• 제목/요약/키워드: MAPK/ERK

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난자성숙 과정의 단일 시료에서 일곱 가지 인산화 단백질의 동시 분석 방법 (Simultaneous Detection of Seven Phosphoproteins in a Single Lysate Sample during Oocyte Maturation Process)

  • 윤세진;김윤선;김경화;윤태기;이우식;이경아
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제36권3호
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    • pp.187-197
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    • 2009
  • 목 적: 단백질 인산화는 세포신호전달에 매우 중요한 현상으로서, 수많은 조절인자들이 난자성숙에 관여하게 된다. 그러나 이들 중에서 어떤 단백질이 인산화되어 난자성숙을 조절하는지는 잘 알려져 있지 않다. 따라서 체세포의 신호전달과정에서 인산화를 통해 중요한 기능을 한다고 알려져 있는 일곱 가지 단백질들이 생쥐의 난자성숙과정에서 어떻게 인산화 되고 있는지 알아보고자 한 개 샘플에서 일곱 개의 변화를 한꺼번에 측정할 수 있는 bead-based multiplex phosphorylation assay를 이용하여 본 연구를 수행하였다. 연구방법: ICR 생쥐에 PMSG를 주사하고 46시간 후에 cumulus-oocyte complex (COCs) 형태로 미성숙 난자를 채취한 후 체외배양 하면서, 배양 2시간 후에 GVBD를, 배양 8시간 후에 MI을, 배양 16시간 후에 MII 단계의 난자를 얻었고 체내에서 배란한 MII 단계의 난자는 수란관에서 얻었다. 각 단계의 난자를 100개씩 모아서 mitogen-activated protein kinase (MAPK)에 속하는 세가지 단백질인 ERK1/2, JNK, p38 MAPK와 Akt, GSK-$3{\alpha}/{\beta}$, $I{\kapa}B{\alpha}$, STAT3 등 총 일곱 단백질의 인산화를 Bio-Plex System을 이용하여 같은 시료에서 동시에 측정하였으며 세 번의 반복실험을 통하여 얻어진 결과를 통계적으로 분석하였다. 결 과: 생쥐의 난자성숙과정에서 측정된 일곱 가지 단백질 중에서 인산화가 현저히 증가하는 단백질로는 ERK1/2, JNK, p38 MAPK와 STAT3로서 미성숙 난자에 비해서 3배에서 20배까지 인산화되는 결과를 보였다. 반면에 GSK-$3{\alpha}/{\beta}$, $I{\kappa}B{\alpha}$의 인산화의 변화는 미약하였으며, Akt의 경우에는 변화가 전혀 없었다. 난자성숙 과정에서 분석 대상 단백질들의 인산화는 GVBD 단계에서 활성화되기 시작하여 MI에서 현저히 높게 증가하며 MII까지 높게 유지되었다. 결 론: 본 연구는 난자성숙과정에서 일곱 가지 단백질의 인산화를 동시에 측정한 최초의 보고로서 이 방법은 난자와 같이 적은 양의 시료에서의 여러 개의 단백질 인산화를 동시에 분석하는데 유용할 것으로 생각된다. 본 연구결과, 세 가지 MAPK 단백질인 ERK1/2, JNK, p38 MAPK 외에도 STAT3가 난자성숙에 있어서 매우 중요한 조절자로 생각되었다. 또한 Akt의 473번 serine기의 인산화는 난자성숙에 관여하지 않음을 알 수 있었다.

p38 MAPK Signaling Mediates Mitochondrial Apoptosis in Cancer Cells Induced by Oleanolic Acid

  • Liu, Jia;Wu, Ning;Ma, Lei-Na;Zhong, Jia-Teng;Liu, Ge;Zheng, Lan-Hong;Lin, Xiu-Kun
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제15권11호
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    • pp.4519-4525
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    • 2014
  • Oleanolic acid (OA) is a nutritional component widely distributed in various vegetables. Although it has been well recognized for decades that OA exerts certain anti-tumor activity by inducing mitochondria-dependent apoptosis, it is still unclear that what molecular signaling is responsible for this effect. In this study, we employed cancer cell lines, A549, BXPC-3, PANC-1 and U2OS to elucidate the molecular mechanisms underlying OA anti-tumor activity. We found that activation of MAPK pathways, including p-38 MAPK, JNK and ERK, was triggered by OA in both a dose and time-dependent fashion in all the tested cancer cells. Activation was accompanied by cleavage of caspases and PARP as well as cytochrome C release. SB203580 (p38 MAPK inhibitor), but not SP600125 (JNK inhibitor) and U0126 (ERK inhibitor), rescued the pro-apoptotic effect of OA on A549 and BXPC-3 cells. OA induced p38 MAPK activation promoted mitochondrial translocation of Bax and Bim, and inhibited Bcl-2 function by enhancing their phosphorylation. OA can induce reactive oxygen species (ROS)-dependent ASK1 activation, and this event was indispensable for p38 MAPK-dependent apoptosis in cancer cells. In vivo, p38 MAPK knockdown A549 tumors proved resistant to the growth-inhibitory effect of OA. Collectively, we elucidated that activation of ROS/ASK1/p38 MAPK pathways is responsible for the apoptosis stimulated by OA in cancer cells. Our finding can contribute to a better understanding of molecular mechanisms underlying the antitumor activity of nutritional components.

Cisplatin의 난소암 세포 증식 억제에 관한 신호 전달 기전 (Cisplatin Suppresses Proliferation of Ovarian Cancer Cells through Inhibition Akt and Modulation MAPK Pathways)

  • 최재선
    • 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.

Cyclooxygenase-2 Induction in Porphyromonas gingivalis-Infected THP-1 Monocytic Cells

  • Choi, Eun-Kyoung;Oh, Byung-Ho;Kang, In-Chol
    • International Journal of Oral Biology
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    • 제31권1호
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    • pp.21-26
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    • 2006
  • Periodontopathogens including Porphyromonas gingivalis interact with host periodontal cells and the excessive subsequent host responses contribute a major part to the development of periodontal diseases. Cyclooxygenase(COX)-2-synthesized $PGE_2$ has detrimental activities in terms of periodontal pathogenesis. The present study investigated induction of COX-2 expression by P. gingivalis in human monocytic THP-1 cells. Live P. gingivalis increased expression of COX-2, but not that of COX-1, which was demonstrated at both mRNA and protein levels. Elevated levels of $PGE_2$ were released from P. gingivalis-infected THP-1 cells. Pharma-cological inhibition of p38 mitogen-activated protein kinase(MAPK) and extracellular signal-regulated kinase(ERK) substantially attenuated P. gingivalis-induced COX-2 mRNA expression. Indeed, activation of p38 MAPK and ERK was observed in P. gingivalis-infected THP-1 cells. Also, P. gingivalis induced activation of nuclear $factor-{\kappa}B\;(NF-{\kappa}B)$ which is an important transcription factor for COX-2. These results suggest that COX-2 expression is up regulated in P. gingivalis-infected monocytic cells, at least in part, via p38 MAPK, ERK, and $NF-{\kappa}B$.

LPS로 자극된 대식세포에서 포공영의 NO 생성 억제 효과 (Inhibitory Effect of Taraxacum mongolicums (蒲公英) on NO Production in LPS-stimulated Macrophages)

  • 하현희;박순영;고우신;장정수;김영희
    • 한방안이비인후피부과학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.98-106
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    • 2007
  • 포공영(蒲公英)은 예로부터 청열해독약(淸熱解毒藥)으로 사용되어 왔으며 NO가 염증의 한 요인이기 때문에 포공영의 항염증 작용기작을 밝히기 위하여 LPS로 자극된 대식세포주 RAW264.7 세포에서 포공영 열수 추출물 (AETM)의 NO 생성에 미치는 효과를 조사하였다. 포공영은 NO 생성 및 iNOS 단백질 발현, iNOS mRNA 발현을 저해하였으며, 전사인자인 $NF-kB$의 핵으로의 이동을 억제하였다. 또한 LPS에 의해서 활성화되는 ERK/MAPK 효소의 활성을 현저히 억제하였다. 이 결과들로 보아 포공영의 항염증 작용이 ERK/MAPK 활성 저해 및 $NF-kB$ 활성 저해로 인한 iNOS 발현의 억제 때문인 것으로 사료된다.

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Hesperetin Inhibits Vascular Formation by Suppressing of the PI3K/AKT, ERK, and p38 MAPK Signaling Pathways

  • Kim, Gi Dae
    • Preventive Nutrition and Food Science
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    • 제19권4호
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    • pp.299-306
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    • 2014
  • Hesperetin has been shown to possess a potential anti-angiogenic effect, including vascular formation by endothelial cells. However, the mechanisms underlying the potential anti-angiogenic activity of hesperetin are not fully understood. In the present study, we evaluated whether hesperetin has anti-angiogenic effects in human umbilical vascular endothelial cells (HUVECs). HUVECs were treated with 50 ng/mL vascular endothelial growth factor (VEGF) to induce proliferation as well as vascular formation, followed by treatment with several doses of hesperetin (25, 50, and $100{\mu}M$) for 24 h. Cell proliferation and vascular formation were analyzed using the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide and tube formation assay, respectively. In addition, cell signaling related to cell proliferation and vascular formation was analyzed by western blot. Furthermore, a mouse aorta ring assay was performed to confirm the effect of hesperetin on vascular formation. Hesperetin treatment did not cause differences in HUVECs proliferation. However, hesperetin significantly inhibited VEGF-induced cell migration and tube formation of HUVECs (P<0.05). Moreover, hesperetin suppressed the expression of ERK, p38 MAPK, and PI3K/AKT in the VEGF-induced HUVECs. In an ex vivo model, hesperetin also suppressed microvessel sprouting of mouse aortic rings. Taken together, the findings suggest that hesperetin inhibited vascular formation by endothelial cells via the inhibition of the PI3K/AKT, ERK and p38 MAPK signaling.

Involvement of MAPK activation in chemokine or COX-2 productions by Toxoplasma gondii

  • Kim Ji-Young;Ahn Myoung-Hee;Song Hyun-Ouk;Choi Jong-Hak;Ryu Jae-Sook;Min Duk-Young;Cho Myung-Hwan
    • Parasites, Hosts and Diseases
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    • 제44권3호
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    • pp.197-207
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    • 2006
  • This experiment focused on MAPK activation in host cell invasion and replication of T. gondii, as well as the expression of CC chemokines, MCP-1 and $MIP-1\alpha$, and enzyme, COX-2/prostaglandin $E_2(PGE_2)$ in infected cells via western blot, $[^3H]-uracil$ incorporation assay, ELISA and RT-PCR. The phosphorylation of ERK1/2 and p38 in infected HeLa cells was detected at 1 hr and/or 6 hr postinfection (PI). Tachyzoite proliferation was reduced by p38 or JNK MAPK inhibitors. MCP-1 secretion was enhanced in infected peritoneal macrophages at 6 hr PI. $MIP-1\alpha$ mRNA was increased in macrophages at 18 hr PI. MCP-1 and $MIP-1\alpha$ were reduced after treatment with inhibitors of ERK1/2 and JNK MAPKs. COX-2 mRNA gradually increased in infected RAW 264.7 cells and the secretion of COX-2 peaked at 6 hr PI. The inhibitor of JNK suppressed COX-2 expression. $PGE_2$ from infected RAW 264.7 cells was increased and synthesis was suppressed by PD98059, SB203580, and SP600125. In this study, the activation of p38, JNK and/or ERK1/2 MAPKs occurred during the invasion and proliferation of T. gondii tachyzoites in HeLa cells. Also, increased secretion and expression of MCP-1, $MIP-1\alpha$, COX-2 and $PGE_2$ were detected in infected macrophages, and appeared to occur via MAPK signaling pathways.

서로 다른 식이 섭취와 일회 지구성 운동 후 쥐 골격근 내 AMPK와 MAPK 발현 (The effect of different dietary on expression of AMPK and MAPK in rat muscle after a bout endurance exercise)

  • 어수주;김효식;이미숙;김종규;이종삼
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2012년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.407-408
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    • 2012
  • 요약은 이 연구는 다양한 식이 섭취와 일회 지구성 운동으로 야기되는 근육(백색 비복근) 내 AMP-activated protein kinase(AMPK), Extracellular signal-regulated kinase(ERK 1/2)와 p38 mitogen-activated protein kinase(MAPK)의 신호전달체계를 구명해 보고자 실시되었다. 실험에 사용된 쥐(Sprague-Dawley)는 총 160마리로 크게 일반 탄수화물 식이(CHO; 40마리), 포화지방 식이(SAFA; 40마리), 단일불포화 식이(MUFA; 40마리)와 다불포화 식이(PUFA; 40마리)로 나누어 연구를 진행하였다. 운동 프로그램은 일회 지구성 운동으로 30분 운동 후 5분 휴식의 사이클을 지속적으로 6번 반복하여 총 3시간의 지구성 수영 운동을 실시하였고, 분석을 위한 조직 샘플링은 운동 전, 운동 후 0시간, 1시간, 4시간, 24시간에 걸쳐서 이루어졌다. 연구의 결과는 서로 다른 식이 섭취와 운동에 따른 AMPK의 신호전달 단백질의 발현은 유의한 치이가 나타나지 않았다. 그러나 서로 다른 식이를 섭취한 쥐의 근육에서 ERK 1/2(p<.01)와 p38 MAPK(p<.001)의 신호전달 단백질의 발현은 유의한 차이를 보였다(p<.05). 흥미로운 결과는 운동에 대한 유의한 차이는 AMPK, ERK1/2와 p38 MAPK 모두 유의한 차이를 보이지 않았다는 것이다. 결론적으로 일회 지구성 운동보다 서로 다른 식이의 섭취가 근육 내(백색 비복근)의 대사적 변화를 일으키는데 주도적인 영향을 미칠 수 있음을 시사할 수 있다.

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Common Docking Domain Mutation E322K of the ERK2 Gene is Infrequent in Oral Squamous Cell Carcinomas

  • Valiathan, Gopalakrishnan Mohan;Thenumgal, Siji Jacob;Jayaraman, Bhaskar;Palaniyandi, Arunmozhi;Ramkumar, Hemalatha;Jayakumar, Keerthivasan;Bhaskaran, Sajeev;Ramanathan, Arvind
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제13권12호
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    • pp.6155-6157
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    • 2012
  • Background: Mutations in the MAPK (Mitogen Activated Protein Kinase) signaling pathway - EGFR/Ras/RAF/MEK have been associated with the development of several carcinomas. ERK2, a downstream target of the MAPK pathway and a founding member of the MAPK family is activated by cellular signals emanating at the cell membrane. Activated ERK2 translocates into the nucleus to transactivate genes that promote cell proliferation. MKP - a dual specific phosphatase - interacts with activated ERK2 via the common docking (CD) domain of the later to inactivate (dephosphorylate) and effectively terminate further cell proliferation. A constitutively active form of ERK2 carrying a single point mutation - E322K in its CD domain, was earlier reported by our laboratory. In the present study, we investigated the prevalence of this CD domain E322K mutation in 88 well differentiated OSCC tissue samples. Materials and Method: Genomic DNA specimens isolated from 88 oral squamous cell carcinoma tissue samples were amplified with primers flanking the CD domain of the ERK2 gene. Subsequently, PCR amplicons were gel purified and subjected to direct sequencing to screen for mutations. Results: Direct sequencing of eighty eight OSCC samples identified an E322K CD domain mutation in only one (1.1%) OSCC sample. Conclusions: Our result indicates that mutation in the CD domain of ERK2 is rare in OSCC patients, which suggests the role of genetic alterations in other mitogenic genes in the development of carcinoma in the rest of the patients. Nevertheless, the finding is clinically significant, as the relatively rare prevalence of the E322K mutation in OSCC suggests that ERK2, being a common end point signal in the multi-hierarchical mitogen activated signaling pathway may be explored as a viable drug target in the treatment of OSCC.

MAPK 경로를 통한 HO-1과 분화 표지자 발현 (MAPK Signal Pathways in Regulation of Odontoblastic Differentiation by Induction of HO-1 in Human Dental Pulp Cells)

  • 김선주
    • 치위생과학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.227-231
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    • 2010
  • The purpose of this study was to examine the MAPK signaling pathways involved in regulation of HO-1 and the odontoblast differentiation markers during the odontoblastic differentiation for HDPCs. We evaluated cell growth by MTT assay and differentiation marker mRNA expression by RT-PCR. When the cells were treated with p38 inhibitor (SB203580, $10{\mu}M$), JNK inhibitor (SP600125, $10{\mu}M$), and ERK inhibitor (PD98059, $20{\mu}M$) for 7 days, cell growth and expression of HO-1 and differentiation makers were significantly decreased in HDPCs. Our results suggest that odontoblastic differentiation is positively regulated by HO-1 induction in HDPCs via ERK, JNK, and p38 signaling pathways. Thus, pharmacological HO-1 induction might represent a potent therapeutic approach for pulp capping and the regeneration of HDPCs.