Background: The phosphoinositide 3-kinase (PI3K)/Akt/mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling axis has emerged as a novel target for cancer therapy. Agents that inhibit this pathway are currently under development for lung cancer treatment. In the present study, we have tested whether dual inhibition of PI3K/Akt/mTOR signaling can lead to enahnced antitumor effects. We have also examined the role of autophagy during this process. Methods: We analyzed the combination effect of the mTOR inhibitor, temsirolimus, and the Akt inhibitor, GSK690693, on the survival of NCI-H460 and A549 non-small cell lung cancer cells. Cell proliferation was determined by MTT assay and apoptosis induction was evaluated by flow cytometry and terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling assay. Autophagy induction was also evaluated by acridine orange staining. Changes of apoptosis or autophagy-related proteins were evaluated by western blot analysis. Results: Combination treatment with temsirolimus and GSK690693 caused synergistically increased cell death in NCI-H460 and A549 cells. This was attributable to increased induction of apoptosis. Caspase 3 activation and poly(ADP-ribose) polymerase cleavage accompanied these findings. Autophagy also increased and inhibition of autophagy resulted in increased cell death, suggesting its cytoprotective role during this process. Conclusion: Taken together, our results suggest that the combination of temsirolimus and GSK690693 could be a novel strategy for lung cancer therapy. Inhibition of autophagy could also be a promising method of enhancing the combination effect of these drugs.
Background: The effect and possible mechanism of traditional Chinese medicine, baicalin, on the PI3K/Akt signaling pathway in drug-resistant human myeloid leukemia HL-60/ADR cells have been investigated in this current study. Methods: HL-60/ADR cells were treated by 20, 40, $80\;{\mu}mol/L$ baicalin followed by cell cycle analysis at 24h. The mRNA expression level of the apoptosis related gene, Bcl-2 and bad, were measured by RT-PCR on cells treated with $80\;{\mu}mol/L$ baicalin at 12, 24 and 48hr. Western blot was performed to detect the changes in the expression of the proteins related to HL-60/ADR cell apoptosis and the signaling pathway before and after baicalin treatment, including Bcl-2, PARP, Bad, Caspase 3, Akt, p-Akt, NF-${\kappa}B$, p-NF-${\kappa}B$, mTOR and p-mTOR. Results: Sub-G1 peak of HL-60/ADR cells appeared 24 h after $20\;{\mu}mol/L$ baicalin treatment, and the ratio increased as baicalin concentration increased. Cell cycle analysis showed 44.9% G0/G1 phase cells 24 h after baicalin treatment compared to 39.6% in the control group. Cells treated with $80\;{\mu}mol/L$ baicalin displayed a trend in decreasing of Bcl-2 mRNA expression over time. Expression level of the Bcl-2 and PARP proteins decreased significantly while that of the PARP, Caspase-3, and Bad proteins gradually increased. No significant difference in Akt expression was observed between treated and the control groups. However, the expression levels of p-Akt, NF-${\kappa}B$, p-NF-${\kappa}B$, mTOR and p-mTOR decreased significantly in a time-dependent manner. Conclusions: We conclude that baicalin may induce HL-60/ADR cell apoptosis through the PI3K/AKT signaling pathway.
Colorectal cancer (CRC) is one of the most common cancers in many parts of the world. Its development is a multi-step process involving three distinct stages, initiation that alters the molecular message of a normal cell, followed by promotion and progression that ultimately generates a phenotypically altered transformed malignant cell. Reports have suggested an association of the phosphoinositide-3-kinase (PI3K)/Akt pathway with colon tumorigenesis. Activation of Akt signaling and impaired expression of phosphatase and tensin homolog (PTEN) (a negative regulator of Akt) has been reported in 60-70% of human colon cancers and inhibitors of PI3K/Akt signaling have been suggested as potential therapeutic agents. Around 80% of human colon tumors possess mutations in the APC gene and half of the remainder feature ${\beta}$-catenin gene mutations which affect downstream signaling of the PI3K/Akt pathway. In recent years, there has been a great focus in targeting these signaling pathways, with natural and synthetic drugs reducing the tumor burden in different experiment models. In this review we survey the role of PI3K/Akt/mTOR and Wnt signaling in CRC.
Depression is a complicated psychiatric illness with severe consequences. Despite recent advanced achievements of molecular neurobiology, pathophysiology of depression has not been well elucidated. Among new findings of pathophysiology of depression, the possible fast antidepressant effect by N-methyl-D-asparate receptor antagonist, such as ketamine, is regarded as a promising treatment target of depression. Ketamine stimulates the mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling pathway and activation of mTOR signaling pathway may be a key mechanism of the antidepressant effect of ketamine. Thus, this review describes the role of mTOR signaling in the pathophysiology of depression and developing a new treatment target of depression.
개똥쑥은 예로부터 항암, 항바이러스 및 항균의 효능을 지니는 것으로 알려져 왔지만 작용 기작에 대한 내용이 많이 알려지지 않았다. 본 연구에서는 AGS 인체 위암 세포를 대상으로 개똥쑥 추출물(AAE)에 의한 apoptosis 효과와 신호경로 연구를 시행하였다. AAE의 암세포 성장에 미치는 영향을 확인하기 위하여 AGS cell에 AAE를 처리하고 MTT assay와 LDH assay를 수행한 결과 AAE 농도 의존적으로 나타난 세포 성장 억제가 세포 손상에 의한 것임을 확인하였다. 또한, AAE에 의한 암세포 증식 억제 효과가 apoptosis에 의한 것인지 확인하기 위하여 Hoechst 33342 staining과 Annexin V-PI staining을 수행한 결과, Hoechst 33342 staining에서 apoptotic body와 세포질 응축이 농도 의존적으로 증가하는 것을 확인하였고, Annexin V-PI staining에서 apoptotic cells의 변화가 농도 의존적으로 증가함을 확인하였다. Western blotting의 결과 AAE가 농도 의존적으로 세포 생장에 관여하는 신호 단백질인 p-Akt, p-TSC2, p-mTOR, p-GSK-$3{\beta}$의 발현이 감소함을 확인하였고, anti-apoptotic 단백질인 Bcl-2의 발현이 억제됨으로써 proapoptotic 단백질인 Bax, Bak의 발현이 증가하는 일련의 신호경로를 조절할 수 있다는 것을 확인하였다. 미토콘드리아 막 전위의 탈분극 유도를 확인하기 위한 JC-1 assay 수행 결과, AAE 농도 의존적으로 미토콘드리아 막 전위의 탈분극이 유도됨을 확인하였다. 탈분극에 의한 caspase 활성을 확인하기 위해 caspase-3/7 activity assay를 수행한 결과, AAE 농도 의존적으로 caspase activity 증가를 확인하였다. 또한, apoptosis가 일어나는 일련의 신호경로를 확인하기 위해 apoptosis 상위 단백질인 Akt, mTOR, GSK-$3{\beta}$의 활성을 억제하는 LY294002, Rapamycin, BIO를 각각 AGS cell에 처리하고 세포증식에 미치는 영향과 신호 단백질의 발현 양상을 알아보기 위해 MTT assay, LDH assay, western blotting을 수행하였다. 그 결과 AAE와 LY294002, Rapamycin 처리군에서 세포증식 억제와 LDH 방출량 증가뿐만 아니라 세포 생장 신호 단백질인 p-mTOR, p-TSC2, p-Akt, p-GSK-$3{\beta}$의 발현이 감소하는 것을 확인하였고, Bcl-2의 발현이 억제됨으로써 Bax와 Bak의 발현을 증가시키는 신호경로를 조절할 수 있다는 것을 확인하였다. 따라서 AGS cell에 개똥쑥 추출물을 처리하였을 때 유도되는 apoptosis 효과는 Akt/mTOR/GSK-$3{\beta}$ 경로 활성 억제를 통해 Bcl-2 발현이 감소함에 따라 Bax, Bak를 활성화해 세포질로의 cytochrome C 유리에 따른 caspase 활성으로 이루어진다는 것을 알 수 있었다.
식물에서 추출한 파이토케미컬은 암세포의 여러 신호전달 기작에 관여함으로써 apoptosis를 유도한다. 본 연구에서는 파이토케미컬의 한 종류인 레스베라트롤을 MCF-7 세포에 처리함으로써 암세포의 증식 억제와 apoptosis 유도 효과를 알아보았고, 이러한 효과가 암세포의 성장과 증식에 관여하는 단백질인 mTOR와 COX-2의 발현 양상에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 그 결과 MCF-7 세포에 레스베라트롤을 처리했을 때 농도가 증가함에 따라 암세포의 생존률이 감소하였고, Hoechst 33342를 이용한 chromatin 염색과 Annexin V-propodium iodide staning을 통하여 암세포의 세포증식 효과가 apoptosis에 의해 유도된 것임을 알 수 있었다. MCF-7 세포에 레스베라트롤을 처리했을 때 mTOR 및 COX-2의 발현 양상을 확인하기 위해 Western blotting을 실시한 결과, 레스베라트롤의 농도가 높아짐에 따라 mTOR 및 COX-2의 발현이 감소함을 확인 하였다. 이와 같은 결과는 MCF-7 유방암 세포에서 레스베라트롤에 의한 암세포의 증식 억제 및 apoptosis 유도가 mTOR 신호경로 저해를 통한 COX-2의 발현을 감소시킴으로써 나타나는 것으로 보인다.
Hyun-Jin Jang;Soon Lee;Eunmi Hong;Kyung June Yim;Yong-Soo Choi;Ji Young Jung;Z-Hun Kim
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
제33권4호
/
pp.449-462
/
2023
Previously, we confirmed that Mychonastes sp. 246 methanolic extract (ME) markedly reduced the viability of BxPC-3 human pancreatic cancer cells. However, the underlying mechanism ME remained unclear. Hence, we attempted to elucidate the anticancer effect of ME on BxPC-3 human pancreatic cancer cells. First, we investigated the components of ME and their cytotoxicity in normal cells. Then, we confirmed the G1 phase arrest mediated growth inhibitory effect of ME using a cell counting assay and cell cycle analysis. Moreover, we found that the migration-inhibitory effect of ME using a Transwell migration assay. Through RNA sequencing, Gene Ontology-based network analysis, and western blotting, we explored the intracellular mechanisms of ME in BxPC-3 cells. ME modulated the intracellular energy metabolism-related pathway by altering the mRNA levels of IGFBP3 and PPARGC1A in BxPC-3 cells and reduced PI3K and mTOR phosphorylation by upregulating IGFBP3 and 4E-BP1 expression. Finally, we verified that ME reduced the growth of three-dimensional (3D) pancreatic cancer spheroids. Our study demonstrates that ME suppresses pancreatic cancer proliferation through the IGFBP3-PI3K-mTOR signaling pathway. This is the first study on the anticancer effect of the ME against pancreatic cancer, suggesting therapeutic possibilities and the underlying mechanism of ME action.
Mammalian target of rapamycin (mTOR) is a serine-threonine kinase member of the cellular phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) pathway, which is involved in multiple biological functions by transcriptional and translational control. mTOR is a downstream mediator in the PI3K/Akt signaling pathway and plays a critical role in cell survival. In cancer, this pathway can be activated by membrane receptors, including the HER (or ErbB) family of growth factor receptors, the insulin-like growth factor receptor, and the estrogen receptor. In the present work, we congregated an electronic network of mTORC1 built on an assembly of data using natural language processing, consisting of 470 edges (activations/interactions and/or inhibitions) and 206 nodes representing genes/proteins, using the Cytoscape 3.6.0 editor and its plugins for analysis. The experimental design included the extraction of gene expression data related to five distinct types of cancers, namely, pancreatic ductal adenocarcinoma, hepatic cirrhosis, cervical cancer, glioblastoma, and anaplastic thyroid cancer from Gene Expression Omnibus (NCBI GEO) followed by pre-processing and normalization of the data using R & Bioconductor. ExprEssence plugin was used for network condensation to identify differentially expressed genes across the gene expression samples. Gene Ontology (GO) analysis was performed to find out the over-represented GO terms in the network. In addition, pathway enrichment and functional module analysis of the protein-protein interaction (PPI) network were also conducted. Our results indicated NOTCH1, NOTCH3, FLCN, SOD1, SOD2, NF1, and TLR4 as upregulated proteins in different cancer types highlighting their role in cancer progression. The MCODE analysis identified gene clusters for each cancer type with MYC, PCNA, PARP1, IDH1, FGF10, PTEN, and CCND1 as hub genes with high connectivity. MYC for cervical cancer, IDH1 for hepatic cirrhosis, MGMT for glioblastoma and CCND1 for anaplastic thyroid cancer were identified as genes with prognostic importance using survival analysis.
Molecular targeting for the altered signaling pathways has been proven to be effective for the treatment of many types of human cancer, including colorectal cancer (CRC). The dual phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) and mammalian target of rapamycin (mTOR) inhibitor BEZ235 has shown to exhibit potent antitumor activity against solid tumors. Autophagy is a cellular lysosomal catabolic process to maintain metabolic homeostasis, which has been known to be induced in response to many therapeutic agents in cancer cells. This process is negatively regulated by mTOR and often acts as prosurvival or prodeath mechanism following cancer therapeutics. The current study was designed to investigate the antiproliferation activity of BEZ235 and to evaluate the role of autophagy induced by BEZ235 using HCT15 CRC cells bearing ras oncogene mutation. We found that BEZ235 decreases cell viability, which was mostly dependent on $G_1$ arrest of cell cycle via suppression of cyclin A expression. BEZ235 affects PI3K/Akt/mTOR signaling pathway by increasing the phosphorylation of AKT at $Ser^{473}$ and RAS/RAF/MEK/ERK pathway by decreasing the phosphorylation of ERK at $Tyr^{204}$. BEZ235 also stimulated autophagy induction as evidenced by the increased expression of LC3-II and abundant acidic vesicular organelles (AVOs) in the cytoplasm. In addition, the combination of BEZ235 with autophagy inhibitor chloroquine, a known antagonist of autophagy, counteracted the antiproliferation effect of BEZ235. Thus, our study indicates that autophagy induced in response to BEZ235 treatment appears to act as cell death mechanism in HCT15 CRC cells.
Resistance to hypomethylating agents (HMAs) in myelodysplastic syndrome (MDS) and acute myeloid leukemia (AML) is a concerning problem. Polo-like kinase 1 (PLK1) is a key cell cycle modulator and is known to be associated with an activation of the PI3K pathway, which is related to the stabilization of DNA methyltransferase 1 (DNMT1), a target of HMAs. We investigated the effects of volasertib on HMA-resistant cell lines (MOLM/AZA-1 and MOLM/DEC-5) derived from MOLM-13, and bone marrow (BM) samples obtained from patients with MDS (BM blasts >5%) or AML evolved from MDS (MDS/AML). Volasertib effectively inhibited the proliferation of HMA-resistant cells with suppression of DNMTs and PI3K/AKT/mTOR and ERK pathways. Volasertib also showed significant inhibitory effects against primary BM cells from patients with MDS or MDS/AML, and the effects of volasertib inversely correlated with DNMT3B expression. The DNMT3B-overexpressed AML cells showed primary resistance to volasertib treatment. Our data suggest that volasertib has a potential role in overcoming HMA resistance in patients with MDS and MDS/AML by suppressing the expression of DNMT3 enzymes and PI3K/AKT/mTOR and ERK pathways. We also found that DNMT3B overexpression might be associated with resistance to volasertib.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.