• 동의생리병리학회지
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• 제21권6호
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• pp.1437-1449
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• 2007

In this study, the effect of extract of Corydalis yanhusuo (ECT) used in Oriental medicine therapy was investigated on the cell growth and apoptosis of HepG2 human hepatoma cells. It was found that ECT could inhibit the cell growth effectively in a dose-dependent manner, which was associated with morphological change and apoptotic cell death such as formation of apoptotic bodies, DNA fragmentation and increased populations of apoptotic-sub G1 phase. And we observed the effects of ECT on loss of mitochondrial membrane potential (MMP), using the JC-1 probe by DNA flow cytometric analysis. Apoptosis of HepG2 cells by ECT was associated with a down-regulation of anti apoptotic Bcl-2 expression, inhibitor of apoptosis proteins (IAPs) expression and proteolytic activation of caspase-3 and caspase-9. However, ECT did not affect the pro-apoptotic Bax expression and activity of caspase-8. ECT treatment also concomitant degradation and /or inhibition of poly (ADP-ribose) polymerase (PARP), phospholipase C-1 ($PLC{\gamma}1$). Furthermore, ECT treatment caused a dose-dependent inhibition of iNOS and cyclooxygenase-2 (Cox-2). Additionally ECT have been implicated in the regulation of telomerase expression. ECT treatment induced the down-regulation of telomerase reverse transcriptase mRNA (hTERT) expression of HepG2 cells. Taken together, these findings suggest that ECT may be a potential chemotherapeutic agent for the control of HepG2 human hepatoma cells.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제11권4호
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• pp.214-223
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• 2003

Methamphetamine (METH) and 3,4-methylenedioxymethamphetamine (MDMA) have become popular recreational drugs of abuse in many countries. Although the neurotoxic damage caused by METH and MDMA is characterized by degeneration of the dopaminergic and serotonergic systems in brain, the molecular and cellular mechanisms remain to be clarified. Therefore, the purposes of this study were to confirm the capability of METH and MDMA to induce apoptosis and to clarify the action of its molecular mechanism by using serotonergic JAR cells and dopaminergic SK-N-SH cells. METH and MDMA were dose-dependently cytotoxic to human serotonergic JAR cells and dopaminergic SK-N-SH cells. The morphological change of apoptosis was found in Giemsa staining and TUNEL and further verified in DNA fragmentation analysis. Immunoblotting analysis revealed proteolytic cleavage of caspase-3 and -9 and change of bcl-2 and bax proteins. These results suggest that METH and MDMA may induce caspase-dependent apoptosis via the mitochondrial cell death pathway and METH and MDMA-induced neurotoxicity may happen to broadly and independently of both dopaminergic and serotonergic systems.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제23권4호
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• pp.357-366
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• 2015

Isorhamnetin (3-methylquercetin) is a flavonoid derived from the fruits of certain medicinal plants. This study investigated the photoprotective properties of isorhamnetin against cell damage and apoptosis resulting from excessive ultraviolet (UV) B exposure in human HaCaT keratinocytes. Isorhamnetin eliminated UVB-induced intracellular reactive oxygen species (ROS) and attenuated the oxidative modification of DNA, lipids, and proteins in response to UVB radiation. Moreover, isorhamnetin repressed UVB-facilitated programmed cell death in the keratinocytes, as evidenced by a reduction in apoptotic body formation, and nuclear fragmentation. Additionally, isorhamnetin suppressed the ability of UVB light to trigger mitochondrial dysfunction. Taken together, these results indicate that isorhamnetin has the potential to protect human keratinocytes against UVB-induced cell damage and death.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제48권2호
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• pp.97-104
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• 2021

Male infertility has a complex etiopathology, which mostly remains elusive. Although research has claimed that oxidative stress (OS) is the most likely underlying mechanism of idiopathic male infertility, the specific treatment of OS-mediated male infertility requires further investigation. Coenzyme Q10 (CoQ10), a vitamin-like substance, has been found in measurable levels in human semen. It exhibits essential metabolic and antioxidant functions, as well as playing a vital role in mitochondrial bioenergetics. Thus, CoQ10 may be a key player in the maintenance of biological redox balance. CoQ10 concentrations in seminal plasma directly correlate with semen parameters, especially sperm count and sperm motility. Seminal CoQ10 concentrations have been shown to be altered in various male infertility states, such as varicocele, asthenozoospermia, and medical or surgical regimens used to treat male infertility. These observations imply that CoQ10 plays an important physiological role in the maintenance and amelioration of semen quality. The present article thereby aimed to review the possible mechanisms through which CoQ10 plays a role in the regulation of male reproductive function, and to concisely discuss its efficacy as an ameliorative agent in restoring semen parameters in male infertility, as well as its impact on OS markers, sperm DNA fragmentation, pregnancy, and assisted reproductive technology outcomes.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제30권3호
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• pp.265-273
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• 2022

Resistance to chemotherapeutic drugs is a significant problem in the treatment of colorectal cancer, resulting in low response rates and decreased survival. Recent studies have shown that shikonin, a naphthoquinone derivative, promotes apoptosis in colon cancer cells and cisplatin-resistant ovarian cells, raising the possibility that this compound may be effective in drug-resistant colorectal cancer. The aim of this study was to characterize the molecular mechanisms underpinning shikonin-induced apoptosis, with a focus on endoplasmic reticulum (ER) stress, in a 5-fluorouracil-resistant colorectal cancer cell line, SNU-C5/5-FUR. Our results showed that shikonin significantly increased the proportion of sub-G₁ cells and DNA fragmentation and that shikonin-induced apoptosis is mediated by mitochondrial Ca²⁺ accumulation. Shikonin treatment also increased the expression of ER-related proteins, such as glucose regulatory protein 78 (GRP78), phospho-protein kinase RNA-like ER kinase (PERK), phospho-eukaryotic initiation factor 2 (eIF2α), phospho-phosphoinositol-requiring protein-1 (IRE1), spliced X-box-binding protein-1 (XBP-1), cleaved caspase-12, and C/EBP-homologous protein (CHOP). In addition, siRNA-mediated knockdown of CHOP attenuated shikonin-induced apoptosis, as did the ER stress inhibitor TUDCA. These data suggest that ER stress is a key factor mediating the cytotoxic effect of shikonin in SNU-C5/5-FUR cells. Our findings provide an evidence for a mechanism in which ER stress leads to apoptosis in shikonin-treated SNU-C5/5-FUR cells. Our study provides evidence to support further investigations on shikonin as a therapeutic option for 5-fluorouracil-resistant colorectal cancer.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2020년도 춘계학술대회
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• pp.77-77
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• 2020

Purple loosestrife-Lythrum anceps (Koehne) Makino is a herbaceous perennial plant belonging to the Lythraceae family. It has been used for centuries in Korea and other Asian traditional medicine. It has been showed pharmacological effects, including anti-oxidant and anti-microbial effects. However, the mechanisms underlying its anti-cancer mechanisms are not yet understood. In this study, we investigated the mechanism of apoptosis signaling pathways by ethanol extract of Lythrum anceps (Koehne) Makino (ELM) in human leukemia U937 cells. Treatment with ELM significantly inhibited cell growth in a dose-dependent manner by inducing apoptosis, as evidenced by the formation of apoptotic bodies (ApoBDs), DNA fragmentation and increased populations of sub-G1 ratio. Induction of apoptosis by ELM was connected with up-regulation of death receptor (DR) 4 and DR5, pro-apoptotic Bax protein expression and down-regulation of anti-apoptotic Bcl-2 protein, and inhibitor of apoptosis protein (IAP) family proteins (XIAP, cIAP-1, survivin), depending on dosage. This induction was associated with Bid truncation, mitochondrial dysfunction, proteolytic activation of caspases (-3, -8 and -9) and cleavage of poly(ADP-ribose) polymerase protein. Therefore, our data indicate that ELM suppresses U937 cell growth by activating the intrinsic and extrinsic apoptosis pathways, and thus may have applications as a potential source for an anti-leukemic chemotherapeutic agent.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제6권2호
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• pp.131-139
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• 2002

최근 난포에서 GnRH와 그 수용체의 발현이 확인되면서 GnRH가 국소적으로 난소의 기능을 조절하고,특 히 과립세포의 세포자연사(apoptosis)를 유도하는 것으로 보고되고 있다. 그러나 황체에서 GnRH와 그 수용체의 발현과 기능에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 따라서 본 연구는 임신한 흰쥐의 황체세포에서 GnRH와 그 수용체가 발현되는지를 확인하고, 또한 GnRH가 황체세포의 세포자연사를 직접적으로 유발시킬 수 있는지를 알아보고자 시행하였다. 임신된 흰쥐로부터 황체세포를 획득하여 배양한 후 면역조직화학적 염색과 Western blot 방법으로 GnRH와 그 수용체의 발현을 확인한 결과 배양된 황체세포에서 GnRH와 그 수용체가 강하게 발현되는 것을 관찰할 수 있었다. GnRH가 배양된 황체세포의 세포자연사에 미치는 영향을 조사하기 위하여, $10^{-6}$ GnRH-agonist(GnRH-Ag)를 처리한 후 3, 8, 12시간에 TUNEL 방법과 DNA 분절화 검증 방법으로 세포자연사를 조사하였다. TUNEL 결과 세포자연사를 보이는 황체세포는 처리 후 12 시간에 GnRH-Ag 처리군에서 유의하게 증가하였다(p<0.05). 또한 DNA 분절화를 조사한 결과에서도 TUNEL 결과와 유사하게 GnRH-Ag처리 후 12 시간에 DNA 분절화가 유의하게 증가하였다(p<0.05). 이러한 세포자연사의 증가가 cytochrome c 방출과 연관이 있는지를 알아보고자 미토콘드리아로부터 방출된 cytochrome c를 Western blot 방법으로 정량한 결과, GnRH-Ag 처리 후 12 시간에 cytochrome c가 미토콘드리아로부터 세포질쪽으로 방출된 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로 임신된 흰쥐의 황체세포에서 GnRH와 그 수용체 단백질이 발현되며 GnRH-Ag가 GnRH 수용체에 결합함으로써 cytochrome c가 미토콘드리아로부터 방출되고, 이로 인해 황체세포가 세포자연사하는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과들은 국소적으로 분비되는 GnRH가 미토콘드리아로부터 cytochrome c의 방출을 유발시켜 황체세포의 세포자연사를 유도할 수 있다는 것을 제시하고 있다.

• 생명과학회지
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• 제18권11호
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• pp.1499-1506
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• 2008

식용 및 약용으로 이용되는 산초(Zanthoxylum schinifolium)의 줄기로부터 항암활성 성분을 분리하기 위하여, 산초 줄기를 유기용매로 추출하고 각 추출물의 인체 급성백혈병 암세포에 대한 독성 및 세포자살 유도 활성을 조사하였다. Methanol (SS-7), methylene chloride (SS-8), ethyl acetate (SS-9), n-butanol (SS-10)로 추출한 각 시료와 유기용매 추출 후 잔여분획 (SL-14)의 세포 독성을 인체 급성백혈병 Jurkat T 세포주를 대상으로 조사한 결과, 암세포에 대한 세포독성이 주로 methylene chloride 추출분획인 (SS-8)에서 확인되었다. Methylene chloride 추출물 (SS-8)의 Jurkat T 세포주에 대한 세포독성의 기전은 mitochondria로부터cytochrome c 방출, caspase-9 및 caspase-3의 활성화, PARP 분해, internucleosomal DNA fragmentation 등의 일련의 생화학적 반응을 수반하며, 항 세포자살단백질인 Bcl-xL단백질의 과발현에 의해 억제되는 세포자살 기전임을 확인하였다. FADD가 disruption된 Jurkat T cell clone I2.1 ($FADD^{-/-}$) 및 caspase-8가 결핍된 Jurkat T cell clone I9.2 (caspase-$8^{-/-}$)와 함께 the wild-type Jurkat T cell clone A3에 미치는 SS-8의 세포독성작용을 비교 분석한 결과, wild-type Jurkat A3, FADD-deficient Jurkat clone I2.1및 caspase-8-deficient Jurkat clone I9.2 모두는 SS-8의 세포독성에 대해 유사한 정도의 감수성을 나타내었다. 이는 SS-8에 의해 유도되는 apoptosis에 있어서, Fas/FasL system이 관계되지 않음을 시사한다. 한편, SS-8를 GC-MS 분석하여, 9,12-octadecanoic acid (18.62%), 2,4-dihydro-5-methyl-4-(1-methylethylidene)-2-(4-nitrophenyl)- 3H-pyrazol-3-one (14.97%), hexadecanoic acid (14.23%), (z,z)-6,9-pentadecadien-1-ol (13.73%), 5,6-dimethoxy- 2-methyl benzofuran (10.95%), 그리고 4-methoxy-2-methylcinnamic acid (5.38%) 등을 포함한 16가지의 구성 성분과 그 조성비를 확인하였다. 이상의 연구결과는 산초 줄기에 함유된 항암 활성에 대한 규명과 이해를 증진시킨다.

• 생명과학회지
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• 제19권11호
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• pp.1529-1537
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• 2009

L-arginine 구조유사체인 L-canavanine의 인체 급성백혈병 Jurkat T 세포에 대한 apoptosis 유도활성이 단백질 티로신키나아제 $p56^{lck}$에 어떻게 조절되는지를 규명하기 위해 $p56^{lck}$를 발현하는 Jurkat T 세포주 E6.1과 $p56^{lck}$-결손 Jurkat T 세포주 JCaM1.6에 있어서 L-canavanine의 세포독성, L-canavanine에 의해 유도되는 apoptotic DNA fragmentation 및 apoptotic sub-$G_1$ peak를 비교하여 본 바, $p56^{lck}$-negative JCaM1.6 세포가 $p56^{lck}$-positive E6.1 세포에 비해 L-canavanine의 apoptotis 유도활성에 훨씬 더 민감한 것으로 나타났다. 이러한 $p56^{lck}$-negative JCaM1.6 세포의 민감성은 JCaM1.6 세포에 $p56^{lck}$ 유전자를 transfection시켜 발현시키면 현저히 감소되었다. L-Canavanine에 의해 유도되는 apoptosis관련 현상들을 $p56^{lck}$-stable transfectant인 JCaM1.6/lck 세포와 empty vector-transfectant 인 $p56^{lck}$-negaive JCaM1.6/vector 세포에서 Western blot analysis로 비교한 결과, L-canavanine에 의해 유도되는 mitochondrial membrane potential (${\Delta\Psi}m$)의 감소, caspase-9, -8, -7 및 -3의 활성화, 그리고 PARP 및 $PLC{\gamma}$-1의 분해가 JCaM1.6/vector 세포에 비해 JCaM1.6/lck 세포에서 더 약하게 나타났다. JCaM1.6/lck 세포를 2.5 mM L-canavanine으로 처리한 다음 세포 내 $p56^{lck}$ kinase 활성의 변화를 $\alpha$-casein을 기질로 하여 시간 별로 측정한 결과, L-canavanine의 처리 후 15분만에 $p56^{lck}$ kinase의 활성이 약 1.6배 증가되었으며 이후 6시간 동안은 약 1.3~1.4 배정도 증가된 수준으로 kinase 활성이 유지되는 것으로 확인되었다. L-Canavanine에 의한 apoptosis의 개시에 Fas/FasL 상호작용이 관련되는지를 규명하기 위해 FADD-negative Jurkat T 세포주 I2.1, caspase-8-negative Jurkat T 세포주 I9.2 및 wild-type Jurkat T 세포주 A3에 대한 L-canavanine의 세포독성을 비교한 결과, A3와 I2.1 세포의 경우는 L-canavanine의 세포독성이 동일하게 나타났고, 특히 caspase-8가 결손된 I9.2 세포의 경우는 L-canavanine의 세포독성에 대한 민감성이 A3와 I2.1 세포에 비해 단지 미약하게만 완화되는 것으로 나타나, L-canavanine의한 apoptosis에는 Fas/FasL 상호작용이 관련되어 있지 않으며, 또한 caspase-8의 역할이 필수적이지 않음을 시사하였다. Jurkat T 세포에 있어서 L-canavanie에 의해 유도되는 sub-$G_1$ peak 및 caspases 활성화에 미치는 pan-caspase inhibitor (z-VAD-fmk), caspase-9 inhibitor (z-LEHD-fmk), caspase-3 inhibitor (z-DEVD-fmk), caspase-4 inhibitor (z-LEVD-fmk) 및 caspase-12 inhibitor (z-ATAD-fmk)의 영향을 조사한 결과, L-canavanie에 의한 apoptosis는 ${\Delta\Psi}m$의 감소, caspase-9 및 caspase -3의 활성화에 뒤따른 caspase-8 및 caspase-7의 활성화, 그리고 PARP의 분해의 순서로 유도되는 것으로 나타났으며, 아울러 caspase-9의 활성화와 함께 caspase-12의 활성화가 L-canavanine 처리에 따른 caspase-3의 활성화에 요구되는 것으로 확인되었다. 결론적으로, L-canavanine 처리에 의한 Jurkat T 세포의 apoptosis는 ${\Delta\Psi}m$ 감소, caspase-9, caspase-3 및 caspase-7의 활성화에 의해 유도되며, 이들 apoptosis 현상들은 $p56^{lck}$에 의해 negative regulation되었다.

• 생명과학회지
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• 제25권12호
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• pp.1384-1392
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• 2015

적작약, 사간, 치자, 적복령, 승마 및 백출 등 6가지의 한약재로 구성된 사간탕은 동의보감에서 위완옹(胃脘癰)을 치료하는 처방으로 알려져 있으나, 항암 효능에 대한 구체적인 연구는 전혀 이루어진 바 없다. 본 연구에서는 사간탕의 항암활성 연구의 일환으로 AGS 인체 위암세포의 증식에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면 사간탕 추출물 처리 농도의 증가에 따라 AGS 위암세포의 증식 및 생존율이 억제되었으며, 이는 apoptosis 유발에 의한 것임을 염색질 응축, DNA 단편화 및 annexin-V 염색 등을 통하여 확인하였다. 사간탕 추출물 처리에 의한 apoptosis 유발에는 pro-apoptotic Fas 단백질의 발현 증가 및 anti-apoptotic Bcl-2 발현의 감소와 mitochondrial membrane potential의 소실이 동반되었다. 아울러 사간탕 추출물이 처리된 AGS 위암세포에서 extrinsic 및 intrinsic apoptosis 경로 활성의 개시에 중요한 caspase-8 및 -9 뿐만 아니라 effector caspase인 caspase-3의 활성도 증가하였으며, 활성화된 caspase-3의 기질 단백질인 PARP의 단편화도 관찰되었다. 그러나 pan-caspase inhibitor의 선처리에 의한 caspase 활성을 차단하였을 경우, 사간탕 추출물 처리에 의한 염색질 응축 및 DNA 단편화 현상이 관찰되지 않았으며, apoptosis 유발 및 증식억제 효과도 유의적으로 억제되었다. 따라서 사간탕 추출물 처리에 의한 AGS 위암세포의 apoptosis 유발은 extrinsic 및 intrinsic apoptosis 경로가 동시 활성을 통한 caspase 의존적인 과정을 통하여 이루어지고 있음을 알 수 있었으며, 그 과정은 아마도 pro-apoptotic Bid의 truncation이 관여할 것으로 추정된다. 이상의 결과는 향후 in vivo 모델을 이용한 사간탕 추출물의 항암활성 조사 및 사간탕 추출물 내 주요 생리활성 물질의 탐색 등을 위한 유용한 자료로 사용될 것이다.