• 대한한의학방제학회지
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• 제28권1호
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• pp.15-27
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• 2020

Objectives : We selected three herb-combined remedies, Bigihwan (BGH), Daechilgitang (DCGT) and Mokwhyangbinranghwan (MHBRH), through Donguibogam text-mining analysis, and evaluated their anti-cancer effects on human hepatocellular carcinoma Hep3B cells. Methods : Cytotoxicity was assessed by an MTT assay. Apoptosis rate, autophagy and ROS level were detected by flow cytometry. The autophagy was also observed by Cyto-ID staining fluorescence microscopy. The expression of autophagy, mitophagy and pexophagy regulatory proteins was detected by Western blot analysis. Results : BGH showed the strongest effect among the three prescriptions in inhibiting Hep3B cell viability, which was associated with the induction of apoptosis and autophagy. Autophagy blockers improved cell viability and reduced apoptosis after BGH and DCGT treatments, indicating that autophagy by these prescriptions enhanced Hep3B cells against their cytotoxicity. However, MHBRH enhanced the reduction of cell viability and apoptosis by autophagy blockers. Induction of autophagy by BGH treatment was associated with mitophagy due to mitochondrial dysfunction than DCGT and MHBRH-treated cells. In addition, induction of apoptosis by BGH treatment was ROS-dependent and showed the possibility of pexophagy involvement. Conclusion : Although further studies need to be conducted to study the efficacy and mechanism of accurate anticancer activity, the present results will serve as important sources of understanding the mechanism of action of herbal remedies prescribed for liver disease as documented in Donguibogam.

• 생명과학회지
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• 제32권4호
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• pp.310-317
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• 2022

최근 인체에 유해한 요인으로 대기오염의 주성분인 미세먼지에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히 직경이 2.5 ㎛ 미만인 PM_2.5는 인간의 폐 상피세포에서 자가포식을 동반한 산화적 스트레스를 유발하는 것으로 알려져 있다. 그러나 PM_2.5가 산화적 스트레스 하에서 자가포식을 증가시키는지와 이 과정이 ROS 의존적인지에 대한 연구는 충분하지 않은 실정이다. 본 연구에서는 PM_2.5가 인간 폐 상피 A594 세포에서 ROS 생성을 통해 자가포식을 촉진하는지를 조사하였다. 우리의 결과에 의하면, PM_2.5와 H₂O₂를 함께 처리한 세포에서는 각각이 단독 처리된 세포에 비하여 세포 생존력이 유의적으로 감소하였으며, 이는 전체 및 미토콘드리아 ROS 생성의 증가와 관련이 있었다. 또한, PM_2.5와 H₂O₂의 동시 처리는 Cyto-ID 염색을 통해 확인된 바와 같이 자가포식 유도의 증가와 LC3, p62 및 beclin 1과 같은 자가포식 바이오 마커 단백질의 발현을 증가시켰다. 그러나 NAC의 전처리에 의하여 ROS의 생성을 인위적으로 차단하였을 경우, PM_2.5와 H₂O₂의 동시 처리에 의한 세포 생존율의 감소와 자가포식 유도는 현저하게 억제되었다. 따라서, PM_2.5에 의해 유도된 ROS 생성이 A549 세포에서 자가포식 유도에 중요한 역할을 할 것으로 추측되며, 이는 PM_2.5에 의해 유도될 수 있는 폐 기능 손상이 산화적 스트레스 하에서 더욱 증가할 수 있음을 의미한다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제59권1호
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• pp.30-38
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• 2005

연구배경 : Arsenic trioxide($As_2O_3$, 비소 삼산화물)는 급성전 골수성백혈병의 효과적인 치료제로 이용되고 있고, 비소세포폐암을 비롯한 여러 고형종양세포에서 세포 고사를 유도하나 백혈병에 비해 상대적으로 높은 농도가 필요하여 실제적인 치료에 제한이 있어왔다. Sulindac은 COX-2 억제, 암세포 성장의 억제 및 세포 고사 유도를 기전으로 하는 항암효과가 있고, 다른 화학요법이나 방사선치료의 반응성을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 저자들은 NCI-H157 폐암세포주에서 $As_2O_3$와 sulindac의 병합요법이 Fas/FasL 신호전달계의 활성화와 caspase 단백질 활성화 의해 세포고사가 유도되었음을 보고한 바 있다. 이 연구의 목적은 이러한 경로 이외에 다른 기전유무를 밝히는데 있다. 방 법 : 세포 독성은 MTT 방법으로 구하였고, HRP 방법을 이용해 ROS를 직접 측정하였다. 세포고사의 형태학적 특성을 보기위해 핵산염색과 관련된 단백질의 발현을 확인하였다. 또한 미토콘드리아의 기능변화를 보기 위해 미토콘드리아의 막전위차를 측정하였고, anti-cytochrome c와 Bcl-2 family 단백질들의 발현 양상을 western blotting을 통해 관찰하였다. 결 과 : 단독요법에 비해 병합요법시에 생존율의 의의 있는 감소를 보였다. 이러한 생존율은 항산화제를 전처리 한 경우 농도 의존적으로 회복됨을 관찰할 수 있었다. ROS의 생성은 병합요법시에 대조군에 비해 의의 있게 증가하였고, 이러한 현상은 항산화제 전처리군에서 감소된 소견을 보였다. 또한 병합요법시 핵산염색에 의해 여러조각의 분절된 형광절편과 caspase 3, PARP의 활성을 통해 세포고사가 유도되었음을 확인하였고, 항산화제 전처리군에서 상쇄됨을 관찰하였다. JC-1 염색 후 형광현미경을 통한 미토콘드리아 막전위차에 미치는 영향은 병합처리군에서 녹색형광으로의 변화가 보였고 항산화제 전처리군에서 소실됨을 확인하였다. 또한 병합요법시의 cytochrome c의 세포 질내의 증가와 미토콘드리아내의 감소가 관찰되었고, Bax의 증가, Bid와 Bcl-xL의 발현감소를 확인할 수 있었으며 이러한 현상은 항산화제 전처리군에서 소실됨을 보였다. 결 론 : NCI-H157 폐암세포주에 $As_2O_3$와 sulindac의 병합 요법은 ROS생성과 미토콘드리아 기능변화를 통해 세포고사가 유도되었다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제32권3호
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• pp.349-360
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• 2024

Oxidative stress contributes to the onset of chronic diseases in various organs, including muscles. Morroniside, a type of iridoid glycoside contained in Cornus officinalis, is reported to have advantages as a natural compound that prevents various diseases. However, the question of whether this phytochemical exerts any inhibitory effect against oxidative stress in muscle cells has not been well reported. Therefore, the current study aimed to evaluate whether morroniside can protect against oxidative damage induced by hydrogen peroxide (H₂O₂) in murine C2C12 myoblasts. Our results demonstrate that morroniside pretreatment was able to inhibit cytotoxicity while suppressing H₂O₂-induced DNA damage and apoptosis. Morroniside also significantly improved the antioxidant capacity in H₂O₂-challenged C2C12 cells by blocking the production of cellular reactive oxygen species and mitochondrial superoxide and increasing glutathione production. In addition, H₂O₂-induced mitochondrial damage and endoplasmic reticulum (ER) stress were effectively attenuated by morroniside pretreatment, inhibiting cytoplasmic leakage of cytochrome c and expression of ER stress-related proteins. Furthermore, morroniside neutralized H₂O₂-mediated calcium (Ca²⁺) overload in mitochondria and mitigated the expression of calpains, cytosolic Ca²⁺-dependent proteases. Collectively, these findings demonstrate that morroniside protected against mitochondrial impairment and Ca²⁺-mediated ER stress by minimizing oxidative stress, thereby inhibiting H₂O₂-induced cytotoxicity in C2C12 myoblasts.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권1호
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• pp.8-16
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• 2013

본 연구는 체내 세포배양을 통한 적양배추 추출물의 항유방암 효과를 검정하기 위해 세포활성, 세포사멸, ROS 축적 및 세포사멸 관련 유전자 발현을 분석하였다. 적양배추 추출물을 0.5, 0.75, 1.0, 1.25, 1.5, 1.75 및 2.0 mg/mL의 농도로 24시간 처리하여 세포 생존율(MTT assay)을 분석한 결과 농도 의존적으로 감소되었다(p<0.05). 또한 세포사멸/괴사분석(Hoechst33342/ethidium bromide 염색법), flow cytometry assay, ROS 측정(DCF-DA 염색법) 등의 세포 화학적 방법을 통해 분석한 결과 처리 농도가 증가할수록 세포사멸이 유의적으로 증가하였고, ROS 생성 또한 증가하였다. 특히 2.0 mg/mL의 농도에서는 다른 농도에 비해 유의적으로 높은 사멸율을 나타내었으며, ROS 또한 다량으로 생성되는 것을 관찰할 수 있었다(p<0.05). RT-PCR을 통해 세포사멸관련 유전자인 Bcl-2, Bax, caspase-3의 mRNA 발현 정도를 관찰한 결과 농도 의존적으로 Bcl-2는 유의적으로 감소하였고, Bax와 caspase-3는 유의적으로 증가하였으며, Bcl-2/Bax의 비율은 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 이상의 결과로 보아 적양배추 추출물이 인체 유방암세포 MDAMB-231의 세포사멸을 증가시키는 효과가 있음을 알 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권2호
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• pp.161-168
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• 2017

본 연구에서는 산화적 스트레스로 유도한 시신경 세포사멸에 대한 차조기 물 추출물(PFE)의 효과를 확인하였다. Staurosporine으로 분화된 ssdRGC-5 세포에 buthionine과 glutamate(B/G)로 산화적 스트레스를 유도하였으며, LDH release assay, MTT reduction assay를 통하여 PFE가 농도 의존적으로 B/G에 의한 세포사멸을 억제함을 관찰하였다. 세포사멸의 기전을 연구하기 위해 caspase 활성, 세포 내 ROS 생성량, 세포고사 관련 단백질 발현을 관찰한 결과, B/G에 의해 증가한 ROS 생성량, caspase 활성을 PFE가 억제하였고, 세포질로 방출된 cytochrome c와 미토콘드리아로 이동한 Bax도 감소함을 확인하였다. 이상의 결과로부터 차조기는 산화적 스트레스로 유도된 시신경 세포사멸 과정에서 항산화 효과와 미토콘드리아성 세포사멸을 완화함으로써 세포 보호 작용을 나타냄을 확인하였다.

• Nutrition Research and Practice
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• 제16권3호
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• pp.330-343
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• 2022

BACKGROUND/OBJECTIVES: Zanthoxylum schinifolium is traditionally used as a spice for cooking in East Asian countries. This study was undertaken to evaluate the anti-proliferative potential of ethanol extracts of Z. schinifolium leaves (EEZS) against human bladder cancer T24 cells. MATERIALS/METHODS: Subsequent to measuring the cytotoxicity of EEZS, the anti-cancer activity was measured by assessing apoptosis induction, reactive oxygen species (ROS) generation, and mitochondrial membrane potential (MMP). In addition, we determined the underlying mechanism of EEZS-induced apoptosis through various assays, including Western blot analysis. RESULTS: EEZS treatment concentration-dependently inhibited T24 cell survival, which is associated with apoptosis induction. Exposure to EEZS induced the expression of Fas and Fas-ligand, activated caspases, and subsequently resulted to cleavage of poly (ADP-ribose) polymerase. EEZS also enhanced the expression of cytochrome c in the cytoplasm by suppressing MMP, following increase in the ratio of Bax:Bcl-2 expression and truncation of Bid. However, EEZS-mediated growth inhibition and apoptosis were significantly diminished by a pan-caspase inhibitor. Moreover, EEZS inhibited activation of the phosphoinositide 3-kinase (PI3K)/Akt pathway, and the apoptosis-inducing potential of EEZS was promoted in the presence of PI3K/Akt inhibitor. In addition, EEZS enhanced the production of ROS, whereas N-acetyl cysteine (NAC), a ROS scavenger, markedly suppressed growth inhibition and inactivation of the PI3K/Akt signaling pathway induced by EEZS. Furthermore, NAC significantly attenuated the EEZS-induced apoptosis and reduction of cell viability. CONCLUSIONS: Taken together, our results indicate that exposure to EEZS exhibits anti-cancer activity in T24 bladder cancer cells through ROS-dependent induction of apoptosis and inactivation of the PI3K/Akt signaling pathway.

• Applied Microscopy
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• 제40권2호
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• pp.89-99
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• 2010

섬유모세포 (fibroblast)는 결합조직을 구성하는 세포의 한 종류로서, 결합조직 전체에 분포하는 것으로 알려져 있다. 섬유모세포는 주위환경에 따라 형태가 쉽게 변하며, 대부분 결합조직내에 고정되어 분포하고 있지만 염증이 일어났을 때나 조직배양중에는 세포들이 이동하기도 한다. 또한 조직이 손상되었을 때 상처부위로 이동하여 대량의 콜라겐 층을 형성함으로써 손상된 조직을 복구시키기도 한다. 미토콘드리아는 전자전달계(electron transport system)를 통해 세포대사에 필요한 ATP를 생산하는 것을 주 기능으로 한다. 미토콘드리아의 형태적 변이와 산화적 스트레스 그리고 전자전달효소 결핍으로 인한 세포내 활성산소의 증가 등의 기능이상으로 세포의 노화가 이루어지기도 하며, apoptosis의 주요 원인이 되기도 한다. 지금까지 간흡충 (Clonorchis sinensis)에 감염된 담관 조직으로부터 분리하여 배양된 섬유모세포에서 나타나는 세포질돌기의 증가와 같은 형태적인 변화양상과 배양중의 섬유모세포에 간흡충 분비배설물질을 첨가할 경우 섬유모세포의 형태와 세포분열양상의 변화가 이루어진다는 보고가 있었다. 하지만 간흡충의 감염이 미토콘드리아 효소의 분포에 미치는 영향에 대한 연구는 미흡하다. 따라서 이 연구에서는 간흡충 피낭유충을 실험쥐에 감염시킨 후 시간 경과에 따른 담관의 형태변화를 관찰하고, 간흡충에 감염된 담관과 담관으로부터 분리하여 배양한 섬유모세포의 미토콘드리아 전자전달효소 분포를 확인하여 간흡충에 감염된 담관에 존재하는 섬유모세포가 미토콘드리아 전자전달계 이상으로 인한 변이와 관련이 있는지 확인하였다. 간흡충에 감염된 담관에 분포하는 섬유모세포에서는 주변 섬유성조직에 의한 물리적 손상으로 세포질이 파괴되고, 소포체의 확장 및 미토콘드리아 내막의 손상이 관찰되었다. 미토콘드리아 전자전달 효소는 간흡충에 감염된 담관 조직과 담관 섬유모세포를 분리하여 배양하였을 경우에 정상대조군에 비해 ATPase, COXII, porin의 분포가 감소하였다. 간흡충에 감염된 담관은 충체의 자극으로 인해 결합조직의 섬유화가 이루어지고, 이러한 담관에 존재하는 섬유모세포는 섬유조직에 의한 물리적 상해로 세포가 파괴되었다. 감염된 담관으로 부터 분리된 섬유모세포는 간흡충 감염에 의한 화학적 손상으로 미토콘드리아 전자전달효소가 감소되었다. 그 결과, 섬유모세포는 미토콘드리아의 전자전달계 기능이상으로 인한 세포사멸이 유도될 것으로 추측된다. 따라서 간흡충의 감염은 물리적 자극에 의한 담관의 섬유화, 화학적 자극에 의한 섬유모세포 대사과정의 변이를 유발하며, 미토콘드리아의 경우 ATP 생성을 위한 섬유모세포의 전자전달효소의 분포를 감소시켜 정상 조직에 존재하는 섬유모세포와 같은 기능을 수행하지 못하고 담관의 섬유화가 유지되는 것으로 생각된다.

• BMB Reports
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• 제47권4호
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• pp.209-214
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• 2014

Ultraviolet B (UVB) radiation induces the production of reactive oxygen species (ROS) that promote apoptotic cell death. We showed that cytosolic $NADP^+$-dependent isocitrate dehydrogenase (IDPc) plays an essential role in the control of cellular redox balance and defense against oxidative damage, by supplying NADPH for antioxidant systems. In this study, we demonstrated that knockdown of IDPc expression by RNA interference enhances UVB-induced apoptosis of immortalized human HaCaT keratinocytes. This effect manifested as DNA fragmentation, changes in cellular redox status, mitochondrial dysfunction, and modulation of apoptotic marker expression. Based on our findings, we suggest that attenuation of IDPc expression may protect skin from UVB-mediated damage, by inducing the apoptosis of UV-damaged cells.

• 한국약용작물학회:학술대회논문집
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• 한국약용작물학회 2008년도 춘계학술발표회
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• pp.146-147
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• 2008