• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제10권5호
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• pp.289-295
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• 2006

Sodium fluoride (NaF) has been shown to be cytotoxic and elicit inflammatory response in human. However, the cellular mechanisms underlying NaF-induced cytotoxicity in periodontal tissues have not yet been elucidated. This study is aimed to investigate the mechanisms of NaF-induced apoptosis in human gingival fibroblast (HGF). NaF decreased the cell viability of HGF in a dose- and time-dependent manner. NaF gave rise to apoptotic morphological changes including cell shrinkage, chromatin condensation, and DNA fragmentation. However, NaF did not affect the production of ROS. In addition, NaF augumented cytochrome c release from mitochondria into the cytosol, and enhanced caspase -9 and -3 activities., cleavage (85 kDa fragments) of poly (ADP-ribose) polymerase (PARP) and upregulation of voltage-dependent anion channel (VDAC) 1. These results demonstrated that NaF-induced apoptosis in HGF may be mediated with mitochondria. Furthermore, NaF elevated caspase-8 activity and upregulated Fas-ligand (Fas-L), suggesting involvement of death receptor mediated pathway in NaF-induced apoptosis. Expression of Bcl-2, an anti-apoptotic Bcl-2 family, was downregulated, whereas expression of Bax, a pro-apoptotic Bcl-2 family, was not affected in NaF-treated HGF. These results suggest that NaF induces apoptosis in HGF through both mitochondria- and death receptor-mediated pathway mediated by Bcl-2 family.

• 생명과학회지
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• 제26권7호
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• pp.847-854
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• 2016

Nucleoside adenosine 유도체의 하나인 cordycepin (3′-deoxyadenosine)은 Cordyceps 속에서 유래된 활성 물질 중의 하나로서 항염증, 항산화 및 항암활성을 포함한 다양한 약리학적 효능이 있는 것으로 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 AGS 인체 위암세포의 증식에 미치는 cordycepin의 영향과 관련 기전 연구를 시도하였다. Cordycepin의 처리에 따라 AGS 세포의 생존율이 처리 농도 의존적으로 감소되었으며, DNA 단편화 및 flow cytometery 분석에 따른 apoptosis 유발 또한 유의적으로 증가하였음을 확인하였다. 이러한 cordycepin 처리에 따른 AGS 세포의 apoptosis 유도에는 TRAIL, DR5 및 FasL의 mRNA 및 단백질의 발현 증가가 연관되어 있었다. 아울러 cordycepin은 Bcl-2 family 중 pro-apoptotic 인자인 Bax의 발현은 증가시켰으며, anti-apoptotic 인자인 Bcl-2 및 Bcl-xL의 발현은 전사 및 번역 수준에서 억제시켰다. 이러한 현상들은 extrinsic 및 intrinsic apoptosis의 initiator caspase (caspase-8 및 -9) 뿐만 아니라 effector caspase인 caspase-3의 활성과 PARP 단백질의 절단 증가와 연관성이 있었다. 따라서 AGS 세포에서 cordycepin에 의한 apoptosis의 유발은 death receptor 활성과 mitochondria 기능 손상을 포함한 multiple apoptotic pathway가 관여할 것으로 생각된다. 비록 좀 더 세심한 기전 연구의 결과가 뒤따라야 되겠지만, 본 연구의 결과는 cordycepin의 항암작용을 이해하는데 중요한 자료가 될 것이며 향후 수행될 추가 실험을 위한 기초 자료로서 그 가치가 매우 높을 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제28권11호
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• pp.1268-1276
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• 2018

Cytidine analog decitabine (DEC)은 핵산 합성의 억제제로서 골수이형성 증후군 및 급성 골수성 백혈병 치료제로 사용되고 있다. 산화질소 합성에서 번역 단계를 억제하는 것으로 알려진 ammonium pyrrolidine dithiocarbamate (PDTC)는 $NF-{\kappa}B$의 대표적인 억제제이다. 본 연구에서는 인체 위암 AGS 세포를 대상으로 DEC와 PDTC의 병용 처리에 따른 세포증식 억제 기전을 조사하였다. 본 연구의 결과에 따르면 PDTC에 의한 AGS 세포의 증식 억제 효과는 DEC에 의해 농도 의존적으로 유의하게 증가하였으며, 이는 G2/M기의 세포주기 정지 및 apoptosis 유도와 관련이 있었다. PDTC와 DEC의 병용 처리에 의한 세포 사멸의 유도는 DNA 손상 유도와 관련이 있음을 H2AX의 인산화 증가로 확인하였다. 아울러 PDTC와 DEC의 병용 처리는 미토콘드리아 막 전위의 파괴를 유도하고, 세포 내 활성산소종(ROS)의 생성과 Bax의 발현을 향상시키고, Bcl-2 발현을 감소시켰으며 미토콘드리아에서 세포질로의 cytochrome c 유출을 증가시켰다. 또한 PDTC과 DEC의 병용 처리는 외인성 및 내인성 apoptosis 개시 caspase에 해당하는 caspase-8과 caspase-9의 활성뿐만 아니라 caspase-3의 활성화와 PARP 단백질의 분해를 유도하였다. 결론적으로 본 연구의 결과는 PDTC와 DEC의 병용 처리가 DNA 손상을 유발하고, ROS 증가와 연계된 외인성 및 내인성 apoptosis 사멸 경로를 활성화시킴으로써 AGS 세포의 증식을 억제하였음을 의미한다.

• 생명과학회지
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• 제29권7호
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• pp.809-816
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• 2019

p-Coumaric acid (p-CA)는 항산화 및 항염 활성을 가진 식물계에서 가장 풍부한 식물화학물질이다. 그러나 위암세주포에서 p-CA의 항암 활성과 전사체 발현에 대한 연구는 아직까지 수행된 바 없다. 본 연구에서는 SNU-16 위암세포에서 p-CA에 의한 세포 증식 억제 및 전사체 프로파일에 미치는 영향을 조사하였다. p-CA는 세포사멸 단백질 발현을 조절하여 SNU-16 세포에서의 세포사멸을 유도하였다. RNA-seq 분석을 사용하여 p-CA처리에 의해 SNU-16 세포에서 차별적으로 발현된 유전자(DEGs)를 동정하였다. DEGs들의 gene ontology (GO) 술어로 유전자 산물을 검색한 결과, 주로 염증반응, 세포사멸 과정, 세포주기 및 면역 반응에 관여하는 생물학적 과정에 관여하는 것으로 나타났다. 또한, KEGG 경로분석 결과, p-CA는 주로 PI3K-Akt 와 암 신호전달 경로에 변화를 유발하였다. 본 연구결과는 p-CA가 세포증식과 암 신호 전달 경로에 관여하는 유전자 발현을 조절함으로써 위암 예방 효과를 나타낼 수 있음을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제29권9호
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• pp.977-985
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• 2019

쑥부쟁이는 국화과에 속하는 다년생 식물로서 다양한 질병의 예방 및 치료에 오랫동안 사용되어 왔다. 최근 연구에서 쑥부쟁이 잎 추출물이 항산화 및 항염증 효과가 있는 것으로 알려져 있지만, 정확한 효능 평가에 관한 연구는 여전히 미비한 실정이다. 본 연구에서는 RAW 264.7 대식세포에서 쑥부쟁이 잎 에탄올 추출물(EEAY)의 항산화 효능이 항염증 효능과 연관이 있는지의 여부를 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면, EEAY는 $H_2O_2$ 처리에 의한 RAW 264.7 세포의 세포 독성을 유의적으로 억제시켰으며, 이는 Nrf2 및 HO-1의 발현 증가와 관련이 있음을 보여 주었다. 또한 EEAY는 $H_2O_2$에 의한 apoptosis를 유의적으로 억제하였으며, 이는 caspase-3의 활성 억제에 따른 PARP의 분해 차단과 연관성이 있었다. 그리고 EEAY는 대표적인 항 염증성 사이토카인인 IL-10의 발현 및 생산을 증가시켰으며, 이는 전사 및 번역 수준에서의 TLR-4 및 Myd88 발현 증가와 관련이 있었다. 아울러 EEAY는 LPS에 의한 염증성 매개인자인 NO의 생성 증가를 현저히 억제하였으며, EEAY에 의한 NO 생성의 억제 효과는 HO-1 유도제인 hemin에 의해 더욱 증가되었다. 따라서 본 연구의 결과는 EEAY에 의한 산화적 및 염증성 스트레스에 대한 RAW 264.7 대식세포의 보호 효과에 최소한 Nrf2/HO-1 신호 경로의 활성화가 관여할 가능성을 보여주었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권5호
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• pp.671-679
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• 2016

본 연구에서는 메탄올로 추출한 시금치, 양배추, 양파 추출물의 인간 위암세포 AGS와 인간 유방암세포 MDA-MB-231, SK-BR-3 암세포에서의 세포 증식 억제 효과와 apoptosis 유도 효과에 대하여 비교 조사하였다. AGS, MDA-MB-231, SK-BR-3 암세포에 시금치, 양배추, 양파 추출물을 0, 50, 100, $200{\mu}g/mL$로 24시간 동안 처리한 뒤 MTT assay를 통하여 세포 생존율을 측정한 결과 암세포 생존율이 농도 의존적으로 감소하였다. 이러한 시금치, 양배추, 양파 추출물의 암세포 증식 억제 효과가 apoptosis에 의해 유도되는지 확인하기 위해 AGS, MDA-MB-231, SK-BR-3 암세포에 각 추출물을 0, $200{\mu}g/mL$로 24시간 동안 처리한 후 DAPI staining을 수행한 결과 apoptotic body와 염색질 응축이 추출물 처리군에서 증가하였다. MTT assay와 DAPI staining 결과 암세포 증식 억제 효과 및 apoptosis 유도효과가 가장 우수했던 양파 추출물에 의한 apoptosis 관련 단백질들의 변화 양상을 확인하기 위해 western blotting을 수행하였다. AGS, MDA-MB-231, SK-BR-3 암세포에 양파 추출물을 0, $200{\mu}g/mL$로 24시간 동안 처리한 뒤 western blotting을 수행한 결과 pro-apoptotic 인자인 Bax 발현은 증가하였으며 PARP 단백질의 분절 또한 증가한 것을 확인하였다. 반면 anti-apoptotic 인자인 Bcl-2의 발현은 감소하였다. 이러한 결과들을 종합하였을 때 시금치, 양배추, 양파 추출물은 인간 위암세포인 AGS, 인간 유방암세포인 MDA-MB-231, SK-BR-3에서 apoptosis 유도를 통해 암세포 성장을 억제하는 것으로 생각한다. 그중 양파 추출물의 효과가 가장 우수했으며 유방암세포보다 위암세포에서의 apoptosis 유도 효과가 뛰어났다. 따라서 양파의 섭취는 위암의 예방 및 치료를 위한 치료제로의 개발 가능성이 우수함을 제시하며 추후 지속적인 연구를 통하여 in vivo에서의 양파 추출물의 항암 효과에 대한 연구가 이루어져야 할 것으로 생각한다.

• 한국임상약학회지
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• 제13권1호
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• pp.29-39
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• 2003

Neurodegenerative disorders are associated with apoptosis as a causing factor or an inducer. On the other hand, it has been reported that epigallocatechin gallate (EUG), one of antioxidants and flavonoids, and z-VAD-fmk, a nonselective caspase inhibitor, suppress oxidative-radical-stress-induced apoptosis. However, it is not yet known what is the effects of EGCG and z-VAD-fmk on the apoptotic pathway is through phosphoinositide 3-kinase (PI3K), Akt and glycogen synthase kinase-3 (GSK-3) as well as mitochondria, caspase-3 and poly (ADP-ribose) polymerase (PARP). We investigated the effects of EGCG by using $H_2O_2$ treated N18D3 cells, mouse DRG hybrid neurons. Methods: Following 30 min $100\;{\mu}m\;H_2O_2$ exposure, the viability of N18D3 cells (not pretreated vs. EGCG or z-VAD-fmk pretreated) was evaluated by using MTT assay. The effect of EGCG on immunoreactivity (IR) of cytochrome c, caspase-3, PARP, PI3K/Akt and GSK-3 was examined by using Western blot, and was compared with that of z-Y4D-fmk. Results: EGCG or z-VAD-fmk pretreated N18D3 cells showed increased viability. Dose-dependent inhibition of caspase-3 activation accompanied by PARP cleavage were demonstrated by pretreatment of both agents. However, inhibition of cytochrome c release was only detected in EGCG pretreated N18D3 cells. On the pathway through PI3K/Akt and GSK-3, however, the result of Western blot in EGCG pretreated N18D3 cells showed decreased IR of Akt and GSK-3 and increased IR of p85a PI3K, phosphorylated Akt and GSK-3, and contrasted with that in z-VAD-fmk pretreated N18D3 cells showing no changes on each molecule. Conclusion: These data show that EGCG affects apoptotic pathway through upstream signal including PI3K/Akt and GSK-3 pathway as well as downstream signal including cytochrome c and caspase-3 pathway. Therefore, these results suggest that EGCG mediated activation of PI3K/Akt and inhibition GSK-B could be new potential therapeutic strategy for neurodegenerative diseases associated with oxidative injury.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제41권4호
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• pp.425-432
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• 2013

본 연구에서는 인체 대장암세포인 HT29를 사용하여 포황 메탄올 추출물(Methanol extract of Typha orientalis, METO)의 항암 활성 및 그 분자적 기전에 관하여 분석하였다. 먼저 METO가 다양한 암세포의 증식에 미치는 영향을 분석한 결과, 인체 대장암 세포, 폐암 세포, 간암 세포 등의 세포증식을 억제하였으며 그 중에서도 대장암 세포인 HT29에 대해 강한 세포 증식 억제 효과를 나타내었다. METO에 의한 세포 증식 억제 기전을 분석하기 위하여 Flow cytometry analysis를 수행한 결과, METO 농도의존적으로 HT29 세포의 G2/M기 세포분포가 증가하고 아울러 apoptosis 유발군인 SubG1기 세포분포가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. METO에 의한 HT29 세포의 G2/M arrest는 Cdc2의 inactive form인 phospho-Cdc2의 증가에 의한 G2/M checkpoint 관련 단백질의 활성억제에 의한 것이라 사료된다. 이러한 phospho-Cdc2의 증가는 METO에 의해 발현이 증가된 Wee1 kinase와 발현이 감소된 Cdc25C phosphatase에 의해 야기된 것임을 확인하였다. 또한 METO에 의한 HT29의 apoptosis 유도에 관한 분자적 기전 분석을 위해 Western blot analysis를 수행한 결과, METO 농도가 증가할수록 종양 억제 유전자인 p53, death receptor인 FAS, Bcl-2 family 중 pro-apoptotic 단백질인 Bax 및 cytosolic cytochrome C의 발현이 증가되고, Caspase-3가 활성화되어 단편화된 Caspase-3의 증가가 관찰되었다. 또한 활성화된 Caspase-3의 기질 단백질인 PARP의 단편화가 일어나 apoptosis가 유도되는 것을 알 수 있었다. 이상의 결과들로부터 METO는 인체 대장암세포 HT29의 G2/M arrest 및 apoptosis 유도에 의한 항암활성을 보유함을 확인하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제37권1호
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• pp.8-15
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• 2008

목향은 국화과에 속한 다년생 식물인 Saussurea lappa의 뿌리로서 한의학에서는 구토, 설사 및 염증치료 등에 사용되고 있다. 목향 추출물 및 그 성분들은 항균 작용, 항염증 작용, 혈관생성 억제 효능 등을 지니고 있으며 위암과 대장암의 세포증식을 억제하는 것으로 알려져 있다. 그러나 현재까지 전립선암에 대한 목향의 효과는 연구된 바 없다. 본 연구에서는 목향이 전립선 암세포에 미치는 영향을 조사하기 위해 인간의 전립선에서 유래한 암세포인 LNCaP 세포의 증식과 apoptosis에 미치는 영향을 조사하였다. 목향 헥산추출물을 LNCaP 세포 배양액에 여러 농도($0{\sim}4$ mg/L)로 첨가하여 세포의 증식에 미치는 영향을 조사하였다. 목향 헥산추출물의 농도가 증가할수록 LNCaP 세포의 증식은 현저하게 감소하였고 apoptosis는 증가함을 관찰하였다. 목향 헥산추출물이 LNCaP 세포의 apoptosis 일으키는 기전을 연구하기 위하여 목향 헥산추출물을 첨가하고 세포를 48시간 배양한 후 cell lysate를 얻어 Western blot을 실시하였다. Apoptosis 과정에 작용하는 중요한 단백질 중 하나인 Bcl-2 family 단백질 중 pro-apoptotic Bcl-2 단백질인 Bak와 BH3 only Bcl-2 단백질인 truncated-Bid의 단백질 수준은 목향 헥산 추출물에 의해 유의적으로 증가한 반면 anti-apoptotic Bcl-2 단백질인 Bcl-2, Bcl-xL 및 Mcl-1 단백질 수준은 변하지 않았다. 또한 apoptosis를 집행하는 caspase의 활성 형태인 cleaved caspase-8, -9, -7, -3의 단백질 수준이 목향 헥산추출물의 처리에 의해 증가하였고 caspase-3의 표적 단백질 중 하나인 PARP의 불활성 형태인 cleaved PARP의 단백질 수준도 현저하게 증가하였다. 이 결과들은 목향 헥산 추출물이 LNCaP 세포의 apoptosis를 유도함으로써 전립선 암세포의 증식을 억제함을 보여주는 것이며 목향 헥산추출물에 의한 apoptosis 유도는 caspase 활성 증가와 Bak 및 t-Bid 단백질의 증가에 의한 것임을 제시한다. 따라서 앞으로 항암효과를 나타내는 성분의 동정 및 동물실험을 통하여 좀 더 면밀한 기전 연구가 수행된다면 목향 헥산추출물은 화학적 암예방 물질이나 치료제로 개발될 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제26권8호
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• pp.887-894
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• 2016

개똥쑥 추출물(AAE)은 암에 효과적인 약초로 알려져 있다. Apoptosis는 프로그램화된 세포사멸로 미토콘드리아는 세포사멸 조절에 중요한 역할을 한다. 이 연구는 A549 폐암세포에서 Bcl-2 하위조절과 미토콘드리아 경로를 통한 AAE의 p53 비의존적인 세포사멸을 보여주고 있다. AAE는 p-Akt, cox-2, p53 그리고 미토콘드리아 조절 단백질을 통해 암세포의 사멸을 촉진한다. p-Akt/cox-2 단백질은 세포 증식과 생존에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. Bax, Bak, Bim과 같이 세포사멸을 촉진하는 Bcl-2 단백질은 미토콘드리아 외막의 투과성을 조절한다. AAE의 처리는 p-Akt, p-Mdm2, cox-2 그리고 anti-apoptotic 단백질과 같이 세포사멸을 억제하는 단백질들의 발현을 감소시키는 반면에 암 억제자인 p53과 pro-apoptotic 단백질들을 증가시킨다. Bax/Bak의 활성화는 caspase를 활성화시키기 위해 cytochrome c를 미토콘드리아에서 세포질로 방출하도록 한다. Caspase-3는 apoptosis 과정과 관련된 주요 effector caspase이다. Caspase-3는 일반적으로 pro-enzyme형태로 세포질에 존재한다. Apoptosis의 개시단계에서 caspase-3는 proteolytic cleavage에 의해 활성화되고 활성화된 caspase-3는 PARP를 분해한다. Apoptosis와 관련된 단백질들의 신호전달 사이의 상관관계를 알기 위해 Pifithrin-α (p53 inhibitor)와 Celecoxib (cox-2 inhibitor)을 처리했다. 이러한 결과를 통해 A549 폐암 세포에 AAE를 처리하였을 때 p53-independent 경로를 통해 apoptosis가 유도된다는 것을 확인하였다.