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SCK선암 세포주에서 방사선에 의한 Apoptosis와 세포 주기 (The Cell Cycle Dependence and Radiation-induced Apoptosis in SCK Mammary Adenocarcinoma Cell Line)

  • 이형식;박홍규;허원주;서수영;이상화;정민호;박헌주;송창원
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제16권2호
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    • pp.91-98
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    • 1998
  • 목적 : SCK 선암 세포주에서 방사선 조사에 의해 일어나는 apoptosis와 세포 주기와의 연관성을 규명하고자하였다. 대상 및 방법 : SCK 선암 세포주를 apoptosis의 통상적인 정성 분석 방법인 agarose gel electrophoresis 방법을 이용하여 방사선 조사량과 배지 pH 환경과의 연구에서 2-l2Gy의 방사선 조사량과 pH 7.5 및 5.6의 배양 배자 조건하에서 다양한 배양 시간의 경과에 따른 DNA fragmentation의 지표인 laddering을 관찰하였다. 실험 조작으로 apoptosis가 유발된 세포군을 정량적으로 분석하고 세포 주기 분석을 위해 FACScan을 이용하였다. 결과 : apoptosis가 왕성히 발현되었던 pH 7.5 배지에서 배양하였던 세포에서는 방사선 조사직후부터 $G_2M$ phase의 세포들의 분획이 증가하기 시작하여 12시간째 약 $70\%$까지의 최고치를 보인 후 36시간째에 방사선을 조사하지 않았던 상태의 분획으로 정상화되었다. 하지만 pH 6.6 배지에서 배양하였던 세포에서의 $G_2/M$ phase의 세포들의 분획의 증가는 pH 7.5 배지에서 배양하였던 세포들에 비해 비교적 천천히 일어나고 그 최고치도 24시간째에 약 $45\%$로 관찰되었다. 특이한 것은 $G_2/M$ phase의 세포들의 분획이 그 이후 감소되는 정도가 pH 7.5 배지에서 배양하였던 세포들에 비해 미약하여 48시간 배양 이후에도 약 $30-35\%$의 세포는 $G_2/M$ Phase의 세포들의 분획으로 관찰되었다. 결론 : 연구자들은 이러한 현상이 세포들이 GJM phase에서 많은 양의 세포들이 집적되어 세포주기를 순환하지 못하는 $G_2M$ arrest 현상으로 이해하였다. 세포 내외의 산성환경 상태에서 방사선을 조사 받은 SCK 종양세포는 $G_2/M$ arrest 상태가 지속되며 이는 post-mitotic apoptosis를 억제한다고 추론하였다.

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GIS 기반의 하천망분석도 집수구역 자동 분할을 위한 알고리듬 및 모듈 개발 (GIS based Development of Module and Algorithm for Automatic Catchment Delineation Using Korean Reach File)

  • 박용길;김계현;유재현
    • 한국지리정보학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.126-138
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    • 2017
  • 최근 환경에 대한 국민적 관심이 증대되고 있으며 물환경 관련 문제에 대한 신속하고 정확한 대응을 위해 GIS를 활용한 물환경데이터의 분석에 대한 지원요구가 증가함에 따라 물환경데이터의 공간분석을 지원하는 공간네트워크 데이터기반의 하천망분석도를 개발하여 제공하고 있다. 그러나 오염사고 등 사용자의 필요에 따라 수시로 요구되는 공간자료인 집수구역의 분할에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 수치표고모델 및 흐름방향도를 이용한 집수구역 자동 분할 알고리듬 및 모듈 개발을 포함하는 자동분할 프로그램의 개발이 이루어졌다. 집수구역 자동분할 프로그램의 개발은 집수구역 분할 방법 설계, 알고리듬 개발, 모듈 개발의 순서로 진행하였다. 집수구역 분할을 위해 수치표고자료와 이를 기반으로 제작된 흐름방향도를 활용하였다. 집수구역 분할을 위한 알고리듬은 집수구역 격자추출단계, 경계점 추출단계 및 경계선 분할 단계의 3단계로 개발되었으며 집수구역 분할모듈은 프로그램의 생산성과 활용성을 고려하여 ESRI사의 ArcGIS를 기반으로 하는 Add-in 모듈로 개발하였다. 집수구역 자동분할 모듈을 이용하여 실제 집수구역을 분할하였으며, 현재 활용중인 집수구역과 비교 분석하였다. 집수구역 분할 결과 수치표고자료 기반의 집수구역 분할이 원활하게 이루어지는 것을 확인하였다. 특히 지형학적 경사가 명확한 지역은 집수구역의 분할이 정확하고 신속하게 이루어지는 것을 확인할 수 있었다. 논, 밭, 도심지역 등 평평한 곳이나 배수시설이 정비된 지역의 경우 집수구역의 분할이 이루어지지 않는 경우가 있었으나 전반적으로 기존 집수구역의 분할시간을 줄이는데 기여가 클 것으로 판단되었다. 향후에는 보다 정밀한 수치표고자료의 활용이 가능하면서 자료 크기로 인한 계산 시간을 줄이기 위한 알고리듬의 개발이 필요하다.

고지도 기반 환경변화연구 및 지형분석을 통한 명사십리 해안의 제4기 연안지대 이상기후 퇴적기록 적지선정 (Site Selection for Geologic Records of Extreme Climate Events based on Environmental Change and Topographic Analyses using Paleo Map for Myeongsanimni Coast, South Korea)

  • 김지은;유재형;양동윤
    • 자원환경지질
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    • 제47권6호
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    • pp.589-599
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    • 2014
  • 본 연구에서는 서해 명사십리 일대의 제 4기 극한재해 퇴적기록 보존지역을 선정하기 위해, 1918년 일제 강점기 지형도, 2000년 수치지형도, 1976년 항공사진 및 2012년 항공사진을 이용하여 작성한 수치표고모델과 지표이용도를 순차 비교 분석하여 연구지역의 퇴적환경 및 지표환경 변화를 고찰하였다. 연구지역의 지형적 특징은 지난 100여 년간 큰 변화가 없었으나 연구지역의 북부와 남부에는 고도의 변화폭이 상대적으로 큰 구릉지가 위치하고 해안에 평행하게 사구가 발달하며 연구지역 남부 사구의 후면으로 내륙에 평탄한 저지대가 위치한다. 연구지역 유수 및 퇴적물의 이동 방향을 분석한 결과 사구에서 내륙으로 이동하는 흐름과 내륙의 높은 지대에서 해안으로 이동하는 흐름이 연구 지역 중부를 가로지르는 하천을 향하여 이동하며 중남부 용정리와 남부 자룡리의 평탄한 저지대에 각각 $0.2km^2$의 넓이를 가지는 저수지역을 형성할 수 있다. 또한 연구지역 해수면 변화기록을 보존하는 지역을 찾기 위하여 해수면을 상승시킨 결과 해수면이 3 m 상승했을 때 침수되는 지역은 1918년 $3.4km^2$, 2000년 $3.64km^2$으로 저수지역이 형성되는 위치와 중첩되며 남부의 평탄한 저지대가 해수범람 퇴적층의 형성이나 퇴적물의 집적에 용이한 환경임을 지시한다. 100여 년간 인간의 활동으로 인한 지표 환경 변화가 제한적이었던 지역은 약 $3.51km^2$의 면적으로 연구지역 중부에서 남부에 분포하며 1918년에는 점토 퇴적지, 논으로 활용되었고 2012년에 이르러서는 모두 논으로 이용되고 있다. 연구지역의 퇴적환경과 지표이용변화를 중첩 분석한 결과, 제4기 퇴적기록을 보존하고 있을 가능성이 가장 높은 지역은 연구지역 중부에 약 $0.15km^2$, 남부에 $0.09km^2$의 면적으로 존재하며 이 지역을 중심으로 과거 이상기후 퇴적기록을 연구하는 것이 효과적일 것으로 기대된다.

뒤샹의 레디메이드에 함의된 노마드적 사유 (Nomad Thinking Implied in Duchamp's Readymades)

  • 송하영
    • 문화기술의 융합
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    • 제7권3호
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    • pp.215-222
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    • 2021
  • 뒤샹이 레디메이드를 선택한 주요 요인은 망막적 회화의 부정, 그리고 그의 내면에 자리하고 있는 변화에 대한 욕망과 유동적 사유 때문이었다. 뒤샹의 그러한 사유는 레디메이드 작품에서 잘 드러난다. 그의 레디메이드 초기 작품 <자전거 바퀴> 는 존재자들과 자본과의 상관관계를 표현한 것으로 그 본질은 자본과 존재자들의 욕망을 염두에 둔 것이다. 이것은 질 들뢰즈와 펠릭스 가타리가 사회의 변혁과 창조적 모델로 제시하였던 욕망 또는 욕망기계와도 연관된다. 그런데 <자전거 바퀴> 가 단순하게 자본과 존재자들의 욕망 관계로 끝나는 것은 아니다. 존재자들이 지닌 욕망이 긍정적 욕망으로 전환했을 때는 그것이 끊임없이 반복적이고 유동적이며 새로운 것을 창안·창조한다. 뒤샹은 이러한 긍정적 욕망을 레디메이드 <샘> 을 통해 전달하고자 했다. 뒤샹이 변기라는 기성품을 <샘> 이라는 개념으로 창조시켰던 것은 그에게 유동하는 욕망 자리하고 있기 때문이며, 이것은 정착하지 않고 끊임없이 유동하면서 새로운 풍경을 찾아다니는 노마드의 속성과 연관된다. 이러한 그의 사유는<여행 가방 속 상자>라는 작품에서 확연하게 드러난다. 뒤샹이 <여행 가방 속 상자> 작품을 제작하게 된 동기는 그의 유동적 사유가 주요했다. 그런데 이 작품은 장소와 배치라는 두 가지 요소의 향방에 따라 다양한 상황이 수시로 전개될 수 있다. 여기서 장소는 유동성, 배치는 가변성 또는 욕망을 담보하고 있다. 유동성은 질 들뢰즈와 펠릭스 가타리에 의하면 흐름과 변주(變奏)의 특성을 지닌 노마드인 것이며, 욕망은 생산성 즉 생성 또는 창조라 할 수 있다. 따라서 <여행 가방 속 상자> 는 노마드 그 자체라 할 수 있다. 질 들뢰즈와 펠릭스 가타리의 노마드는 끊임없이 유동하면서 새로운 세계를 창조하는 특성을 가지고 있다. 이것은 한곳에 정착하기를 거부했었던 그리고 기존 질서로부터 탈주하여 새로운 예술세계를 창조했었던 뒤샹의 사유와 부합한다. 이 노마드는 혁명가, 차이를 긍정하고 생성을 만들어 내는 창조자라는 할 수 있다. 노마드는 기존 질서에 대한 저항의 개념도 담고 있다. 들뢰즈와 가타리는 이 저항의 모델로 전쟁기계라는 것을 제시하였다. 그러므로 뒤샹과 그의 레이메드 작품 등은 모두 전쟁기계로 볼 수 있다.

제천 의림지 호저퇴적물 퇴적환경과 형성시기 고찰 (Depositional Environment and Formation Ages of Eurimji Lake Sediments in Jaechon City, Korea)

  • 김주용;양동윤;이진영;김정호;이상헌
    • 한국제4기학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.7-31
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    • 2000
  • 의림지 퇴적층의 형성환경, 성인 및 형성시기를 해석하기 위하여 제천시 모산동 일대에 위치하는 의림지 일대에서 제4기 지질조사와 물리탐사를 실시하였다. 연구의 목적을 달성하기 위하여 음향측심, 호저 표층시료 및 수상시추에 의한 주상시료 채취, GPR 물리탐사, 호저 퇴적물의 입도분석, 화분분석 및 탄소연대를 측정하였다. 야외조사와 실내분석 결과, 의림지 호저 표층은 부분적으로 인위적으로 교란되거나 매립되기도 했던 흔적이 있으며, 호저의 자연구배를 따른 유수작용으로는 설명할 수 없는 굴곡부를 보이고 있다. 대부분의 호저 퇴적물은 계절적인 집중호우시에 발달하는 범람유수, 의림지 주변 교량부근 계곡과 수로들을 따라 유입되는 하천수 등에 의하여 의림지 안에 조약성 내지 부유성 입자들이 많이 유입되어 집적된 것으로 해석된다. 그리고 대부분 균질 부유물은 의림지의 중앙이나 제방이 있는 하류부에 집적되어 있다. 의림지 호저 표층에는 퇴적물의 CM 다이그램분석에서 나타나듯이 교란류나 니류작용이 발달하여 있으며 이는 의림지하부에 기반암 위에 발달하는 퇴적층으로부터 피압수가 형성되어 상승류가 작용하기 때문인 것으로 판단된다. 시추 주상치료 중에서 ER-1호공과 ER-3-1호공의 시료는 인간간섭이나 퇴적층의 교란이 적으며, 입도 분석 결과, 분급도는 불량하고, 대부분 세립질 모래와 니질물로 구성되어 있으며, 입도의 첨도와 왜도변화가 아주 다양하게 나타나고 있어, 의림지의 호저 퇴적층은 여러 번의 상이한 기작에 의한 퇴적작용이 중첩되어 형성된 퇴적층으로 해석된다. 시추주상도, 음향측심 및 GPR 물리탐사 단면과 이의 해석자료에 의하면 의림지의 퇴적층은 하류의 제방으로 갈수록 두꺼워지며, 바닥까지의 수심도 GPR 측선9에서와 같이 약 8m로 특히 깊어지는 것으로 나타났다. 한편, 의림지의 2개 시추주상시료(ER-1호공과 ER-3-1호공)에 대한 화분분석 결과, 2개의 화분대로 구분됨이 밝혀졌으며, 하부분대는 목본류 화분이 초본류보다 우점하고 있으며, 상부분대는 반대로 초본류가 목본류보가 더 우점하는 현상을 보이고 있다. 이들 화분대는 현재 습한 온대지역의 수성 혹은 수성주변 환경이 지배하는 산악이나 구릉지에서 흔히 나타나는 침엽수-낙엽활엽수의 혼합림 식생상태를 잘 대변해 주고 있는 것으로 판단된다. 끝으로, 의림지 호저 퇴적층 중에서 인위적인 교란흔적이 없는 암회색 유기질 니층에 대한 탄소연대측정 결과, 제1호공 12번 시료에서 950$\pm$40 years B.P을 얻었으며, 제3-1호공에서도 아래로 내려가면서 8, 10, 11번 시료에 대하여 500$\pm$30 years B.P, 650$\pm$30 years B.P, 800$\pm$40 years B.P의 연대측정 결과를 획득하였다. 이상과 같은 의림지 호저 퇴적층의 형성환경과 형성시기 연구를 통하여 의림지의 제방축조의 최초시기를 해석해 보면, 의림지의 제방은 적어도 과거 약 827년 전에서 866년 전에는 이미 축조되어 있었음을 알 수 있다. 과거 제천 일대에 살았던 옛사람들이 의림지 하류의 곡지중앙과 고기 충적선상지에 대한 관계용 용수조달의 필요성에 부응하여 상류부 곡지하천의 자연입지 환경을 최대한 이용하여 축조한 것으로 판단된다.

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햄릿 공연을 위한 무대의상 디자인 (II) - 패턴 및 실물제작 - (Stage Costume Design for Performance Hamlet (II) - The Study on Pattern and Manufactured Product -)

  • 김순구;황성원
    • 한국의류산업학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.41-50
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    • 2004
  • This research proposes the on-stage costumes for the play Hamlet of Shakespeare performed by Yunheedan Guhri Pae - the Street Theater Troupe. Stage costumes have an important role in displaying the characteristics of each characters to the audience and has big visual effects. However, in order to design the costumes in the object viewpoints of the audience, the survey on the images of the characters who had actually watched the performance was taken place and proposed the costume design according to the results of the survey. Hamlet a: This result was applied to propose a sweater in black color, black leather pants and vest. Hamlet b: This result was applied to propose hooded coat in purple in middle level of brightness and color spectrum and yellow coat. For free image, loose pants in blue and vest in the same color tone were proposed. Gertrude a: This result was applied to use purple (violet) with reddish tone to propose the formation of a dress applying tailored suit. Gertrude b: This result was applied to propose purple gown and the one-piece dress with black laces. Ophelia a: This result was applied to propose feminine white dress and cape in purple color tone. Ophelia b: This result was applied to propose dyed and weaved clothes. Through the surveys as above, the images of each character was driven in adjectives, and using the results driven from the brightness, coloration, and color, color images were proposed. Only one costume cannot make up for the stage costumes and because it exists as an element of stage production, it is true that costumes are limited in some areas. However, that limit can become the motive of the costume. There is a limit, which the designer cannot produce the costumes as he or she had designed but I believe it is the center of the on-stage customers to display the characteristics of the characters according to the given concept. The limit of this research is the fact that because the costumes were designed so they fit the conditions already given, thus it was difficult to regard the process of designing and producing the costume as a project done according to the interaction. And in the future, if it is possible, I wish for the joint research with the people responsible for stage art to take place as a practical stage art. It was possible to produce practical costume since they were produced for actual performance and the production of costumes considering the dance steps, line of flow, and acting, was able to reduce the trial and error on stage. Through this research, I felt that the understanding and smooth interaction on diverse other areas not limited to the costume design should be taken place and believe that this was a research that proposes new research method since there had been only a few previous research regarding the on-stage costumes for actual performances. Therefore, this research had depended on the surveys given to the audiences to endow objectivity, however, I wish this research can contribute to defining effective process and methods for the on-stage costumes with more active researches with diverse methods and in diverse areas. I am sorry that the costume production for all the characters and all the scenes in Hamlet couldn't be done due to many limitations. As the following research assignment, I am planning on designing the costumes for all the scenes.

Stem-leaf saponins from Panax notoginseng counteract aberrant autophagy and apoptosis in hippocampal neurons of mice with cognitive impairment induced by sleep deprivation

  • Cao, Yin;Yang, Yingbo;Wu, Hui;Lu, Yi;Wu, Shuang;Liu, Lulu;Wang, Changhong;Huang, Fei;Shi, Hailian;Zhang, Beibei;Wu, Xiaojun;Wang, Zhengtao
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제44권3호
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    • pp.442-452
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    • 2020
  • Backgroud: Sleep deprivation (SD) impairs learning and memory by inhibiting hippocampal functioning at molecular and cellular levels. Abnormal autophagy and apoptosis are closely associated with neurodegeneration in the central nervous system. This study is aimed to explore the alleviative effect and the underlying molecular mechanism of stem-leaf saponins of Panax notoginseng (SLSP) on the abnormal neuronal autophagy and apoptosis in hippocampus of mice with impaired learning and memory induced by SD. Methods: Mouse spatial learning and memory were assessed by Morris water maze test. Neuronal morphological changes were observed by Nissl staining. Autophagosome formation was examined by transmission electron microscopy, immunofluorescent staining, acridine orange staining, and transient transfection of the tf-LC3 plasmid. Apoptotic event was analyzed by flow cytometry after PI/annexin V staining. The expression or activation of autophagy and apoptosis-related proteins were detected by Western blotting assay. Results: SLSP was shown to improve the spatial learning and memory of mice after SD for 48 h, accomanied with restrained excessive autophage and apoptosis, whereas enhanced activation of phosphoinositide 3-kinase/protein kinase B/mammalian target of rapamycin signaling pathway in hippocampal neurons. Meanwhile, it improved the aberrant autophagy and apoptosis induced by rapamycin and re-activated phosphoinositide 3-kinase/Akt/mammalian target of rapamycin signaling transduction in HT-22 cells, a hippocampal neuronal cell line. Conclusion: SLSP could alleviate cognitive impairment induced by SD, which was achieved probably through suppressing the abnormal autophagy and apoptosis of hippocampal neurons. The findings may contribute to the clinical application of SLSP in the prevention or therapy of neurological disorders associated with SD.

NCI-H1299 폐암 세포주에서 Caspase-3 Protease 활성을 통한 Sodium Salicylate(NaSaL)의 세포고사 (Sodium Salicylate(NaSaL) Induces Apoptosis of NCI-H1299 Lung Carcinoma Cells via Activation Caspase-3 Protease)

  • 심혁;양세훈;박상면;정은택
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제53권5호
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    • pp.485-496
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    • 2002
  • 연구 방법 : Nonsteroidal anti -inflammatory drugs (NSAIDs)는 대장앙의 항암 예방약제로 사용되고 었다 지속적으로 NSAIDs를 복용하면 대장암에 걸릴 위험도가 40-50% 감소되는 것으로 알려져 있다. NSAIDs가 대장암에서 종양의 크기를 감소시키는 것에 대한 정확한 기전은 알려져 있지 않으나, 일부 연구자들은 NSAIDs를 고농도로 투여하였을 때 세포 주기를 조절하는 유전자 발현의 변형과 세포고사의 유도로 설명하고 있다. 그러나 폐암에서 NSAIDs의 암 예방효과에 대해 확립 된 바 없어, 저자들은 NCI-H1299 세포주에서 NSAIDs가 세포고사를 유도하는지 알아보고자 하였다. 방 법 : 세포 독성은 MTT 방법으로 측정하였고, 세포고사를 알아보기 위해 유세포 분석과 핵산 염색을 시행하였다. 세포고사의 기전을 알아보기 위해 caspase family의 활성을 측정하였고, 세포고사의 마지막 단계인 PARP와 ICAD의 분절을 westem blot으로 확인하였다. 결 과 : NCI-H1299 세포에서 NaSaL 처리 시 생존율이 농도와 시간에 의존적으로 유의하게 감소하였고, 생존율의 감소는 세포주기에서 $subG_0/G_1$의 증가와 핵산 염색시 핵의 분절의 관찰로서 세포고사가 일어남을 관찰하였다. 10 mM NaSaL 처리 후 caspase-3 protease의 활성은 24시간에 증가하여 30시간에 최고에 이르고 감소하였으나 caspase-6, 8, 9 proteases의 활성은 의미 있는 증가가 없었다. PARP와 ICAD의 분절은 농도와 시간 의존적으로 증가하였다. 결 론 : NCI-H1299 폐암 세포주에서 NaSaL은 caspase-3 protease의 활성을 통하여 유도되었다.

β-elemene Induces Caspase-dependent Apoptosis in Human Glioma Cells in vitro through the Upregulation of Bax and Fas/FasL and Downregulation of Bcl-2

  • Li, Chen-Long;Chang, Liang;Guo, Lin;Zhao, Dan;Liu, Hui-Bin;Wang, Qiu-Shi;Zhang, Ping;Du, Wen-Zhong;Liu, Xing;Zhang, Hai-Tao;Liu, Yang;Zhang, Yao;Xie, Jing-Hong;Ming, Jian-Guang;Cui, Yu-Qiong;Sun, Ying;Zhang, Zhi-Ren;Jiang, Chuan-Lu
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제15권23호
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    • pp.10407-10412
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    • 2015
  • Background: ${\beta}$-elemene, extracted from herb medicine Curcuma wenyujin has potent anti-tumor effects in various cancer cell lines. However, the activity of ${\beta}$-elemene against glioma cells remains unclear. In the present study, we assessed effects of ${\beta}$-elemene on human glioma cells and explored the underlying mechanism. Materials and Methods: Human glioma U87 cells were used. Cell proliferation was determined with MTT assay and colony formation assay to detect the effect of ${\beta}$-elemene at different doses and times. Fluorescence microscopy was used to observe cell apoptosis with Hoechst 33258 staining and change of glioma apoptosis and cell cycling were analyzed by flow cytometry. Real-time quantitative PCR and Western-blotting assay were performed to investigated the influence of ${\beta}$-elemene on expression levels of Fas/FasL, caspase-3, Bcl-2 and Bax. The experiment was divided into two groups: the blank control group and ${\beta}$-elemne treatment group. Results: With increase in the concentration of ${\beta}$-elemene, cytotoxic effects were enhanced in the glioma cell line and the concentration of inhibited cell viability ($IC_{50}$) was $48.5{\mu}g/mL$ for 24h. ${\beta}$-elemene could induce cell cycle arrest in the G0/G1 phase. With Hoechst 33258 staining, apoptotic nuclear morphological changes were observed. Activation of caspase-3,-8 and -9 was increased and the pro-apoptotic factors Fas/FasL and Bax were upregulated, while the anti-apoptotic Bcl-2 was downregulated after treatment with ${\beta}$-elemene at both mRNA and protein levels. Furthermore, proliferation and colony formation by U87 cells were inhibited by ${\beta}$-elemene in a time and does-dependent manner. Conclusions: Our results indicate that ${\beta}$-elemene inhibits growth and induces apoptosis of human glioma cells in vitro. The induction of apoptosis appears to be related with the upregulation of Fas/FasL and Bax, activation of caspase-3,-8 and -9 and downregulation of Bcl-2, which then trigger major apoptotic cascades.

BCR/ABL mRNA Targeting Small Interfering RNA Effects on Proliferation and Apoptosis in Chronic Myeloid Leukemia

  • Zhu, Xi-Shan;Lin, Zi-Ying;Du, Jing;Cao, Guang-Xin;Liu, Gang
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제15권12호
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    • pp.4773-4780
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    • 2014
  • Background: To investigate the effects of small interference RNA (siRNA) targeting BCR/ABL mRNA on proliferation and apoptosis in the K562 human chronic myeloid leukemia (CML) cell line and to provide a theoretical rationale and experimental evidence for its potential clinical application for anti-CML treatment. Materials and Methods: The gene sequence for BCR/ABL mRNA was found from the GeneBank. The target gene site on the BCR/ABL mRNA were selected according to Max-Planck-Institute (MPI) and rational siRNA design rules, the secondary structure of the candidate targeted mRNA was predicted, the relevant thermodynamic parameters were analyzed, and the targeted gene sequences were compared with BLAST to eliminate any sequences with significant homology. Inhibition of proliferation was evaluated by MTT assay and colony-formation inhibiting test. Apoptosis was determined by flow cytometry (FCM) and the morphology of apoptotic cells was identified by Giemsa-Wright staining. Western blotting was used to analyze the expression of BCR/ABL fusion protein in K562 cells after siRNA treatment. Results: The mRNA local secondary structure calculated by RNA structure software, and the optimal design of specific siRNA were contributed by bioinformatics rules. Five sequences of BCR/ABL siRNAs were designed and synthesized in vitro. Three sequences, siRNA1384, siRNA1276 and siRNA1786, which showed the most effective inhibition of K562 cell growth, were identified among the five candidate siRNAs, with a cell proliferative inhibitory rate nearly 50% after exposure to 12.5nmol/L~50nmol/L siRNA1384 for 24,48 and 72 hours. The 50% inhibitory concentrations ($IC_{50}$) of siRNA1384, siRNA1276 and siRNA1786 for 24hours were 46.6 nmol/L, 59.3 nmol/L and 62.6 nmol/L, respectively, and 65.668 nmol/L, 76.6 nmol/L, 74.4 nmol/L for 72 hours. The colony-formation inhibiting test also indicated that, compared with control, cell growth of siRNA treated group was inhibited. FCM results showed that the rate of cell apoptosis increased 24 hours after transfecting siRNA. The results of annexinV/PI staining indicated that the rate of apoptosis imcreased (1.53%, 15.3%, 64.5%, 57.5% and 21.5%) following treamtne with siRNAs (siRNA34, siRNA372, siRNA1384, siRNA1276 and siRNA1786). Morphological analysis showed td typical morphologic changes of apoptosis such as shrunken, fragmentation nucleus as well as "apoptotic bodies" after K562 cell exposure to siRNA. Western blot analysis showed that BCR/ABL protein was reduced sharply after a single dose of 50nmol/L siRNA transfection. Conclusions: Proliferation of K562 cells was remarkbly inhibited by siRNAs (siRNA1384, siRNA1276 and siRNA1786) in a concentration-dependent manner in vitro, with effective induction of apoptosis at a concentration of 50 nmol/L. One anti-leukemia mechanism in K562 cells appeared that BCR/ABL targeted protein was highly down-regulated. The siRNAs (siRNA1384, siRNA1276 and siRNA1786) may prove valuable in the treatment of CML.