• Biomolecules & Therapeutics
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• 제28권5호
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• pp.443-455
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• 2020

The thioredoxin (Trx) system plays critical roles in regulating intracellular redox levels and defending organisms against oxidative stress. Recent studies indicated that Trx reductase (TrxR) was overexpressed in various types of human cancer cells indicating that the Trx-TrxR system may be a potential target for anti-cancer drug development. This study investigated the synergistic effect of auranofin, a TrxR-specific inhibitor, on sulforaphane-mediated apoptotic cell death using Hep3B cells. The results showed that sulforaphane significantly enhanced auranofin-induced apoptosis by inhibiting TrxR activity and cell proliferation compared to either single treatment. The synergistic effect of sulforaphane and auranofin on apoptosis was evidenced by an increased annexin-V-positive cells and Sub-G1 cells. The induction of apoptosis by the combined treatment caused the loss of mitochondrial membrane potential (ΔΨm) and upregulation of Bax. In addition, the proteolytic activities of caspases (-3, -8, and -9) and the degradation of poly (ADP-ribose) polymerase, a substrate protein of activated caspase-3, were also higher in the combined treatment. Moreover, combined treatment induced excessive generation of reactive oxygen species (ROS). However, treatment with N-acetyl-L-cysteine, a ROS scavenger, reduced combined treatment-induced ROS production and apoptosis. Thereby, these results deduce that ROS played a pivotal role in apoptosis induced by auranofin and sulforaphane. Furthermore, apoptosis induced by auranofin and sulforaphane was significantly increased through inhibition of the phosphoinositide 3-kinase (PI3K)/Akt pathway. Taken together, the present study demonstrated that down-regulation of TrxR activity contributed to the synergistic effect of auranofin and sulforaphane on apoptosis through ROS production and inhibition of PI3K/Akt signaling pathway.

• 대한핵의학회지
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• 제34권4호
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• pp.294-302
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• 2000

목적: 종양세포에서 F-18-FDG 섭취 기전을 규명하기 위하여 F-18-FDG 섭취와 포도당운반체-1 (Glut-1), hexokinase의 발현과의 상관관계를 조사하였다. 대상 및 방법: 사람의 대장암(SNU-C2A, SNU-C4, SNU-C5), 간암(SNU-387, SNU-423, SNU-449), 폐암(NCI-H522, NCI-H358, NCI-H1299), 자궁경부암(HeLa, HeLa 229, HeLa S3), 그리고 뇌암(A172, Hs 683)에서 기원한 암 세포주 $5{\times}10^5$ 세포를 24 well plate에 24시간 배양하였다. 여기에 37 kBq의 F-18-FDG를 첨가한 후 각 세포의 섭취 정도를 감마 카운터를 사용하여 측정하였다. Hexokinase의 활성은 분광광도계를 사용하여 측정하였다. 디토콘드리아에서의 hexokinase 활성은 고속원심분리기를 이용하여 미토콘드리아 분획을 분리하여 조사하였다. Glut-1의 발현은 면역조직염색법으로 측정하였다. 결과: 종양세포의 종류에 따라 F-18-FDG 섭취, 전체 그리고 미토콘드리아 hexokinase 활성, 그리고 Glut-1의 발현 정도에 차이가 있었다. 종양세포주에서 F-18-FDG 섭취와 세포전체, 세포내 미토콘드리아 hexokinase 활성과의 상관관계(각각 r=0.27, r=0.26)는 낮게 나타났으며, Glut-1의 발현은 F-18-FDG의 섭취와 상관관계(p=0.81, p=0.0015)가 높았다. 대장암 세포주에서 F-18-FDG 섭취와 hexokinase 활성의 상관관계가 없다는 보고를 토대로 대장암 세포주 결과를 제외했을 경우에 F-18-FDG의 섭취와 세포전체 그리고 세포내 미토콘드리아에서의 hexokinase 활성과는 높은 상관관계(각각 r=0.81, p=0.0027, 그리고 r=0.81, p=0.0049)를 보였다. 결론: Glut-1이나 hexokinase 활성이 사람 종양 세포주에서 F-18-FDG의 섭취를 결정하는 주 요인이며, 종양세포의 종류에 따라 이들의 기여도는 서로 다름을 알 수 있었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제49권2호
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• pp.91-96
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• 2006

상황버섯에 대한 다양한 추출방법별 항산화 활성과 항돌연변이성, 세포독성 등의 생물학적 활성을 S. typhimurium과 인체암세포주들을 이용하여 측정하였다. DPPH free radical scavenging 활성을 통한 항산화 효과를 조사한 결과 열수로 추출한 것보다ethanol로 처리한 것이 높게 나타났으며, ethanol 추출과 열수 후 ethanol 추출 시 각각 17.14, $17.79\;{\mu}g/ml$로 매우 높은 항산화 활성을 나타내었다. S. typhimurium TA97과 TA100을 이용한 Ames test에서는 직접변이원 물질인 MNNG와 4NQO에 대한 돌연변이 억제효과를 조사한 결과는 2가지 변이원 물질에 대한 억제율은 추출물의 농도와 양이 증가함에 따라 비례적으로 증가함을 보여주었고, MNNG에 대해서는 ethanol 추출물이 70.7%로 가장 높은 억제율을 보였고, 열수후 ethanol 추출 시에도 50% 이상의 억제율을 보였다. 4NQO에 대해서는 ethanol 추출물이 62.9%, 열수후 ethanol 추출물이 52.9%로 50% 이상의 억제율을 나타내었다. 간접변이원 물질인 $B({\alpha})P$에 대한 항돌연변이 효과는 TA98과 TA100 두 균주 모두 ethanol 추출물이 가장 높은 억제율을 보였다. 즉 TA98 균주는 ethanol 추출물 61.5%, 열수후 ethanol 추출물이 50% 이상의 항돌연변이 효과를 나타내었으며, TA100 균주에서는 ethanol 추출물과 열수 후 ethanol 추출물이 50% 이상의 억제율을 보였다. 상황버섯 추출물에 의한 암세포 성장 억제효과를 사람의 결장암 세포인 HT-29와 간암세포인 HepG2에 미치는 영향으로 검토한 결과 각 추출물들이 추출농도에 따라 증가함을 보여주었고, ethanol 분획물이 열수 분획물보다 상대적으로 높은 억제율을 보였다. 반면 시료 0.5 mg/ml 투여 시 HT-29 세포에 대해서 ethanol 추출물 59%, 열수 추출물 54%, 열수후 ethanol 추출물 57%로 50% 이상의 억제율을 나타내었고, 특히 ethanol 추출물과 열수 후 ethanol 추출물에서는 0.25 mg/ml 농도에서 50% 이상의 암세포 증식 억제효과를 나타내었다. 그리고 간암세포 HepG2의 경우 ethanol 추출물이 30%로 결장암세포인 HT-29에 비해 비교적 낮은 활성을 나타내었다. Ethanol 추출물과 열수추출물은 다양한 pH 조건에서 아질산염 소거증을 보여주었으며, 대체로 ethanol 추출물이 열수추출물 보다 높은 효과를 보여주었다.

• 생명과학회지
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• 제21권11호
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• pp.1518-1525
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• 2011

쏘라페닙은 간암 치료제로 승인된 유일한 약이다. 전세계 암환자들의 인삼추출물 사용이 증가 되고 있지만 쏘라페닙과의 상호작용에 대한 연구는 부족하다. 사람의 간암 세포주와 생쥐 모델을 사용하여 쏘라페닙과 인삼추출물의 약물 상호작용을 알아보고자 하였다. 저농도 인삼추출물 투여시 암세포주의 성장과 pERK(phosphorylation of extracellular signal-regulated kinase)의 증가가 관찰되었고 고농도 투여시 암세포 억제와 pERK 감소가 관찰되었다. 성장 사이클이 없는 세포에서 쏘라페닙의 항암 효과가 감소한 반면 저농도 인삼 투여 시 항암 효능이 증진되어 나타났다. PD98059 (ERK 인산화 억제재)은 효과적으로 ERK 인산화를 억제하여 인삼추출물의 쏘라페닙 감작 작용을 억제시켰다. 생쥐 간암 세포주 모델에서, 저농도 인삼추출물은 다소 암세포 크기를 증가 시켰지만 고농도 투여시 감소시켰다. 그러나, 인삼추출물과 쏘라페닙 동시 투여시 항암 효능은 현저히 증가되었다. 정상조직에서 저농도 인삼에 의해 PERK 증가가 관찰되었으며 이것은 홍삼에 의한 독성 증가와 관련될 것으로 추정되었다. 결론적으로 인삼추출물과 쏘라페닙은 농도에 따라 항암효능을 증가 시킬 수 있음을 보여 주었지만 독성의 가능성도 함께 증가시켰다. 인삼추출물과 쏘라페닙 약물 상호작용에 대한 더 면밀한 연구가 필요할 것으로 보인다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제41권3호
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• pp.226-233
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• 2007

목적: 광학과 핵의학 및 자기공명 분자영상 기술은 생체내에서 리포터 유전자의 발현을 비침습적으로 평가할 수 있다. 한가지 이상의 유전자 발현을 영상화 할 수 있는 복합분자영상은 유전자의 발현과 유전자 치료 후 효능의 평가를 다양한 방법으로 반복하여 평가할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 핵의학 영상이 가능한 NIS와 광학 영상이 가능한 EGFP 두가지 유전자를 동시에 발현하는 HepG2-Retro-PNRGW (PGKp-NIS-RSVp-EGFP-WPRE) plasmid를 이용한 간암 세포주(HepG2-NE)를 구축하고, NIS와 EGFP 리포터 유전자의 기능 발현을 체내에서 광학영상과 핵의학 영상으로 확인하고자 하였다. 재료 및 방법: pcDNA-NIS로 부터 NIS 유전자를 분리하여 pRetro-PN vector를 만든 후, pLNRGW (LTR-NeoR-RSV-EGFP-WPRE)로부터 RSV-EGFP-WPRE 조각을 분리하여 최종적으로 NIS와 EGFP 유전자가 동시에 발현할 수 있는 pRetro-PNRGW vector를 구축하였다. 구축된 vector를 이용하여 Retro-PNRGW retrovirus를 생산하였으며, 이를 HepG2 세포에 감염시켜 HepG2-NE 세포주를 만들었다. 이 세포주의 NIS 유전자의 발현은 역전사효소 중합효소 연쇄반응으로 mRNA 발현을 확인하였고, EGFP 유전자의 발현은 형광현미경을 통하여 EGFP 단백질이 발현하는 녹색형광을 관찰함으로써 확인하였다. 이중 리포터 유전자 중 NIS 유전자의 기능은 세포에서 방사능 옥소의 섭취량과 유출량의 측정을 통해서 확인하였다. 이렇게 만들어진 세포를 누드마우스에 이식하여 형광 영상, I-123을 이용한 감마카메라 영상과 I-124를 이용한 소동물용 PET 영상을 획득하였다. 결과: NIS와 EGFP의 이중 리포터 유전자를 가지고 있는 HepG2 세포주가 성공적으로 만들어졌다. 세포의 약 50% 정도가 형광 현미경 아래에서 관찰되었다. NIS 유전자의 발현은 역전사효소 중합효소 연쇄반응 실험을 통해서 확인하였고, NIS가 발현된 세포의 방사능옥소 섭취량은 대조군에 비하여 약 9배 정도 높게 나타났다. 방사능옥소 유출량 실험에서는 약 9분에 반 정도의 옥소가 유출되는 것이 확인되었다. 구축된 세포주를 이식한 후 획득한 형광 영상, 감마카메라과 소동물용 PET 영상에서는 반대쪽의 대조군 세포를 이식한 것에 비하여 뚜렷한 형광신호가 보였고, 더 높은 방사능옥소 섭취가 확인되었다. 결론: NIS와 EGFP의 이중 리포터 유전자를 가지는 간암 세포주가 성공적으로 구축되었고, 소동물에서 두 유전자를 각각 치료용 리포터 유전자와 영상 리포터 유전자로의 사용이 가능할 것이라고 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제25권3호
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• pp.307-316
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• 2015

장수풍뎅이 유충은 간질환을 치료하기 위한 민간요법으로 전통적으로 많이 사용되어 왔다. 본 연구에서는 유충 분말의 간 보호 효능과 간암억제 효능을 검증하고자 연구를 수행하였다. 먼저 장수풍뎅이 유충의 간 보호 효과를 확인하고자, 간 독성 물질인 diethylnitrosamine (DEN)을 C3H/HeN 수컷 쥐에 복강 주사하여 간 독성 실험쥐 모델을 제작하였다. DEN으로 처리된 쥐에서는 혈중 alkaline phosphatase (ALP) 농도, TUNEL positive 간세포의 숫자, 간 손상으로 인해 형성되는 duct의 개수, 간세포에서의 지방축적, Masson’s trichrome 염색에서 콜라겐 염색 정도 등, 급성 혹은 만성 간 손상과 관련된 지표들이 모두 증가되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 장수풍뎅이 유충 동결건조 분말을 함께 경구투여하게 되면, 이와 같은 간 손상의 지표들이 통계적으로 유의미한 수준으로 감소하게 되는 것을 확인할 수 있었다. 다음으로 항암활성 유무를 검증하기 위해, 에탄올로 유충분말 추출물을 먼저 확보한 후, solvent partition 방법을 이용하여 에탄올 추출물을 hexane, ethyl acetate, water 분획물로 분리하였다. 이들 분획물들을 여러 종류의 암세포주에 처리하였을 때, ethyl acetate 분획물이 암세포들에 대해서 아포토시스와 세포괴사와 같은 세포죽음을 유도하는 활성이 있음을 확인할 수 있었다. 더불어 ethyl acetate분획물은 암세포의 대사를 교란할 수 있었고, 오토파지를 유도할 수 있는 활성을 가지고 있었다. 결론적으로, 장수풍뎅이 유충은 독성물질로부터 간을 보호할 수 있는 성분과 암세포에 대한 세포죽음을 유도할 수 있는 활성을 가지고 있다는것을 확인하였다. 따라서, 향후 분획물들에 대한 추가적인 성분 및 활성 분석 실험으로 약리활성을 가진 물질을 분리할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

• 생명과학회지
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• 제33권12호
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• pp.1002-1014
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• 2023

다양한 질병의 발병 및 진행을 예방하기 위해 오랫동안 사용되어 온 대계는 항산화 활성을 포함하여 광범위한 생리 활성을 갖는 것으로 보고되었으나, 간세포에서의 효능에 대한 연구는 여전히 미비한 실정이다. 본 연구에서는 간세포에서 대계 에탄올 추출물(EECJ)의 항산화 활성 및 관련 기전을 조사하기 위해 인간 간세포암종 HepG2 세포주를 선택하였고, 산화적 스트레스를 모방하기 위해 H₂O₂를 처리하였다. 본 연구 결과에 따르면 EECJ는 H₂O₂가 처리된 HepG2 세포에서 세포 생존율의 감소와 LDH의 방출을 유의적으로 억제하였다. EECJ는 또한 세포 형태학적 변화의 관찰, 유세포 분석 및 LC3의 발현 결과에서 입증된 바와 같이 H₂O₂에 의해 유도된 자가포식을 유의하게 감소시켰으며, H₂O₂에 의해 유도된 세포사멸과 세포주기의 교란을 약화시켰다. 이는 H₂O₂에 노출된 HepG2 세포가 EECJ에 의하여 지속적인 세포 분열과 증식이 유지되고 있음을 의미한다. 또한, EECJ가 강력한 항산화 활성을 가지고 있음을 세포 내 ROS 및 미토콘드리아 슈퍼옥사이드 생산의 차단으로 확인하였으며, 이는 H₂O₂에 의해 감소된 세포 내 GSH 함량의 회복과 MnSOD 및 GPx의 발현 및 활성을 보존과 연관성이 있었다. 비록 EECJ에 함유된 활성 성분의 분석과 in vivo 동물 모델에서의 검증이 요구되지만, 본 연구의 결과는 EECJ가 산화적 스트레스로 인한 간세포의 손상을 예방하고 치료하기 위한 잠재적인 후보로 사용될 수 있음을 의미한다.

• Korean Journal of Radiology
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• 제2권1호
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• pp.28-36
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• 2001

Objective: To provide a systematic overview of the effects of various parameters on contrast enhancement within the same population, an animal experiment as well as a computer-aided simulation study was performed. Materials and Methods: In an animal experiment, single-level dynamic CT through the liver was performed at 5-second intervals just after the injection of contrast medium for 3 minutes. Combinations of three different amounts (1, 2, 3 mL/kg), concentrations (150, 200, 300 mgI/mL), and injection rates (0.5, 1, 2 mL/sec) were used. The CT number of the aorta (A), portal vein (P) and liver (L) was measured in each image, and time-attenuation curves for A, P and L were thus obtained. The degree of maximum enhancement (Imax) and time to reach peak enhancement (Tmax) of A, P and L were determined, and times to equilibrium (Teq) were analyzed. In the computed-aided simulation model, a program based on the amount, flow, and diffusion coefficient of body fluid in various compartments of the human body was designed. The input variables were the concentrations, volumes and injection rates of the contrast media used. The program generated the time-attenuation curves of A, P and L, as well as liver-to-hepatocellular carcinoma (HCC) contrast curves. On each curve, we calculated and plotted the optimal temporal window (time period above the lower threshold, which in this experiment was 10 Hounsfield units), the total area under the curve above the lower threshold, and the area within the optimal range. Results: A. Animal Experiment: At a given concentration and injection rate, an increased volume of contrast medium led to increases in Imax A, P and L. In addition, Tmax A, P, L and Teq were prolonged in parallel with increases in injection time The time-attenuation curve shifted upward and to the right. For a given volume and injection rate, an increased concentration of contrast medium increased the degree of aortic, portal and hepatic enhancement, though Tmax A, P and L remained the same. The time-attenuation curve shifted upward. For a given volume and concentration of contrast medium, changes in the injection rate had a prominent effect on aortic enhancement, and that of the portal vein and hepatic parenchyma also showed some increase, though the effect was less prominent. A increased in the rate of contrast injection led to shifting of the time enhancement curve to the left and upward. B. Computer Simulation: At a faster injection rate, there was minimal change in the degree of hepatic attenuation, though the duration of the optimal temporal window decreased. The area between 10 and 30 HU was greatest when contrast media was delivered at a rate of 2 3 mL/sec. Although the total area under the curve increased in proportion to the injection rate, most of this increase was above the upper threshould and thus the temporal window was narrow and the optimal area decreased. Conclusion: Increases in volume, concentration and injection rate all resulted in improved arterial enhancement. If cost was disregarded, increasing the injection volume was the most reliable way of obtaining good quality enhancement. The optimal way of delivering a given amount of contrast medium can be calculated using a computer-based mathematical model.