Pyrimidine 유도체의 일종인 5-fluorouracil (5-FU)은 광범위하게 사용되는 항암제의 일종으로, thymidylate synthase의 활성을 억제시켜 핵산의 합성 및 대사기능 자애 유발 물질이다. 본 연구에서는 Ewing′s 육종 CHP-100 세포에서 5-FU의 증식억제와 연관된 기전 해석으로 시도하였다. 본 연구의 결과에 의하면, 5-FU 처리 시간의 경과에 따른 CHP-100 세포의 증식억제가 세포주기 G1 arrest 유발에 따른 것임을 알 수 있었다. 5-FU에 의한 CHP-100 세포의 G1 arrest는 retinoblastoma protein (pRB)의 탈인산화에 따른 전사인자 E2F-1 및 E2F-4와의 결합 촉진과 연관성이 있었다. 비록 5-FU 처리가 cyclin-dependent kinases의 발현에는 크게 영향을 주지 않았으나, 정상배지에서 배양된 대조군에 비하여 cyclin A 및 B의 발현이 5-FU 처리 시간 의존적으로 억제되었다. 또한 5-FU에 의한 CHP-100 세포의 G1 arrest는 apoptosis 유도와 연관이 있음을 핵 내 염색질의 응축에 따른 apoptotic body의 형성증가, poly (ADP-ribose) polymerase의 단편화 및 annexin V 염색 등을 통하여 확인하였다. 아울러 5-FU는 pro-apoptotic Bax 단백질의 발현 증가 및 anti-apoptotic Bcl-2의 발현 감소를 통한 mitochondrial membrane potential의 소실을 촉진시켰으며, 이로 인하여 미토콘드리아에서 세포질로의 cytochrome c 유리가 증가시켰음을 알 수 있었다. 따라서 본 연구의 결과는 5-FU에 의한 CHP-100 세포의 증식억제와 연관된 G1 arrest 및 apoptosis 유도에는 pRB의 인산화 억제 및 미토콘드리아 기능의 손상이 최소한 관여하고 있음을 의미하는 것이다.
본 연구에서는 오미자에서 분리된 dibenzocyclooctadiene lignan의 일종인 gomisin A와 gomisin N에 대한 항암효능을 U937 인체혈구암세포를 대상으로 조사하였다. Gomisin N은 처리농도의 증가에 따라 U937 세포의 증식을 억제하였으나 동일조건에서 gomisin A는 세포독성 효과를 나타내지 못하였으며, gomisin N에 의한 U937 세포의 증식억제는 세포주기 G1 arrest 유발에 의한 것이었다. Gomisin N에 의한 G1 arrest는 cyclin E, cyclin-dependent kinase (Cdk) 2 및 Cdk4의 발현 억제와 Cdk inhibitor인 p16 (INK4A) 및 p21 (WAF1/CIP1)의 발현 증가와 연관성이 있었으나, gomisin A는 세포주기 인자들의 발현에 유의적인 변화를 유발하지 않았다. 또한 gomisin N은 retinoblastoma 단백질군인 pRB 및 p130의 인산화를 억제하였으며, 전사조절인자인 E2F 단백질들의 발현을 억제하였다. 본 연구의 결과에서 gomisin N에 의한 U937 세포의 증식억제는 세포주기 조절인자들의 발현 변화를 통한 G1 arrest 유발에 의한 것임을 알 수 있었으며, gomisin N은 암예방 및 항암활성 후보불질로서의 개발 가능성이 있음을 알 수 있었다.
Objective: The experiment was conducted to evaluate the effects of maternal undernutrition during late pregnancy on the expressions of genes involved in growth and development in ovine fetal perirenal brown adipose tissue (BAT). Methods: Eighteen ewes with singleton fetuses were allocated to three groups at day 90 of pregnancy: restricted group 1 (RG1, 0.33 MJ metabolisable energy [ME]/kg body weight [BW]0.75/d, n = 6), restricted group 2 (RG2, 0.18 MJ ME/kg BW0.75/d, n = 6), and a control group (CG, ad libitum, 0.67 MJ ME/kg BW0.75/d, n = 6). The fetuses were removed at day 140 of pregnancy. All data were analyzed by using the analysis of variance procedure. Results: The perirenal fat weight (p = 0.0077) and perirenal fat growth rate (p = 0.0074) were reduced in RG2 compared to CG. In fetal perirenal BAT, the protein level of uncoupling protein 1 (UCP1) (p = 0.0001) was lower in RG1 and RG2 compared with CG and UCP1 mRNA expression (p = 0.0265) was decreased in RG2. The protein level of myogenic factor 5 (Myf5) was also decreased in RG2 (p = 0.0001). In addition, mRNA expressions of CyclinA (p = 0.0109), CyclinB (p = 0.0019), CyclinD (p = 0.0015), cyclin-dependent kinase 1 (CDK1) (p = 0.0001), E2F transcription factor 1 (E2F1) (p = 0.0323), E2F4 (p = 0.0101), and E2F5 (p = 0.0018) were lower in RG1 and RG2. There were decreased protein expression of peroxisome proliferator-activated receptor-γ (PPARγ) (p = 0.0043) and mRNA expression of CCAAT/enhancer-binding protein-α (C/EBPα) (p = 0.0307) in RG2 and decreased PPARγ mRNA expression (p = 0.0008) and C/EBPα protein expression (p = 0.0015) in both RG2 and RG1. Furthermore, mRNA expression of bone morphogenetic protein 4 (BMP4) (p = 0.0083) and BMP7 (p = 0.0330) decreased in RG2 and peroxisome proliferator-activated receptor co-activator-1α (PGC-1α) reduced in RG2 and RG1. Conclusion: Our observations support that repression of regulatory factors promoting differentiation and development results in the inhibition of BAT maturation in fetal perirenal fat during late pregnancy with maternal undernutrition.
Kim, Min Jeong;Kang, Young Jung;Sung, Bokyung;Jang, Jung Yoon;Ahn, Yu Ra;Oh, Hye Jin;Choi, Heejeong;Choi, Inkyu;Im, Eunok;Moon, Hyung Ryong;Chung, Hae Young;Kim, Nam Deuk
Biomolecules & Therapeutics
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제28권6호
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pp.561-568
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2020
We examined the anticancer effects of a novel sirtuin inhibitor, MHY2256, on HCT116 human colorectal cancer cells to investigate its underlying molecular mechanisms. MHY2256 significantly suppressed the activity of sirtuin 1 and expression levels of sirtuin 1/2 and stimulated acetylation of forkhead box O1, which is a target protein of sirtuin 1. Treatment with MHY2256 inhibited the growth of the HCT116 (TP53 wild-type), HT-29 (TP53 mutant), and DLD-1 (TP53 mutant) human colorectal cancer cell lines. In addition, MHY2256 induced G0/G1 phase arrest of the cell cycle progression, which was accompanied by the reduction of cyclin D1 and cyclin E and the decrease of cyclin-dependent kinase 2, cyclin-dependent kinase 4, cyclin-dependent kinase 6, phosphorylated retinoblastoma protein, and E2F transcription factor 1. Apoptosis induction was shown by DNA fragmentation and increase in late apoptosis, which were detected using flow cytometric analysis. MHY2256 downregulated expression levels of procaspase-8, -9, and -3 and led to subsequent poly(ADP-ribose) polymerase cleavage. MHY2256-induced apoptosis was involved in the activation of caspase-8, -9, and -3 and was prevented by pretreatment with Z-VAD-FMK, a pan-caspase inhibitor. Furthermore, the autophagic effects of MHY2256 were observed as cytoplasmic vacuolation, green fluorescent protein-light-chain 3 punctate dots, accumulation of acidic vesicular organelles, and upregulated expression level of light-chain 3-II. Taken together, these results suggest that MHY2256 could be a potential novel sirtuin inhibitor for the chemoprevention or treatment of colorectal cancer or both.
Hong, Ji-Young;Park, Hyen Joo;Bae, KiHwan;Kang, Sam Sik;Lee, Sang Kook
Natural Product Sciences
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제19권2호
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pp.155-159
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2013
Honokiol, a naturally occurring neolignan mainly found in Magnolia species, has exhibited a potential anti-proliferative activity in human cancer cells. However, the growth inhibitory activity against hepatocellular carcinoma cells and the underlying molecular mechanisms has been poorly determined. The present study was designed to examine the anti-proliferative effect of honokiol in SK-HEP-1 human hepatocellular cancer cells. Honokiol exerted anti-proliferative activity with cell-cycle arrest at the G0/G1 phase and sequential induction of apoptotic cell death. The cell-cycle arrest was well correlated with the down-regulation of checkpoint proteins including cyclin D1, cyclin A, cyclin E, CDK4, PCNA, retinoblastoma protein (Rb), and c-Myc. The increase of sub-G1 peak by the higher concentration of honokiol ($75{\mu}M$) was closely related to the induction of apoptosis, which was evidenced by decreased expression of Bcl-2, Bid, and caspase-9. Hohokiol was also found to attenuate the activation of signaling proteins in the Akt/mTOR and ERK pathways. These findings suggest that the anti-proliferative effect of honokiol was associated in part with the induction of cell-cycle arrest, apoptosis, and dow-nregulation of Akt/mTOR signaling pathways in human hepatocellular cancer cells.
For the safety evaluation of adenovirus-mediated gene transfer, we investigated differential gene expressions after transfecting adenoviral vector containing p16 tumor suppressor gene (Ad5CMV-p16) into human non-small cell lung cancer cells. In the previous study, we showed adenovirus-mediated $p16^{INK4a}$ gene transfer resulted in significant inhibition of cancer cell growth. We investigated gene expression changes after transfecting Ad5CMV-p16, Ad5CMV (null type, a mock vector) into A549 cells by using cDNA chip and oligonucleotide microarray chip (1200 genes) which carries genes related with signal transduction pathways, cell cycle regulations, oncogenes and tumor suppressor genes. We found that $p16^{INK4a}$ gene transfer down regulated 5 genes (cdc2, cyclin D3, cyclin B, cyclin E, cdk2) among 26 genes involved in cell cycle regulations. Compared with serum-free medium treated cells, Ad5CMV-p16 changed 27 gene expressions, two fold or more on oligonucleotide chip. In addition, Ad5CMV-p16 did not seem to increase the tumorigenicity-related gene expression in A549 cells. Further studies will be needed to investigate the effect of Ad5CMV-p16 on normal human cells and tissues for safety evaluation.
Byung Chul Jung;Sung Hoon Kim;Yoonjung Cho;Yoon Suk Kim
BMB Reports
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제56권10호
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pp.557-562
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2023
Dysregulation of the E3 ubiquitin ligase Parkin has been linked to various human cancers, indicating that Parkin is a tumor suppressor protein. However, the mechanisms of action of Parkin remain unclear to date. Thus, we aimed to elucidate the mechanisms of action of Parkin as a tumor suppressor in human lung and colorectal cancer cells. Results showed that Parkin overexpression reduced the viability of A549 human lung cancer cells by inducing G2/M cell cycle arrest. In addition, Parkin caused DNA damage and ATM (Ataxia telangiectasia mutated) activation, which subsequently led to p53 activation. It also induced the p53-mediated upregulation of p21 and downregulation of cyclin B1. Moreover, Parkin suppressed the proliferation of HCT-15 human colorectal cancer cells by a mechanism similar to that in A549 lung cancer cells. Taken together, our results suggest that the tumor-suppressive effects of Parkin on lung and colorectal cancer cells are mediated by DNA damage/p53 activation/cyclin B1 reduction/cell cycle arrest.
Cervi Parvum Cornu(CPC) is that the young horn of deer family and has been traditionally used as a medicine in Eastern. The purpose of present study was to investigate the effects of CPC on cell cycle progression and its molecular mechanism in human periodontal ligament cells (HPOLC). In cell proliferation assay, 1 ng/ml, 10 ng/ml, 100 ng/ml, 1 ㎍/ml and 10 ㎍/ml of CPC were used, all treatment groups increased the cell growth. Maximal cell proliferation was observed in cells exposed to 100 ng/ml of CPC at 4 day, and 10 ng/ml and 100 ng/ml of CPC at 6 days. S phase was increased and G1 phase was decreased in the group treated with 100 ng/ml of CPC in cell cycle analysis. The protein levels of cyclin D1 were not changed, but the levels of cyclin E, cdk 2, cdk 4 and cdk 6 were increased. The protein levels of p21, pRb were decreased as compared to that of control group, but the levels of p53 was not changed in the cells both treated with CPC Md untreated. These results suggested that CPC increases the cell proliferation and cell cycle progression in HPDLC, which is linked to an increased cellular levels of cyclin E, cdk 2, cdk 4 and cdk 6, and decreased the levels of p53, p21.
Onchungeum, a herbal formula, which has been used for treatment of anemia due to bleeding, discharging blood and skin disease. In the present study, it was examined the effects of extract of Onchungeum (OCE) on the growth of human hepatocarcinoma cell lines Hep3B (p53 null type) and HepG2 (p53 wild type) in order to investigate the anti-proliferative mechanism by OCE. Treatment of Hep3B and HepG2 cells to OCE resulted in the growth inhibition in a dose-dependent manner, however Hep3B cell line exhibited a relatively strong anti-proliferative activity to OEC. Flow cytometric analysis revealed that OCE treatment in Hep3B cells caused G1 phase arrest of the cell cycle, which was associated with various morphological changes in a dose-dependent fashion. RT-PCR and immunoblotting data revealed that treatment of OCE caused the down-regulation of cyclin D1 expression, however the levels of cyclin E expression were not changed by OCE. The G1 arrest of the cell cycle was also associated with the induction of Cdk inhibitor p27 by OCE. Because the p53 gene is null in Hep3B cells, it is most likely that the induction of p21 is mediated through a p53-independent pathway. Moreover, p27 detected in anti-Cdk4 and anti-Cdk2 immunoprecipitates from the OCE-treated cells, suggesting that OCE-induced p27 protein blocks Cdk kinase activities by directing binding to the cyclin/Cdk complexes. Furthermore, OCE treatment potently suppresses the phosphorylation of retinoblastoma proteins and the levels of the transcription factor E2F-1 expression. Taken together, these results indicated that the growth inhibitory effect of OCE in Hep3B hepatoma cells was associated with the induction of G1 arrest of the cell cycle through regulation of several major growth regulatory gene products.
Recently, many natural medicines, whose advantages are less side effects and possibility of long-term use, have been studied for their capacity, their anti-bacterial and anti-inflammatory effects and regenerative potential of periodontal tissues. Cervi Parvum Comu(CPC) have been traditionally study as an hale, growth. hematogenous, anti-aging, hack pain in Eastern medicine. The purpose of present study was to investigate the effects of CPC extract on cell cycle progression and its molecular mechanism in human fetal osteoblasts. CPC extracts (10 ${\mu}g/ml$) increased cell proliferation in the human fetal osteoblasts compared to non-supplemented control. There was no significant change in the G1 and S phase, hut a increase in the G2/M phase in 10 ${\mu}g/ml$ and 100 ${\mu}g/ml$ of CPC extracts group as compared to non-supplemented control. The protein expression of cyclin E, cdk 2, cycln D, cdk 4, and cdk 6 was higher than that of control group. The level of p21 was lower than that of control. But that of pRb and pl6 was not distinguished from control. These results indicate that the increase of cell proliferation by CPC extracts may be due t o the increased expression of cyclin E, cdk 2, cyclin D, cdk 4 and cdk 6, and the decreased expression of p21 in human fetal osteoblasts.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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