• 대한의생명과학회지
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• 제16권2호
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• pp.71-74
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• 2010

Cell proliferation is governed by precise and orderly process the regulation of which involves many different proteins. The key enzyme for cell growth and arrest is cyclin dependent kinases (cdks). In human cells, several cdks orchestrate four distinct cell cycle phases (M, $G_1$, S and $G_2$ ) and they sequentially operate in an order of cdc1, cdk4, cdk6 and cdk2. The regulatory components of cdks consist of cyclins and two family of cdk inhibitors, INK4 (inhibitors of cdk4) and KIP (kinase inhibitor protein). $G_1$ regulatory molecules for cdk mainly respond to environmental cues of mitogenic and anti-mitogenic stimuli and therefore influence activities of $G_1$ cdks, namely, cdk4/6 and cdk2. $G_1$ inhibitors include $p21^{CIP}$ and $p27^{KIP1}$. Between them, $p27^{KIP1}$ has attracted attentions of many researchers because of its characteristic regulatory features and diverse functions. Besides, the role of $p27^{KIP1}$ in cancer development warrants further studies in the future. Therefore, this review will focus on the recent findings and especially on the complexity of regulatory mechanisms of $p27^{KIP1}$.

• Radiation Oncology Journal
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• 제16권4호
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• pp.377-388
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• 1998

목적 : 방사선조사에 의한 apoptosis에서 나타나는 각종 세포주기관련 유전자들의 발현 양상을 RNA와 단백 수준에서 분석하여 방사선조사에 의한 apoptosis에서의 세포주기 조절의 변화를 규명함으로서 방사선치료의 기전에 대한 분자생물학적 이해를 도모하고자 본 연구를 시행하였다. 대상 및 방법 : promyelocytic leukemia 세포주인 HL60 세포주를 배양하여 선형가속기(6MV X-선)로 세포에 8Gy의 방사선을 조사하였다. 조사후 다양한 시간 간격으로 Apoptotic DNA Fragmentation Assay법을 이용하여 apoptosis를 확인하고 동시에 세포주기관련 유전자들(cyclinA, cyclin B, cyclin C, cyclin Dl, cyclin E, cdc2, CDK2, CDK4, $p16^{INK4a}$, $p21^{WAF1}$, $p27^{KIP1}$, E2F, PCNA와 Rb)을 단백질과 RNA 수준에서 분석하기위해 western blot analysis와 반정량적 RT-PCR을 시행하였다. 결과: 8 Gy의 방사선 조사에 의해 HL60세포에서 apoptosis가 관찰 되었다. 방사선 조사군에서 cyclin A단백은 조사후 48시간까지 시간이 갈수록 증가하였으며, cyclin E, E2F, CDK2 및 Rb 단백은 증가되었다가 다시 감소를 보였다. Rb단백의 증가는 대부분 비활성형인 ppRb (phosphorylated Rb protein)의 양적변화에 의한 것이었다. cyclin Dl, PCNA, COC2, CDK4, $p16^{INK4a}$단백은 발현의 차이를 보이지 않았으며 $p21^{WAF1}$과 $p27^{KIP1}$ 단백은 검출되지 않았다. cyclin A, B, C mRNA는 방사선 조사 직후 감소하였다가 12시간부터 발현이 증가되었으며 cyclin Dl mRNA는 조사후 바로 증가하여 48시간에 다시 감소하였다. cyclin E mRNA는 조사 후 시간이 경과함에 따라 감소하였다. CDK2 mRNA는 3시간째는 감소하다가 6시간부터 많은 증가를 보였으며 CDK4 mRNA는 조사후 6-12시간에 급격한 발현증가를 보였다. $p16^{INK4a}$ RNA는 발현의 변화가 없었으며, $p21^{WAF1}$ 및 $p27^{KIP1}$ RNA의 발현은 관찰되지 않았다. 결론 : 이상의 결과로 미루어볼 때, 방사선 조사에 의한 HL60세포의 apoptosis와 세포의 Gl/S transition는 밀접한 관계가 있는 것으로 생각되며 Rb단백의 증가와 활성형 Rb단백의 감소 현상도 관련이 있는 것으로 사료된다. 이는 E2F의 비정상적인 과발현 및 cyclin E/CDK2의 발현 증가와 관련이 있는 것으로 추측된다. 또한 $p21^{WAF1}$ 및 $p27^{KIP1}$는 방사선에 의한 apoptosis에는 관여되지 않는 것으로 사료된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제53권3호
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• pp.253-264
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• 2002

연구 배경 : 세포 주기에 영향을 주는 단백질들의 발현이 암의 발생, 진행, 치료 반응 및 생존에 중요하게 관련되어 있다는 보고가 있다. 세포 분열을 촉진하는 CDK4와 이를 억제하는 p27의 발현 정도가 예후와 관련이 있다는 보고가 있고, 최근 새롭게 암억제 유전자로 밝혀진 uteroglobin과 세포 주기와의 관련성이 있는 것으로 생각되며, 이의 발현 여부와 예후와의 관련성에 대한 보고는 아직 없는 실정이다. 그래서 세포 주기와 관련된 단백질의 발현 정도가 비소세포암의 임상 지표와 생존율과의 관련성을 알아 보고자 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 수술적 절제를 시행한 110예의 비소세포암 조직을 formalin-fixed, paraffin-embedded tissue $4{\mu}m$ section에서 avidin-biotinylated hooseradish pero xidase complex를 이용한 immuno-peroxidase를 이용한 면역조직화학 염색을 시행하였다. 발현 정도는 양성 염색부위의 면적과 염색 강도에 따라 0:none, 1:weak, 2: moderate, 3:strong로 구분하여 점수로 판정하였다. 염색의 정도에 따라 0,1을 음성군으로, 2와 3을 양성군으로 나누었다. 단백질 각각의 발현과 여러 가지 임상적, 조직학적 지표들과 연관성은 chi-square test를 이용하여 비교하였다. 생존율은 Kaplan-Meier 방법을 이용하였다. 결 과 : 대상군은 수술 후 바소세포암 환자로 전체 110명으로, 성별은 남녀비가 87:23이다. 평균 연령은 $56.43{\pm}9.41$, 조직학적 형태별로는 상피세포암이 43명, 선암이 30명, 대세포암이 9명이고 그 외 다른 암은 28명이다. 세포주기 관련 단백질의 발현율은 p27가 110예 중 83예 (75%), CDK4는 110예 중 98예 (89%), uteroglobin은 110예 중 11예 (10%)로 CDK4가 가장 높았고 uteroglobin 이 가장 적었다. 각 세포주기 관련 단백질 발현율의 세포형에 따른 차이는 통계적으로 유의하지 않았다. 수술적 절제 된 비소세포암에서 시행한 면역 조직학적 염색에서 CDK4 발현이 음성인 군에서 생존기간이 유의하게 높았다(P<0.05). 결 론 : 비소세포폐암에서 세포 주기에 단백질의 발현을 분석한 결과 CDK4 발현 정도가 환자의 예후와 관련되어 있어, 수술 후 치료 계획 및 생존 기간을 예측하는데 좋은 지표로 사용 될 것으로 생각된다.

• 대한한방내과학회지
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• 제25권4호
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• pp.9-17
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• 2004

Objective : Mesangial cell proliferation and excessive accumulation of extracellular matrix (ECM) proteins is the common pathologic feature of glomerulosclerosis, and platelet-derived growth factor (PDGF) BB-chain, transforming growth factor betal $(TGF-{\beta}1)$, cyclin dependent kinases (CDK) and CDK inhibitors mediated in these pathophysiological processes. Bupleurum falcatum which is one of the most widely used components in traditional oriental medicines, has multiple pharmacological effects, such as antipyretic, analgesic, immune modulating, anti-inflammatory, anti-allergic, anti-thrombotic, anti-atherosclerotic, and antitussive effects. Methods : In this study, we evaluated the influence of Bupleurum falcatum on mesangial cell proliferation, DNA synthesis and expression of PDGF-BB chain, $TGF-{\beta}1$, CDKI, CDK2, CDK4, p21 and p27 in fetal bovine serum (FBS)-activated human mesangial cell. Results : Bupleurum falcatum reduced the mesangial cell proliferation and DNA synthesis more than control and captopril. And in the ELISA analysis of $TGF-{\beta}1$, and RT-PCR of PDGF-BB chain, CDK1, CDK2, CDK4, p21, and p27, Bupleurum falcatum inhibited the expression of $TGF-{\beta}1$ protein and PDGF-BB, CDK1, CDK2 gene and promoted that of p21 gene in a dose-dependent manner in comparing with control and captopril. Conclusions: These results suggest that Bupleurum falcatum may inhibit the mesangial cell proliferation and DNA synthesis by regulation of PDGF-BB and $TGF-{\beta}1$ expressions, and by modulation of CDK1, CDK2 and p21 expression.

• Animal cells and systems
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• 제9권4호
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• pp.191-198
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• 2005

The effects of 6-aminonicotinamide (6-AN) on viability of IMR32 neuroblastoma cells in the presence of ATP or $NAD^+$ have been investigated. 6-AN caused marked reduction in cell viability and similar observations were also made with cells treated with 6-AN+ATP. However, cells treated with $6-AN+NAD^+$ showed cell viability similar to untreated cells. Morphologically, 6-AN and 6-AN+ATP treated cells showed loss of neurites, polyhedric shapes, shrinkage of cell bodies and formation of lysed cells, while $6-AN+NAD^+$ cells did not show any such changes. The flow cytometry analysis demonstrated that 6-AN increased cell population in $G_0/G_1$ phase and decreased cell population in Sand $G_2/M$ phase following a 72 h exposure. Western blot analysis showed that 6-AN stimulated a substantial increase in the level of the cdk inhibitor $p27^{kip1}$, but lowered the levels of cdk2, cyclin E and p-Rb. However, cdc25A and p53R2 were not significantly affected. Immunofluorscence staining of $p27^{kip1}$, cdk2, cyclin E and p-Rb revealed close correlation between the signal observed in the Western blot analysis. 6AN+ATP treated cells showed similar results obtained with 6-AN treated cells in expression of cdk2, cyclin E, p-Rb proteins and $p27^{kip1}$, $6-AN+NAD^+$ cells showed greater expression of cdk2, cyclin E and p-Rb than those in 6-AN and 6-AN+ATP treated cells. The results suggest that 6-AN induced the $G_0/G_1$ phase arrest in IMR32 neuroblastoma cell lines through the increase of $p27^{kip1}$ and the decrease of cdk2, cyclin E and p-Rb.

• 대한골관절종양학회지
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• 제14권2호
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• pp.106-118
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• 2008

목적: 세포주기의 조절곤란은 종양의 발생과 진행에 영향을 미친다. 몇가지 알려진 연부조직 육종에 대한 면역 조직화학적 예후인자 들이 있지만 상반된 연구도 있고 G1/S phase관계되는 인자에 대한 연구는 거의 없는 상태이다. 따라서 저자는 연부조직 육종의 재발 및 전이와 관계된 G1/S phase 세포조절주기 단백의 면역화학적 예후인자를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 1998년 1월부터 2005년 12월까지 연부조직 육종으로 진단된 환자 중 최소한 1년이상 추시관찰이 가능하고 파라핀 블록의 보존상태가 비교적 양호한 43예의 환자를 대상으로 연구하였다. 지방육종 15예, 악성 섬유성조직구증 13예, 횡문근육종 5예, 활막육종 5예, 평활근육종 3예, 섬유육종이 2예였다. 모든 환자의 조직은 전 절제술로 제거된 조직을 대상으로 Cyclin D1, Cyclin E, CDK4, CDK, p16, p27, Rb, E2F-1, p53, Ki-67 등의 면역 조직화학적 발현을 조직 microarray 방법을 사용하여 측정하고 환자의 국소 재발 및 전이에 따른 예후를 비교 분석하였다. 결과: 국소 재발은 8예(19%)에서 일어났으며 이것은 Cyclin E(p=0.024), E2F-1(p=0.046)의 발현과 연관이 있었다. 전이는 16예(37%)에서 일어났으며 CDK4의 증가와 연관이 있었다(p=0.031). 결론: Cyclin E와 E2F-1이 연부조직 육종의 국소 재발과 관련있는 예후를 제공해주었고, CDK4가 전이를 예측할 수 있는 독립적인 예후를 제공해주었다. 따라서 조직 검사시 이들 표식자들의 적절한 사용이 환자의 예후를 예측하고 치료의 범위를 결정 짖는데 중요한 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제19권7호
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• pp.871-877
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• 2009

대표적인 histone deacetylase inhibitor 저해제의 일종일 sodium butyrate에 의한 인체백혈병 U937세포의 증식 억제에 관한 기전 연구를 세포주기 조절 측면에서 조사하였다. MTT assay 및 flow cytometry 분석을 통하여 sodium butyrate의 처리 농도 증가에 따른 U937 세포의 증식억제는 세포주기 G1 arrest 및 apoptosis 유발에 의한 것임을 확인하였다. RT-PCR및 Western blotting 결과에서 sodium butrate에 의한 G1 arrest는 세포주기 G1기에서 S기로의 진입에 중요한 역할을 하는 cyclin D1, E, A, cyclin-dependent kinase (Cdk) 4 및 Cdk6발현의 저해와 p21 및 p27과 같은 Cdk inhibitor의 발현 증가와 연관성이 있었다. Sodium butyrate는 또한 retinoblastoma protein (pRB)및 p130 단백질의 인산화를 저해시켰으나, S기 진행에 중요한 전사조절인자인 E2F-1 및 E2F-4의 의 발현에는 큰 영향이 없었다. 그러나 sodium butyrate에 의한 pRB 및 p130단백질의 인산화 저해는 pRB와 E2F-1및 p130과 E2F-4와의 결합력을 증사시켰다. 본 연구의 결과는 U937세포의 증식억제에 pRB/p130 인산화 억제 및 Cdk inhibitors의 발현 증가가 중요한 역할을 하고있음을 보여주는 것으로, sodium butyrate의 항암기전 이해에 중요한 자료가 될 것이다.

• 동의생리병리학회지
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• 제22권5호
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• pp.1250-1255
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• 2008

Onchungeum(OCE), a herbal formula, has been used for treatment of anemia, discharging blood and skin diseases. In the previous study, we investigated the anti-cancer effect of OCE by G1 arrest of the cell cycle in human hepatocarcinoma cells, Hep3B cells. In this study, it was examined that the difference of anti-proliferative mechanisms by change in the ratio of OCE composition (OCE I) in Hep3B cells. Treatment of OCE I exhibited a relatively strong anti-proliferative activity and caused various morphological changes such as membrane shrinkage and cell floating. In addition, OCE-I arrests the cell cycle at G1 phase, which was associated with the down-regulation of cyclin D1 and Cdk6 expressions. The G1 arrest was also associated with the induction of Cdk inhibitors p27 and p21. Moreover, both p21 and p27 were detected by immunoprecipitation with anti-Cdk4 and anti-Cdk2 antibodies in OCE I-treated cells but in case of OCE, p21 did not make any complexes with Cdk4 and Cdk2. These results suggest that the change in the ratio of OCE composition might induce different mechanisms in anti-cancer efficacy of OCE, which may confer characteristic principles in oriental medical formula.

• 동의생리병리학회지
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• 제22권4호
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• pp.821-828
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• 2008

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.

• 고려인삼학회:학술대회논문집
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• 고려인삼학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.3-12
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• 2006

1 The present work was performed to investigate the effects of ginsenoside Rh2 on proliferation, cell cycle-regulation and differentiation of human leukemia HL-60 cells as well as the underlying mechanisms for these effects. 2 Ginsenoside Rh2 potently inhibited the proliferation of HL-60 cells in both a dose- and time-dependent manner with an $IC_{50}$, $20{\mu}M$. 3 DNA flow-cytometry indicated that ginsenoside Rh2 markedly induced a $G_1$ phase arrest of HL-60 cells. 4 Among the $G_1$ phase cell cycle-related proteins, the levels of cyclin-dependent kinase(CDK)4, 6 and cyclin D1, cyclin D2, cyclin D3 were reduced by ginsenoside Rh2, whereas the steadystate levels of CDK2 and cyclin E were unaffected. 5 The protein levels of a CDK inhibitor p16, $p21^{CIP1/WAF1}$ and $p27^{KIP1}$ were markedly increased by ginsenoside Rh2. 6 Ginsenoside Rh2 markedly enhanced the binding of $p21^{CIP1/WAF1}$ and $p27^{KIP1}$ with CDK2 and CDK6, resulting in the reduced activity of both kinases and the hypophosphorylation of Rb protein. 7 We furthermore suggest that ginsenoside Rh2 is a potent inducer of the differentiation of HL-60 cells, based on observations such as a reduction of the nitroblue tetrazolium level, an increase in the esterase activities and phagocytic activity, morphology changes, and the expression of CD11b, CD14, CD64 and CD66b surface antigens. 8 In conclusion, the onset of ginsenoside Rh2-induced the $G_0/G_1$ arrest of HL-60 cells prior to the differentiation is linked to a sharp up-regulation of the $p21^{CIP1/WAF1}$ level and a decrease in the CDK2, CDK4 and CDK6 activities. This is the first report demonstrating that ginsenoside Rh2 potently inhibits the proliferation of human promyelocytic HL-60 cells via the $G_1$ phase cell cycle arrest and differentiation induction.