• 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.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제34권5호
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• pp.495-501
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• 2019

Aloin [1,8-Dihydroxy-10-(${\beta}$-D-glucopyranosyl)-3-(hydroxymethyl)-9(10H)-anthracenone]은 알로에에서 추출한 천연 안트라퀴논이다. 다양한 유형의 인간 암세포에서 항산화, 항암 효과가 있는 것으로 밝혀졌지만 인간 대장암 세포 HT-29에서 aloin의 항암 효과는 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 aloin이 인간 대장암 HT-29 세포에서 세포 사멸 작용을 발휘할 수 있는 메커니즘을 조사하였다. Aloin이 세포 생존율에 영향을 미치는지 알아보기 위해 대장암 세포 HT-29, 흑색종 세포 A375SM, 위암 세포 AGS를 aloin(0, 100, 200, 300 및 $400{\mu}M$)으로 처리하였을 때, HT29에서는 농도 의존적으로 세포 생존율을 감소시켰고, A375SM과 AGS 세포에서는 암세포 생존율의 감소가 보이지 않았다. 이러한 HT-29에서의 세포 생존율 감소가 세포자멸사로 인한 감소인지 확인하기 위해 DAPI stain과 flow cytometry를 실시한 결과 apoptotic body가 유의적으로 증가하고 세포 자멸사가 증가한 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과를 바탕으로 aloin이 대장암 세포 HT-29에서 세포 사멸 관련 단백질 발현 양상에 미치는 영향을 확인하기 위해 western blotting을 실시하였다. Aloin은 Bax, PARP의 분절을 농도 의존적으로 증가시켰고, caspase3, -8을 활성화시켰지만, Bcl-2는 대조군에 비해 변화가 없었다. Aloin에 의해 유도된 세포자멸사 기전을 확인하기 위해 MAPK pathway 중 p-p38과 p-ERK의 발현을 확인한 결과, p-p38을 up-regulation시키고 p-ERK의 down-regulation을 유도했다. 따라서, aloin은 인간 대장암에서 암세포 성장 억제 효과 및 암세포 사멸 유도로 암예방 약제로서의 개발 가능성이 있다고 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제29권11호
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• pp.1227-1234
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• 2019

매실은 한국, 일본 및 중국 등지에서 섭취하여온 과실로서 유기산이 풍부하며, 다량의 무기질 및 폴리페놀 성분을 함유한 것으로 알려져 있다. 이러한 매실을 이용하여 예로부터 절임이나 청 등으로 가공하여 섭취할 뿐만 아니라 구토, 해독 및 해열에 효능이 있는 한약재로서 사용해왔다. 본 연구에서는 매실을 이용하여 분획물을 제조하고 각각의 인체 대장암세포에 대한 성장 억제효과를 확인하였으며, colony 형성능, 형태학적 관찰, apoptotic body 형성, 단백질 변화 및 환경호르몬에 대한 방어 효과를 평가하였다. 매실 분획물의 인체 대장암세포 HT-29에 대한 증식 억제효과는 매실 메탄올 분획물(maesil methanol fraction, MMF) 및 매실 부탄올 분획물(maesil, butanol fraction, MBF)이 가장 뛰어난 효능을 나타내었다. MMF 및 MBF의 처리에 따라 colony 형성능 또한 농도의존적으로 감소하는 것으로 나타났으며 형태학적 변화 또한 확인할 수 있었다. 핵의 형태학적 변화를 관찰한 결과 $125{\mu}g/ml$의 MMF 및 MBF 처리에 따라 apoptotic body의 형성 및 핵 응축을 관찰하였다. MMF 및 MBF의 처리에 따른 인체 대장암세포의 성장 억제효과가 apoptosis 와 관련이 있는지 단백질의 변화를 확인한 결과, pro-apoptotic 단백질은 Bax, caspase-3, PARP의 발현이 농도의존적으로 증가하는 경향을 나타내었으며, anti-apoptotic 단백질인 Bcl-2의 발현은 감소하는 경향을 나타냈다. 또한, 환경호르몬의 일종은 bisphenol A (BPA)에 의해 성장이 증식된 HT-29세포는 MMF의 처리에 따라 유의적인 성장억제 효과를 갖는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구를 통해 얻은 결과는 매실 분획물을 이용한 기능성 식품 소재화에 대한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
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• 제31권2호
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• pp.199-208
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• 2021

Euonymus porphyreus는 노박덩굴과에 속하는 식물로 동아시아 지역에 널리 분포하며, 식물학상의 특징에 대한 보고는 있으나 항산화능과 항암활성 등에 관한 연구는 아직까지 밝혀진 바가 없다. 이에 본 연구에서는 인체 폐암세포인 A549를 사용하여 E. porphyreus 에탄올 추출물(EEEP)의 항산화 및 항암활성과 그 분자적 기전에 관하여 연구하였다. 먼저 EEEP의 총 폴리페놀 화합물과 플라보노이드 함량을 측정한 결과, 각각 115.42 mg/g, 23.07 mg/g이었다. EEEP의 DPPH radical 소거활성을 측정한 결과, IC50가 11.09 ㎍/ml로 뛰어난 항산화능을 보유한 것을 확인하였다. 또한 EEEP는 농도의존적으로 인체폐암세포주인 A549의 세포 성장을 저해하였으며, 세포 주기 변화를 분석한 결과 A549 세포의 SubG1기 세포비율이 증가하는 것을 확인하였다. Annexin V 염색과 DAPI 염색으로 EEEP 처리에 의해 apoptotic 세포와 apoptotic body가 증가하는 것을 확인하였으며, 이러한 결과는 EEEP에 의해 A549 세포의 apoptosis가 유도되는 것을 시사한다. 또한 관련 단백질들의 발현변화를 분석한 결과, EEEP에 의해 Fas, p53, Bax의 발현이 증가하고 Bcl-2의 발현은 감소하였으며, caspase-8, -9와 caspase-3의 활성화를 통해 PARP가 분해되어 apoptosis가 유도되었음을 확인하였다. 이러한 결과들로부터 EEEP는 내인성 및 외인성 경로를 통한 apoptosis 유도에 의하여 A549 세포의 증식을 억제하는 항암활성을 보유하였음을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제33권1호
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• pp.15-24
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• 2023

잡곡 류에 속하는 기장(Panicum miliaceum L.)의 항암 효과를 알아보기 위해, 기장의 종자를 80% 에탄올(EtOH)로 추출하였으며, 이를 감압 농축하여 건조시키고 재차 물에 녹인 후 4가지 유기용매(헥산, 메틸렌크로라이드, 에틸아세테이트 및 부탄올)로 순차적으로 추출 분획하였다. 다양한 인간 암세포에 대하여 80% 에탄올 추출물의 세포독성을 조사한 결과, 인간 유방암 세포주 MDA-MB-231에 대한 세포독성 효과가 가장 강하게 나타났다. 또한 에탄올 추출물 유래 각 유기용매 분획들 중에서 세포독성이 가장 높게 나타난 부탄올 분획을 사용하여, 유방암 세포주 MDA-MB-231에 대한 아폽토시스성 세포사멸 유도 효과를 조사하였다. 그 결과로서, BAK/BAX 활성화, 미토콘드리아 막 전위(Δψm) 손실, 미토콘드리아 시토크롬 c 방출, 카스파아제-8/-9/-3의 활성화, PARP의 분해, 그리고 TUNEL-양성 아폽토시스성 DNA 단편화와 같은 아폽토시스 반응들이 검출되었다. 한편, 인간 급성백혈병 Jurkat T 세포의 A3 클론(야생형), I2.1 클론(FADD-결손형) 및 I9.2 클론(카스파아제-8 결손형)은 부탄올 분획의 세포독성에 대해 유사한 감수성을 나타내었는데, 이는 부탄올 분획의 아폽토시스 유도 활성에는 외인성 아폽토시스 기전이 관련되지 않음을 시사한다. 흥미롭게도, 인간 정상 유방 상피세포 MCF-10A는 유방암 MDA-MB-231세포에 비해 부탄올 분획의 세포독성에 대하여 훨씬 낮은 감수성를 보였다. 이러한 연구결과는 기장 종자 유래 부탄올 분획의 인간 유방암 세포주 MDA-MB-231에 미치는 세포독성효과는 BAK/BAX 활성화에 따른 미토콘드리아 외막 손상 및 시토크롬 c 방출, 이에 수반되는 카스파아제 활성화에 의해 매개됨을 보여준다.

• 생명과학회지
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• 제19권11호
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• pp.1529-1537
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• 2009

L-arginine 구조유사체인 L-canavanine의 인체 급성백혈병 Jurkat T 세포에 대한 apoptosis 유도활성이 단백질 티로신키나아제 $p56^{lck}$에 어떻게 조절되는지를 규명하기 위해 $p56^{lck}$를 발현하는 Jurkat T 세포주 E6.1과 $p56^{lck}$-결손 Jurkat T 세포주 JCaM1.6에 있어서 L-canavanine의 세포독성, L-canavanine에 의해 유도되는 apoptotic DNA fragmentation 및 apoptotic sub-$G_1$ peak를 비교하여 본 바, $p56^{lck}$-negative JCaM1.6 세포가 $p56^{lck}$-positive E6.1 세포에 비해 L-canavanine의 apoptotis 유도활성에 훨씬 더 민감한 것으로 나타났다. 이러한 $p56^{lck}$-negative JCaM1.6 세포의 민감성은 JCaM1.6 세포에 $p56^{lck}$ 유전자를 transfection시켜 발현시키면 현저히 감소되었다. L-Canavanine에 의해 유도되는 apoptosis관련 현상들을 $p56^{lck}$-stable transfectant인 JCaM1.6/lck 세포와 empty vector-transfectant 인 $p56^{lck}$-negaive JCaM1.6/vector 세포에서 Western blot analysis로 비교한 결과, L-canavanine에 의해 유도되는 mitochondrial membrane potential (${\Delta\Psi}m$)의 감소, caspase-9, -8, -7 및 -3의 활성화, 그리고 PARP 및 $PLC{\gamma}$-1의 분해가 JCaM1.6/vector 세포에 비해 JCaM1.6/lck 세포에서 더 약하게 나타났다. JCaM1.6/lck 세포를 2.5 mM L-canavanine으로 처리한 다음 세포 내 $p56^{lck}$ kinase 활성의 변화를 $\alpha$-casein을 기질로 하여 시간 별로 측정한 결과, L-canavanine의 처리 후 15분만에 $p56^{lck}$ kinase의 활성이 약 1.6배 증가되었으며 이후 6시간 동안은 약 1.3~1.4 배정도 증가된 수준으로 kinase 활성이 유지되는 것으로 확인되었다. L-Canavanine에 의한 apoptosis의 개시에 Fas/FasL 상호작용이 관련되는지를 규명하기 위해 FADD-negative Jurkat T 세포주 I2.1, caspase-8-negative Jurkat T 세포주 I9.2 및 wild-type Jurkat T 세포주 A3에 대한 L-canavanine의 세포독성을 비교한 결과, A3와 I2.1 세포의 경우는 L-canavanine의 세포독성이 동일하게 나타났고, 특히 caspase-8가 결손된 I9.2 세포의 경우는 L-canavanine의 세포독성에 대한 민감성이 A3와 I2.1 세포에 비해 단지 미약하게만 완화되는 것으로 나타나, L-canavanine의한 apoptosis에는 Fas/FasL 상호작용이 관련되어 있지 않으며, 또한 caspase-8의 역할이 필수적이지 않음을 시사하였다. Jurkat T 세포에 있어서 L-canavanie에 의해 유도되는 sub-$G_1$ peak 및 caspases 활성화에 미치는 pan-caspase inhibitor (z-VAD-fmk), caspase-9 inhibitor (z-LEHD-fmk), caspase-3 inhibitor (z-DEVD-fmk), caspase-4 inhibitor (z-LEVD-fmk) 및 caspase-12 inhibitor (z-ATAD-fmk)의 영향을 조사한 결과, L-canavanie에 의한 apoptosis는 ${\Delta\Psi}m$의 감소, caspase-9 및 caspase -3의 활성화에 뒤따른 caspase-8 및 caspase-7의 활성화, 그리고 PARP의 분해의 순서로 유도되는 것으로 나타났으며, 아울러 caspase-9의 활성화와 함께 caspase-12의 활성화가 L-canavanine 처리에 따른 caspase-3의 활성화에 요구되는 것으로 확인되었다. 결론적으로, L-canavanine 처리에 의한 Jurkat T 세포의 apoptosis는 ${\Delta\Psi}m$ 감소, caspase-9, caspase-3 및 caspase-7의 활성화에 의해 유도되며, 이들 apoptosis 현상들은 $p56^{lck}$에 의해 negative regulation되었다.