은 bovine brain에서 arachidonic acid와 함께 PLC-$\gamma$를 활성화시키는 것으로 알려져 PLC-$\gamma$와 $PLA_2$ 사이의 cross-talk이 이루어질 가능성이 제시되고 있다. 최근 보고에 의하면 tau 단백과 같은 기전으로 PLC-${\gamma}1$ 활성화시키는 단백이 bovine lung에서 발견되었고, 이 활성화 단백을 정제 및 클론하여 AHNAK 단백임이 확인된 바 있다. 또한 PLC-${\gamma}1$이 유방암, 대장암, 위암 등에서 증가되어 있어 발암 과정과 연관되어 있음이 보고되어 왔으나 PLC-${\gamma}1$의 활성화 단백인 AHNAK 단백에 대해서는 질병과 관련되어 연구된 것이 아직 없는 실정이며 저자 등은 폐암 조직과 정상 폐조직에서 AHNAK 단백의 발현 양상을 연구하여 폐암의 발암과정에 AHNAK 단백이 관여함을 밝히고자 하였다. 대상 및 방법: 아주대학교 병원에 내원하여 폐암으로 수술을 받은 환자의 폐암 조직과 동일 환자의 정상 폐조직에서 AHNAK 단백의 발현양상을 western blot 분석과 면역조직화학적 염색방법을 통하여 조사하였다. 결과: 14예의 편평상피암 세포조직 중 8예 (57.1 %)와 14예의 선암 세포조직 모두에서 정상 대조군에 비해 AHNAK 단백의 발현이 증가하였고, 70 kDa~200kDa의 여러가지 분자량을 가지는 띠모양으로 나타났다. 면역조직화학적 염색에서도 정상 폐조직보다 폐암 조직내에서 강한 발색반응을 보였다. 결론: PLC-${\gamma}1$의 활성화 단백인 AHNAK 단백이 폐암 조직에서 정상 조직보다 과발현된 것은, AHNAK 단백이 PLC-${\gamma}1$을 활성화시켜 폐암의 발생 기전에 관여할 수 있음을 뒷받침한다고 하겠다.