• 생명과학회지
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• 제27권11호
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• pp.1340-1348
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• 2017

Sanguinarine은 다양한 목적으로 사용되고 있는 Sanguinaria canadensis L.의 뿌리에서 유래된 benzophenanthridine alkaloid 계열 물질중의 하나이다. 그동안 sanguinarine의 다양한 약리학적인 효능이 알려져 왔고, 항암활성에 대한 연구도 여러 암세포들을 대상으로 수행되어 왔다. 그러나 sanguinarine에 의한 암세포의 apoptosis 유도에 대한 현상은 여전히 많은 부분에서 연구의 대상으로 남아 있다. 본 연구는 Hep3B 인체 간암세포를 대상으로 sanguinarine의 항암활성에 대한 추가적인 자료를 제시하기 위하여 수행되었다. 본 논문의 결과에 의하면, sanguinarine은 처리 농도 의존적으로 Hep3B 세포의 증식을 억제하였으며, 이는 apoptosis 유도와 연관성이 있었다. Sanguinarine은 두 가지 apoptosis 경로인 extrinsic 및 intrinsic 경로의 개시 initiator caspase인 caspase-8 및 caspase-9 뿐만 아니라 대표적인 effector caspase인 caspase-3의 활성을 증가시켰고, caspase-3의 기질인 PARP의 분절을 유발하였다. 아울러 sanguinarine은 DR-related 유전자들의 발현을 부분적으로 증가시켰으며, Bcl-2 family에 속하는 pro-apoptotic Bax의 발현을 증가시킨 반면, anti-apoptotic Bcl-2의 발현은 억제시켰다. 또한 sanguinarine은 Bid의 truncation을 촉진하였고, MMP의 소실에 따른 cytochrome c를 미토콘드리아에서 세포질로의 이동을 증가시켰다. 그리고 sanguinarine에 의한 apoptosis 유도 및 세포 증식율 억제 현상이 caspase의 활성을 인위적으로 억제하였을 경우, 모두 사라졌다. 따라서 sanguinarine에 의하여 유도하는 Hep3B 세포의 apoptosis 유발에는 caspase 의존적으로 extrinsic 및 intrinsic 경로가 모두 관여하고 있음을 알 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제19권8호
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• pp.1047-1054
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• 2009

구강편평상피암종은 말기에서 종종 화학치료요법제들이 유도하는 세포자멸사에 저항성을 보인다. 박테리아의 독에 대한 진전된 이해는 암치료에 대한 새로운 치료전략으로 제기되어지고 있다. 본 연구는 Pseudomonas aeruginosa exotoxin A (PEA)가 세포자멸사 기작을 통해 항암제에 저항성을 보이는 YD-9 구강편평상피암종의 생존율을 현격하게 떨어뜨림을 설명하고 있다. 세포자멸사현상은 핵의 형태학적 변화와 DNA 분절 생성을 통해 입증되었다. PEA는 caspase-3, -6, -9 의 분절과 활성화를 일으켰다. 그리고 이러한 반응들은 caspase 의 기질에 해당하는 poly (ADP-ribose) polymerase (PARP), DFF45, 그리고 lamin A 의 단백질 분해를 야기했다. 사립체 막전위 감소, cytochrome c와 Smac/DlABLO의 사립체로부터 세포질로의 유리, 그리고 AIF의 사립체에서 핵으로 이동 등이 관찰되었다. p53, p21 그리고 $14-3-3{\gamma}$는 증가되는 반면 cyclin B와 cdc2는 감소되었다. 이상의 결과들을 종합해 보면 PEA는 caspase를 활성화시키고, 사립체에 변화를 야기시키고 더 나아가서 세포주기 유전자를 조절함으로써 항암제에 대한 강한 저항성을 보이는 YD-9 세포에서 세포자멸사를 유도한다.

• 생명과학회지
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• 제26권9호
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• pp.1015-1021
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• 2016

Pyrimidine 유도체의 일종인 5-fluorouracil (5-FU)은 광범위하게 사용되는 항암제의 일종으로, thymidylate synthase의 활성을 억제시켜 핵산의 합성 및 대사기능 자애 유발 물질이다. 본 연구에서는 Ewing′s 육종 CHP-100 세포에서 5-FU의 증식억제와 연관된 기전 해석으로 시도하였다. 본 연구의 결과에 의하면, 5-FU 처리 시간의 경과에 따른 CHP-100 세포의 증식억제가 세포주기 G1 arrest 유발에 따른 것임을 알 수 있었다. 5-FU에 의한 CHP-100 세포의 G1 arrest는 retinoblastoma protein (pRB)의 탈인산화에 따른 전사인자 E2F-1 및 E2F-4와의 결합 촉진과 연관성이 있었다. 비록 5-FU 처리가 cyclin-dependent kinases의 발현에는 크게 영향을 주지 않았으나, 정상배지에서 배양된 대조군에 비하여 cyclin A 및 B의 발현이 5-FU 처리 시간 의존적으로 억제되었다. 또한 5-FU에 의한 CHP-100 세포의 G1 arrest는 apoptosis 유도와 연관이 있음을 핵 내 염색질의 응축에 따른 apoptotic body의 형성증가, poly (ADP-ribose) polymerase의 단편화 및 annexin V 염색 등을 통하여 확인하였다. 아울러 5-FU는 pro-apoptotic Bax 단백질의 발현 증가 및 anti-apoptotic Bcl-2의 발현 감소를 통한 mitochondrial membrane potential의 소실을 촉진시켰으며, 이로 인하여 미토콘드리아에서 세포질로의 cytochrome c 유리가 증가시켰음을 알 수 있었다. 따라서 본 연구의 결과는 5-FU에 의한 CHP-100 세포의 증식억제와 연관된 G1 arrest 및 apoptosis 유도에는 pRB의 인산화 억제 및 미토콘드리아 기능의 손상이 최소한 관여하고 있음을 의미하는 것이다.

• International Journal of Oral Biology
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• 제34권1호
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• pp.7-14
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• 2009

Nitric oxide (NO) acts as an intracellular messenger at the physiological level but can be cytotoxic at high concentrations. The cells within periodontal tissues, such as gingival and periodontal fibroblasts, contain nitric oxide syntheses and produce high concentrations of NO when exposed to bacterial lipopolysaccharides and cytokines. However, the cellular mechanisms underlying NO-induced cytotoxicity in periodontal tissues are unclear at present. In our current study, we examined the NO-induced cytotoxic mechanisms in human gingival fibroblasts (HGF). Cell viability and the levels of reactive oxygen species (ROS) were determined using a MTT assay and a fluorescent spectrometer, respectively. The morphological changes in the cells were examined by Diff-Quick staining. Expression of the Bcl-2 family and Fas was determined by RT-PCR or western blotting. The activity of caspase-3, -8 and -9 was assessed using a spectrophotometer. Sodium nitroprusside (SNP), a NO donor, decreased the cell viability of the HGF cells in a dose- and time-dependent manner. SNP enhanced the production of ROS, which was ameliorated by NAC, a free radical scavenger. ODQ, a soluble guanylate cyclase inhibitor, did not block the SNP-induced decrease in cell viability. SNP also caused apoptotic morphological changes, including cell shrinkage, chromatin condensation, and DNA fragmentation. The expression of Bax, a member of the proapoptotic Bcl-2 family, was upregulated in the SNP-treated HGF cells, whereas the expression of Bcl-2, a member of the anti-apoptotic Bcl-2 family, was downregulated. SNP augmented the release of cytochrome c from the mitochondria into the cytosol and enhanced the activity of caspase-8, -9, and -3. SNP also upregulated Fas, a component of the death receptor assembly. These results suggest that NO induces apoptosis in human gingival fibroblast via ROS and the Bcl-2 family through both mitochondrial- and death receptor-mediated pathways. Our data also indicate that the cyclic GMP pathway is not involved in NO-induced apoptosis.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제27권4호
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• pp.406-414
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• 2012

본 연구에서는 fucoidan이 macrophage의 활성과 항암효과를 확인하기 위하여 수행되었다. Fucoidan을 Raw 264.7 세포에 처리한 후 MTT assay로 측정한 결과 고농도 $100{\mu}g/mL$까지 세포독성은 없었으며, NO 및 TNF-${\alpha}$의 분비를 농도 유의적으로 증가시켰다. 또한 AGS 위암 세포 성장저해효과를 확인하기 위하여 MTT assay를 하였고 그 결과 농도와 시간 의존적으로 암 세포 성장이 유의적으로 감소하였다. Apoptosis로 인해 암 세포 성장이 감소하였는지 확인하기 위하여 DAPI 염색을 한 결과 apoptotic body와 세포질 응축이 시간 의존적으로 증가하는 것을 확인하였다. 또한 fucoidan은 미토콘드리아의 투과율을 향상시키며 미토콘드리아에서 방출되는 cytochrome c의 발현을 증가시켰다. Western blotting의 결과 시간 의존적으로 anti-apoptotic 분자인 Bcl-2와 XIAP 발현 감소와 반대로 pro-apoptotic 분자인 Bax 발현이 증가하였다. Cleaved-caspase-9의 발현이 증가하였으며 Akt의 인산화는 시간 의존적으로 감소하였다. Caspase 억제제인 z-VAD-FMK 처리 시 Bax, caspase-9의 발현을 감소시켜 apoptosis 유도를 억제하였으며 이러한 결과는 caspase가 apoptosis 유도에 중요한 역할을 하는 것으로 나타낸다. 본 실험의 AGS 위암 세포주에서 대조군에 비하여 fucoidan 처리군에서 면역세포 활성 및 AGS 위암 세포주에서 caspase 활성을 통해 apoptosis를 유도하는 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제28권11호
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• pp.1268-1276
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• 2018

Cytidine analog decitabine (DEC)은 핵산 합성의 억제제로서 골수이형성 증후군 및 급성 골수성 백혈병 치료제로 사용되고 있다. 산화질소 합성에서 번역 단계를 억제하는 것으로 알려진 ammonium pyrrolidine dithiocarbamate (PDTC)는 $NF-{\kappa}B$의 대표적인 억제제이다. 본 연구에서는 인체 위암 AGS 세포를 대상으로 DEC와 PDTC의 병용 처리에 따른 세포증식 억제 기전을 조사하였다. 본 연구의 결과에 따르면 PDTC에 의한 AGS 세포의 증식 억제 효과는 DEC에 의해 농도 의존적으로 유의하게 증가하였으며, 이는 G2/M기의 세포주기 정지 및 apoptosis 유도와 관련이 있었다. PDTC와 DEC의 병용 처리에 의한 세포 사멸의 유도는 DNA 손상 유도와 관련이 있음을 H2AX의 인산화 증가로 확인하였다. 아울러 PDTC와 DEC의 병용 처리는 미토콘드리아 막 전위의 파괴를 유도하고, 세포 내 활성산소종(ROS)의 생성과 Bax의 발현을 향상시키고, Bcl-2 발현을 감소시켰으며 미토콘드리아에서 세포질로의 cytochrome c 유출을 증가시켰다. 또한 PDTC과 DEC의 병용 처리는 외인성 및 내인성 apoptosis 개시 caspase에 해당하는 caspase-8과 caspase-9의 활성뿐만 아니라 caspase-3의 활성화와 PARP 단백질의 분해를 유도하였다. 결론적으로 본 연구의 결과는 PDTC와 DEC의 병용 처리가 DNA 손상을 유발하고, ROS 증가와 연계된 외인성 및 내인성 apoptosis 사멸 경로를 활성화시킴으로써 AGS 세포의 증식을 억제하였음을 의미한다.

• International Journal of Oral Biology
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• 제40권1호
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• pp.51-61
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• 2015

Shikonin, a major ingredient in the traditional Chinese herb Lithospermumerythrorhizon, exhibits multiple biological functions including antimicrobial, anti-inflammatory, and antitumor effects. It has recently been reported that shikonin displays antitumor properties in many cancers. This study was aimed to investigate whether shikonin could inhibit oral squamous carcinoma cell (OSCC) growth via mechanisms of apoptosis and cell cycle arrest. The effects of shikonin on the viability and growth of OSCC cell line, SCC25 cells were assessed by MTT assay and clonogenic assays, respectively. Hoechst staining and DNA electrophoresis indicated that the shikonin-treated SCC25 cells were undergoing apoptosis. Western blotting, immunocytochemistry, confocal microscopy, flow cytometry, MMP activity, and proteasome activity also supported the finding that shikonin induces apoptosis. Shikonin treatment of SCC25 cells resulted in a time- and dose-dependent decrease in cell viability, inhibition of cell growth, and increase in apoptotic cell death. The treated SCC25 cells showed several lines of apoptotic manifestation as follows: nuclear condensation; DNA fragmentation; reduced MMP and proteasome activity; decrease in DNA contents; release of cytochrome c into cytosol; translocation of AIF and DFF40 (CAD) onto the nuclei; a significant shift in Bax/Bcl-2 ratio; and activation of caspase-9, -7, -6, and -3, as well as PARP, lamin A/C, and DFF45 (ICAD). Shikonin treatment also resulted in down-regulation of the G1 cell cycle-related proteins and up-regulation of $p27^{KIP1}$. Taken together, our present findings demonstrate that shikonin strongly inhibits cell proliferation by modulating the expression of the G1 cell cycle-related proteins, and that it induces apoptosis via the proteasome, mitochondria, and caspase cascades in SCC25 cells.

• International Journal of Oral Biology
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• 제35권2호
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• pp.51-60
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• 2010

Few studies have evaluated the apoptosis-inducing efficacy of NaF on cancer cells in vitro but there has been no previous investigation of the apoptotic effects of NaF on human oral squamous cell carcinoma cells. In this study, we have investigated the mechanisms underlying the apoptotic response to NaF treatment in the YD9 human squamous cell carcinoma cell line. The viability of YD9 cells and their growth inhibition were assessed by MTT and clonogenic assays, respectively. Hoechst staining, DNA electrophoresis and TUNEL staining were conducted to detect apoptosis. YD9 cells were treated with NaF, and western blotting, immunocytochemistry, confocal microscopy, FACScan flow cytometry, and MMP and proteasome activity assays were performed sequentially. The NaF treatment resulted in a time- and dose-dependent decrease in YD9 cell viability, a dose-dependent inhibition of cell growth, and the induction of apoptotic cell death. The apoptotic response of these cells was manifested by nuclear condensation, DNA fragmentation, the reduction of MMP and proteasome activity, a decreased DNA content, the release of cytochrome c into the cytosol, the translocation of AIF and DFF40 (CAD) into the nucleus, a significant shift of the Bax/Bcl-2 ratio, and the activation of caspase-9, caspase-3, PARP, Lamin A/C and DFF45 (ICAD). Furthermore, NaF treatment resulted in the downregulation of G1 cell cyclerelated proteins, and upregulation of p53 and the Cdk inhibitor $p27^{KIP1}$. Taken collectively, our present findings demonstrate that NaF strongly inhibits YD9 cell proliferation by modulating the expression of G1 cell cycle-related proteins and inducing apoptosis via mitochondrial and caspase pathways.

• International Journal of Oral Biology
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• 제39권1호
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• pp.23-33
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• 2014

Several studies have shown that curcumin, which is derived from the rhizomes of turmeric, possesses antimicrobial, antioxidant and anti-inflammatory properties. The antitumor properties of curcumin have also now been demonstrated more recently in different cancers. This study was undertaken to investigate the modulation of cell cycle-related proteins and the mechanisms underlying apoptosis induction by curcumin in the SCC25 human tongue squamous cell carcinoma cell line. Curcumin treatment of the SCC25 cells resulted in a time- and dose-dependent reduction in cell viability and cell growth, and onset of apoptotic cell death. The curcumin-treated SCC25 cells showed several types of apoptotic manifestations, such as nuclear condensation, DNA fragmentation, reduced MMP and proteasome activity, and a decreased DNA content. In addition, the treated SCC25 cells showed a release of cytochrome c into the cytosol, translocation of AIF and DFF40/CAD into the nuclei, a significant shift in the Bax/Bcl-2 ratio, and the activation of caspase-9, caspase-7, caspase-6, caspase-3, PARP, lamin A/C, and DFF45/ICAD. Furthermore, curcumin exposure resulted in a downregulation of G1 cell cycle-related proteins and upregulation of $p27^{KIP1}$. Taken together, our findings demonstrate that curcumin strongly inhibits cell proliferation by modulating the expression of G1 cell cycle-related proteins and inducing apoptosis via proteasomal, mitochondrial, and caspase cascades in SCC25 cells.

• BMB Reports
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• 제35권1호
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• pp.116-126
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• 2002

Nitric oxide (NO), synthesized from L-arginine by NO synthases, is a small, lipophilic, diffusible, highly reactive molecule with dichotomous regulatory roles in many biological events under physiological and pathological conditions. NO can promote apoptosis (pro-apoptosis) in some cells, whereas it inhibits apoptosis (anti-apoptosis) in other cells. This complexity is a consequence of the rate of NO production and the interaction with biological molecules such as metal ion, thiol, protein tyrosine, and reactive oxygen species. Long-lasting overproduction of NO acts as a pro-apoptotic modulator, activating caspase family proteases through the release of mitochondrial cytochrome c into cytosol, up-regulation of the p53 expression, and alterations in the expression of apoptosis-associated proteins, including the Bcl-2 family. However, low or physiological concentrations of NO prevent cells from apoptosis that is induced by the trophic factor withdrawal, Fas, $TNF{\alpha}$/ActD, and LPS. The anti-apoptotic mechanism is understood on the basis of gene transcription of protective proteins. These include: heat shock protein, hemeoxygenase, or cyclooxygenase-2 and direct inhibition of the apoptotic executive effectors caspase family protease by S-nitrosylation of the cysteine thiol group in their catalytic site in a cell specific way. Our current understanding of the mechanisms by which NO exerts both pro- and anti-apototic action is discussed in this review article.