• 한국미생물·생명공학회지
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• 제50권3호
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• pp.387-394
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• 2022

Verotoxin-1 (VT-1) or Shiga-like toxin 1 (Stx-1) is produced by enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) and is an AB5 holotoxin with a strong inhibitor of protein synthesis. VT-1 is a type 2 ribosome-inactivating protein (RIP) that has been shown to have cytotoxic and anticancer potential by inducing necrosis, apoptosis, and cell cycle arrest, making it a promising antitumor candidate. Here, we tested the cytotoxicity of VT-1 on CaCo2 and NCM425 cell lines and the results showed that VT-1 was more potent on CaCo2. Morphological changes were also evaluated on the cellular level and the results showed that VT-1 caused a decrease in viable cell count, altered cell membrane permeability, and an increase in total nuclear intensity. On the other hand, VT-1 displayed a lesser impact on mitochondrial membrane potential (MMP) and cytochrome c release. On the expression of caspases 3 and 9, VT-1 exhibited an insignificant effect on both which alongside the mitochondrial membrane potential (MMP) and cytochrome c results, might indicate that CaCo2 suffered from the necrosis process as a mechanism of cell death after exposure to VT-1.

• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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• 제29권5호
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• pp.272-281
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• 2003

본 연구에서는 두경부암 HN-4 세포에서 cancer chemopreventive agent인 curcumin과 resveratrol를 처리하여 HN-4 세포의 생육 억제의 원인이 apoptotic cell death에 의하여 일어나며 세포 주기 조절 단백질의 발현 및 암 전이에 관련된 MMP 활성 저해 기전에 대하여 이해하고자 하였다. HN-4 세포에 다양한 농도(10-100 ${\mu}M$) curcumin을 처리하여 세포주기 조절 단백질의 발현을 측정한 결과 cdk1과 cdk4 단백질이 농도 의존적으로 발현이 감소하였으며, resveratrol 처리에서는 cyclin A 단백질의 특이적인 감소 현상을 확인하였다. Curcumin에 의한 apoptosis 유도 기전을 조사한 결과 anti-apoptotic 기능이 있는 Bcl-2 및 Bcl-xL 단백질 발현 감소 현상은 없었으나, caspase 저해 IAP family 단백질중 cIAP1과 survivin 단백질 발현 현상이 처리 농도 의존적으로 감소하였다. Resveratrol을 처리한 경우 Bcl-2 및 survivin 단백질 발현 감소현상을 확인하였다. Curcumin과 resveratrol에 의한 apoptosis 과정은 caspase-3 의존적인 apoptosis 유도 기전을 보였다. Curcumin에 의한 apoptosis 과정은 항산화제인 NAC 처리에 의해서 저해되었다. Curcumin과 NAC 동시 처리는 cytochrome c 유리, caspase-3 활성화 및 Bax 단백질 분절 현상을 억제하였다. 그러나 resveratrol에 의한 apoptosis 과정은 NAC 처리에 의하여 억제되지 않았다. Curcumin과 resveratrol에 의한 암 전이 관련 단백질인 MMP2와 9의 활성 저해효과도 확인하였다. 결론적으로, curcumin에 의한 항암효과는 세포주기 조절 및 apoptosis 유도 및 전이 관련 단백질의 활성 억제를 통하여 야기되는 것으로 생각되어 진다.

• 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국미생물생명공학회 2004년도 Annual Meeting BioExibition International Symposium
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• pp.297-301
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• 2004

The purpose of the present study was to investigate the anti-proliferative and apoptotic effects of MCS-C2, a novel analogue of toyocamycin and sangivamycin, in human promyelocytic leukemia (HL-60) cells. When treated with MCS-C2, inhibited proliferation associated with cell cycle arrest and apoptotic induction was found in the HL-60 cells in a concentration-dependent and time-dependent manner. This apoptotic induction was associated with the cleavage of Bid and a release of cytochrome c from mitochondria into the cytosol, followed by the activation of caspase-3 and inactivation of poly (ADP-ribose) polymerase (PARP). However, there was no significant change in any other mitochondrial membrane proteins, such as Bcl-2 and Bax. Consequently, the current findings suggest that the mitochondrial pathway was primarily involved in the MCS-C2-induced apoptosis in the human promyelocytic leukemia HL-60 cells.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권2호
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• pp.433-437
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• 2010

In the course of screening for novel modulators of cell cycle progression and apoptosis as anticancer drug candidates, we generated an analog of sangivamycin, MCS-C2, which was elucidated as 4-amino-6-bromo-7-cyclopentyl-7H-pyrrolo[2,3-d]pyrimidine-5-carboxamide. In the present study, we evaluated the molecular mechanisms of MCSC2-induced cell cycle arrest and apoptosis in A549 human lung cancer cells. To investigate the effects of MCS-C2 on cell cycle progression in A549 cells, we measured the DNA content of A549 cells treated with $5\;{\mu}M$ MCS-C2 using flow cytometry. The analysis revealed an appreciable $G_2$ phase arrest in treated cells. This event was associated with significant upregulation of p53 and $p21^{Cip1}$. In addition, the TUNEL assay was used to examine apoptotic induction in treated cells, and the effects of MCS-C2 on the expression of apoptosis-associated proteins were examined by Western blot. Apoptotic induction in MCS-C2-treated A549 cells was associated with cytochrome c release from mitochondria, which in turn resulted in the activation of caspase-9 and -3 and the cleavage of poly(ADP-ribose) polymerase (PARP). Based on these results, we conclude that MCS-C2 is a candidate therapeutic agent for the treatment of human lung cancer via upregulation and activation of p53.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권2호
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• pp.161-168
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• 2017

본 연구에서는 산화적 스트레스로 유도한 시신경 세포사멸에 대한 차조기 물 추출물(PFE)의 효과를 확인하였다. Staurosporine으로 분화된 ssdRGC-5 세포에 buthionine과 glutamate(B/G)로 산화적 스트레스를 유도하였으며, LDH release assay, MTT reduction assay를 통하여 PFE가 농도 의존적으로 B/G에 의한 세포사멸을 억제함을 관찰하였다. 세포사멸의 기전을 연구하기 위해 caspase 활성, 세포 내 ROS 생성량, 세포고사 관련 단백질 발현을 관찰한 결과, B/G에 의해 증가한 ROS 생성량, caspase 활성을 PFE가 억제하였고, 세포질로 방출된 cytochrome c와 미토콘드리아로 이동한 Bax도 감소함을 확인하였다. 이상의 결과로부터 차조기는 산화적 스트레스로 유도된 시신경 세포사멸 과정에서 항산화 효과와 미토콘드리아성 세포사멸을 완화함으로써 세포 보호 작용을 나타냄을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제17권8호통권88호
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• pp.1053-1062
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• 2007

유방암 치료제로 사용되는 탐옥시펜 (Tam)은 MCF-7 세포주에서 세포증식을 억제하며 세포사멸을 유도한다. 본 연구에서는 Tam의 세포독성 효과가 세포 내 칼슘이온 농도 증가에 따른 미토콘드리아-의존 기작에 의하여 일어난다는 것을 보여준다. Tam에 의해 유도된 세포 내 칼슘이온 농도 증가는 주로 외부로부터의 칼슘 유입에 의한 것으로 생각된다. 칼슘 채널 억제제를 이용한 실험 결과에 의하며, 칼슘 증가 초기 단계는 주로 전압의존 칼슘채널에 의한 것이며 후기에는 세포 내 저장된 칼슘의 유출, 혹은 다른 방법에 의한 칼슘 유입으로 생각된다. Tam에 의한 세포 내 칼슘 증가는 미토콘드리아로부터의 cytochrome c 방출과 미토콘드리아막의 탈분극에 의한 membrane potential 변화를 초래하였다. 세포사멸에 주도적인 역할을 하는 caspase의 확인에 있어서는, MCF-7 세포는 caspase-3이 결핍되어서 caspase-7이 중심적인 역할을 하는 것으로 이미 알려져 있다. 본 연구에서 확인한 결과 Tam 처리시 caspase-7이 활성화되었으며, 또한 세포사멸 조절 단백질인 Bcl-2 종류 단백질들의 발현을 조사 한 결과 세포사멸 억제 단백질인 Bcl-2의 발현에는 변화가 없었으나 촉진단백질인 Bax는 Tam 처리시 단백질 양이 2배로 증가되었다. 이상의 결과에 의하면, Tam에 의해 유도되는 세포사멸과정은 세포질 내 칼슘이온 농도증가에 의한 미토콘드리아의 변화가 주도적인 역할을 하는 것으로 생각된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제38권4호
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• pp.442-450
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• 2009

후추의 주요 성분인 piperine은 다양한 생리활성을 나타내고 있으며, 특히 암예방 효과가 있는 것으로 생각되고 있다. 본 연구에서는 piperine의 항암 효과를 밝히기 위해 piperine이 인간의 대장에서 유래한 암세포인 HT-29 세포의 증식에 미치는 영향과 작용 기전을 연구하였다. Piperine을 HT-29 세포 배양액에 여러 농도($0{\sim}40{\mu}M$)로 첨가하여 세포를 배양한 경우 piperine 처리 농도가 증가할수록 세포의 증식이 감소하였고, 세포사멸이 증가하였다. 이는 piperine이 HT-29 세포의 세포사멸을 유도하여 세포 증식을 억제함을 제시한다. Piperine의 세포사멸 기전을 조사하기 위해 세포사멸 조절인자의 변화를 조사하였다. Piperine에 의해 anti-apoptotic Bcl-2 family 단백질인 Bcl-2와 Mcl-1 단백질 수준은 감소하였고, BH3-only 단백질인 Bid 단백질 수준은 감소하였으나, Bik 단백질 수준은 증가하였다. 또한 piperine에 의해 미토콘드리아 막의 투과성이 증가하였고, cytochrome c의 세포질로의 방출이 증가하였다. 또한 piperine 처리에 의해 caspase의 활성형인 cleaved caspase-8, -9, -7, -3 단백질 수준이 증가하였고, PARP의 불활성형인 cleaved PARP 수준이 증가하였다. Caspase의 활성을 저해하는 세포사멸억제단백질 중의 하나인 survivin 단백질 발현이 piperine에 의해 감소하였다. 이 결과로부터 대장암세포인 HT-29 세포에서 piperine이 Bcl-2 family 단백질 발현 변화를 초래하여 미토콘드리아 막 투과성 증가시키고 cytochrome c 방출을 증가시키고, caspase 활성을 증가시키고 survivin 단백질 발현을 억제하여 세포사멸을 유도하여 항암 효과를 나타냄을 알 수 있다. 본 연구는 piperine이 대장암에 강한 항암 효과가 있음을 밝혔으나 향후 암예방 및 암치료제로서 piperine을 활용하기 위해서는 동물실험 및 임상실험 등 다양한 추가 실험이 필요할 것으로 보인다.

• 대한소아치과학회지
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• 제33권1호
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• pp.13-24
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• 2006

신경세포자멸사는 저산소 및 허혈환경에서 일어나며 이러한 세포죽음은 reactive oxident species (ROS) 생성을 동반함이 알려져있다. 그러나, 저산소 및 허혈환경에서 일어나는 세포자멸사의 기전 및 그 치료방법은 아직 정립되어 있지 않다. $CoCl_2$는 ROS를 생성하는 등 저산소환경과 유사한 조건을 초래하는 것으로 알려져 있다. Epigallocatechin gallate (EGCG)는 녹차의 polyphenol성분으로서 세포성장과 죽음에 다양한 약리학적 효과를 나타냄이 알려져 있다. 본 연구는 PC12세포에서 $CoCl_2$에 의한 세포자멸사기전을 밝히고 이에 미치는 EGCG의 효과를 조사하는데 목적이 있다. Cell viability는 MTT 측정으로 조사되었고, DNA fragmentation은 DNA laddering으로 조사되었다 Bcl-2와 Bax발현 정도는 RT-PCR로, caspase-3와 -9의 활성은 spectrophotometer, caspase-8의 활성은 flow cytometry에 의해 측정되었다. 미토콘드리아에서 세포질로 분비된 cytochrome c는 western blot으로, -분해된 DNA양과 미토콘드리아 세포막전위 $({\Delta}{\psi}_m)$는 FACScan으로 조사되었다. $CoCl_2$ 투여로 PC12 세포수는 용량 및 시간 의존형태로 감소하였고, genomic DNA fragmentation이 발생하였다. $CoCl_2$ 투여로 야기된 cell viability의 감소와 DNA fragmentation은 EGCG 전처치에 의해 억제되었다. $CoCl_2$는 세포용적팽창과 condensed nuclei 같은 형태적 변화를 일으켰으며, apoptotic peak, ${\Delta}{\psi}_m$ 감소 및 cytochrome c 유리를 야기하였다. EGCG는 $CoCl_2$에 의한 세포형태변화, apoptotic peak, ${\Delta}{\psi}_m$ 소실 및 cytochrome c유리를 억제시켰다. $CoCl_2$는 Bcl-2 발현을 감소시켰지만, Bax 발현에는 영향을 미치지 않았다. EGCG는 $CoCl_2$에 의해 야기된 Bcl-2 발현 감소를 억제시켰다. $CoCl_2$는 caspase-3, -8, 그리고 -9의 활성을 증가시켰으며, EGCG는 그 정도를 감약시켰다. ROS 제거제인 NAC (N-acetyl-cysteine)은 EGCG의 결과와 같은 양상으로 $CoCl_2$에 의 한 세포자멸사를 억제시켰다. 본 실험결과는 PC12 세포에서 $CoCl_2$가 미토콘드리아 의존 및 death receptor 의존 기전으로 세포자멸사를 일으키며, EGCG는 세포자멸사기 전을 억제시킴으로 신경보호기능을 가짐을 시사하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제19권2호
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• pp.153-162
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• 2001

목적 : 방사선 조사에 의하여 유발되는 세포고사의 신호전달기전, 특히 caspase계 cysteine protease의 활성화, Bcl2 및 Bax 단백질, cytochrome c의 세포질내로의 방출, Fas 와 Fas-L 단백질의 발현양상 등의 조사를 통하여 방사선 조사에 의하여 유발되는 세포고사기전을 규명하고자 하였다. 대상 및 방법 : HL-60 세포주에 6 MV의 X-선을 조사하고 세포생존율, Caspase의 활성도, $Bcl_2$ 및 Bax 단백질, cytochrome c의 세포질내로의 방출여부, 및 Fas 와 Fas-L 단백질의 발현양상을 조사하였다. 결과 : 방사선조사 후 세포의 생존율은 조사선량과 조사 후 시간경과에 따라 감소되었다. 세포고사의 특징인 사다리형 DNA 분절은 방사선조사 4시간 후부터 시간경과에 따라 증가하였으며, 조사선량이 증가할수록 더욱 현저하였다. 방사선조사 후 caspase계 cysteine proteases 중 caspase-2, 3, 6, 8 및 9의 활성화가 시간경과에 따라 증가하였으며, 16 Gy의 방사선량조사 4시간 후에 poly (ADP-ribosyl) polymerase (PARP)의 분절과 Western blot을 이용한 procaspase-3의 분절을 확인함으로서 caspase-3의 활성을 간접적으로 증명할 수 있었다. $Bcl_2$ 단백질은 방사선조사 후 시간경과에 따라 감소하였으며, Bax 단백질은 시간경과에 따라 발현이 증가하는 양상을 관찰할 수 있었다. 방사선조사 후 cytochrome c의 세포질내로의 방출을 확인하였다. 또한 Fas 및 Fas-L 단백질 모두 방사선조사 후 발현이 증가하는 양상을 관찰할 수 있었다. 결론 : HL-60 세포주에서 방사선 조사에 의해 유발되는 세포사멸이 세포고사기전에 의해서 매개됨을 확인하였으며, 이는 세포내 caspase계 cysteine proteases, $Bcl_2$, Bax, 세포질내로의 cytochrome c 방출 그리고 Fas, Fas-L가 관여하는 신호전달경로의 활성화에 의한 것임을 의미하였다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제13권4호
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• pp.207-213
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• 2005

It has been proposed that reactive oxygen species (ROS), mainly superoxide anion ($O_2^-$) and hydrogen peroxide ($H_2O_2$), may mediate oxidative stress. Production of $H_2O_2$ during oxidative phosphorylation, inflammation, and ischemia can cause oxidative stress leading to cell death. Although glucose oxidase (GOX) in the presence of glucose continuously generates $H_2O_2$, it is not clear whether GOX produces apoptotic cell death in C6 glial cells. Thus, we investigated the mechanism by which GOX induces cell death. Cells were incubated with different concentration of GOX in the presence of glucose where cell viability, TUNEL and DNA ladder were analyzed. Results indicated that GOX exhibited cytotoxicity in a dose dependent manner by MTT assay. TUNEL positive cell and DNA laddering showed that GOX-induced cytotoxicity was due to apoptosis. Western blot analysis also showed that the cleaved caspase-3 level was detected in the GOX-treated cells at 10 mU/ml and increased dramatically at 30 mU/ml. Cleaved PARP also appeared at 10 mU/ml and lasted at 20 or 30 mU/ml of GOX. Cytochrome c level was increased by GOX dose dependently, which was contrast to Bcl-2 expression level. These results suggest that GOX induces apoptosis through caspase-3 activation, which followed by cytochrome c release from mitochondria through regulating of Bcl-2 level.