• Molecules and Cells
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• 제23권1호
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• pp.30-38
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• 2007

Dipyrithione (2, 2'-dithiobispyridine-1, 1'-dioxide, PTS2), a pyrithione derivate, is highly bactericidal and fungicidal. In this study we examined its apoptotic effect on HeLa cells. PTS2 induced HeLa cell death in a dose and time dependent manner. ERK1/2 and p38 were markedly activated, but little JNK1/2 activation was detected. Suppression of p38 activation by SB203580 reduced the extent of apoptosis of the HeLa cells and also prevented induction of p21, release of cytochrome c, and cleavage of caspase-3 and PARP. Inhibition of ERK1/2 with PD98059 increased apoptosis, indicating that ERK1/2 activation has an anti-apoptotic effect on PTS2-induced HeLa cell apoptosis. PTS2 also inhibited murine sarcoma 180 and hepatoma 22 tumor growth in an animal tumor model. Our findings indicate that PTS2 possesses anti-tumor activity, that caspase-3 and poly (ADP-ribose) polymerase (PARP) are involved in PTS2-induced HeLa cell apoptosis and that ERK1/2 and p38 have opposing effects on this apoptosis.

• Molecules and Cells
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• 제41권5호
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• pp.436-443
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• 2018

The actin cytoskeleton plays a key role in the entry of mitosis as well as in cytokinesis. In a previous study, we showed that actin disruption delays mitotic entry at G2/M by sustained activation of extracellular signal-related kinase 1/2 (ERK1/2) in primary cells but not in transformed cancer cell lines. Here, we examined the mechanism of cell cycle delay at G2/M by actin dysfunction in IMR-90 normal human fibroblasts. We observed that de-polymerization of actin with cytochalasin D (CD) constitutively activated ribosomal S6 kinase (RSK) and induced inhibitory phosphorylation of Cdc2 (Tyr 15) in IMR-90 cells. In the presence of an actin defect in IMR-90 cells, activating phosphorylation of Wee1 kinase (Ser 642) and inhibitory phosphorylation of Cdc25C (Ser 216) was also maintained. However, when kinase-dead RSK (DN-RSK) was overexpressed, we observed sustained activation of ERK1/2, but no delay in the G2/M transition, demonstrating that RSK functions downstream of ERK in cell cycle delay by actin dysfunction. In DN-RSK overexpressing IMR-90 cells treated with CD, phosphorylation of Cdc25C (Ser 216) was blocked and phosphorylation of Cdc2 (Tyr 15) was decreased, but the phosphorylation of Wee1 (Ser 642) was maintained, demonstrating that RSK directly controls phosphorylation of Cdc25C (Ser 216), but not the activity of Wee1. These results strongly suggest that actin dysfunction in primary cells activates ERK1/2 to inhibit Cdc2, delaying the cell cycle at G2/M by activating downstream RSK, which phosphorylates and blocks Cdc25C, and by directly activating Wee1.

• 대한한방부인과학회지
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• 제21권2호
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• pp.59-75
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• 2008

Purpose: This study was performed to determine the inhibitory effect of Polygonum multiflorum(PM) on melanin synthesis in B16F10. Methods: The Inhibitory effects of Polygonum multiflorum(PM) on melanin synthesis were determined by in-vitro assay. To elucidate inhibitory effects of Polygonum multiflorum on melanin synthesis, we determined the melanin release and melanin production in B16F10. And to investigate the action mechanism, we assessed the gene expression of tyrosinase, TRP-1, TRP-2, MMP-2, PKA, PKC, ERK-1 ERK-2, AKT-1, MITF in B16F10. Results: 1. PM inhibited melanin-release, melanin production in B16F10. 2. PM inhibited tyrosinase activity in vitro and in B16F10. 3. PM suppressed the expression of tyrosinase, TRP-1 in B16F10. 4. PM suppressed the expression of PKA in B16F10. 5. PM suppressed the expression of ERK-1, ERK-2, AKT-1 in B16F10. 6. PM suppressed the expression of MITF in B16F10. Conclusion: From these results, it may be concluded that PM possesses the antimelanogenetic effects.

• Molecules and Cells
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• 제20권2호
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• pp.280-287
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• 2005

The insulin-mediated Ras/mitogen-activated protein (MAP) kinase cascade was examined in SK-N-BE(2) and PC12 cells, which can and cannot produce reactive oxygen species (ROS), respectively. Tyrosine phosphorylation of the insulin receptor and insulin receptor substrate 1 (IRS-1) was much lower in SK-N-BE(2) cells than in PC12 cells when the cells were treated with insulin. The insulin-mediated interaction of IRS-1 with Grb2 was observed in PC12 but not in SK-N-BE(2) cells. Moreover, the activity of extracellular-signal-related kinase (ERK) was much lower in SK-N-BE(2) than in PC12 cells when the cells were treated with insulin. Application of exogenous $H_2O_2$ caused increased tyrosine phosphorylation and Grb2 binding to IRS-1 in SK-N-BE(2) cells, while exposure to an $H_2O_2$ scavenger (N-acetylcysteine) or to a phophatidylinositol-3 kinase inhibitor (wortmannin), and expression of a dominant negative Rac1, decreased the activation of ERK in insulin-stimulated PC12 cells. These results indicate that the transient increase of ROS is needed to activate ERK in insulin-mediated signaling and that an inability to generate ROS is the reason for the insulin insensitivity of SK-N-BE(2) cells.

• 대한한방부인과학회지
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• 제22권2호
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• pp.43-59
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• 2009

Purpose: This study was performed to determine the inhibitory effect of Persimmon Leaves extract (PL) on melanin synthesis in B16F10 melanoma cells B16F10. Methods: The inhibitory effects of PL on melanin synthesis were determined by in vitro assay. To elucidate inhibitory effects of PL on melanin synthesis, we determined the melanin release and melanin production in B16F10. And to investigate the action mechanism, we assessed the gene expression of tyrosinase, TRP-1, TRP-2, PKA, PKC${\beta}$, ERK-1, ERK-2, AKT-1, MITF in B16F10. Results: 1. PL inhibited melanin release, melanin production in B16F10. 2. PL inhibited tyrosinase activity in vitro and in B16F10. 3. PL suppressed the expression of tyrosinase, TRP-1, TRP-2 in B16F10. 4. PL suppressed the expression of PKA, PKC${\beta}$ in B16F10. 5. PL increased the expression of ERK-1, ERK-2, AKT-1 in B16F10. 6. PL suppressed the expression of MITF in B16F10. Conclusion: From these results, it may be concluded that PL is possesed of the antimelanogenetic effects.

• 대한임상검사과학회지
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• 제52권1호
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• pp.62-68
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• 2020

Cisplatin (CDDP)은 난소암 치료에 사용되는 화학 요법제로 암세포에 따라 그리고 치료 용량에 따라 다중 신호경로를 활성화하여 세포 반응을 다르게 일으킬 수 있다. Cisplatin이 세포에 작용하는 신호전달 기전은 분명하지 않아 더 많은 연구가 필요해 보인다. 이에 본 연구는 cisplatin을 난소암 세포(SKOV3)에 처리하여 세포사멸 유도 과정에서 나타나는 신호 단백질의 역할을 밝히고자 하였다. 결과는 cisplatin으로 처리한 난소암 세포에서 TUNEL assay와 유세포 분석을 통해 대조군과 비교하여 세포 사멸수가 증가하였다. 세포 사멸 단계에서 나타나는 PARP 및 caspase-3 활성도 증가하였다. 그러나 Bcl-2의 발현은 감소하였다. 신호 전달 경로에서 나타나는 단백질의 발현은 ERK1/2의 활성은 시간 의존적으로 감소하였으나 Akt 활성은 24시간에 감소하다 48시간에서의 활성은 일정하였다. p38과 p-JUN의 활성은 24시간에 증가하는 것으로 나타났으나 48시간에서 p38의 활성은 감소하였으며 p-JUN의 활성은 일정하였다. 이상의 결과들을 토대로 결론은 cisplatin이 SKOV3 세포에서 Akt 활성을 감소하여 세포 증식을 억제하고 MAPK의 p38 발현을 조절하여 세포사멸을 유도하는 것으로 판단된다. 향후, 암치료 전략에 도움이 되는 cisplatin을 포함한 백금기반 화학요법제의 신호전달 기전을 밝히기 위한 더 많은 연구가 필요할 것으로 생각된다. 본 실험을 통해 제시한 결과는 MAPK 신호 경로를 타겟으로 하는 암 치료 전략에 유용하게 사용 될 수 있기를 기대한다.

• BMB Reports
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• 제34권3호
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• pp.237-243
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• 2001

Taxol, a natural product extracted from the Taxus brevifolia, is known to have significant anti-tumor activities against many common cancers, including ovarian and breast cancers. Despite the pronounced anti-tumor activity of this compound, its poor solubility in aqueous solutions hampers its clinical applications. We studied the anticancer mechanisms of the water-soluble taxol diethylenetriamine pentaacetate (DTPA) used for radiolabeling, and compared it to that of taxol. In vitro cytotoxicities of taxol and taxol-DTPA conjugate were tested in HT29 human colorectal cancer cells by the MTT method. As the result, the $IC_{50}$ value of the taxol-DTPA conjugate was about three fold higher than that of taxol. When analyzed by an agarose gel electrophoresis, the DNA ladders became evident after the incubation of cells with the taxol-DTPA conjugate for 24 h. We also found morphological changes of the cells undergoing apoptosis with electron microscopy Next, we examined the signal pathway of taxol-DTPA conjugate-induced apoptosis in HT29 cells. The activation of extracellular signal-regulated protein kinase (ERK1/2) occurred at 10, 30, 60 and 120 min after 200 nM taxol-DTPA conjugate treatment. The pretreatment of the MEK inhibitor (PD98059) completely blocked the taxol-DTPA conjugate-induced ERK1/2 activation. The activated ERK1/2 translocated into the nucleus at the same time and phosphorylated its transcriptional factor, c-Jun. These results suggest that the taxol-DTPA conjugate has an apoptotic activity in HT29 cells, and that its proapoptic activity might be related with the signal transduction via ERK1/2 and c-Jun similar to that of taxol.

• 생명과학회지
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• 제34권2호
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• pp.94-104
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• 2024

β-lapachone은 다양한 유형의 질병을 치료하기 위해 남미 및 중미 지역의 전통 의학에서 널리 사용되어 온 Tabebuia vellanedae의 껍질에서 분리된 천연 퀴논 화합물의 일종이다. β-lapachone은 여러 유형의 암세포에서 강력한 항암 활성을 갖는 것으로 보고되었지만, 간세포암종 세포의 증식에 대한 효과는 아직 불분명하다. 따라서 본 연구에서는 β-lapachone 인간 간세포암종 Hep3B 세포의 증식에 미치는 영향을 조사하였으며, 본 연구의 결과에 의하면, β-lapachone 처리에 의한 Hep3B 세포의 세포생존율 감소는 세포사멸 유도와 밀접한 관련이 있었다. 또한, β-lapachone이 처리된 Hep3B 세포에서는 항세포사멸 인자인 Bcl-2의 발현이 감소한 반면, 세포사멸 유도 인자인 Bax의 발현은 증가하였으며, 이는 caspase cascade의 활성 증가와 연관성이 있었다. 그러나 pan-caspase 억제제가 존재하는 경우 β-lapachone에 의해 유발된 세포사멸은 약화되었으며, 이는 β-lapachone에 의한 세포사멸 유도가 caspase 의존적인 현상임을 의미한다. 아울러, β-lapachone의 처리는 ERK 경로를 활성화시키면서 PI3K/Akt 경로의 활성을 억제하였으며, β-lapachone 유도 세포사멸에 ERK 억제제의 효과는 미미했지만, PI3K 억제제는 β-lapachone에 의해 유도된 세포사멸을 유의하게 증가시켰다. 비록 생체 내 동물 모델에서의 확인이 필요하지만, 본 연구의 결과는 간세포암종 세포에서 β-lapa-chone의 항암 활성을 이해하는 데 유용한 자료로 활용될 것이다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제58권6호
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• pp.590-599
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• 2005

연구배경 : 만성폐쇄성폐질환에서 나타나는 기도점액의 과다분비는 이 질환의 중요한 병리학적 소견이며 호흡곤란 등 환자의 증상을 악화시키는 요인 중의 하나이다. 기도 점액을 구성하는 여러 성분 중 Muc 유전자에 의해 만들어지는 당 단백이 흡연에 의해 생성이 증가하는데 이에 관여하는 세포 내 신호전달 과정에 대하여 확실히 밝혀진 바가 없다. 저자는 Muc 유전자 중 인체의 기도에 가장 많이 분비되는 Muc5ac 점액 생성을 담당하는 Muc5ac 유전자의 발현이 흡연에 의하여 증가하는데 관여하는 세포 내 신호전달 과정을 알아보고자 하였다. 재료 및 방법 : 사람 폐선암 세포주인 A549 세포를 배양하여 Muc5ac 유전자의 promotor를 luciferase reporter plasmid를 사용하여 세포 내에 transfection시키고 5% 담배연기 추출물로 자극하여 배양하였다. 또 세포 내 신호전달에 관여하는 표피성장인자 수용체 kinase의 억제제인 AG1478, mitogen-activated protein kinase kinase(MAPKK) 억제제인 PD98059, p38 mitogen-activated protein kinase 억제제인 SB203580으로 각각 전 처치 후 역시 5% 담배연기 추출물로 자극 배양하였다. 배양된 세포에서 단백질을 추출하여 luciferase 분석을 통하여 Muc5ac promoter 활성도를 측정하고 Western blot을 이용하여 표피성장인자 수용체와 mitogen-activated protein kinase (MAPK)인 extracellular signalrelated kinase (ERK)1/2, p38 MAPK, c-Jun N-terminal kinase (JNK)의 발현을 확인하였다. 또 세포에서 RNA를 추출한 후 Muc5ac primer를 이용하여 역전사효소 중합연쇄반응을 수행하여 Muc5ac mRNA 발현을 관찰하였다. 결 과 : 1. Muc5ac promoter를 삽입한 A549 세포를 5% 담배연기 추출물로 자극하였을 때 의의 있게 luciferase 활성도가 증가하였고(P<0.001) 자극하는 시간이 3시간이었을 때 luciferase 활성도가 최고치를 보였다(P<0.01). 또 담배연기 추출물 자극은 표피성장인자 수용체를 인산화시켰으며 인산화는 AG1478과 PD98059에 의하여 억제되었다. 2. AG1478 혹은 PD98059로 전 처치 후 5% 담배연기 추출물로 자극한 경우 5% 담배연기 추출물 단독으로 자극한 것에 비하여 유의하게 lucifearse 활성도가 억제되었고 (P<0.01) 세 가지 종류의 MAPK 중 ERK1/2와 p38 MAPK의 인산화는 관찰되었으나 JNK의 인산화는 관찰되지 않았다. 역전사효소 중합연쇄반응을 이용하여 관찰한 Muc5ac mRNA 발현은 담배연기 추출물에 의해 증가되었고 PD98059와 AG1478에 의하여 역시 억제되었다. 3. 담배연기 추출물에 의하여 인산화 된 ERK1/2는 PD98059에 의하여 인산화가 감소하였고 p38 MAPK의 인산화는 PD98059와 SB203580에 의하여 감소하였으며 이 두 가지 억제제는 모두 luciferase 활성도를 유의하게 억제시켰다(P<0.0001). 결 론 : 담배연기 추출물은 Muc5ac 유전자의 발현을 증가시켜 기도 내 점액 분비를 증가시키며 이는 표피성장인자 수용체를 매개로 ERK1/2와 p38 MAPK를 경유하여 세포 내 신호전달이 이루어진다고 생각된다. 따라서 점액 유전자 활성화를 매개하는 신호전달 과정을 차단하는 약제나 방법이 개발된다면 과도한 점액분비를 치료할 수 있을 것으로 생각한다.

• Nutrition Research and Practice
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• 제8권2호
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• pp.125-131
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• 2014

BACKGROUND/OBJECTIVES: The objective of this study was to evaluate the protective effect of black rice extract (BRE) on tert-butyl hydroperoxide (TBHP)-induced oxidative injury in HepG2 cells. MATERIALS/METHODS: Methanolic extract from black rice was evaluated for the protective effect on TBHP-induced oxidative injury in HepG2 cells. Several biomarkers that modulate cell survival and death including reactive oxygen species (ROS), caspase-3 activity, and related cellular kinases were determined. RESULTS: TBHP induced cell death and apoptosis by a rapid increase in ROS generation and caspase-3 activity. Moreover, TBHP-induced oxidative stress resulted in a transient ERK1/2 activation and a sustained increase of JNK1/2 activation. While, BRE pretreatment protects the cells against oxidative stress by reducing cell death, caspase-3 activity, and ROS generation and also by preventing ERKs deactivation and the prolonged JNKs activation. Moreover, pretreatment of BRE increased the activation of ERKs and Akt which are pro-survival signal proteins. However, this effect was blunted in the presence of ERKs and Akt inhibitors. CONCLUSIONS: These results suggest that activation of ERKs and Akt pathway might be involved in the cytoprotective effect of BRE against oxidative stress. Our findings provide new insights into the cytoprotective effects and its possible mechanism of black rice against oxidative stress.