• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권3호
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• pp.418-422
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• 2015

In the course of screening for novel cell cycle inhibitors and apoptotic inducers, CR389, elucidated as 5-(1H-benzoimidazol-2-yl)-1H-pyridin-2-one, was generated as a new hit compound. Flow cytometric analysis and western blots of PA-1 cells treated with $60{\mu}M$ CR389 revealed an appreciable cell cycle arrest at the G2/M phase through direct inhibition of the CDK1 complex. In addition, activation of p53 via phosphorylation at Ser15 and subsequent up-regulation of p21^CIP1 showed that CR389 also induces p53-dependent-p21^CIP1-mediated cell cycle arrest. Furthermore, apoptotic induction in $60{\mu}M$ CR389-treated PA-1 cells is associated with the release of cytochrome c from mitochondria through up-regulation of the proapoptotic Bax protein, which results in the activation of procaspase-9 and -3, and the cleavage of poly(ADP-ribose) polymerase (PARP). Accordingly, CR389 seems to have multiple mechanisms of antiproliferative activity through p53-mediated pathways against human ovarian cancer cells. Therefore, we conclude that CR389 is a candidate therapeutic agent for the treatment of human ovarian cancer via the activation of p53.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제22권2호
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• pp.193-201
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• 2018

Connective tissue growth factor (CTGF) is a novel fibrotic mediator, which is considered to mediate fibrosis through extracellular matrix (ECM) synthesis in diabetic cardiovascular complications. Statins have significant immunomodulatory effects and reduce vascular injury. We therefore examined whether fluvastatin has anti-fibrotic effects in vascular smooth muscle cells (VSMCs) and elucidated its putative transduction signals. We show that advanced glycation end products (AGEs) stimulated CTGF mRNA and protein expression in a time-dependent manner. AGE-induced CTGF expression was mediated via ERK1/2, JNK, and Egr-1 pathways, but not p38; consequently, cell proliferation and migration and ECM accumulation were regulated by CTGF signaling pathway. AGE-stimulated VSMC proliferation, migration, and ECM accumulation were blocked by fluvastatin. However, the inhibitory effect of fluvastatin was restored by administration of CTGF recombinant protein. AGE-induced VSMC proliferation was dependent on cell cycle arrest, thereby increasing G1/G0 phase. Fluvastatin repressed cell cycle regulatory genes cyclin D1 and Cdk4 and augmented cyclin-dependent kinase inhibitors p27 and p21 in AGE-induced VSMCs. Taken together, fluvastatin suppressed AGE-induced VSMC proliferation, migration, and ECM accumulation by targeting CTGF signaling mechanism. These findings might be evidence for CTGF as a potential therapeutic target in diabetic vasculature complication.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제18권1호
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• pp.65-71
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• 2014

Cell cycle process is regulated by a number of protein kinases and among them, serine/threonine kinases carry phosphate group from ATP to substrates. The most important three kinase families are Cyclin-dependent kinase (Cdk), Polo-like kinase (Plk), and Aurora kinase. Polo-like kinase family consists of 5 members (Plk1-Plk5) and they are involved in multiple functions in eukaryotic cell division. It regulates a variety of aspects such as, centrosome maturation, checkpoint recovery, spindle assembly, cytokinesis, apoptosis and many other features. Recently, it has been reported that Plks are related to tumor development and over-expressed in many kinds of tumor cells. When injected the anti-Plk antibody into human cells, the cells show aneuploidy, and if inhibit Plks, most of the mitotic cell division does not proceed properly. For that reasons, many inhibitors of Plk have been recently emerged as new target for remedy of the cancer therapeutic research. In this paper, we reviewed briefly the characteristics of Plk families and how Plks work in regulating cell cycles and cancer formation, and the possibilities of Plks as target for cancer therapy.

• Journal of Oral Medicine and Pain
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• 제34권3호
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• pp.261-276
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• 2009

Sreptomyces라는 세균에서 추출한 lactacystin은 선택적인 proteasome 억제제로서 많은 연구에서 사용되어져 왔다. Proteasome 억제제는 최근의 많은 연구를 통해서 암세포증식의 억제에 대한 효과가 증명되었으며, 특히 다른 항암제와 병용처리 시, 상호작용에 의한 상승효과가 있다고 알려져 있다. 현재 proteasome 억제제는 새로운 강력한 항암제로서 분류되어 있다. 본 연구는 사람혀편평세포암종세포(SCC25 cells)에서 lactacystin의 세포독성과 성장억제 효과, 그리고 세포자멸사의 유도에 대한 분자생물학적 기전을 밝히기 위해 실험을 시행하였다. SCC25 세포, 사람정상각화세포 (HaCaT cells) 그리고 사람치은섬유모세포(HGF-1 cells)의 생존율 측정은 MTT법을 시행하였고, SCC25 세포의 성장억제를 확인하기 위해서는 clonogenic assay를 사용하였다. lactcystin이 SCC25 세포에서 세포자멸사가 유도되는지를 확인하기 위해서 hoechst 염색법, hemacolor 염색법 그리고 TUNEL법을 시행하였다. 그리고 SCC25 세포에 lactacystin을 적용한 후, Western blot 분석, 세포면역화학염색, 공초점레이저주사현미경 검경, FACScan flow cytometry, 사립체막 전위변화, proteasome 활성도 측정 등을 시행하였다. Lactacystin으로 처리된 SCC25 세포는 시간 및 용량 의존적인 세포생존율의 감소, 용량의존적인 세포성장억제 그리고 세포자멸사에 의한 세포죽음을 보였다. 흥미롭게도 lactacytin은 정상세포인 HaCat 세포와 HGF-1 세포에서는 세포독성을 전혀 보이지 않았다. 그리고 lactacystin이 적용된 SCC25세포에서 핵 응축, DNA의 조각남, 사립체막전위와 proteasome 활성도의 감소, DNA 양의 감소, cytochrome c의 사립체에서의 세포질로의 유리, AIF와 DFF40 (CAD)의 핵으로의 이동, Bax의 증가, caspase-7, caspase-3, PARP, lamin A/C 그리고 DFF45 (ICAD)의 활성화 혹은 파괴와 같은 아주 다양한 세포자멸사 증거를 보였다. Flow cytometry 분석에서는 CDK 억제제인 $p21^{WAF1/CIP1}$와 $p27^{KIP1}$의 발현 증가와 관계있는 것으로 추정되어 지는 G1 세포주기 정지를 보였다. 이러한 결과는 lactacytin이 SCC25 세포에서 G1 세포주기정지와 proteasome, 사립체 및 caspase 경로의 연속반응을 통한 세포자멸사를 유도함을 명확하게 증명하고 있다. 이와 같은 세포주기 정지와 세포자멸사 유도능은 lactacytin이 사람혀편평상피세포암종의 새로운 치료전략으로서의 가능성을 제공한다고 생각한다.

• 생명과학회지
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• 제25권1호
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• pp.1-7
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• 2015

칼슘 의존적으로 활성화되는 neutral protease calpain에 의한 단백질 분해는 세포의 성장을 조절하는데 중요한 단백질들의 역할에 매우 중요한 역할을 한다. Cyclin의 분해는 세포주기의 진행을 위한 필연적인 과정이다. D-type cyclins는 외부자극이나 신호에 의하여 세포주기의 G1 초기에 합성이 된 후 cyclin-dependent kinases (cdk4 및 cdk6)와의 결합하여 세포주기 S기 진입을 촉진하는 역할을 한다. 본 연구에서는 cyclin D3 단백질이 calpain protease에 의하여 번역 후 수준에서 조절 받고 있음을 제시하였다. 본 실험의 조건에서 lovastatin과 actinomycin D가 처리된 PC-3-M 전립선 암세포에서 cyclin D3 단백질의 발현이 완전히 사라졌지만, calpain inhibitor인 LLnL의 처리에 의하여 정상 수준으로 회복되었음을 알 수 있었다. 그러나 26S proteasome의 선택적 억제제인 lactacystin, lysosome 억제제인 ammonium chloride 및 chloroquine, serine protease 억제제인 PMSF는 동일 조건에서 lovastatin과 actinomycin D 처리에 의한 cyclin D3 단백질의 발현저하를 억제하지는 못하였다. In vitro 조건에서 순수 분리된 calpain은 cyclin D3 단백질을 칼슘 농도 의존적으로 분해하였으며, cyclin D3 단백질의 반감기는 LLnL 처리에 의하여 매우 유의적으로 증가되었다. 또한 calpain 저해인자인 calpastatin의 과발현은 PC-3-M 세포에서 뿐만 아니라 NIH 3T3 섬유아세포에서도 cyclin D3 단백질의 반감기 및 안전성을 증대시켰다. 이러한 결과는 cyclin D3 단백질이 칼슘에 의해 활성화 되는 protease calpain에 의해 조절됨을 보여주는 것이다.

• 생명과학회지
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• 제27권10호
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• pp.1225-1231
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• 2017

암을 포함한 다양한 인간의 질병 발생이 circadian clock 유전자의 변형된 발현 양상과 깊은 연관관계를 나타내고 있다. 세포 주기와 세포 성장은 circadian rhythm과 연결되어 있으며, 이를 조절하는 clock 유전자의 비정상적인 발현은 결국 종양 발생과 암의 발달을 유발하게 된다. Circadian clock에 관한 분자적 기전은 다수의 clock activator와 clock repressor의 통합적인 조절에 따른 전사 및 번역이 포함된 음성피드백 고리로 구성되어 있다. 이러한 circadian rhythm의 자동조절 기전에 의해 전체 유전체의 약 10~15%가 전사 수준에서 영향받는 것으로 나타났다. 많은 clock 유전자들 중, Period 1 (Per1)과 Period 2 (Per2)는 clock repressor 유전자로 정상적인 생리적 리듬을 조절하는 것에 기여한다. PER1과 PER2는 cyclin, CDK, CKI를 포함하는 세포 주기 조절자의 발현에 관여함이 밝혀졌으며, 다양한 암에서 PER1과 PER2의 발현 감소가 보고되었다. 따라서, 본 논문에서는 PER1과 PER2의 circadian rhythm에서의 분자적 기능과 종양 발생과 관련된 PER1과 PER2의 하위 표적인자에 대해 살펴보고, 암 치료를 위한 새로운 치료 표적과 암의 예후를 예측하기 위한 분자 지표로써의 PER1과 PER2의 가능성에 대해 서술하고자 한다.

• 생명과학회지
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• 제29권1호
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• pp.105-111
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• 2019

Histone deacetylase (HDAC)-6은 전사조절 및 세포질 내 다양한 단백질들과의 상호작용을 통하여 난소암의 유발에 관여한다. 최근, HDAC-6을 표적으로 하는 특이적 억제제를 활용하여 암세포의 신호전달경로를 차단함으로써 새로운 항암제로서의 개발을 모색하고 있다. 특히, 난소암 치료를 위한 화학요법에서는 생식세포에 미치는 영향이 하나의 중요한 난제가 될 수 있다. 그러나, HDAC-6 억제제가 난소암세포 이외의 생식세포에 미치는 영향에 대한 연구는 아직 미흡한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 HDAC-6 억제제의 하나인 tubastatin A (TubA)가 생쥐의 난소 내 미성숙 난자에 미치는 영향을 RNA sequencing 분석을 통하여 검증하였다. 이러한 유전자 집합을 이용한 통계적 분석은 기존의 개별 유전자분석의 한계를 극복하여 대량의 생물학적 정보를 산출함으로써, 세포 내 신호전달경로와 같은 복잡한 생물학적 변화상태를 보다 더 광범위하고 민감하게 파악할 수 있을 뿐만 아니라 의미있는 결과의 도출에 도움을 줄 수 있다. Gene set enrichment analysis (GSEA) 결과, 세포주기와 감수분열의 조절 및 진행에 관여하는 gene sets의 발현이 germinal vesicle (GV)과 비교하여 TubA 처리군에서 대부분 감소되었다. 또한, ingenuity pathway analysis (IPA)를 통하여 TubA가 난모세포 내 p53 및 pRB의 발현을 증가시키고 CDK4/6 및 cyclin D의 발현을 감소시킬 뿐만 아니라, G2/M 단계의 DNA checkpoint 조절에 관여하는 유전자들의 발현을 증가시킴을 확인하였다. 이러한 결과는 TubA가 난소 내 미성숙 난자의 DNA 손상과 세포주기 관련 신호전달경로 유전자들의 발현변화를 유도함으로써, 세포주기의 중지와 세포사멸을 초래할 수 있음을 제시한다. 따라서, 특히 생식주기 이전의 난소암을 표적으로 하는 HDAC-6 억제제를 이용한 항암제의 개발에 있어 난소 내 미성숙 난자의 정상적인 성장과 발달을 위한 대안적 고려가 필요할 것으로 사료된다.

• 대한본초학회지
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• 제22권2호
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• pp.35-43
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• 2007

Objectives : The purpose of this study was to investigate the effect of Bo-du-san (BOS) on apoptosis in human gastric cancer cells, SNU-l cells. BOS, a drug preparation consisting of two herbs, that is, Crotonis Fructus (Strychni ignatii Semen, bodu in Korean) and Glycyrrhizae Radix (Glycyrrhizae uralensis FISCH, Gamcho in Korean). Methodss : In this study, methanol extract of BOS was examined for cytotoxic activity on human gastric cancer cells, SNU-1 cells, using XTT assay, with an IC50 value was 0.7 mg/ml and 0.3 mg/ml at 24 hrs and 48 hrs, respectively. Apoptosis induction by BDS in SNU-l cells was verified by the induction of DNA fragmentation, cleavage of poly ADP-ribose polymerase (PARP), and activation of caspase-3, -8 and -9. Inhibitors of caspase-3, -8 and -9 (Ac-DEVD-CHO, Z-IETD-FMK and Z-LEHD-FMK) efficiently blocked BOS-induced cell death of SNU-l. Resultss : BOS-induced cell death was via caspase dependent apoptosis. Moreover, treatment of BOS result in the decrease the G1/S cycle regulation proteins (cyclin D1 and E) expression and increase CDK inhibitor proteins (p21 and p27) expression, and increase apoptotic protein, p53 expression. Thus, BOS induces apoptosis in SNU-1 cells via cell cycle arrested in G1 phase. Conclusions : These results indicated that BOS has some potential for use as an anti-cancer agent.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제17권1호
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• pp.17-24
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• 2009

Histone deacetylase (HDAC) inhibitors are a promising class of anticancer agents that inhibit cancer cell growth in vitro and in vivo. Previous report has shown that apicidin inhibited SK-OV-3 cells proliferation and down-regulation of cyclin B1 and CDK1, and up-regulation of $p21^{WAF1}$ and p27. However, the mechanism of apicidin-mediated apoptotic cell death is not clearly understood. For this study, we investigated the mechanism of apoptotic pathway induced by apicidin in human ovarian cancer cell. We found that SK-OV-3 cells treated with apicidin caused an increase in the percentage of cells in the G2/M phase, which preceded apoptosis characterized by the appearance of cells with sub-G1 population. To further investigate the mechanism of apoptosis induction by apicidin, we measured TUNEL assay, poly-ADP ribose polymerase (PARP) cleavage, and caspase activity in SK-OV-3 cells treated with apicidin for 48 h. Apicidin significantly enhanced apoptosis as measured by TUNEL positive apoptotic cells, PARP cleavage, and increased Bax/Bcl-2 ratio. Induction of apoptosis was confirmed by the release of cytochrome c to cytosol. Our data suggest that apicidin-induced apoptosis in SK-OV-3 cells was accompanied by caspase-3 activation and the increase in Bax/Bcl-2 ratio. These data suggest that apicidin may be effective in the treatment of ovarian cancer through activation of intrinsic apoptotic pathway.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제27권3호
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• pp.283-289
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• 2019

Brain aging induces neuropsychological changes, such as decreased memory capacity, language ability, and attention; and is also associated with neurodegenerative diseases. However, most of the studies on brain aging are focused on neurons, while senescence in astrocytes has received less attention. Astrocytes constitute the majority of cell types in the brain and perform various functions in the brain such as supporting brain structures, regulating blood-brain barrier permeability, transmitter uptake and regulation, and immunity modulation. Recent studies have shown that SIRT1 and SIRT2 play certain roles in cellular senescence in peripheral systems. Both SIRT1 and SIRT2 inhibitors delay tumor growth in vivo without significant general toxicity. In this study, we investigated the role of tenovin-1, an inhibitor of SIRT1 and SIRT2, on rat primary astrocytes where we observed senescence and other functional changes. Cellular senescence usually is characterized by irreversible cell cycle arrest and induces senescence- associated ${\beta}$-galactosidase (SA-${\beta}$-gal) activity. Tenovin-1-treated astrocytes showed increased SA-${\beta}$-gal-positive cell number, senescence-associated secretory phenotypes, including IL-6 and IL-$1{\beta}$, and cell cycle-related proteins like phospho-histone H3 and CDK2. Along with the molecular changes, tenovin-1 impaired the wound-healing activity of cultured primary astrocytes. These data suggest that tenovin-1 can induce cellular senescence in astrocytes possibly by inhibiting SIRT1 and SIRT2, which may play particular roles in brain aging and neurodegenerative conditions.