• 생명과학회지
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• 제20권8호
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• pp.1281-1286
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• 2010

고셔병은 세포내의 글루코세레브로시데이즈의 결핍으로 인하여 리소좀 내의 글루코세레브로사이드가 분해되지 못하고 축적되는 질환으로 알려져 있으며, 유형의 종류에 따라 신경퇴행성 질환으로 나타나는 것으로 보고되어 있으나 아직까지 정확한 기전이 밝혀져 있지 않다. 본 논문에서는 항산화 효과 및 신경보호 효과가 있는 것으로 알려진 레스베라트롤을 고셔병 환자의 fibroblast 세포에 투여하여 세포 생존율 변화 여부 및 세포주기 조절에 관하여 분자 생물학적 기전을 알아보고자 하였다. 고셔병 세포의 p21의 mRNA 발현 수준과 단백질 발현 양상을 확인한 결과 mRNA 상의 정량적 차이는 관찰되지 않았으나 단백질 발현수준은 레스베라트롤의 농도가 높아짐에 따라 증가 되는 것을 확인하였다. 또한 세포사멸의 표지 인자 단백질로 알려진 PARP의 변화양상을 확인한 결과 레스베라트롤의 농도가 높아짐에 따라 감소하는 것을 확인 할 수 있었다. 이를 통해 폴리페놀계 천연물인 레스베라트롤이 고셔병에서 세포 손상을 치유하며, 궁극적으로 세포사멸을 억제하는 효과를 가져올 것으로 생각할 수 있으며, 본 질환에서 병증을 완화 시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제44권3호
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• pp.338-346
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• 2015

본 연구에서는 최근 식생활의 서구화로 인해 발병률이 급증하고 있는 대장암의 진행을 억제하거나 감소시키고 인체 대장암 세포인 HT-29의 증식을 억제하며, 세포사멸을 유도하는 천연소재를 알아보기 위해서 flavonoid가 HT-29 인체 대장암 세포의 apoptosis 유도 및 기전에 미치는 영향을 알아보았다. MTT assay 결과 apigenin, rutin, naringenin, myricetin을 $100{\mu}M$ 농도로 처리하였을 때 62.71, 75.78, 74.24, 77.61%로 이 중 naringenin이 대장암 세포 성장에 억제 효과가 가장 높은 실험 결과를 나타내었다. Caspase-3 activity에서는 naringenin이 241.46%로 가장 높은 활성을 나타내었다. 이를 바탕으로 세포사멸과 관련된 유전자를 확인하고자 대장암 세포에 flavonoid인 apigenin, rutin, naringenin, myricetin에 $100{\mu}M$ 농도로 처리한 후 RTPCR을 실시한 결과, 세포사멸의 주요한 조절인자인 Bcl-2 family 단백질 중 Bcl-2는 rutin에 의해 감소되었고 Bax는 myricetin에 의해 증가하였으며, p53은 naringenin이 높게 발현되었다. 또한 western blotting을 통해 flavonoid인 apigenin, rutin, naringenin, myricetin에 $100{\mu}M$ 농도로 처리한 결과, Bcl-2 family 단백질과 더불어 세포사멸 조절에 중요한 역할을 하는 활성형인 cleaved caspase-3은 모두 증가하였고, 그중 myricetin이, PARP은 naringenin, E-cadherin은 rutin이 각각 높은 발현 양상을 나타내었다. 이번 실험 결과를 통해 flavonoid가 세포사멸의 주요한 조절 인자인 Bcl-2 family 단백질의 발현이나 caspase의 활성 등을 조절하여 암세포 사멸인자인 Bcl-2의 발현은 감소시키고 Bax, p53, PARP의 발현을 증가시키는 것을 통해 대장암 세포의 apoptosis를 유도하였다. 또한 암세포의 전이와 관련된 E-cadherin의 발현도 조절하는 것을 관찰하였다. 이상의 연구를 통해 flavonoid가 대장암 세포의 증식을 억제하는 효과가 있음을 확인하였으며, 세포사멸과 관련된 기전을 규명하였다. 이를 기초자료로 일상에서 쉽게 섭취할 수 있는 식품에 많이 존재하며 비교적 독성과 부작용이 적은 flavonoid를 이용한 천연 항암제 개발 가능성을 제시하였고, 추후 대장암의 암예방제 및 암치료제로 개발될 수 있도록 추가 연구 수행이 필요할 것으로 사료된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제75권1호
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• pp.9-17
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• 2013

Background: In cancer cells, autophagy is generally induced as a pro-survival mechanism in response to treatment-associated genotoxic and metabolic stress. Thus, concurrent autophagy inhibition can be expected to have a synergistic effect with chemotherapy on cancer cell death. Monensin, a polyether antibiotic, is known as an autophagy inhibitor, which interferes with the fusion of autophagosome and lysosome. There have been a few reports of its effect in combination with anticancer drugs. We performed this study to investigate whether erlotinib, an epidermal growth factor receptor inhibitor, or rapamycin, an mammalian target of rapamycin (mTOR) inhibitor, is effective in combination therapy with monensin in non-small cell lung cancer cells. Methods: NCI-H1299 cells were treated with rapamycin or erlotinib, with or without monensin pretreatment, and then subjected to growth inhibition assay, apoptosis analysis by flow cytometry, and cell cycle analysis on the basis of the DNA contents histogram. Finally, a Western blot analysis was done to examine the changes of proteins related to apoptosis and cell cycle control. Results: Monensin synergistically increases growth inhibition and apoptosis induced by rapamycin or erlotinib. The number of cells in the sub-$G_1$ phase increases noticeably after the combination treatment. Increase of proapoptotic proteins, including bax, cleaved caspase 3, and cleaved poly(ADP-ribose) polymerase, and decrease of anti-apoptotic proteins, bcl-2 and bcl-xL, are augmented by the combination treatment with monensin. The promoters of cell cycle progression, notch3 and skp2, decrease and p21, a cyclin-dependent kinase inhibitor, accumulates within the cell during this process. Conclusion: Our findings suggest that concurrent autophagy inhibition could have a role in lung cancer treatment.

• 대한한의학방제학회지
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• 제14권2호
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• pp.21-32
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• 2006

The purpose of this study was to investigate the effect of Imyosan on apoptosis in human colorectal cancer HCT116 cells. Phellodendron amurense Rupr. and Atratylodes lancea D.C. compose Imyosan. First of all, to study the cytotoxic effect of methanol extract of Imyosan (IMS-MeOH) on HCT116 cells, the cells were treated with various concentrations of IMS-MeOH and then cell viability was determined by XTT reduction method. IMS-MeOH reduced viability of HCT116 cells in a dose and time-dependent manner. To confirm the induction of apoptosis, the c1eavage of poly ADP-ribose polymerase (PARP), a substrate for caspase-3 and a typical sign of apoptosis, and the activation of caspase-3, procaspase-8 and procaspase-9 were examined by western blot analysis. IMS-MeOH decreased procaspase-3, procaspase-8 and procaspase-9 levels in a dose-dependent manner and induced the clevage of PARP. IMS-MeOH triggered the mitochondrial apoptotic signaling by increasing the release of cytochrome c from mitochondria to cytosol. Furthermore, IMS-MeOH also downregulated the anti-apoptotic Bcl-2 and upregulated the pro-apoptotic-Bax. Therefore, these results suggest that IMS-MeOH induced HCT1l6 cell death through the mitochondrial pathway. To explore whether the activities of caspases was required for induction of apoptosis by IMS-MeOH, caspase-3, -8, -9 activity measured by using substrates, respectively. IMS-MeOH increased caspase-3, -8, -9 activity. Co-treatment with inhibitors of caspase-3, -8, -9 and IMS-MeOH significantly blocked IMS-MeOH-triggered apoptosis in HCT1l6 cells. These results suggest that IMS-MeOH induces caspases-mediated apoptosis.

• 대한한방내과학회지
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• 제33권3호
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• pp.272-283
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• 2012

Objectives : The purpose of this study was to investigate the mechanism of protective effect of Jinmu-tang (JMT, Zhenwu-tang) extract on $H_2O_2$-induced cell death in C6 glial cells. Methods : Cultured C6 glial cells of white mice were pretreated with JMT extract and exposed to $H_2O_2$ for inducing cell death. We measure the cell viability by 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay and investigate the cell morphology using a light microscope after crystal violet (CV) staining. Reactive oxygen species (ROS) formation was analyzed using a flow cytometer and a fluorescent microscope after staining with 2'7'-dichlorofluorescein diacetate (DCF-DA). DNA fragmentation was analyzed using a flow cytometer after propidium iodide (PI) staining and nuclei morphology was investigated using a fluorescent microscope after 2-[4-amidinophenyl]-6-indo-lecarbamidine dihydrochloride (DAPI) staining. We analyzed expression of Bax, processing of procaspase-3 and poly (ADP-ribose) polymerase (PARP), and activation of nuclear factor-${\kappa}B$ (NF-${\kappa}B$) by western blot method. Tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$) secretion was analyzed using Quantikine kit. Results : We determined the elevated cell viability by JMT extract on $H_2O_2$-induced C6 glial cell death. ROS formation, DNA fragmentation, $I{\kappa}B{\alpha}$ phosphorylation, NF-${\kappa}B$ activation, and secretion of TNF-${\alpha}$ induced by $H_2O_2$ are inhibited by JMT extract pre-treatment. JMT extract inhibits Bax expression, processing of caspase-3 and PARP that are critical biochemical markers of apoptotic cell death. Conclusions : These results suggest that JMT extract has a protective effect on $H_2O_2$-induced C6 glial cell death in various pathways.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제24권6호
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• pp.623-629
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• 2016

(1S,2S,3E,7E,11E)-3,7,11,15-cembratetraen-17,2-olide (LS-1), a marine cembrenolide diterpene, has anticancer activity against colon cancer cells such as HT-29, SNU-C5/5-FU (fluorouracil-resistant SNU-C5) and SNU-C5. However, the action mechanism of LS-1 on SNU-C5 human colon cancer cells has not been fully elucidated. In this study, we investigated whether the anticancer effect of LS-1could result from apoptosis via the modulation of $Wnt/{\beta}$-catenin and the TGF-${\beta}$ pathways. When treated with the LS-1, we could observe the apoptotic characteristics such as apoptotic bodies and the increase of sub-G1 hypodiploid cell population, increase of Bax level, decrease of Bcl-2 expression, cleavage of procaspase-3 and cleavage of poly (ADP-ribose) polymerase in SNU-C5 cells. Furthermore, the apoptosis induction of SNU-C5 cells upon LS-1 treatment was also accompanied by the down-regulation of $Wnt/{\beta}$-catenin signaling pathway via the decrease of GSK-$3{\beta}$ phosphorylation followed by the decrease of ${\beta}$-catenin level. In addition, the LS-1 induced the activation of TGF-${\beta}$ signaling pathway with the decrease of carcinoembryonic antigen which leads to decrease of c-Myc, an oncoprotein. These data suggest that the LS-1 could induce the apoptosis via the down-regulation of $Wnt/{\beta}$-catenin pathway and the activation of TGF-${\beta}$ pathway in SNU-C5 human colon cancer cells. The results support that the LS-1 might have potential for the treatment of human colon cancer.

• 생명과학회지
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• 제28권1호
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• pp.37-42
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• 2018

NAG-1 단백질은 TGF-${\beta}$ superfamily 유전자로서 암세포의 apoptosis를 유도하고 항암 활성과 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 프로폴리스 유래의 파이토케미칼 CAPE (caffeic acid phenethyl ester)에 의한 항암유전자 NAG-1의 발현과 발현조절에 대해 연구하였다. 인간 대장암 세포주 HCT116에서 CAPE의 처리에 의해 농도의존적, 시간의존적으로 NAG-1의 발현이 증가됨을 확인하였다. 게다가, 다른 대장암 세포주인 LOVO 세포주에서도 농도의존적으로 NAG-1의 발현이 증가됨을 확인하였다. p53-null HCT116세포주를 이용한 실험에서 CAPE에 의한 NAG-1의 발현은 전사조절인자인 p53에 의존하지 않음을 증명하였다. 또한, 3가지 종류의 NAG-1 프로모터 construct를 이용한 실험에서, cis-element 후보가 -474와 -1,086사이에 있음을 증명하였다. CAPE에 의해 전사조절인자인 ATF3와 CREB의 발현이 변화되는 지를 확인한 결과, CREB은 전혀 발현이 증가되지 않는 반면 ATF3는 CAPE 처리에 의해 농도의존적으로 발현이 증가함을 확인하였다. 그리고, pCG-ATF3와 pCREB의 cotransfection 실험에서 CREB은 NAG-1의 발현에 영향을 못 미치는 반면, ATF3의 과대발현에 의해 NAG-1의 발현이 증가됨을 확인하였다. 결론적으로, CAPE에 의한 NAG-1의 발현은 주로 전사조절인자인 ATF3를 경유하여 일어남을 시사한다.

• Molecules and Cells
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• 제24권1호
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• pp.95-104
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• 2007

The mechanism of acacetin-induced apoptosis of human breast cancer MCF-7 cells was investigated. Acacetin caused 50% growth inhibition ($IC_{50}$) of MCF-7 cells at $26.4{\pm}0.7{\mu}M$ over 24 h in the MTT assay. Apoptosis was characterized by DNA fragmentation and an increase of sub-G1 cells and involved activation of caspase-7 and PARP (poly-ADP-ribose polymerase). Maximum caspase 7 activity was observed with $100{\mu}M$ acacetin for 24 h. Caspase 8 and 9 activation cascades mediated the activation of caspase 7. Acacetin caused a reduction of Bcl-2 expression leading to an increase of the Bax:Bcl-2 ratio. It also caused a loss of mitochondrial membrane potential that induced release of cytochrome c and apoptosis inducing factor (AIF) into the cytoplasm, enhancing ROS generation and subsequently resulting in apoptosis. Pretreatment of cells with N-acetylcysteine (NAC) reduced ROS generation and cell growth inhibition, and pretreatment with NAC or a caspase 8 inhibitor (Z-IETD-FMK) inhibited the acacetin-induced loss of mitochondrial membrane potential and release of cytochrome c and AIF. Stress-activated protein kinase/c-Jun $NH_4$-terminal kinase 1/2 (SAPK/JNK1/2) and c-Jun were activated by acacetin but extracellular-regulated kinase 1/2 (Erk1/2) nor p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) were not. Our results show that acacetin-induced apoptosis of MCF-7 cells is mediated by caspase activation cascades, ROS generation, mitochondria-mediated cell death signaling and the SAPK/JNK1/2-c-Jun signaling pathway, activated by acacetin-induced ROS generation.

• 생명과학회지
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• 제25권11호
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• pp.1255-1264
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• 2015

천궁(C. officinale)은 예로부터 민간처방 약재로 사용되었으며, 항염증, 항산화, 항암 및 신생혈관억제 등의 효능을 가지는 것으로 알려져 있다. 하지만 혈구암세포에서 apoptosis 유발과 관련된 분자생물학적 기전에 대해서는 명확히 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 인체 혈구암세포인 U937 세포에서 천궁의 열수, 에탄올 및 메탄올 추출물(WECO, EECO 및 MECO)이 유발하는 항암효과 및 항암기전을 조사하였다. 먼저 WECO, EECO 및 MECO가 유발하는 증식억제 정도를 조사한 결과 EECO가 가장 뛰어난 효능을 가진다는 것을 알 수 있었으며, 이러한 현상이 apoptosis 유발에 의한 것임을 annexin-V 염색, apoptotic body 형성, DNA 단편화 및 MMP 소실 등을 통하여 확인하였다. EECO 처리에 의한 apoptosis 유발에는 DR4의 발현 증가와 함께 cIAP-1, Bcl-2 및 total Bid의 발현감소가 관여하였으며, caspases-3, -8 및 -9의 활성화와 함께 caspases-3의 기질 단백질인 PARP, β-catenin 및 PLC γ1의 단편화도 관찰되었다. 또한 EECO는 AMPK signaling pathway를 활성화시키는 것으로 나타났으며, AMPK 억제제인 compound C를 이용하여 AMPK의 활성을 억제하였을 경우 EECO에 의하여 유발되었던 apoptosis가 현저하게 감소되는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 살펴볼 때 인체 혈구암세포인 U937 세포에서 EECO에 의하여 유발되는 apoptosis는 AMPK가 중요한 조절자로서 작용하는 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제21권8호
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• pp.1109-1119
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• 2011

예로부터 한국, 일본 및 중국에서 민간처방 약재 및 건강식품으로 사용되어온 매실은 다양한 효능을 가지는 것으로 알려져 있으나 인체 암세포에서 유발하는 항암작용 및 그에 따른 분자생물학적 기작에 대해서는 명확히 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 인체 혈구암 U937 세포에서 매실의 메탄올 추출물(MEPM)이 유발하는 항암효과 및 항암기전을 조사한 결과, MEPM 처리 농도 의존적으로 암세포의 성장억제 및 apoptosis를 유발하는 것으로 나타났다. MEPM에 의해서 유발되는 apoptosis에는 XIAP 및 survivin 등과 같은 IAP family의 발현 감소와 더불어 FasL의 발현 증가, Bcl-2의 발현 감소 및 Bid의 단편화 현상이 관여하는 것으로 나타났으며, 두 가지 apoptosis 유발 개시 및 최종 apoptosis 단계에서 중요한 역할을 하는 caspase-8과 -9 및 -3의 활성화와 그에 따른 다양한 기질단백질의 발현 감소 및 단편화가 동반되었음을 알 수 있었다. 또한 인위적인 caspase-3의 활성 차단으로 MEPM에 의하여 유발되는 apoptosis가 현저하게 억제되는 것으로 나타났다. 이상의 결과에서 MEPM은 암세포의 chemotherapeutic agent로서의 가능성을 확인하였지만 향후 지속적인 연구를 통하여 활성물질의 동정 및 관련 기전의 비교 등이 지속적으로 이루어져야 할 것으로 생각된다.