• 제목/요약/키워드: cell death mechanism

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Radiosensitivity of Various Tissues of the Rat with Special Regard to Deoxycytidine -2-$^{14}C$ Metabolism in Vitro

  • Kang, Man-Sik
    • 한국동물학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.1-14
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    • 1972
  • 흰쥐에 400R의 X 線을 一時全身照射하여 肝, 胸腺組織에 있어서의 DNA合成, DNA分解, CdR-aminohydrolase의 活性 및 酸素消費量에 미치는 放射線의 影響을 이들 組織의 放射線感受性과 關蓮시켜 比較檢討하였고 特히 放射線에 의한 CdR-2-$^14 C$의 吸收率의 減少와 CdR-aminohydrolase 活性의 增加와의 關係에 대하여 考察하였다. 放射線에 의한 組織의 變化는 放射線의 作用基와 組織의 再生基에 따라서 判異하게 나타난다. 作用基에 있어서는 DNA 前驅物質의 吸收率, 組織內 DNA의 含量 및 酸素消費量은 顯著한 減少를 나타내나 CdR-aminohydrolase의 活性은 오히려 增加한다. 再生基에 있어서는 먼저 CdR-aminohydrolase의 活性의 回復이 앞서 일어나고, 뒤이어 CdR-2-$^14 C$의 吸收率과 DNA含量에 回復이 일어나며 다시 그 뒤를 이어 酸素消費量에 回復이 일어난다. 이러한 여러 가지 變化는 定性的인 面에서는 세 組織에서 거의 같은 樣相을 나타내는 것으로 추정되나, 定量的인 面에서는 組織의 放射線感受性의 差異, 즉 細胞의 死滅, 生殘細胞內에 있어서의 DNA의 合成이 遲延되는 其間의 長短 및 再生率등에 따라서 다르다. 아울러 放射線照射에 의한 DNA의 合成 및 分解에 따르는 生物學的인 機作을 CdR-aminohydrolase의 活性增加의 觀點에서 考察하였다.

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AMPK 활성화를 통한 목통의 항산화 효과 (Akebiae Caulis Inhibits Oxidative Stress through AM PK Activation)

  • 정은혜;김상찬;조일제;김영우
    • 동의생리병리학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.18-26
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    • 2015
  • Akebiae Caulis is a galenical originated from Akebia quinata Decaisne species. It is commonly used in the treatment of oposiuria, inflammation, nociceptive and fever. Here, we investigated the effect of Akebiae Caulis extract (ACE) to protect hepatocyte against the malfunction of mitochondria and apoptosis. Arachidonic acid (AA)+iron promoted excessive reactive oxygen species (ROS) production and exerted a deleterious effect on mitochondria. Treatment with ACE protected hepatocytes from AA+iron-induced cytotoxicity, as shown by alterations in the protein levels related with apoptosis such as poly(ADP-ribose) polymerase, pro-caspase 3, Bcl-XL and Bcl-2. Moreover, AA+iron-induced $H_2O_2$ production, GSH depletion and mitochondrial dysfunction were alleviated by ACE pretreatment. As a potential molecular mechanism for the ACE-mediated cytoprotection, phosphorylation of AMP-activated protein kinase (AMPK), a key regulator in determining cell survival or death, was increased by ACE. Moreover, ACE treatment enhanced inactive phosphorylation of glycogen synthase kinase-$3{\beta}$ ($GSK3{\beta}$), downstream substrate kinase of AMPK. More importantly, ACE prevented a decrease in the $GSK3{\beta}$ phosphorylation derived by AA+iron, which might contribute to mitohondiral protection and cell survival. To further identify essential compounds in Akebiae Caulis for the protection of AA+iron-mediated cytotoxicity, we found that betulin in combination with hederagenin protected from AA+iron-induced mitochondrial dysfunction. Betulin+hederagenin treatment also increased inactive phosphorylation of $GSK3{\beta}$ in common with ACE. These results suggest that ACE protected hepatocytes against oxidative stress and mitochondrial dysfunction, which is mediated with inactive $GSK3{\beta}$ phosphorylation downstream of AMPK.

모델 랫드에 간 허혈/재관류로 유발된 손상에 대한 항산화제의 보호 효과에 관한 연구 (A Study on the Protective Effect of Antioxidants on Damage Induced by Liver Ischemia/Repefusion in a Rat Model)

  • 안용호;석푸름;오수진;최진우;신재호
    • 대한임상검사과학회지
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    • 제51권3호
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    • pp.370-378
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    • 2019
  • 허혈 재관류 손상은 기관 이식, 외과적 혈관 재개통 및 출혈시에 발생하며 조직 및 기관 기능 장애를 유발한다. 최근 허혈 재관류 손상의 기전적 연구를 위해 간장 허혈 모델을 많이 이용하고 있다. 본 연구는 허혈 재관류 랫드 모델을 이용하여 항산화와 항염증 효과를 가진 것으로 알려진 Vanillin에 의한 간장 및 신장 손상에 대한 보호 효과를 알아보고 관련된 기전을 조사하기 위하여 실시하였다. 시험물질은 각각 100 mg/kg의 농도로 3일간 투여한 후, 60분동안 간을 결찰하여 허혈 재관류를 유도하여 관찰하였으며, 음성대조군, sham대조군 및 허혈재관류만 실시한 허혈 재관류대조군을 따로 두어, 약물투여군과 비교하였다. Vanillin 처치군에서는 AST, ALT 활성이 허혈 재관류대조군에 비해 유의하게 억제되었고, 조직병리학적 관찰에서도 염증 부분과 괴사부분이 현저하게 감소하였다. MDA와 SOD는 허혈 재관류군에 비해 유의적인 변화를 보였다. 이상의 결과를 종합하면 Vanillin은 간장 허혈 재관류에 의한 세포염증 및 세포괴사를 완화시켜 간세포 보호작용을 나타내었고, 신장의 사구체 및 원위세뇨관에 염증 변화를 완화 시키고 있어 세포 손상을 방어하는 것으로 생각되며, 이러한 방어효과는 항산화 기능에 의한 영향으로 사료된다.

마우스 흑색종 세포주 B16-F0에서 다시마 추출물의 세포사멸을 통한 항암 효과 (Anti-cancer effects of kelp extract in mouse melanoma B16-F0 cell line through apoptosis)

  • 이성욱;김윤희
    • 한국식품과학회지
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    • 제54권2호
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    • pp.134-140
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    • 2022
  • 다시마 추출물은 인체의 중금속 제거 효과 및 항암효과가 있다고 알려져 있다. 현재 국내에는 고령화, 야외활동의 증가, 오존층 파괴 등으로 인하여 흑색종 발병률이 증가하고 있다. 흑색종의 치료는 외과 수술적 제거를 원칙으로 하고 항암요법이나 방사선 치료, 면역요법 등이 보존적인 방법으로 사용되고 있다. 하지만 재발의 확률이 높고, 항암치료제에 대한 저항성을 나타내는 경우가 많아 치료에 어려움이 있다. 본 연구에서는 다시마 추출물이 B16-F0에서 항암효과를 확인하고 또한 어떠한 경로를 통하여 항암효과를 나타내는지 밝히기 위한 분자적 기전을 연구하였다. 다시마 추출물은 B16-F0의 증식을 억제하고 세포독성을 유도하였다. 그리고 세포의 군집형성을 억제하고, DNA 분절을 일으키며, 세포사멸을 일으키는 것으로 나타났다. 이러한 다시마 추출물의 흑색종 사멸효과를 유도하는 분자적 기전을 확인한 결과, 내인성 세포사멸 경로인 cytochrome c를 증가시켜 caspase-9 활성화하였고, 외인성 세포사멸 경로인 FADD를 증가시켜 caspase-8을 활성화하였다. Caspase-9의 활성화와 caspase-8의 활성화는 caspase-3를 활성화 시켜 결과적으로 PARP를 활성화하여 세포사멸을 유도하였다. 본 연구의 제한점으로는 단일물질이 아닌 추출물로 인한 다시마 추출물의 정확한 농도를 구하기 어려운 한계가 있으며 추후 연구에서 보완되어야 하는 부분이라 생각된다. 그럼에도 불구하고 본 실험에서 다시마 추출물은 내인성과 외인성 세포사멸 경로를 활성화시켜 흑색종에 독성을 가지며, 증식을 억제하고 세포사멸을 유도하는 것으로 나타났다. 다시마는 갈조류에 속해 있으며, 다양한 성분들이 포함되어 있는데 그중 fucoidan이 항암효과를 가지는 것으로 알려져 있다(Kang 등, 2006). Fucoidan과 관련한 흑색종의 연구는 미백 연구가 대부분이기 때문에, 이후 연구에서는 in vitro 및 in vivo에서 흑색종에 대한 fucoidan의 항암효과 검토 등 다양한 데이터들이 축적된다면 향후 다시마 추출물이 흑색종의 치료에 사용될 가능성이 있을 것으로 생각된다.

RNA-Seq explores the functional role of the fibroblast growth factor 10 gene in bovine adipocytes differentiation

  • Nurgulsim Kaster;Rajwali Khan;Ijaz Ahmad;Kazhgaliyev Nurlybay Zhigerbayevich;Imbay Seisembay;Akhmetbekov Nurbolat;Shaikenova Kymbat Hamitovna;Omarova Karlygash Mirambekovna;Makhanbetova Aizhan Bekbolatovna;Tlegen Garipovich Amangaliyev;Ateikhan Bolatbek;Titanov Zhanat Yeginbaevich;Shakoor Ahmad;Zan Linsen;Begenova Ainagul Baibolsynovna
    • Animal Bioscience
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    • 제37권5호
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    • pp.929-943
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    • 2024
  • Objective: The present study was executed to explore the molecular mechanism of fibroblast growth factor 10 (FGF10) gene in bovine adipogenesis. Methods: The bovine FGF10 gene was overexpressed through Ad-FGF10 or inhibited through siFGF10 and their negative control (NC) in bovine adipocytes, and the multiplicity of infection, transfection efficiency, interference efficiency were evaluated through quantitative real-time polymerase chain reaction, western blotting and fluorescence microscopy. The lipid droplets, triglycerides (TG) content and the expression levels of adipogenic marker genes were measured during preadipocytes differentiation. The differentially expressed genes were explored through deep RNA sequencing. Results: The highest mRNA level was found in omasum, subcutaneous fat, and intramuscular fat. Moreover, the highest mRNA level was found in adipocytes at day 4 of differentiation. The results of red-oil o staining showed that overexpression (Ad-FGF10) of the FGF10 gene significantly (p<0.05) reduced the lipid droplets and TG content, and their down-regulation (siFGF10) increased the measurement of lipid droplets and TG in differentiated bovine adipocytes. Furthermore, the overexpression of the FGF10 gene down regulated the mRNA levels of adipogenic marker genes such as CCAAT enhancer binding protein alpha (C/EBPα), fatty acid binding protein (FABP4), peroxisome proliferator-activated receptor-γ (PPARγ), lipoprotein lipase (LPL), and Fas cell surface death receptor (FAS), similarly, down-regulation of the FGF10 gene enriched the mRNA levels of C/EBPα, PPARγ, FABP4, and LPL genes (p<0.01). Additionally, the protein levels of PPARγ and FABP4 were reduced (p<0.05) in adipocytes infected with Ad-FGF10 gene and enriched in adipocytes transfected with siFGF10. Moreover, a total of 1,774 differentially expressed genes (DEGs) including 157 up regulated and 1,617 down regulated genes were explored in adipocytes infected with Ad-FGF10 or Ad-NC through deep RNA-sequencing. The top Kyoto encyclopedia of genes and genomes pathways regulated through DEGs were the PPAR signaling pathway, cell cycle, base excision repair, DNA replication, apoptosis, and regulation of lipolysis in adipocytes. Conclusion: Therefore, we can conclude that the FGF10 gene is a negative regulator of bovine adipogenesis and could be used as a candidate gene in marker-assisted selection.

인체 혀의 편평세포암 세포에서 ω3-fatty acid desaturase 유전자 발현이 침윤 및 종양형성에 미치는 영향 (Effect of ω3-Fatty Acid Desaturase Gene Expression on Invasion and Tumorigenicity in Human Tongue Squamous Cell Carcinoma Cells)

  • 홍태화;신소연;한승현;황병두;임규
    • 생명과학회지
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    • 제28권8호
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    • pp.945-954
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    • 2018
  • 오메가-3 지방산(오메가-3)은 수종의 암에 대해 종양형성 억제 및 침윤이 억제됨이 알려져 있다. 그러나 혀의 편평세포암 세포에서 내인성 오메가-3에 의한 침윤 및 종양형성 억제 대한 연구가 명확하게 보고된 바 없다. 이에 본 연구는 혀의 편평세포암 세포에서 ${\omega}3$-fatty acid desaturase의 유전자 발현이 침윤 및 종양형성에 미치는 영향을 규명하였다. 먼저 SCC-4 및 SCC-9세포의 침윤능은 오메가-3인 DHA 처리에 의해 억제 됨을 확인 하였다. DHA 처리 후 MMP-9 및 MMP-2 활성이 감소 되었을 뿐만 아니라 그 promoter의 reporter 활성도 억제하였다. 또한 COX-2 및 VEGF promoter 활성 뿐만 아니라 NF-kB 활성도 DHA에 의해 억제 되었다. SCC-9의 ${\omega}3$-desaturase 유전자 stable 세포(fSCC-9sc)의 세포증식 및 colony formation이 억제 되었으며, in vivo 동물실험에서 fSCC-9sc 세포의 종양형성능은 현저히 억제 되었고, 면역형광염색법을 이용한 fSCC-9sc 세포의 종양 조직에서의 TUNEL 양성세포는 대조군인 fSCC-9cc 세포에 비해 현저히 증가하였다. 이상의 결과로 오메가-3는 인체 혀의 편평세포암 세포의 침윤 뿐만 아니라 종양형성을 억제하여 항암작용을 나타낼 수 있으며 따라서 오메가-3는 인체 혀의 편평암의 예방 및 치료에 유용하게 사용될 수 있으리라 생각된다.

종양억제유전자 p53 결손 인체간암세포에서 Pectenotoxin-2에 의한 Apoptosis 유도 (Apoptotic Cell Death by Pectenotoxin-2 in p53-Deficient Human Hepatocellular Carcinoma Cells)

  • 신동역;김기영;최병태;강호성;정지형;최영현
    • 생명과학회지
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    • 제17권10호
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    • pp.1447-1451
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    • 2007
  • 해양생물 유래 항암활성을 가지는 천연물의 탐색과정에서 해면동물에서 유래된 PTX-2는 p53 결손 암세포에서 세포독성 효과가 높은 것으로 보고된 바 있다. 본 연구에서는 인체 간암세포 모델을 이용하여 PTX-2의 효능을 조사한 결과는 p53 결손 Hep3B 세포에서 p53 정상 HepG2에 비하여 항암활성이 매우 높았으며, 이는 apoptosis 유발과 연관성이 있음을 확인하였다. PTX-2에 의한 Hep3B 세포의 apoptosis 유발은 DFF family의 발현 변화, pro-apoptotic Bax 및 Bcl-xS 단백질의 발현 증가, caspases (-3, -8 및 -9)의 활성화 등이 관여함을 알 수 있었다. PTX-2는 또한 Hep3B 세포에서 AKT 및 ERK1/2의 활성화를 유도하였으며, caspase-3, AKT 및 ERK1/2의 특이적 저해제에 의하여 PTX-2에 의한 세포증식 억제 효능이 유의적으로 감소되었다. 본 연구는 PTX-2에 의한 Hep3B 세포에서의 apoptosis 유도에 AKT 및 ERK1/2 신호 전달 경로가 중요한 역할을 하고 있음을 보여주는 결과이다.

인간망막 내피세포주에서 고농도 포도당이 caspase-3 경로를 통해 세포자연사 유도 (High Glucose Induces Apoptosis through Caspase-3 Dependent Pathway in Human Retinal Endothelial Cell Line)

  • 서은선;채수철;고은경;이종빈
    • 환경생물
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    • 제27권1호
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    • pp.66-72
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    • 2009
  • 당뇨망막병증은 서구에서 성인들의 실명을 일으키는 원인이다. 당뇨병이 있을 때 고혈당증은 여러 세포 형태에서 세포자연사를 유도하지만 그 기작은 명확하게 밝혀지지 않았다. 본 연구의 목적은 인간망막 내피세포에서 고혈당 포도당이 세포자연사에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 망막 내피세포는 5, 25, 50 mM 포도당이 포함된 IMDM배지에서 37$^{\circ}C$, 5% CO$_2$조정된 항온기에서 24, 36, 48시간 동안 배양하였다. 여러 농도의 포도당을 처리한 인간망막 내피세포 형태의 특징은 위상차현미경으로 관찰하였고, 세포의 생존은 MTT assay를 통해 산정하였다. 고농도 포도당에서 활성산소종인 세포 내의 H$_2$O$_2$는 FOX II assay와 caspase-3 assay에 의한 세포자연사를 통해 측정하였다. 고농도의 포도당을 처리한 세포에서의 DNA분절화는 아가펄스 겔 전기영동을 통해 관찰하였다. 25, 50mM 포도당을 포함한 배양액에 48시간 동안 배양한 세포는 형태가 변하고. 세포자연사에 의해 유도된 DNA 분절화를 관찰 할 수 있었다. 25, 50 mM의 포도당에서 배양한 세포와 5 mM 포도당에서 24, 36, 48 시간 배양한 세포와 비교했을 때 25, 50 mM에서 죽은 세포의 수가 더 많았다. 또한 과산화수소의 양과 caspase-3의 활성은 고농도 포도당을 처리한 세포에서 증가하였다. 결론적으로 고농도 포도당이 배양된 인간망막 내피세포에서 세포자연사를 유도하는 것을 증명하였고, 고혈당증의 유도로 caspase 활성에 의존적인 세포자연사는 증가하였다. 고농도의 포도당이 처리된 세포에서 활성산소종 유발과 caspase-3 활성간의 관계는 아직 조사되지않았다.

Eucheuma cottonii 추출물에 의한 인체 골육종암 Saos-2 세포의 자가사멸 유도 (Extract from Eucheuma cottonii Induces Apoptotic Cell Death on Human Osteosarcoma Saos-2 Cells via Caspase Cascade Apoptosis Pathway)

  • 강창원;강민재;김경록;김난희;서용배;강건희;김상호;김군도
    • 생명과학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.147-154
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    • 2016
  • 본 연구에서는 인간 골육종암세포주인 Saos-2 세포를 이용하여 Eucheuma cottonii 추출물(Extract of Eucheuma cottonii, EE)의 항암 활성 및 분자적 작용기전을 분석하였다. 먼저 EE가 세포증식에 미치는 영향을 WST-1® assay를 통해 확인한 결과 EE는 인간 위암세포 AGS, 인간 간암세포 SK-Hep 1, 인간 뇌교모세포종 U87MG, 인간 정상 신장세포 HEK-293의 생존율에는 영향을 미치지 않고 Saos-2 세포주의 생존율만을 농도의존적으로 감소시킴을 확인 하였다. 또한 처리 농도가 증가함에 따라 Saos-2 세포의 외형적 변화가 나타남을 도립현미경을 통해 확인할 수 있었다. 그리고 DAPI staining을 통해 apoptosis classical hall marker라고 할 수 있는 DNA fragmentation이 EE 처리 농도 의존적으로 나타남을 관찰할 수 있었다. 이를 토대로 EE가 Saos-2 세포에서 세포 내의 어떠한 기작을 통해 apoptosis를 유도하는지 Western blot analysis를 통해 확인한 결과, Fas-Associated Death Domain(FADD)에 의한 caspase cascade signal pathway 발현이 증가하였고, apoptosis의 key protein 이라고 할 수 있는 cleaved caspase-3와 하위 인자인 cleaved PARP가 증가 함을 확인할 수 있었다. 이와 관련된 분자적 기전 분석을 위한 immunofluorescence staining과 Flow cytometry analysis를 추가로 수행한 결과, EE 처리시 caspase cascade signal pathway의 시발점인 FAS와 cleaved caspase-3의 발현증가가 실제 세포 내에서 일어남을 관찰 할 수 있었으며 apoptosis 유발군인 sub G1기가 증가 함을 알 수 있었다. 이상의 결과를 통해 EE는 인간 골육종암세포에서 FADD에 의한 caspase cascade signal pathway 발현증가가 유도되어 apoptosis를 유발시킨다는 것을 증명하였으며 새로운 골육종암 치료제로서의 개발 가능성과 기전연구를 위한 중요한 기초자료가 될 수 있음을 시사한다.

폐암 세포에서 Proteasome Inhibitor에 의한 Apoptosis의 기전 (The Mechanism of Proteasome Inhibitor-Induced Apoptosis in Lung Cancer Cells)

  • 김철현;이경희;이춘택;김영환;한성구;심영수;유철규
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제54권4호
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    • pp.403-414
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    • 2003
  • 연구배경 : Proteasome 억제가 세포의 apoptosis에 미치는 영향은 세포 종류에 따라 차이를 보이고 있다. 그러나 아직까지 폐암 세포에서 proteasome 억제가 미치는 효과 및 그 기전에 관해서는 확실하게 규명되어 있지 못한 상태이다. 본 연구에서는 폐암 세포주에서 proteasome 억제에 의한 apoptosis의 유도 유무를 관찰하고, 그 기전을 규명하고자 하였다. 방 법 : 폐암 세포주인 A549와 NCI-H157 세포에 proteasome 억제제인 MG132와 PS-341을 투여하고 세포의 생존율을 MTT 분석으로 평가하였고, apoptosis 유무를 PARP 단백에 대한 Western 분석으로 확인하였다. Proteasome 억제가 caspase 3와 JNK의 활성화에 미치는 효과를 각각 Western 분석과 immunocomplex kinase 분석으로 평가하였다. Proteasome 억제제를 투여하고 항 apoptosis 경로인 ERK와 cIAP1에 미치는 효과를 Western 분석으로 평가하였다. 결 과 : A549와 NCI-H157 세포에 MG132를 투여하였을 때, 세포생존율의 감소가 관찰되었고, 이는 apoptosis의 유도에 의한 것으로 확인되었다. MG132와 PS-341 처치로 caspase 3와 JNK가 활성화되었다. 반면에 활성화된 ERK의 발현과 cIAP1의 발현은 감소하였다. 결 론 : 폐암 세포에서 proteasome 억제에 의한 apoptosis에는 caspase 3, JNK와 같은 apoptosis 유도 경로의 활성화와 함께 항 apoptosis 경로의 억제가 관여할 것으로 생각된다.