We identified a novel Akt signaling mechanism that mediates fucoidan-induced suppression of human colon cancer cell (HT29) proliferation and anticancer effects. Fucoidan treatment significantly inhibited growth, induced G1-phase-associated upregulation of p21WAF1 expression, and suppressed cyclin and cyclin-dependent kinase expression in HT29 colon cancer cells. Additionally, fucoidan treatment activated the Akt signaling pathway, which was inhibited by treatment with an Akt inhibitor. The inhibition of Akt activation reversed the fucoidan-induced decrease in cell proliferation, the induction of G1-phase-associated p21WAF1 expression, and the reduction in cell cycle regulatory protein expression. Intraperitoneal injection of fucoidan reduced tumor volume; this enhanced antitumor efficacy was associated with induction of apoptosis and decreased angiogenesis. These data suggest that the activation of Akt signaling is involved in the growth inhibition of colon cancer cells treated with fucoidan. Thus, fucoidan may serve as a potential therapeutic agent for colon cancer.
Kim, Dong-Hee;Choi, Jung-Hye;Park, Hee-Juhn;Park, Jae-Hoon;Lee, Kyung-Tae
Biomolecules & Therapeutics
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제18권2호
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pp.178-183
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2010
Costunolide is an active compound isolated from the stem bark of Magnolia sieboldii, and is considered a potential therapeutic for the treatment of various cancers. In this study, we investigated the underlying mechanism whereby costunolide induces the apoptosis of human leukemia cells. Using apoptosis analysis and quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) results obtained during this study show that costunolide is a potent inducer of apoptosis and that it is triggered due to the premature activation of Cdc2. $G_1$-synchronized cells, which cannot undergo mitosis, were found to be more sensitive to costunolide, and Cdc2 mRNA levels were increased by costunolide treatment. Furthermore, the Cdk inhibitors, olomucine and butyrolactone I, were found to suppress costunolide-induced apoptosis. In addition, the PKC activator TPA rescued cells from cell death by costunolide, and this was prevented by the PKC inhibitor staurosporin. The present study suggests that costunolide induces the apoptosis of HL-60 leukemic cells by modulating cyclin-dependent kinase Cdc2.
Chaga mushroom extract is well known as immune modulator and anti-cancer agent. However, the molecular mechanism by which Chaga exerts cell cycle arrest and apoptosis of cancer cells is poorly understood. In this study, we demonstrated anti-proliferative effects of Chaga extract on murine melanoma B16 cells. Chaga extract dose-dependently inhibited cell growth along with the arrest of G0/G1 phase and the induction of apoptotic cell death. Treatment with Chaga extract resulted in a decrease of cyclin E, cyclin D1, cdk 2, cdk 4 expression levels. Furthermore, in vivo inoculation study of B16 melanoma cells into Balb/c mice Chaga extract markedly suppressed the metastatic growth of tumor cells (6 folds, p<0.05,). These results indicate that Chaga mushroom extract induces apoptosis of B16 melanoma cells through arrest of G0/G1 phase in cell cycle.
The activation of cyclin dependent kinase 4 (CDK4) is found in more than half of all human cancers. Therefore CDK4 is an attractive target for the development of a novel anticancer agent. For mass screening of CDK4 inhibitor, we set up in vitro kinase assay for CDK4 activity using a cyclin D1-CDK4 fusion protein, which is constitutively active and exhibits enhanced stability. From the screening of representative compound library of Korea Chemical Bank, we found that 7-chloro-4-nitro-benzo[1,2,5]oxadiazole 1-oxide (FBP-1248) selectively inhibited CDK4 activity in vitro by ATP competitive manner. This compound prevented the phosphorylation of retinoblatsoma tumor suppressor protein, Rb, and inhibited cell growth through cell cycle arrest. In summary, we developed an efficient assay system for CDK4 activity in vitro and identified the CDK4 inhibitory compound, FBP-1248.
Cyclin E1 (CCNE1), a positive regulator of the cell cycle, controls the transition of cells from G1 to S phase. In numerous human tumors, however, CCNE1 expression is frequently dysregulated, while the mechanism leading to its dysregulation remains incompletely defined. Herein, we showed that CCNE1 expression was subject to post-transcriptional regulation by a microRNA miR-16-1. This was evident at protein level of CCNE1 as well as its mRNA level. Further evident by dual luciferase reporter assay revealed that two evolutionary conserved binding sites on 3' UTR of CCNE1 were the direct functional target sites. Moreover, we showed that miR-16-1 induced G0/G1 cell cycle arrest by targeting CCNE1 and siRNA against CCNE1 partially phenocopied miR-16-1-induced cell cycle phenotype whereas substantially rescued anti-miR-16-1- induced phenotype. Together, all these results demonstrate that miR-16-1 plays a vital role in modulating cellular process in human cancers and indicate the therapeutic potential of miR-16-1 in cancer therapy.
Cyclin-dependent kinase 2 (CDK2) is a member of serine/threonine protein kinases, which initiates the principal transitions of the eukaryotic cell cycle and is a promising target for cancer therapy. The present study was designed to inhibit cdk2 gene expression to induce cell cycle arrest and cell proliferation suppression. Here, we constructed a series of RNA interference (RNAi) plasmids which can successfully express small interference RNA (siRNA) in the transfected human cells. The results showed that the RNAi plasmids containing the coding sequences for siRNAs down-regulated the cdk2 gene expression in human cancer cells at the mRNA and the protein levels. Furthermore, we found that the cell cycle was arrested at G0G1 phases and the cell proliferation was inhibited by different siRNAs. These results demonstrate that suppression of CDK2 activity by RNAi may be an effective strategy for gene therapy in human cancers.
Androgen-independent prostate cancer accounts for mortality in the world. In this study, various extracts of a medical fungus dubbed Ganoderma formosanum were screened for inhibition of DU145 cells, an androgen-independent prostate cancer cell line. Results demonstrated that both hexane (GF-EH) and butanol (GF-EB) fraction of G. formosanum ethanol extract inhibited DU145 cell viability in a dose-dependent manner. GF-EH induced cell-cycle arrest in G1 phase of DU145 cells via downregulation of cyclin E2 protein expression. In addition, GF-EB triggered extrinsic apoptosis of DU145 cells by activating caspase 3 gene expression resulting in programed cell death. Above all, both GF-EH and GF-EB show lower toxicity to normal human fibroblast cell line compared to DU145 cell, implying that they possess specific drug action on cancer cells. This study provides a molecular basis of G. formosanum extract as a potential ingredient for treatment of androgen-independent prostate cancer.
Objectives: This study was performed to investigate the anti-tumor effect of O. japonicus extracts on intrahepatic cholangiocarcinoma cell line SNU-1079. Methods: Cholangiocarcinoma SNU-1079 cells were treated with various concentrations of O. japonicus DW and EtOH extracts ($0-300{\mu}g/ml$) for 24, 48 or 72 h. Cell viability was evaluated through a PMS/MTS assay, and the apoptosis rate was examined through ELISA assay and flow cytometry analysis. The mRNA expression of apoptosis- and cell cycle progression-related genes (Bcl-2, Mcl-1, Bax, Survivin, Cyclin D1, and p21) was evaluated using real-time PCR, and the caspase activity was examined using immunoblot analysis. Results: O. japonicus extracts inhibited cell proliferation and increased apoptosis rate in both ELISA assay and flow cytometry analysis. O. japonicus extracts decreased Bcl-2, Mcl-1, Survivin, and Cyclin D1 mRNA expression and increased Bax mRNA level. O. japonicus extracts also increased Caspase-3 activation. Overall, O. japonicus DW extracts were more effective than EtOH extracts. Conclusions: O. japonicus inhibited cell proliferation and induced apoptosis in SNU-1079 cells via mitochondria -mediated intrinsic pathway, which leads to Caspase-3 activation. The results indicate that O. japonicus is a potential therapeutic herb with anti-tumor effect against intrahepatic cholangiocarcinoma.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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