• 대한의생명과학회지
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• 제25권1호
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• pp.66-74
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• 2019

Hyperlipidemia is defined as conditions of the accumulation of lipids such as free fatty acids (FFA), triglyceride (TG), cholesterol and/or phospholipid in the bloodstream. Hyperlipidemia can cause lipid accumulation in non-adipose tissue, which is lipid-cytotoxic effects in many tissues and mediates cell dysfunction, inflammation or programmed cell death (PCD). TG is considered to be a major cause of atherosclerosis through inflammatory necrosis of vascular endothelial cells. Recently, TG have also been shown to exhibit lipid-cytotoxicity and induce PCD. Therefore, we investigated the effect of TG on the cytotoxic effect of various cell types. When exposed to TG, the cell viability of U937 monocytes and Jurkat T lymphocytes, as well as the cell viability of MCF-7, a non-immune cell, decreased in time- and dose-dependent manner. In U937 cells and Jurkat cells, caspase-9, an intrinsic apoptotic caspase, and caspase-8, an extrinsic apoptotic caspase, were increased by exposure to TG. However, in TG-treated MCF-7 cells, caspase-8 activity increased only without caspase-9 activity. In addition, the reduction of cell viability by TG was recovered when all three cell lines were treated with pan-caspase inhibitor. These results suggest that activation of apoptotic caspases by TG causes lipotoxic effect and decreases cell viability.

• 대한한의학회지
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• 제29권4호
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• pp.171-179
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• 2008

Objective: Bufonis Venenum is the traditional Korean medicine Chan Su, which is obtained from the skin and parotid venom gland of the toads. It has been used for myocardial diseases, inflammation diseases, pain relief, cancer and others. The main components of BV are cinobufotoxin, cinobufalin, bufalin and others. Of these, bufalin, the major active ingredient of BV, has been reported to induce apoptosis and to possess anti-tumor effects. There was no report of anti-tumor screening of BV on hepatic cancer and which signaling pathway can be involved. In order to examine the effect of BV on hepatic cancer and the related signaling pathway with BV-induced apoptosis, human Hep G2 cells were used. Methods: Analysis of apoptosis was confirmed by MTT assay. BV decreased cell viability in a dose and duration dependent manner. To observe which signaling molecules will be activated by BV, phosphorylation of MAPK (p38, ERK, JNK), caspase 8 and caspase 9 were examined by Western blot analysis. Results: The phosphorylation levels of p38 started to increase at 5 min after addition of 5 ${\mu}g$/ml of BV and sustained to increase until 48 hours. The phosphorylation levels of other MAPK (ERK and JNK), caspase 8 and caspase 9 increased in a time-dependent manner. These imply that BV may activate different signaling pathways, MAPK, caspase 8 and caspase 9. These results propose that BV may induce apoptosis on Hep G2 cells through the activation of MAPK, caspase 8 and caspase 9.

• BMB Reports
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• 제50권10호
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• pp.510-515
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• 2017

Triglyceride (TG) accumulation causes macrophage cell death, which affects the development of atherosclerosis. Here, we examined whether caspase-2 is implicated in TG-induced macrophage cell death. We found that caspase-2 activity is increased in TG-treated THP-1 macrophages, and that inhibition of caspase-2 activity drastically inhibits TG-induced cell death. We previously reported that TG-induced macrophage cell death is triggered by caspase-1, and thus investigated the relationship between caspase-2 and caspase-1 in TG-induced macrophage cell death. Inhibition of caspase-2 activity decreased caspase-1 activity in TG-treated macrophages. However, caspase-1 inhibition did not affect caspase-2 activity, suggesting that caspase-2 is upstream of caspase-1. Furthermore, we found that TG induces activation of caspase-3, -7, -8, and -9, as well as cleavage of PARP. Inhibition of caspase-2 and -1 decreased TG-induced caspase-3, -7, -8, and -9 activation and PARP cleavage. Taken together, these results suggest that TG-induced macrophage cell death is mediated via the caspase-2/caspase-1/apoptotic caspases/PARP pathways.

• Toxicological Research
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• 제17권3호
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• pp.215-223
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• 2001

카드뮴의 주요한 표적장기이며 카드뮴이 만성 및 급성 폭로시 축적되는 가장 중요한 장기인 간의 세포독성을 Hepalclc7세포에서 caspases및 Bax단백질의 활성과 발현 그리고 미토콘드리아 세포막 전위 변화(MPT) 등을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 카드뮴은 농도의존적으로 간세포인 Hepalclc7 세포의 생존율을 감소시켰다. 2. 카드뮴을 농도별로 처리하였을 때 100 M 이상의 농도에서 세포사멸의 특징중의 하나인 DNA분절현상을 확인하였다. 3. 카드뮴 처리 후 caspase-3, caspase-8, caspase-9 의 활성변화를 조사한 결과 caspase-3,-9 pretease 활성이 시간이 경과함에 따라 증가하였다. 4. 카드뮴 처리 후 cytochrome c가 세포질내로 방출되었고 이는 caspase-9 proteas의 활성화를 유도하였다. 5. 카드뮴 처리 후 Bax가 세포질에서 미토콘드리아로 이동하여 cytochrome c의 세포질내로의 방출에 관여하였다. 6. 카드뮴 처리시 미토콘드리아 세포막 전위차의 감소를 JC-1 형광염색을 통하여 확인하였다. 이상의 결과는 카드뮴에 의한 Hepalclc7 세포사멸의 신호전달기전은 세포질내에 있는 Bax가 미토콘드리아로 이동, cytochrome c의 세포질내로의 방출, 그리고 caspase-3, 9 pretease 활성화를 의해서 매개되는 것으로 판단된다. 또한 Bax 단백질의 발현변화가 미토콘드리아의 기능변화에 기여하였으리라 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제19권11호
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• pp.1529-1537
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• 2009

L-arginine 구조유사체인 L-canavanine의 인체 급성백혈병 Jurkat T 세포에 대한 apoptosis 유도활성이 단백질 티로신키나아제 $p56^{lck}$에 어떻게 조절되는지를 규명하기 위해 $p56^{lck}$를 발현하는 Jurkat T 세포주 E6.1과 $p56^{lck}$-결손 Jurkat T 세포주 JCaM1.6에 있어서 L-canavanine의 세포독성, L-canavanine에 의해 유도되는 apoptotic DNA fragmentation 및 apoptotic sub-$G_1$ peak를 비교하여 본 바, $p56^{lck}$-negative JCaM1.6 세포가 $p56^{lck}$-positive E6.1 세포에 비해 L-canavanine의 apoptotis 유도활성에 훨씬 더 민감한 것으로 나타났다. 이러한 $p56^{lck}$-negative JCaM1.6 세포의 민감성은 JCaM1.6 세포에 $p56^{lck}$ 유전자를 transfection시켜 발현시키면 현저히 감소되었다. L-Canavanine에 의해 유도되는 apoptosis관련 현상들을 $p56^{lck}$-stable transfectant인 JCaM1.6/lck 세포와 empty vector-transfectant 인 $p56^{lck}$-negaive JCaM1.6/vector 세포에서 Western blot analysis로 비교한 결과, L-canavanine에 의해 유도되는 mitochondrial membrane potential (${\Delta\Psi}m$)의 감소, caspase-9, -8, -7 및 -3의 활성화, 그리고 PARP 및 $PLC{\gamma}$-1의 분해가 JCaM1.6/vector 세포에 비해 JCaM1.6/lck 세포에서 더 약하게 나타났다. JCaM1.6/lck 세포를 2.5 mM L-canavanine으로 처리한 다음 세포 내 $p56^{lck}$ kinase 활성의 변화를 $\alpha$-casein을 기질로 하여 시간 별로 측정한 결과, L-canavanine의 처리 후 15분만에 $p56^{lck}$ kinase의 활성이 약 1.6배 증가되었으며 이후 6시간 동안은 약 1.3~1.4 배정도 증가된 수준으로 kinase 활성이 유지되는 것으로 확인되었다. L-Canavanine에 의한 apoptosis의 개시에 Fas/FasL 상호작용이 관련되는지를 규명하기 위해 FADD-negative Jurkat T 세포주 I2.1, caspase-8-negative Jurkat T 세포주 I9.2 및 wild-type Jurkat T 세포주 A3에 대한 L-canavanine의 세포독성을 비교한 결과, A3와 I2.1 세포의 경우는 L-canavanine의 세포독성이 동일하게 나타났고, 특히 caspase-8가 결손된 I9.2 세포의 경우는 L-canavanine의 세포독성에 대한 민감성이 A3와 I2.1 세포에 비해 단지 미약하게만 완화되는 것으로 나타나, L-canavanine의한 apoptosis에는 Fas/FasL 상호작용이 관련되어 있지 않으며, 또한 caspase-8의 역할이 필수적이지 않음을 시사하였다. Jurkat T 세포에 있어서 L-canavanie에 의해 유도되는 sub-$G_1$ peak 및 caspases 활성화에 미치는 pan-caspase inhibitor (z-VAD-fmk), caspase-9 inhibitor (z-LEHD-fmk), caspase-3 inhibitor (z-DEVD-fmk), caspase-4 inhibitor (z-LEVD-fmk) 및 caspase-12 inhibitor (z-ATAD-fmk)의 영향을 조사한 결과, L-canavanie에 의한 apoptosis는 ${\Delta\Psi}m$의 감소, caspase-9 및 caspase -3의 활성화에 뒤따른 caspase-8 및 caspase-7의 활성화, 그리고 PARP의 분해의 순서로 유도되는 것으로 나타났으며, 아울러 caspase-9의 활성화와 함께 caspase-12의 활성화가 L-canavanine 처리에 따른 caspase-3의 활성화에 요구되는 것으로 확인되었다. 결론적으로, L-canavanine 처리에 의한 Jurkat T 세포의 apoptosis는 ${\Delta\Psi}m$ 감소, caspase-9, caspase-3 및 caspase-7의 활성화에 의해 유도되며, 이들 apoptosis 현상들은 $p56^{lck}$에 의해 negative regulation되었다.

• 생명과학회지
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• 제18권11호
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• pp.1499-1506
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• 2008

식용 및 약용으로 이용되는 산초(Zanthoxylum schinifolium)의 줄기로부터 항암활성 성분을 분리하기 위하여, 산초 줄기를 유기용매로 추출하고 각 추출물의 인체 급성백혈병 암세포에 대한 독성 및 세포자살 유도 활성을 조사하였다. Methanol (SS-7), methylene chloride (SS-8), ethyl acetate (SS-9), n-butanol (SS-10)로 추출한 각 시료와 유기용매 추출 후 잔여분획 (SL-14)의 세포 독성을 인체 급성백혈병 Jurkat T 세포주를 대상으로 조사한 결과, 암세포에 대한 세포독성이 주로 methylene chloride 추출분획인 (SS-8)에서 확인되었다. Methylene chloride 추출물 (SS-8)의 Jurkat T 세포주에 대한 세포독성의 기전은 mitochondria로부터cytochrome c 방출, caspase-9 및 caspase-3의 활성화, PARP 분해, internucleosomal DNA fragmentation 등의 일련의 생화학적 반응을 수반하며, 항 세포자살단백질인 Bcl-xL단백질의 과발현에 의해 억제되는 세포자살 기전임을 확인하였다. FADD가 disruption된 Jurkat T cell clone I2.1 ($FADD^{-/-}$) 및 caspase-8가 결핍된 Jurkat T cell clone I9.2 (caspase-$8^{-/-}$)와 함께 the wild-type Jurkat T cell clone A3에 미치는 SS-8의 세포독성작용을 비교 분석한 결과, wild-type Jurkat A3, FADD-deficient Jurkat clone I2.1및 caspase-8-deficient Jurkat clone I9.2 모두는 SS-8의 세포독성에 대해 유사한 정도의 감수성을 나타내었다. 이는 SS-8에 의해 유도되는 apoptosis에 있어서, Fas/FasL system이 관계되지 않음을 시사한다. 한편, SS-8를 GC-MS 분석하여, 9,12-octadecanoic acid (18.62%), 2,4-dihydro-5-methyl-4-(1-methylethylidene)-2-(4-nitrophenyl)- 3H-pyrazol-3-one (14.97%), hexadecanoic acid (14.23%), (z,z)-6,9-pentadecadien-1-ol (13.73%), 5,6-dimethoxy- 2-methyl benzofuran (10.95%), 그리고 4-methoxy-2-methylcinnamic acid (5.38%) 등을 포함한 16가지의 구성 성분과 그 조성비를 확인하였다. 이상의 연구결과는 산초 줄기에 함유된 항암 활성에 대한 규명과 이해를 증진시킨다.

• 생명과학회지
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• 제20권9호
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• pp.1409-1414
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• 2010

이 연구는 실험용 쥐를 대상으로 운동에 따라 골격근에서 일어나는 세포고사 경로 중 내인성 경로와 외인성경로에 의해 이루어지는 세포고사의 신호기전을 확인하여 운동이 세포고사에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 구명하는데 있다. 이를 위해 ICR계 수컷 흰쥐 20마리를 일주일의 적응기간을 거쳐 통제집단(CON: n=10)과 운동집단(EX: n=10)으로 배정하였다. 운동은 8주간 주 5회 실시하였고, 트레드밀 속도 16.4 m/min와 경사도 4%로 설정하여 40분간 지속적인 운동을 실시하였다. 세포고사의 신호 경로 중 내인성 경로에 대한 검증 결과 Bcl-2, Bax 단백질, 그리고 Bcl-2/ Bax ratio는 그룹간 통계적 유의성은 나타나지 않았다. 반면, 세포고사의 경로 중 외인성 경로에 대한 검증 결과 caspase-8 단백질의 발현은 운동집단이 통제집단보다 유의하게 낮은 것으로 나타났으며(p<0.05), 세포고사 억제 단백질인 HSP70 단백질 발현은 운동집단이 통제집단보다 높게 나타났다. 더욱이, 세포고사 최종인자인 caspase-3의 활성화는 이루어 지지 않은 것으로 관찰되었다. 따라서 세포사멸의 신호경로 중 내인성 경로에 작용하는 Bcl-2와 Bax보다는 외인성 경로인 caspase-8과 HSP70의 영향으로 caspase-3가 분할되지 못하여 세포고사가 일어나지 않은 것으로 사료된다.

• Food Science and Biotechnology
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• 제17권6호
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• pp.1305-1309
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• 2008

Baicalein, one of the major flavonoid in Scutellaria baicalensis, has been known for its effects on proliferation and apoptosis of many tumor cell lines. Most biological effects of baicalein are thought to be from its antioxidant and prooxidant activities. In this report, baicalein was found to induce apoptosis in HL60 human promyelocytic leukemia cell line. Baicalein treatment induced DNA fragmentation and typical morphological features of apoptosis. To elucidate the mechanism of baicalein-induced apoptosis, the activities of the members of caspase family were measured. Interestingly caspase 2, 3, and 6 were significantly activated whereas caspase 1, 8, and 9 were not activated, suggesting selective involvement of specific caspases. Further, treatment with caspase inhibitors also supports the involvement of caspase 2 in apoptosis process. Although it has been reported that baicalein can induce apoptosis through many caspase pathways, the present study indicates that caspase 2 not caspase 9 pathway may be the important step in apoptosis on HL60 cell line.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제15권15호
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• pp.6075-6080
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• 2014

Lung cancer is the leading cause of cancer-related death worldwide. Here we investigated the antitumor effect and mechanism of Zhejiang (Huzhou and Jiande) saffron against lung cancer cell lines, A549 and H446. Using high performance liquid chromatography (HPLC), the contents of crocin I and II were determined. In vitro, MTT assay and annexin-V FITC/PI staining showed cell proliferation activity and apoptosis to be changed in a dose- and time-dependent manner. The inhibition effect of Jiande saffron was the strongest. In vivo, when mice were orally administered saffron extracts at dose of 100mg/kg/d for 28 days, xenograft tumor size was reduced, and ELISA and Western blotting analysis of caspase-3, -8 and -9 exhibited stronger expression and activity than in the control. In summary, saffron from Zhejiang has significant antitumor effects in vitro and in vivo through caspase-8-caspase-9-caspase-3 mediated cell apoptosis. It thus appears to have more potential as a therapeutic agent.

• 통합자연과학논문집
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• 제7권2호
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• pp.87-91
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• 2014

Amyloid beta ($A{\beta}$) peptide has been implicated in the pathogenesis of Alzheimer's disease and has been reported to induce apoptotic death in cell culture. Cysteine Proteases, a family of enzymes known as caspases, mediate cell death in many models of apoptosis. In the present study, we examined the caspase activity and cell death in $A{\beta}$-treated SHSY5Y cells, as an attempt to elucidate the relationship between the type of caspase and $A{\beta}$-induced cell death. $A{\beta}$ at 20 ${\mu}M$ induce activation of caspase-3, 8 and 9 activity, but not the caspase-1. Caspase-3, 8 and 9 were processed by Ab treatment, consistent with the activity assay. Inhibition of the caspase activities by the selective inhibitors, however, marginally affected the cell death induced by $A{\beta}$. Taken together, the results indicate that $A{\beta}$-induced cell death may be independent of caspase activity and rather, the enzymes might be activated as a result of the cell death.