• Nutrition Research and Practice
• /
• 제15권1호
• /
• pp.12-25
• /
• 2021

BACKGROUND/OBJECTIVES: The study was conducted to investigate the efficacy of the combination treatment of phytochemical resveratrol and the anticancer drug docetaxel (DTX) on prostate carcinoma LNCaP cells, including factors related to detailed cell death mechanisms. MATERIALS/METHODS: Using 2-dimensional monolayer and 3-dimensional spheroid culture systems, we examined the effects of resveratrol and DTX on cell viability, reactive oxygen species (ROS) levels, mitochondrial membrane potential, apoptosis, and necroptosis by MTT, flow cytometry, and Western blotting. RESULTS: At concentrations not toxic to normal human prostate epithelial cells, resveratrol effectively decreased the viability of LNCaP cells depending on concentration and time. The combination treatment of resveratrol and DTX exhibited synergistic inhibitory effects on cell growth, demonstrated by an increase in the sub-G0/G1 peak, Annexin V-phycoerythrin positive cell fraction, ROS, mitochondrial dysfunction, and DNA damage response as well as concurrent activation of apoptosis and necroptosis. Apoptosis and necroptosis were rescued by pretreatment with ROS scavenger N-acetylcysteine. CONCLUSIONS: We report resveratrol as an adjuvant drug candidate for improving the outcome of treatment in DTX therapy. Although the underlying mechanisms of necroptosis should be investigated comprehensively, targeting apoptosis and necroptosis simultaneously in the treatment of cancer can be a useful strategy for the development of promising drug candidates.

• 대한약리학회지
• /
• 제27권2호
• /
• pp.155-166
• /
• 1991

Paraquat 독성작용에 있어서 mitochondria의 잠재적인 역할을 평가하기 위하여, 이 약물의 산소 radical 생성과 지질과산화 반응에 미치는 영향을 mouse간의 submitochondrial particle 과 microsome에서 비교하여 보았다. Submitochondrial particle 사용시 NADH를, microsome 사용시 NADPH를 전자공여체로 이용한 경우 paraquat는 두 분획에서 superoxide anion과 hydrogen peroxide의 생성을 증가시켰다. 동일한 조건하에서 paraquat는 hydroxyl radical의 생성을 시사하는 methional로 부터 ethylene의 생성을 증가시켰다. 그러나, paraquat에 의한 이들 각각의 효과는 microsome에서 보다 submitochondrial particle에서 약간 낮았다. 한편, 두 분획 모두에서 paraquat는 지질과산화 반응을 촉진시켰다. Submitochondrial particle과 microsome에서의 Paraquat에 의한 지질과산화반응은 i) 두 분회에서 지질과산화는 SOD에 의해서 부분적으로 억제됨을 보였고, DETAPAC(iron chelator)에 의해서는 완전히 억제되었고, catalase와 hydroxyl radical scavenger에 의해서는 억제되지 아니하였으며, ii) 반응내 $ADP-Fe^{3+}$ 첨가로 paraquat에 의한 지질과산화는 더욱 증가되었지만 methional로 부터 ethylene 생성은 감소하여 hydroxyl radical 생성과 지질과산화 사이에는 상관성이 없음으로 보아 같은 기전을 통해 촉진됨을 알 수 있었고 이러한 촉진작용은 perferryl ion을 통하여 일어나리라 추측되었다. Submitochondrial particle에서 paraquat에 의해 촉진된 산소라디칼 생성과 지질과산화 반응은 p-hydroxymercuribenzoate(NADH dehydrogenase 억제제)에 의하여 억제되었으나 다른 respiratory chain 차단제들에 의해서는 거의 영향을 받지 않음으로 보아 mitochondria에서의 paraquat의 redox-cycling은 CoQ 보다는 NADH dehyrogenase와 관련이 있음을 시사하였다. 이상의 결과로 보아 산소 radical의 생성과 지질과산화를 유도하는 paraquat의 redox-cycling은 microsome에서와 마찬가지로 mitochondria에서도 일어나며, 이결과 생체내에서의 paraquat의 독작용에 관여함을 짐작할 수 있다.

• 생명과학회지
• /
• 제18권11호
• /
• pp.1513-1520
• /
• 2008

4-Hydroxynonenal (4-HNE)는 세포내 레독스의 균형을 깨뜨려 혈관 기능 손상을 일으킨다. 본 연구자들은 HNE의 축적이 야기하는 혈관 기능 손상기전을 더 잘 이해하기 위하여 혈관 내피 세포의 미토콘드리아 세포사 메커니즘을 규명하였다. HNE를 처리한 세포에서는 미토콘드리아 막전위 소실과 그에 따른 cytochrome C의 방출이 유도되었으며, Bax의 증가 및 Bcl-2의 감소가 관찰되었다. ROS 제거제인 NAC와 peroxynitrite 제거제인 페니실라민은 HNE가 유도하는 ROS 생성을 차단하여 cytochrome C 방출과 세포사를 억제하였다. 세포에 HNE와 zVAD-fmk (caspase 저해제)를 같이 처리하면 HNE가 유도하는 세포사를 억제하지 못하는데 이는 HNE에 의한 세포사가 caspase에 비의존적 단계일 가능성을 시사하였다. 위의 결과들은 HNE가 유도하는 혈관 내피 세포의 세포사 매커니즘은 미토콘드리아 막전위의 탈분극에 의해 촉발되며 이는 혈관계 항상성의 악화와 노화에 의해 수반되는 혈관기능 손상을 유도할 것으로 사료된다.

• International Journal of Oral Biology
• /
• 제31권4호
• /
• pp.127-133
• /
• 2006

[ $H_2O_2$ ], a member of reactive oxygen species (ROS), is known to be involved in the mediation of physiological functions in a variety of cell types. However, little has been known about the physiological role of $H_2O_2$ in exocrine cells. Therefore, in the present study, the effect of $H_2O_2$ on cholecystokinin (CCK)-evoked $Ca^{2+}$ mobilization and amylase release was investigated in rat pancreatic acinar cells. Stimulation of the acinar cells with sulfated octapeptide form of CCK (CCK-8S) induced biphasic increase in amylase release. Addition of $30\;{\mu}M\;H_2O_2$ enhanced amylase release caused by 10 pM CCK-8S, but inhibited the amylase release induced by CCK-8S at concentrations higher than 100 pM. An ROS scavenger, $10\;{\mu}M$ Mn(III)tetrakis(4-benzoic acid)porphyrin chloride, increased amylase release caused by CCK-8S at concentrations higher than 100 pM, although lower concentrations of CCK-8S-induced amylase release was not affected. To examine whether the effect of $H_2O_2$ on CCK-8S-induced amylase release was exerted via modulation of intracellular $Ca^{2+}$ signaling, we measured the changes in intracellular $Ca^{2+}$ concentration $([Ca^{2+}]_i)$ in fura-2 loaded acinar cells. Although $30\;{\mu}M\;H_2O_2$ did not induce any increase in $[Ca^{2+}]_i$ by itself, it increased the frequency and amplitude of $[Ca^{2+}]_i$ oscillations caused by 10 pM CCK-8S. However, $30\;{\mu}M\;H_2O_2$ had little effect on 1 nM CCK-8S-induced increase in $[Ca^{2+}]_i$. ROS scavenger, 1 mM N-acetylcysteine, did not affect $[Ca^{2+}]_i$ changes induced by 10 pM or 1 nM CCK-8S. Therefore, it was concluded that $30\;{\mu}M\;H_2O_2$ enhanced low concentration of CCK-8S-induced amylase release probably by increasing $[Ca^{2+}]_i$ oscillations while it inhibited high concentration of CCK-8S-induced amylase release.

• 한국식품과학회지
• /
• 제34권6호
• /
• pp.1036-1042
• /
• 2002

'남고' 품종의 국내산 청매실을 $30\;{\mu}m$ 두께의 LDPE 필름 봉투에 넣고 탄산가스 흡착제로서 $Ca(OH)_2$, 에틸렌 흡착제로서 $KMnO_4$와 이들의 혼합 가스흡착제를 첨가하여 밀봉한 후 $25^{\circ}C$에 저장하면서 일반성분 및 호흡특성 변화를 관찰하였다. 저장중 적정 산도와 가용성 고형분은 감소하고 pH는 증가하여 숙성중 변화와 반대되는 경향을 보였으며, 청매실의 황화와 과육 연화에 의한 품질저하는 에틸렌 흡착제를 사용함으로써 현저히 억제되어 상온에서도 10일간 선도유지 효과를 확인할 수 있었다. 또한 에틸렌 흡착제를 첨가한 경우는 상온저장 10일 후에도 생리장해가 거의 발생되지 않았으며 호흡률의 변화도 거의 관찰되지 않았다. 청매실을 상온 유동할 때 적정 투과성의 플라스틱 필름에 밀봉포장하고 일정량의 에틸렌 흡착제를 사용함으로써 포장내부의 기체조성을 $CO_2$ 농도 7-8%, $O_2$ 농도 2-3%로 유지할 경우 안정적인 호흡패턴으로 생리적 장해를 억제하여 청매실의 신선도를 유지하는데 뚜렷한 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국동물생명공학회지
• /
• 제34권1호
• /
• pp.10-19
• /
• 2019

Morphology of cumulus-oocyte-complexes (COCs) at germinal vesicle (GV) stage as one of the evaluation criteria for oocyte maturation quality after in vitro maturation (IVM) plays important roles on the meiotic maturation, fertilization and early embryonic development in pigs. When cumulus cells of COCs are insufficient, which is induced the low oocyte maturation rate by the increasing of reactive oxygen species (ROS) in porcine oocyte during IVM. The ROS are known to generate including superoxide and hydrogen peroxide from electron transport system of mitochondria during oocyte maturation in pigs. To regulate the ROS production, the cumulus cells is secreted the various antioxidant enzymes during IVM of porcine oocyte. Our previous study showed that Mito-TEMPO, superoxide specific scavenger, improves the embryonic developmental competence and blastocyst formation rate by regulating of mitochondria functions in pigs. However, the effects of Mito-TEMPO as a superoxide scavenger to help the anti-oxidant functions from cumulus cells of COCs on meiotic maturation during porcine oocyte IVM has not been reported. Here, we categorized experimental groups into two groups (Grade 1: G1; high cumulus cells and Grade 2: G2; low cumulus cells) by using hemocytometer. The meiotic maturation rate from G2 was significantly (p < 0.05) decreased (G1: $79.9{\pm}3.8%$ vs G2: $57.5{\pm}4.6%$) compared to G1. To investigate the production of mitochondria derived superoxide, we used the mitochondrial superoxide dye, Mito-SOX. Red fluorescence of Mito-SOX detected superoxide was significantly (p < 0.05) increased in COCs of G2 compared with G1. And, we examined expression levels of genes associated with mitochondrial antioxidant such as SOD1, SOD2 and PRDX3 using a RT-PCR in porcine COCs at 44 h of IVM. The mRNA levels of three antioxidant enzymes expression in COCs from G2 were significantly (p < 0.05) lower than COCs of G1. In addition, we investigated the anti-oxidative effects of Mito-TEMPO on meiotic maturation of porcine oocyte from G1 and G2. Meiotic maturation and mRNA levels of antioxidant enzymes were significantly (p < 0.05) recovered in G2 by Mito-TEMPO ($0.1{\mu}M$, MT) treatment (G2: $68.4{\pm}3.2%$ vs G2 + MT: $73.9{\pm}1.4%$). Therefore, our results suggest that reduction of mitochondria derived superoxide by Mito-TEMPO may improves the meiotic maturation in IVM of porcine oocyte.

• 한국수산과학회지
• /
• 제30권4호
• /
• pp.608-613
• /
• 1997

해양오염의 진단을 위한 생화학적 오염지표 설정의 기초연구의 일환으로서, 오염이 심각한 서해 (또는 황해)산 넙치(Paralichthys olivaceus)에 이어 서해산 도다리 (Pleuronichthys cornutus)의 혈액 및 뇌중의 활성산소종 및 그들의 제거효소의 활성을 동해안의 포항의 자연산 도다리를 대조군으로 하여 분석 평가하였다. 이들 넙치의 혈청중의 단백질의 함량은 해역이나 서식환경에 따라 뚜렷한 차이를 발견할 수 없었지만, 서해안 자연산 도다리의 뇌 및 근육중의 단백질의 함량은 동해안의 포항산 도다리 대비 뇌는 $15\~45\%$, 근육은 $35\~45\%$나 현저히 감소되고 있었다. 서해안의 자연산 도다리의 혈청중의 과산화지질 (MDA)의 함량은 포항의 자연산 도다리의 대조군 대비 $30\~70\%$나 현저히 높았다. 서해안의 자연산 도다리의 혈청중의 히드록시 라디칼의 생성이 동해안 포항의 자연산 도다리의 혈청중의 히드록시 라디칼의 생성 대비 $15\~90\%$ 정도나 유의적으로 높았다. 서해안의 자연산 도다리의 혈청중의 SOD의 활성은 동해안 포항의 자연산 도다리의 혈청중의 SOD의 활성 대비 $20\~40\%$나 SOD의 활성이 유의적으로 낮았을뿐만 아니라 서해안의 자연산 도다리의 뇌중의 GSHPx의 활성도 동해안 포항의 자연산 도다리의 뇌중의 GSHPx의 활성 $10\~60\%$정도나 유의적으로 낮았다. 이러한 사실도 도다리의 SOD의 활성과 마찬가지로 해양오염에 의해 활성산소의 제거효소로서 생체의 방어효소가 그 만큼 활성이 저하되고 있다는 사실을 입증하고 있다. 이상의 실험결과에서 볼 때 뇌나 근육중의 단백질 함량의 감소, 혈청중의 SOD 및 뇌중의 GSHPx 활성의 저하, 그리고 혈청중의 과산화지질의 함량이 서해안의 도다리가 동해안의 대조군 대비 유의적인 변화를 나타낸다는 사실은 생화학적 오염지표로서의 가능성을 검토할 가치가 있다고 판단된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
• /
• 제42권2호
• /
• pp.184-205
• /
• 1995

연구배경: Bleomycin(BLM) 투여로 유발되는 폐손상 및 폐섬유화는 특발성 폐섬유증의 실험적 모델로써 BLM의 폐독성 기전은 산소유리기에 의한 직접 독성과 염증세포, 섬유모세포 및 세포외 기질에 의한 간접 독성으로 나누어 설명하고 있다. 이에 저자는 폐손상의 주요 원인이 되는 산소유리기의 생성과 이미 형성된 산소유리기를 보집할 수 있는 산화방지제들을 투여함으로써, BLM에 의한 폐손상 및 폐섬유화의 발생과 그 억제기전을 이해하고자 본 실험을 시행하였다. 방법: 웅성 백서에 폐손상 및 폐섬유화의 대표적인 실험적 방법인 bleomycin (BLM)을 투여함과 동시에 산화방지제로 구리의 킬레이트제인 penicillamine, 철의 킬레이트제인 deferoxamine과 산소유리기의 보집제인 vitamine E를 투여한 후 그 형태학적 변화를 보기 위해 기관지폐포 세척액 검사, 광학현미경 소견과 세포외 기질인 교원섬유 제 I, III, IV형과 비교원성 기질인 fibronectin과 laminin 그리고 근섬유모세포에 대한 NBD phallicidin에 대한 면역형광염색 및 면역조직화학염색소견을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 결과: 1) 기관지폐포세척액의 검사소견상 총 세포수는 BLM 단독투여군의 경우 제4일에 최고값에 도달한 후 감소하기 시작하여 제28일에 대조군과 비슷해졌지만, penicillamine과 deferoxamine 처치군은 제1일부터 제28일까지 계속 높았으며, vitamin E 처치군은 제3일부터 현저한 차이로 감소하여 제7일부터 대조군과 비슷해졌다. 기관지폐포 세척액의 각 염증세포구성비는 BLM 단독투여군은 초기 즉 제1, 3, 4일에 중성구가 현저히 증가하다가 제7일부터 감소하여 제28일에 대조군과 비슷해졌지만, vitamin E 처치군은 중성구가 제3일부터 BLM 단독투여군의 1/3이하로 현저히 감소하였다. 2) 광학현미경소견은 BLM 단독투여군의 경우 다른 실험군에 비해 섬유화가 가장 심하였고, penicillamine 처치군은 중성구의 침윤이 지속적으로 많았으며, deferoxamine 처치군은 폐포 중격의 림프구 침윤이 뚜렷하였고, vitamin E 처치군은 페포 중격 및 폐포강내 대식세포 증가가 많았다. 이러한 소견은 기관지폐포세척액 소견과 잘 일치하였다. 산화방지제 처치군의 섬유화 소견은 deferoxamine 처치군이 가장 뚜렷하였고, penicillamine 처치군은 적었지만 관찰되었으며, vitamin E 처치군은 거의 없었다. 3) 세포외 기질의 변화로 폐포 간질의 기저막에 양성반응을 나타내는 제 IV형 교원섬유와 laminin 및 Jones' methenamine silver 염색결과는 비슷한 양상이었는데, BLM 단독투여군, penicillamine 처치군과 deferoxamine 처치군은 모두 제28일군에서 음성반응을 나타냈으나, vitamin E 처치군은 제28일까지 대조군과 비슷하게 기저막이 유지되었다. 섬유화 부위에 증가된 세포외 기질은 제 I 형 교원섬유와 fibronectin 이었으며, 제 III 형 교원섬유는 각 국에서 초기에 일시적으로 양성반응을 나타내었다. NBD phallicidin은 BLM 단독투여군에서 특히 제 28일군 육아조직의 방추형세포에 양성반응을 보였다. 결론: Bleomycin 투여에 의한 폐손상 및 폐섬유화 기전은 bleomycin이 구리 또는 철 이온의 존재하에 생성한 산소유리기에 의해 유발될 수도 있으나, 주로 중성구의 활성화로 인한 산소유리기에 의해 유발되고, 폐의 섬유화 제 I 형 교원섬유와 fibronectin의 증가로 초래되었다. 폐손상의 억제는 킬레이트제 보다는 산소유리기의 보집제인 vitamin E 투여시 가장 효과가 있었는데 이것은 초기의 중성구 증가 및 중성구의 활성화 정도에 따라 간질내 폐포의 기저막 유지 및 재생이 가능하고 이것이 폐의 탄력성을 유지시켜 폐손상을 억제할 수 있기 때문으로 사료된다.

• 생명과학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.398-405
• /
• 2016

3-Hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A 환원효소의 억제제로 알려진 statin은 고지혈증 치료제로 널리 사용되고 있고, 또한 다양한 암에서 항암효과를 나타낸다고 알려져 있다. 최근 연구에서는 reactive oxygen species (ROS)가 세포사멸 신호에 중요한 역할을 한다고 보고하였지만, rosuvastatin에 의한 ROS 생성의 정확한 기전은 아직 밝혀지지 않았다. 인간 전립선암 세포주인 PC-3 세포를 이용하여 rosuvastatin에 의한 세포사멸 경로를 확인하였다. 세포독성, 세포사멸과 ROS의 생성을 측정하기 위해서 MTT assay, annexin V/PI 염색과 DCFH-DA염색을 통해 flow cytometry에 의해 측정하였다. 본 연구의 결과에서, rosuvastatin은 농도와 시간 의존적으로 세포 생존율 감소와 세포형태변화를 확인할 수 있었다. Flow cytometry 분석을 통해 세포주기와 apoptosis를 확인하였고 Western blotting assay를 통하여 PARP와 procaspase-3가 감소되는 것을 통해 apoptosis를 재확인 할 수 있었다. 또한 rosuvastatin은 농도 의존적으로 ROS 생산을 증가하였고, ROS 생성 저해제인 N-acetylcysteine (NAC) 처리를 통해 ROS와 apoptosis가 회복되었다. 따라서 rosuvastatin이 ROS 생성을 통해 apoptosis를 유도한다는 것을 알 수 있었고, 이는 인간 전립선 암세포에 대한 항암치료제로서의 가능성을 제시한다.

• 생명과학회지
• /
• 제23권8호
• /
• pp.1057-1063
• /
• 2013

진피(Citri Pericarpium)의 항암작용 기전 해석을 위하여 U937 백혈병 세포의 apoptosis 유발에 미치는 메탄올 추출물(EMCP)의 영향을 조사하였으며, apoptosis 조절에 중요한 몇 가지 유전자들의 발현 및 활성 변화, ROS의 생성 변화를 조사하였다. EMCP 처리에 의한 U937 세포의 증식 억제는 apoptosis 유도와 연관성이 있음을 DAPI 염색을 통한 apoptotic body 출현의 증가 및 Flow cytometry 분석에 의한 Sub-G1기 세포 빈도의 증가로 확인하였다. EMCP 처리에 의한 apoptosis 유도에서 Bax 발현 증가, caspases의 활성 및 PARP의 단편화 등이 동반되었으며, ROS 생성의 증가와 연관성이 있었다. 산화적 손상에 대해 세포나 조직을 보호하는 역할을 하는 것으로 알려진 세포 내 항산화 효소인 HO-1의 발현이 EMCP의 처리에 의해 증가되었으나 ROS 생성 억제제인 NAC의 전처리에 의해 감소된 HO-1의 발현은 전사인자인 Nrf2의 핵으로의 이동 억제와 관련되어 있었다. 이상의 결과에서 EMCP 처리에 의한 U937 세포의 apoptosis 유발에는 ROS 생성의 증가와 pNrf2에 의해 조절되는 HO-1의 발현 증가가 중요한 기전으로 작용한다는 것을 알 수 있었다. 이러한 자료는 진피의 항암기전 해석을 이해하는데 중요한 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 생각된다.