Diverse studies have shown that miR-155 is overexpressed in different tumor types. However, the precise molecular mechanism of the ectopic expression of miR-155 in breast cancer is still poorly understood. To further explore the role of miR-155 in breast tumorigenesis, we here assessed the influence of miR-155 antisense oligonucleotide (miR-155 ASO) on MDA-MB-157 cell viability and apoptosis in vitro. Furthermore, the effects of inhibitory effects of miR-155 on the growth of xenograft tumors in vivo were determined with performance of immunohistochemistry to detect expression of caspase-3, a pivotal apoptosis regulatory factor, in xenografts. Transfection efficiency detected by laser confocal microscope was higher than 80%. The level of miR-155 expression was significantly decreased (P<0.05) in the cells transfected with miR-155 ASO, compared with that in cells transfected with a negative control. After being transfected with miR-155 ASO, the viability of MDA-MB-157 cells was reduced greatly (P<0.05) and the number of apoptotic cells was increased significantly. Additionally, miR-155 ASO inhibited the growth of transplanted tumor in vivo and significantly increased the expression of caspase-3. Taken together, our study revealed that miR-155 ASO can induce cell apoptosis and inhibit cell proliferation in vitro. Moreover, miR-155 ASO could significantly repress tumor growth in vivo, presumably by inducing apoptosis via caspase-3 up-regulation. These findings provide experimental evidence for using miR-155 as a therapeutic target of breast carcinoma.
Tumor necrosis factor ($TNF-{\alpha}$), an inflammatory cytokine that plays an important role in the control of cell proliferation, differentiation, and apoptosis, has previously been used in anti-cancer therapy. However, the therapeutic applications of $TNF-{\alpha}$ are largely limited due to its general toxicity and anti-apoptotic influence. To overcome this problem, the present study focused on the effect of active constituents isolated from a medicinal plant on $TNF-{\alpha}$-induced apoptosis in human colon adenocarcinoma (HT-29) cells. Nimbolide from Azadirachta indica was evaluated for cytotoxicity by methyl tetrazolium 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2, 5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay and phase contrast microscopy. Effects on apoptotic signaling proteins were investigated using Western blot analysis. Nimbolide showed cytotoxicity against HT-29 cells that was significantly different from the control group (p<0.01), a concentration of $10{\mu}M$ significantly inducing cell death (p<0.01). In combination with $TNF-{\alpha}$, nimbolide significantly enhanced-induced cell death. In apoptotic pathway, nimbolide activated c-Jun N-terminal kinase (JNK) phosphorylation, BH3 interacting-domain death agonist (Bid) and up-regulated the death receptor 5 (DR5) level. In the combination group, nimbolide markedly sensitized $TNF-{\alpha}$-induced JNK, Bid, caspase-3 activation and the up-regulation of DR5. Our findings overall indicate that nimbolide may enhance $TNF-{\alpha}$-mediated cellular proliferation inhibition through increasing cell apoptosis of HT-29 cells by up-reglation of DR5 expression via the JNK pathway.
Zhang, Nan;Wang, Dong;Zhu, Yu;Wang, Jian;Lin, Hong
Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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제15권22호
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pp.9915-9919
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2014
Lamellarin D (LamD) is a marine alkaloid with a pronounced cytotoxicity against a large panel of cancer cells, affecting cell growth and inducing apoptosis. However, the molecular mechanisms of action of this compound are poorly understood. In this study, the anticancer efficacy of LamD was investigated in human leukemia K562 cells. The results showed suppressed cell proliferation and induction of G0/G1-phase arrest,while expression of CDK1, and activity of smad3 and smad5 were reduced, but that of p27, p53 and STGC3 was increased. LamD induced cell apoptosis through activation of caspases-8/-3, inhibition of survivin and Bcl-2, suggesting that this compound may also act through a caspase-independent pathway. Moreover, LamD inhibited the secretion of TGF-${\beta}$, IL-$1{\beta}$, IL-6, IL-8 and other inflammatory cytokines and the transcriptional activity of transcription factor NF-${\kappa}B$ in human leukemia K562 cells.Taken together, our results suggest that LamD-mediated inhibition of leukemia cell proliferation may be related to the induction of apoptosis and the regulation of cell cycle, tumor-related gene expression and cytokine expression, which may provide a new way of thinking for the treatment leukemia.
Cancer causes cells to avoid death while being the second cause of death in the world itself. Damaged cells in the absence of apoptosis will increasingly amplify their inefficient genome. Of the two main apoptosis inducing pathways in cells, the first has p53 protein as the main initiating factor in the cascade. According to research results this protein s mutated in 50% of cancers and sointerest has cooncentrated on the second pathway that features death receptors. Among these receptors TRAIL1/DR5 is especially expressed in cancer cells. So targeting such receptors can initiate the apoptotic cascade in cells. Interestingly by substitution of activating ligands with antibodies as agonists, we could efficiently turn on the apoptosis pathway. First of all, three small peptides from the DR5 protein extracellular domain were synthesized and injected with two different kind of adjuvants (Fround and liposomal encapsulation) separately into mice at 15 day intervals. As a result, liposomal peptides induced the immune system more efficient than Frounds adjuvant and at the end point the antibodies which were obtained from liposomal peptide injection induced much more effective death. Liposomal formol could be used as an adjuvant in immunization utilizing small peptides. They carry, protect and deliver peptides very efficiently. In addition, small peptides of a certain size from the extracellular domain of DR5 proteins not only can induce immune system but also produce antibodies playing a remarkable anti-cancer roles against breast cancer cells (MCF-7).
Ascaris suum eggs are inactivated by composting conditions; however, it is difficult to find functional changes in heat-treated A. suum eggs. Here, unembryonated A. suum eggs were incubated at $20^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, and $70^{\circ}C$ in vitro, and the gene expression levels related to viability, such as eukaryotic translation initiation factor 4E (IF4E), phosphofructokinase 1 (PFK1), and thioredoxin 1 (TRX1), and to apoptosis, such as apoptosis-inducing factor 1 (AIF1) and cell death protein 6 (CDP6), were evaluated by real-time quantitative RT-PCR. No prominent morphological alterations were noted in the eggs at $20^{\circ}C$ until day 10. In contrast, the eggs developed rapidly, and embryonated eggs and hatched larvae began to die, starting on day 2 at $50^{\circ}C$ and day 1 at $70^{\circ}C$. At $20^{\circ}C$, IF4E, PFK1, and TRX1 mRNA expression was significantly increased from days 2-4; however, AIF1 and CDP6 mRNA expression was not changed significantly. IF4E, PFK1, and TRX1 mRNA expression was markedly decreased from day 2 at $50^{\circ}C$ and $70^{\circ}C$, whereas AIF1 and CDP6 mRNA expression was significantly increased. The expressions of HSP70 and HSP90 were detected for 9-10 days at $20^{\circ}C$, for 3-5 days at $50^{\circ}C$, and for 2 days at $70^{\circ}C$. Taken together, incremental heat increases were associated with the rapid development of A. suum eggs, decreased expression of genes related to viability, and earlier expression of apoptosis-related genes, and finally these changes of viability- and apoptosis-related genes of A. suum eggs were associated with survival of the eggs under temperature stress.
Han, Ji Hye;Moon, Ae Ran;Chang, Jeong Hwan;Bae, Jeehyeon;Choi, Jin Myung;Lee, Sung Haeng;Kim, Tae-Hyoung
BMB Reports
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제49권5호
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pp.282-287
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2016
Tumor necrosis factor (TNF)-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) is a homo-trimeric cytotoxic ligand. Several studies have demonstrated that incorporation of artificial trimerization motifs into the TRAIL protein leads to the enhancement of biological activity. Here, we show that linkage of the isoleucine zipper hexamerization motif to the N-terminus of TRAIL, referred as ILz(6):TRAIL, leads to multimerization of its trimeric form, which has higher cytotoxic activity compared to its native state. Size exclusion chromatography of ILz(6):TRAIL revealed possible existence of various forms such as trimeric, hexameric, and multimeric (possibly containing one-, two-, and multi-units of trimeric TRAIL, respectively). Increased number of multimerized ILz(6):TRAIL units corresponded with enhanced cytotoxic activity. Further, a high degree of ILz(6):TRAIL multimerization triggered rapid signaling events such as activation of caspases, tBid generation, and chromatin condensation. Taken together, these results indicate that multimerization of TRAIL significantly enhances its cytotoxic activity.
Lee, Ung-Soo;Ban, Jung Ok;Yeon, Eung Tae;Lee, Hee Pom;Udumula, Venkatareddy;Ham, Young Wan;Hong, Jin Tae
Biomolecules & Therapeutics
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제20권6호
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pp.538-543
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2012
The Maillard Reaction Products (MRPs) are chemical compounds which have been known to be effective in chemoprevention. Death receptors (DR) play a central role in directing apoptosis in several cancer cells. In our previous study, we demonstrated that (E)-2,4-bis(p-hydroxyphenyl)-2-butenal, a MRP product, inhibited human colon cancer cell growth by inducing apoptosis via nuclear factor-${\kappa}B$ (NF-${\kappa}B$) inactivation and $G_2$/M phase cell cycle arrest. In this study, (E)-2,4-bis(p-hydroxyphenyl)-2-butenal diacetate, a new (E)-2,4-bis(p-hydroxyphenyl)-2-butenal derivative, was synthesized to improve their solubility and stability in water and then evaluated against NCI-H460 and A549 human lung cancer cells. (E)-2,4-bis(p-hydroxyphenyl)-2-butenal diacetate reduced the viability in both cell lines in a time and dose-dependent manner. We also found that (E)-2,4-bis(p-hydroxyphenyl)-2-butenal diacetate increased apoptotic cell death through the upregulation of the expression of death receptor (DR)-3 and DR6 in both lung cancer cell lines. In addition to this, the transfection of DR3 siRNA diminished the growth inhibitory and apoptosis inducing effect of (E)-2,4-bis(p-hydroxyphenyl)-2-butenal diacetate on lung cancer cells, however these effects of (E)-2,4-bis(p-hydroxyphenyl)-2-butenal diacetate was not changed by DR6 siRNA. These results indicated that (E)-2,4-bis(p-hydroxyphenyl)-2-butenal diacetate inhibits human lung cancer cell growth via increasing apoptotic cell death by upregulation of the expression of DR3.
Song, Kyoung;Lee, Hun Seok;Jia, Lina;Chelakkot, Chaithanya;Rajasekaran, Nirmal;Shin, Young Kee
Molecules and Cells
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제45권6호
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pp.413-424
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2022
Suppressor of mothers against decapentaplegic homolog (SMAD) 4 is a pluripotent signaling mediator that regulates myriad cellular functions, including cell growth, cell division, angiogenesis, apoptosis, cell invasion, and metastasis, through transforming growth factor β (TGF-β)-dependent and -independent pathways. SMAD4 is a critical modulator in signal transduction and functions primarily as a transcription factor or cofactor. Apart from being a DNA-binding factor, the additional SMAD4 mechanisms in tumor suppression remain elusive. We previously identified methyl malonyl aciduria cobalamin deficiency B type (MMAB) as a critical SMAD4 binding protein using a proto array analysis. This study confirmed the interaction between SMAD4 and MMAB using bimolecular fluorescence complementation (BiFC) assay, proximity ligation assay (PLA), and conventional immunoprecipitation. We found that transient SMAD4 overexpression down-regulates MMAB expression via a proteasome-dependent pathway. SMAD4-MMAB interaction was independent of TGF-β signaling. Finally, we determined the effect of MMAB downregulation on cancer cells. siRNA-mediated knockdown of MMAB affected cancer cell metabolism in HeLa cells by decreasing ATP production and glucose consumption as well as inducing apoptosis. These findings suggest that SMAD4 controls cancer cell metabolism by regulating MMAB.
본 연구에서는 대두(FS)와 아가콩의 발효추출물(FYA)의 항암활성 기전을 확인하기 위해 AGS 인체위암세포의 증식에 미치는 영향을 조사하였다. AGS 세포에서 FS 및 FYA 처리로 인하여 암세포의 증식이 처리 농도 의존적으로 강하게 억제하였고, apoptosis 유발을 의미하는 세포의 전반적인 형태 및 핵의 변형 또한 동반하였다. 또한 세포주기 분석을 통하여 이 현상이 apoptosis 유도에 의한 것임을 확인하였다. AGS 세포에 처리된 FS 및 FYA는 pro-apoptotic factor인 Bax의 발현 증가를 통한 intrinsic pathway나, death receptor 관련 유전자의 발현 증가를 통한 extrinsic pathway를 활성화시키며, 더 나아가서 IAP family인자의 발현 억제 및 caspases의 활성 증가를 일으켜 apoptosis를 유발시키는 것을 유추할 수 있었는데, 이러한 효과들은 FS보다 FYA에서 더욱더 탁월하였다. 이는 향후 아가콩 발효추출물이 항암치료를 위한 적용 가능성이 매우 우수함을 제시하여 주는 결과이다.
제주조릿대 잎은 항염, 해열 및 이뇨작용을 가지고 있어 위궤양, 목마름 및 토혈 치료를 위한 민간의약으로 사용되어 왔다. 본 저자들은 제주조리대 잎에서 분리한 피토케미칼 풍부 추출물(PRE)과 그 에틸아세테이트 분획물(EPRE)은 여러 위암 세포주에서 세포사멸을 유도하는 항암 효과가 있다고 보고한 바 있다. 본 연구는 EPRE의 세포사멸 유도 기전에 관여하는 분자표적들을 탐색하기 위하여 EPRE을 처리한 SNU-16 세포에서 mRNA와 microRNA (miRNA)의 프로파일 변화를 분석하였다. RNA sequencing 분석을 통해 총 2,875개의 차등적으로 발현되는 유전자들(DEGs)을 동정하였다. 유전자 온톨로지(GO)와 KEGG 경로 분석 결과, EPRE는 세포사멸, 유사 분열-활성화 단백질 키나제(MAPK) 및 염증 반응, 종양 괴사 인자(TNF) 신호 전달 및 암 경로에 관여하는 유전자들의 발현을 조절하는 것으로 나타났다. 단백질-단백질 상호 작용(PPI) 네트워크 분석으로 세포사멸 및 세포죽음과 관련된 유전자들 간의 상호작용들을 확인할 수 있었다. 그리고, miRNA sequencing 분석을 통해 총 27개의 차별적으로 발현되는 miRNAs (DEMs)를 동정하였다. GO와 KEGG 경로 분석 결과, EPRE는 세포주기, 세포사멸 및 tropomyosin-receptor-kinase (TRK) 수용체 신호 전달, 성장인자-β(TGF-β), 핵인자 κB (NF-κB) 및 암 경로에 관여하는 miRNAs의 발현을 조정하였다. 본 연구결과는 EPRE의 항암 효과의 근본적인 메커니즘에 대한 통찰력을 제공한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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