• BMB Reports
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• 제49권2호
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• pp.111-115
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• 2016

Caffeine has been proposed to have several beneficial effects on obesity and its related metabolic diseases; however, how caffeine affects adipocyte differentiation has not been elucidated. In this study, we demonstrated that caffeine suppressed 3T3-L1 adipocyte differentiation and inhibited the expression of CCAAT/enhancer binding protein (C/EBP)α and peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)γ, two main adipogenic transcription factors. Anti-adipogenic markers, such as preadipocyte secreted factor (Pref)-1 and Krüppel-like factor 2, remained to be expressed in the presence of caffeine. Furthermore, 3T3-L1 cells failed to undergo typical mitotic clonal expansion in the presence of caffeine. Investigation of hormonal signaling revealed that caffeine inhibited the activation of AKT and glycogen synthase kinase (GSK) 3 in a dose-dependent manner, but not extracellular signal-regulated kinase (ERK). Our data show that caffeine is an anti-adipogenic bioactive compound involved in the modulation of mitotic clonal expansion during adipocyte differentiation through the AKT/GSK3 pathway.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제63권4호
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• pp.421-428
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• 2020

본 연구는 황기와 지치 복합물인 ALM16이 lipopolysaccharide 처리에 의해 자극된 RAW264.7 대식세포의 염증반응에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. ALM16은 RAW264.7 대식세포에 대하여 최대 200 ㎍/mL의 농도까지 독성은 보이지 않았다. 항염증 활성을 검정하기 위해 nitric oxide (NO), prostaglandin E2 (PGE2) 및 pro-inflammatory cytokines 생성량을 측정한 결과, ALM16은 각각의 생성량을 농도의존적으로 감소시켰다. 또한 ALM16은 NO와 PGE2 생성에 관여하는 inducible nitric oxide synthase (iNOS)와 cyclooxygenase-2 (COX-2)의 단백질 발현을 억제하였다. 한편, 항염증 활성 조절 기전을 확인하기 위하여 NK-κB의 핵으로의 이동과 DNA-binding activity 및 MAPK 신호전달 경로에 대한 ALM16의 영향을 확인한 결과, ALM16은 NF-κB의 핵으로 이동과 DNA-binding activity를 유의적으로 억제하였으며, JNK와 ERK 특이적으로 인산화를 억제함으로써 MAPK 신호전달 경로 활성을 억제하였다. 이러한 결과를 종합하여 볼 때 ALM16이 MAPK와 NF-κB의 신호전달 경로 억제를 통한 iNOS와 COX-2의 발현을 조절하고, 이로 인하여 NO, PGE2 및 pro-inflammatory cytokines의 생성이 감소하여 염증 반응을 조절하는 능력이 있는 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제33권9호
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• pp.703-712
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• 2023

기존 혈관에서 새로운 혈관을 형성하는 혈관 신생은 혈관 신생 조절인자에 의해 조절되는 다단계 과정이며 배아 발달, 만성 염증 및 상처 복구를 포함한 다양한 생리학적 과정에 필수적이다. 혈관 신생의 조절장애는 암, 자가 면역 질환, 류마티스 관절염, 심혈관 질환 및 상처 치유 지연과 같은 많은 질병을 유발한다. 그러나 효과적인 혈관신생 억제 약물은 제한되어 있으며, 최근 연구에서는 천연 자원에서 잠재적인 약물후보를 식별하는 데 중점을 두고 있다. 예를 들어, 해양 천연물은 항암, 항산화, 항염증, 항바이러스 및 상처 치유 효과를 입증했다. 따라서 본 연구에서는 톳(갈조류) 추출물의 혈관 신생 억제 효과를 확인했습니다. H. fusiformis 추출물은 인간 제대 정맥 내피 세포(HUVECs)에서 세포 이동, 침윤 및 관 형성을 억제하며, 동시에 Matrigel 겔 플러그 분석을 통해 생체 내 혈관 신생을 억제를 확인했다. 또한, 톳 추출물 처리 후 VEGF, Erk, Akt의 활성이 감소하는 것을 확인했다. 이 결과를 토대로 H. fusiformis 추출물이 in vitro 및 in vivo 혈관 신생을 억제함을 시사한다.

• Genomics & Informatics
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• 제6권4호
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• pp.181-191
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• 2008

RAS guanyl-releasing protein 3 (RasGRP3), a member of the Ras subfamily of GTPases, functions as a guanosine triphosphate (GTP)/guanosine diphosphate (GDP)-regulated switch that cycles between inactive GDP- and active GTP-bound states during signal transduction. Various growth factors enhance hepatocellular carcinoma (HCC) proliferation via activation of the Ras/Raf-1/extracellular signal-regulated kinase (ERK) pathway, which depends on RasGRP3 activation. We investigated the relationship between polymorphisms in RasGRP3 and progression of hepatitis B virus (HBV)-infected HCC in a Korean population. Nineteen RasGRP3 SNPs were genotyped in 206 patients with chronic liver disease (CLD) and 86 patients with HCC. Our results revealed that the T allele of the rs7597095 SNP and the C allele of the rs7592762 SNP increased susceptibility to HCC (OR=1.55, p=0.04 and OR=1.81${\sim}$2.61, p=0.01${\sim}$0.03, respectively). Moreover, patients who possessed the haplotype (ht) 1 (A-T-C-G) or diplotype (dt) 1 (ht1/ht1) variations had increased susceptibility to HCC (OR=1.79${\sim}$2.78, p=0.01${\sim}$0.03). In addition, we identified an association between haplotype1 (ht1) and the age of HCC onset; the age of HCC onset are earlier in ht1 +/+ than ht1 +/- or ht1 -/- (HR=0.42${\sim}$0.66, p=0.006${\sim}$0.015). Thus, our data suggest that RasGRP3 SNPs are significantly associated with an increased risk of developing HCC.

• 생명과학회지
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• 제19권9호
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• pp.1314-1320
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• 2009

히스톤 디아세틸라이제 저해제(HDACI)는 최근에 새로운 미래형 항암제로 주목을 받고 있으며 다른 항암요법 및 치료제와의 병용치료에도 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. HDACI은 다양한 조직기원의 암세포에서 증식억제 및 세포사멸 유도능이 시험되어 왔으나 비소세포폐암 세포에서 그 작용 및 기전이 명확히 조사된 바가 없다. 본 연구는 HDACI 중의 하나인 sodium butyrate (SB)를 비소세포폐암 세포주인 H460에 처리하여 세포생존율, 세포주기 분석, 세포사멸도를 평가하고, 이와 관련하여 세포사멸 관련 단백질, p53, ERK의 변화를 조사하고자 하였다. 3가지 다른 농도(2.5, 7.5, 20 mM)의 SB에 H460 세포가 48시간 노출되었을 때, 세포 생존율은 농도의존적으로 감소되었으나 7.5 mM 이상의 농도에서 대조군에 비해 유의한 생존을 감소를 보였고, 20 mM에서 생존을 50% 전후를 나타냈다. SB노출은 H460 세포의 사멸을 유발하였는데, 세포사의 유형은 아포토시스와 괴사가 동시에 발생함이 Annexin-V 분석으로 확인되었다. H460 세포에서 SB에 의해 유발되는 뚜렷한 세포주기의 변화양상은 G2/M기정지였으며, 이러한 세포주기의 지연현상으로 세포사멸이 초래되는 것으로 생각된다. SB처리는 아포토시스 발생관련 효소인 caspase-3과 caspase-7의 활성화를 유발하였으며, 이에 의한 PARP 단백 질의 분절화도 관찰되었다. 동시에, 항세포사별 단백질인 XIAP의 단백질 함량은 감소함을 보였다. SB 노출에 의한 세포주기의 G2/M기의 정지현상과 관련하여는 p53 단백질의 증가가 주목할 만한 하였다. SB의 H460세포에의 처리는 일반 ERK단백질의 함량 변화를 유도하지 않았으나, 인산화형의 ERK는 SB처리농도에 의존적으로 그 단백질 함량이 감소하였다. 이는 ERK가 비소세포폐암 세포인 H460에서 세포생존 및 유지와 관련된 단백질의 인산화에 계속적으로 관여하고 있다는 사실을 암시한다. 즉, SB의 처리는 ERK의 인산화를 유의하게 억제하는 기전과 관련이 있을 가능성이 높다고 추측된다. 향후 SB의 노출에 의한 PERK 감소 기전에 대한 연구가 추가적으로 진행되면 SB의 더욱 효율적인 암세포 사멸 유도 전략수립에 도움을 줄 수 있을 것이라 예상된다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제34권3호
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• pp.203-211
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• 2001

배경: AT$_1$수용체의 길항제가 세포 수준에서 심근을 재관류 손사으로부터 보호할수 있다는 것으로 알려져 있지만, 생체내에서의 효과나 그 기전은 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 백서 심근 허혈 모델을 이용하여, AT$_1$ 수용체의 길항제들 중 하나인 irbesartan이 심근이 재관휴 손상에 미치는 효과를 알아보고, 재관류 손상을 매개하는 한 각지 기전으로서 세포자멸의 기여에 대하여 연구하고자 하였다. 대상 및 방법: Sprague-Dawley 백서에서 무작용 부형약(10% gum arabic: 1군, 개체수=14관) irbesartan(50mg/kg/day :II 군, 개체수=12)을 각각 3일 동안 24시간마다 경구로 투여하였다. 실험동물의 좌 관상 동맥을 45분간 결찰하였다가, 그 후 2시간 동안 재관류시킨 다음 심장을 적출 하였다. TTC(triphenyltetrazolium chloride) 염색법을 이용하여, 허혈 노출 부위에 대한 심근 경색 부위의 비율을 측정하였다. Agarose gel 전기영동상의 DNa 분절 양상과 TUNEL(TdT-mediated dUCP nick end labeling) 염색을 관찰하여 세포자멸이 일어난 정도를 평가하였다. 세포자멸을 조절하는데 관여하는 것으로 알려진 Bcl-2(B-cell lymphoma 2 gene), Bad 등의 단백과 ERK (extracellular signal-regulated kinase), p-38 등 신호전달체계에 작용하는 MAPKs(mitogen-activated protein kinases)의 발현을 측정하기 위하여 Western blot을 시행하였다. 결과: 허혈 노출부위에 대한 심근 경색부위의 비율은 II군(42$\pm$2.7%)이 I군( 64.1$\pm$4.65)에 비해 유의하게 작았다.(p< 0.05), Agarose gel 전기영동상의 DNA laddering 양상은 I군에서 보다 높게 발현되었다. Bad와 ERK2의 발현은 두 군간에 유의한 차이가 없었다. 결론: AT$_1$수용체 길항제인 irbesartan은 생체에서 심근의 재관류 손상을 줄이는 효과가 있었다. 이 효과는 적어도 부분적으로 나만 심근세포의 세포자멸이 감소한 것에 기인한 것으로 설명할 수 있으며, 이 항-세포 자멸 효과는 Bcl-2의 발현증가와 관련이 있는 것으로 추정되었다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제18권1호
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• pp.39-47
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• 2010

Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) is a neurotrophic factor involved in neuronal differentiation, plasticity, survival and regeneration. BDNF draws massive attention mainly due to the potential as a therapeutic target in neurological diseases such as depression and Alzheimer's disease. In a primary screening for the natural compounds enhancing BDNF release from cultured rat primary cortical neuron, we found that compounds such as baicalein, tanshinone IIa, cinnamic acid, epiberberine, genistein and wogonin among many others increased BDNF release. All the compounds at $0.1{\mu}M$ of concentration barely showed stimulatory effect on BDNF induction, however, their combination (mixture 1; baicalein, tanshinone IIa and cinnamic acid, mixture 2; epiberberine, genistein and wogonin) showed synergistic increase in BDNF release as well as mRNA and protein expression. The level of BDNF expression was comparable to the maximum BDNF stimulation attainable by a positive control oroxylin A ($20{\mu}M$) without cell toxicity as determined by MTT analysis. Both mixtures synergistically increased the phosphorylation of extracellular signal-regulated kinase (ERK) as well as cAMP response element binding protein (CREB), an immediate and essential regulator of BDNF expression. Similar to these results, mixture of these compounds synergistically inhibited the up-regulation of inducible nitric oxide synthase (iNOS) induced by lipopolysaccharide treatments in rat primary astrocytes. These results suggest that the combinatorial treatment of natural compounds in lower concentration might be a useful strategy to obtain sufficient BDNF stimulation in neurological disease condition such as depression, while minimizing potential side effects and toxicity of higher concentration of a single compound.

• 생명과학회지
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• 제29권2호
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• pp.191-197
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• 2019

파킨슨병은 운동완서, 근육경직, 진전 및 비정상적인 자세 등을 임상적 특징으로 하는 주로 운동 신경계에 영향을 주는 진행성 신경 퇴행성 질환이다. 파킨슨병은 산화 스트레스와 세포 내 신호 전달 경로의 조절 장애에 의한 뇌 흑색치밀부에서의 도파민성 신경세포의 사멸을 특징으로 한다. Quercetin의 주요 대사산물인 Quercetin-3-O-glucuronide (Q3GA)는 신경 보호 효과가 있는 것으로 보고 되어 왔다. 본 연구에서는 SH-SY5Y 세포에서 1-methyl-4-phenyl pyridinium ($MPP^+$)에 의해 유도된 신경 독성에 대한 Q3GA의 신경 보호 효과와 그 분자 조절 기전을 조사하였다. Q3GA는 $MPP^+$에 의해 유도된 세포 사멸을 유의적으로 감소시켰으며 PARP 절단을 감소시켰다. 또한, Bax/Bcl-2 비율의 감소와 함께 $MPP^+$에 의해 증가된 세포 내 ROS를 감소시켰다. Q3GA는 $MPP^+$에 의해 감소된 Akt와 CREB의 인산화를 유의적으로 회복시켰지만, ERK에는 영향을 미치지 않았다. 이 결과는 Q3GA가 ROS 생산 억제와 Akt/CREB 신호 전달 경로를 통해 $MPP^+$ 에 의해 유도된 신경 독성을 억제시킬 수 있음을 시사한다. 본 연구는 Q3GA가 파킨슨병에 대한 예방제 또는 치료제로 개발될 수 있는 가능성을 제시한다.

• Nutrition Research and Practice
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• 제17권4호
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• pp.616-630
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• 2023

BACKGROUND/OBJECTIVES: Indole-3-propionic acid (IPA) is a tryptophan-derived microbial metabolite that has been associated with protective effects against inflammatory and metabolic diseases. However, there is a lack of knowledge regarding the effects of IPA under physiological conditions and at the intestinal level. MATERIALS/METHODS: Human intestinal epithelial Caco-2 cells were treated for 2, 24, and/or 72 h with IPA or its precursors - indole, tryptophan, and propionate - at 1, 10, 100, 250, or 500 μM to assess cell viability, integrity, differentiation, and proliferation. RESULTS: IPA induced cell proliferation and this effect was associated with a higher expression of extracellular signal-regulated kinase 2 (ERK2) and a lower expression of c-Jun. Although indole and propionate also induced cell proliferation, this involved ERK2 and c-Jun independent mechanisms. On the other hand, both tryptophan and propionate increased cell integrity and reduced the expression of claudin-1, whereas propionate decreased cell differentiation. CONCLUSIONS: In conclusion, these findings suggested that IPA and its precursors distinctly contribute to the proliferation, differentiation, and barrier function properties of human intestinal epithelial cells. Moreover, the pro-proliferative effect of IPA in intestinal epithelial cells was not explained by its precursors and is rather related to its whole chemical structure. Maintaining IPA at physiological levels, e.g., through IPA-producing commensal bacteria, may be important to preserve the integrity of the intestinal barrier and play an integral role in maintaining metabolic homeostasis.

• 한국환경성돌연변이발암원학회:학술대회논문집
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• 한국환경성돌연변이발암원학회 2002년도 Molecular and Cellular Response to Toxic Substances
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• pp.80-88
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• 2002

Recent studies demonstrate that collagen IV selectively pro-motes the repair of physiological processes in sublethally injured renal proximal tubular ceils (RPTC). We sought to further define the mechanisms of cell repair by measuring the effects of toxicant injury and stimulation of repair by L-ascorbic acid-2-phosphate (AscP), exogenous collagen IV, or function-stimulating integrin antibodies on the expression and subcellular localization of collagen-binding integrins (CBI) in RPTC. Expression of CBI subunits ${\alpha}_1$, ${\alpha}_2$, and ${\beta}_1$ in RPTC was not altered on day 1 after sublethal injury by S-(1,2-dichlorovinyl)-L-cysteine (DCVC). On day 6, expression of ${\alpha}_1$ and ${\beta}_1$ subunits remained unchanged, whereas a 2.2-fold increase in ${\alpha}_2$ expression was evident in injured RPTC. CBI localization in control RPTC was limited exclusively to the basal membrane. On day 1 after injury, RPTC exhibited a marked inhibition of active $Na^+$ transport and a loss of cell polarity characterized by a decrease in basal CBI localization and the appearance of CBI on the apical membrane. On day 6 after injury, RPTC still exhibited marked inhibition of active $Na^+$ transport and localization of CBI to the apical membrane. However, DCVC-injured RPTC cultured in pharmacological concentrations of AscP (500 ${\mu}$M)or exogenous collagen IV (50 ${\mu}$g/ml) exhibited an increase inactive $Na^+$ transport, relocalization of CBI to the basal membrane, and the disappearance of CBI from the apical membrane on day 6. Function-stimulating antibodies to CBI ${\beta}_1$ did not promote basal relocalization of CBI despite stimulating the repair of $Na^+$/$K^+$-ATPase activity on day 6 after injury. These data demonstrate that DCVC disrupts integrin localization and that physiological repair stimulated by AscP or collagen IV is associated with the basal relocalization of CBI in DCVC-injured RPTC. These data also suggest that CBI-mediated repair of physiological functions may occur independently of integrin relocalization.