• 생명과학회지
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• 제32권2호
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• pp.161-166
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• 2022

세포의 유사분열 과정에서 Spindle Assembly Checkpoint (SAC)는 키네토코어와 방추체의 미세소관의 연결을 확인하여 오류 없이 염색체 분열이 진행되도록 돕는 역할을 한다. SAC는 30년이 넘는 오랜 기간 동안 많은 연구자들에 의해 연구되었다. 하지만 단 하나의 연결되지 않은 키네토코어가 SAC를 어떻게 활성화시킬 수 있는지에 대해서는 그 기작이 명확히 밝혀지지 않았다. SAC의 핵심 단백질은 Mad1, Mad2. Mad3 (상위 진핵세포에서는 BubR1), Bub1, Bub3, Cdc20를 포함하는데, 이 단백질 모두 SAC의 활성화에 필요하다. SAC의 활성화에 핵심적인 단계는 미세소관과 연결되지 않은 키네토코어에서 Mad2과 Cdc20가 결합하여 복합체를 만드는 것인데, 이 과정은 화학반응에서 쉽게 일어나지 않는 반응이다. Mad2와 Cdc20가 어떻게 키네토코어로 갈 수 있는지에 대해서는 잘 알려져 있었지만, 어떻게 Mad2과 Cdc20가 결합하여 복합체 만들 수 있는지에 대해서는 알려지지 않았다. 최근 다른 실험 방법을 이용한 두 개의 다른 논문들이 어떻게 미세소관과 연결되지 않은 키네토코어에서 Mad2-Cdc20 복합체를 형성하는 지에 대한 핵심적인 기작을 밝혔다. 이 연구들은 단 하나의 연결되지 않은 키네토코어가 SAC 활성화시킬 수 있다는 것에 대한 가설을 뒷받침하고 있다. 본 논문에서는 SAC 활성화에 중요한 주요 기작들을 정리하고, SAC에 과한 최신 연구들을 자세히 살펴본 후, 이 결과들이 세포 분열 연구 분야에 있어서 어떻게 기여했는지 논의할 것이다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제47권2호
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• pp.199-209
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• 2023

Background: Due to the interrupted blood supply in cerebral ischemic stroke (CIS), ischemic and hypoxia results in neuronal depolarization, insufficient NAD+, excessive levels of ROS, mitochondrial damages, and energy metabolism disorders, which triggers the ischemic cascades. Currently, improvement of mitochondrial functions and energy metabolism is as a vital therapeutic target and clinical strategy. Hence, it is greatly crucial to look for neuroprotective natural agents with mitochondria protection actions and explore the mediated targets for treating CIS. In the previous study, notoginseng leaf triterpenes (PNGL) from Panax notoginseng stems and leaves was demonstrated to have neuroprotective effects against cerebral ischemia/reperfusion injury. However, the potential mechanisms have been not completely elaborate. Methods: The model of middle cerebral artery occlusion and reperfusion (MCAO/R) was adopted to verify the neuroprotective effects and potential pharmacology mechanisms of PNGL in vivo. Antioxidant markers were evaluated by kit detection. Mitochondrial function was evaluated by ATP content measurement, ATPase, NAD and NADH kits. And the transmission electron microscopy (TEM) and pathological staining (H&E and Nissl) were used to detect cerebral morphological changes and mitochondrial structural damages. Western blotting, ELISA and immunofluorescence assay were utilized to explore the mitochondrial protection effects and its related mechanisms in vivo. Results: In vivo, treatment with PNGL markedly reduced excessive oxidative stress, inhibited mitochondrial injury, alleviated energy metabolism dysfunction, decreased neuronal loss and apoptosis, and thus notedly raised neuronal survival under ischemia and hypoxia. Meanwhile, PNGL significantly increased the expression of nicotinamide phosphoribosyltransferase (NAMPT) in the ischemic regions, and regulated its related downstream SIRT1/2/3-MnSOD/PGC-1α pathways. Conclusion: The study finds that the mitochondrial protective effects of PNGL are associated with the NAMPT-SIRT1/2/3-MnSOD/PGC-1α signal pathways. PNGL, as a novel candidate drug, has great application prospects for preventing and treating ischemic stroke.

• 생명과학회지
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• 제33권1호
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• pp.8-14
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• 2023

Peroxidasin (PXDN)은 촉매 도메인 외에도 세포외기질 모티프를 포함한 다양한 도메인을 가진 heme peroxidase로서, collagen IV (Col IV)에서 sulfilimine 가교를 형성하여 Col IV의 스캐폴드를 강화한다. 우리는 이전 논문에서 PXDN이 sulfilimine 가교 의존적인 기질 assembly를 통하여 내피세포 생존 및 성장 신호전달에 필요하다고 보고하였다. 이 연구에서는 내피세포에서의 PXDN 기능에 있어 peroxidase 활성의 필요성을 조사하였다. 첫번째로 peroxidase 도메인의 활성 부위에 존재하며 고도로 보존된 Q823과 D826을 각각 W823, E826으로 치환한 돌연변이체를 제작하였다. 이러한 돌연변이 단백질을 높게 발현하는 HEK293 클론을 분리하였고, 이들 세포를 무혈청 배지에서 24시간 배양하여 조건 배지를 확보하여 평가하였다. 조건 배지에 대해 비환원 조건으로 Western blot 분석을 실시하였을 때, 돌연변이 단백질은 삼량체를 형성하는 것으로 관찰되었고, proprotein convertase에 의해 야생형 PXDN처럼 절단되는 것을 확인하였다. 그러나, peroxidase 활성은 돌연변이 PXDN이 포함된 조건 배지에서 야생형 PXDN과는 대조적으로 관찰되지 않았다. 또한, sulfilimine 가교 형성 능력도 돌연변이 PXDN에서 소실되었음이 확인되었다. 이에 더하여, PXDN이 depletion된 내피세포에 돌연변이 PXDN이 포함된 조건배지를 가하였을 때, 야생형 PXDN 조건배지와 달리 증식을 촉진시키지 못함을 관찰하였다. 이러한 결과들은 PXDN의 peroxidase 활성이 sulfilimine 가교를 형성하여 내피세포 성장에 영향을 미침을 제안한다.

• BMB Reports
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• 제56권4호
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• pp.234-239
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• 2023

Thioredoxin-like protein 1 (TXNL1), one of the thioredoxin superfamily known as redox-regulator, plays an essential in maintaining cell survival via various antioxidant and anti-apoptotic mechanisms. It is well known that relationship between ischemia and oxidative stress, however, the role of TXNL1 protein in ischemic damage has not been fully investigated. In the present study, we aimed to determine the protective role of TXNL1 against on ischemic injury in vitro and in vivo using cell permeable Tat-TXNL1 fusion protein. Transduced Tat-TXNL1 inhibited ROS production and cell death in H₂O₂-exposed hippocampal neuronal (HT-22) cells and modulated MAPKs and Akt activation, and pro-apoptotic protein expression levels in the cells. In an ischemia animal model, Tat-TXNL1 markedly decreased hippocampal neuronal cell death and the activation of astrocytes and microglia. These findings indicate that cell permeable Tat-TXNL1 protects against oxidative stress in vitro and in vivo ischemic animal model. Therefore, we suggest Tat-TXNL1 can be a potential therapeutic protein for ischemic injury.

• 생명과학회지
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• 제32권3호
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• pp.241-248
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• 2022

NF-κB는 염증과 선천성 면역에 중요한 전사인자이며 anti-apoptotic gene을 유도하여 세포의 생존과 발암에도 깊이 연관되어 있으며 많은 신호전달분자 및 신호전달회로와 연결되어있다. 한편, Hsp90는 NF-κB의 활성을 조절한다는 보고가 이루어졌으나 그 구체적인 기전은 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 IKK compelx를 구성하는 인자들의 발현 plasmid를 이용하여 NF-κB의 활성조절에서 Hsp90와 IKKγ의 연관성 및 역할을 연구하였다. 그 결과 Hsp90는 IκBα의 인산화와 분해를 촉진하여 NF-κB를 활성화시켰고, NIK과 LPS에 의한 NF-κB의 활성화는 Hsp90에 의해 더욱 활성이 증가하였다. IKKγ는 Hsp90에 의해 증가된 IκBα의 인산화와 분해를 더욱 촉진함으로써 Hsp90의 NF-κB 활성화 작용을 상승시켰다. 이러한 Hsp90와 IKKγ에 의한 NF-κB의 활성화 현상은 항상 활성화 된 상태를 유지하는 IKKβ-EE mutant를 이용한 검토에서도 입증되었다. 또한 IKKγ의 deletion mutant를 이용한 검토에서 IKKγ의 N-말단에 위치하는 IKKβ 결합부위와 C-말단에 위치하는 leucine zipper 및 zinc finger 부위는 IKKγ와 Hsp90의 NF-κB에 대한 상호협력적 촉진작용에 필요하지 않았다. 또한 Hsp90에 의해 촉진된 세포내 pro-inflammatory cytokine들의 발현은 IKKγ에 의해 더욱 상승하였다. 이러한 결과로부터 Hsp90와 IKKγ의 상호작용을 차단한다면 NF-κB의 과다활성으로 인한 질병의 예방과 치료에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제26권6호
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• pp.663-672
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• 2016

벌 사상자[Cnidium monnieri (L.) Cusson]는 중국과 한국에 분포하는 일년생 초본으로, 화농성피부염 및 여성의 생식기 질환의 치료에 널리 사용되고 있다. 이 외에도 면역기능개선과 천식 등에 대한 효과는 보고된 바 있으나 아직까지 암과 관련된 연구는 많이 이루어지지 않았다. 이에 따라 본 연구에서는 인간 대장암 세포인 HCT116 세포주에서 벌 사상자 에탄올 추출물(CME)의 apoptosis 및 세포주기정지 유도 효과에 대하여 알아보고자 하였으며, 이러한 효과가 AKT/mTOR/GSK-3β 신호경로의 조절을 통하여 이루어지는지 확인하고자 하였다. MTT assay와 LDH assay 결과, 벌 사상자 에탄올 추출물에 의하여 HCT116 세포의 세포생존율이 감소하였으며, 세포독성효과가 나타났다. 또한 벌 사상자 에탄올 추출물의 농도의존적으로 apoptotic body의 수와 apoptosis 비율이 증가하였으며, G1기에서 세포주기정지 유도 효과가 관찰되었다. 세포의 성장과 증식 및 분열에 관련된 단백질인 Akt는 mTOR, p53, GSK-3β와 같은 신호단백질들의 발현을 조절하는 것으로 보고되었다. 벌 사상자 에탄올 추출물을 처리하였을 때, Akt와 mTOR 단백질의 인산화가 저해되었으며, 이에 따라 하위 신호조절 단백질인 GSK-3β, Bcl-2 family, Caspase-3, PARP의 발현이 조절되었다. 또한 Akt와 GSK-3β, mTOR 저해제 처리를 통하여 CME에 의한 apoptosis 효과가 AKT/mTOR/GSK-3β 신호경로를 통하여 이루어지는 것을 확인하였다. 결론적으로, 본 연구를 통하여HCT116 대장암 세포주에서 벌 사상자 에탄올 추출물이 암세포의 apoptosis 및 세포주기정지 유도에 효과적임을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제26권1호
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• pp.101-108
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• 2016

본 연구에서는 미만형 위암조직에서의 임상병리학적 인자와 HSP70, BAG1, Raf-1의 발현간의 상관관계를 평가하고자 하였다. Hsp70은 열충격단백질(heat shock protein)의 환경적 스트레스로부터 세포를 보호하는 분자생물학적 chaperone으로 작용하는 것뿐 아니라 anti-apoptotic 작용을 통하여 암세포의 생존과 전이를 촉진시키는 것으로 알려져 있다. Proto-oncogene의 일종인 Raf는 사람을 포함한 진핵세포의 생장에 관여하는 중요한 신호전달경로인 mitogen-activated protein kinase (MAPK)경로의 중심인자로서 다양한 암에서 그 발현이 증가한다고 알려져 있다. Bcl-2에 결합하여 세포사멸을 저해하는 것으로 처음 보고된 Bcl-2-associated athanogene-1 (BAG-1)은 다양한 암에서 그 발현이 증가된다고 보고되었다. 또한 BAG-1은 HSP70과 상호작용하여 Raf-1-ERK signal pathway와 cell growth를 조절하는 것으로 보고되었다. Hsp70의 발현은 임파절 전이가 있는 경우 24례(64.9%)에서 양성, 13례(35.1%)에서 음성을 보였으며, 임파절 전이가 없는 경우 6례(26.1%)에서 양성, 17례(73.9%)에서 음성을 보여 임파절의 전이가 있는 경우가 임파절 전이가 없는 경우에 비해 유의하게 높은 발현율을 보였다(p=0.007). N-stage에 따른 발현은 N-stage가 증가함에 따라 발현율이 유의하게 증가하였다(p=0.006). BAG1의발현은 전체 대상 환자 중 43례(71.7%)에서 양성, 17례(28.3%)에서 음성소견을 보였으며, 65세 미만에서 65세 이상에 비해 유의하게 높은 발현율을 보였다(p=0.035). RAF1의 경우 전체 대상 환자 중 45례(75.0%)에서 양성, 15례(25.0%)에서 음성소견을 보였으며, BAG1 양성환자에서 RAF1의 발현이 유의하게 증가 하였다(p=0.021). 본연구 결과 Hsp70은 종양의 진행과 상관성이 있을 것으로 생각되어지며, BAG1과 Raf-1은 미만형위 암의 진단적 마커로 유용할 것으로 사료된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제48권6호
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• pp.909-921
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• 2000

연구배경 : 최근 아포프토시스를 억제하는 단백질들에 대한 관심이 증가하고 있다. 이 중 IAP(inhibitor of apoptosis protein) 가족군의 일원인 survivin은 태아 사기에는 높은 발현율을 보이지만 생후 정상 분화된 조직에서는 거의 발현이 되지 않고 암세포로 변환이 되면 그 발현이 증가하는 것이 보고되고 있다. 대장암 및 위암을 대상으로 한 연구에서 survivin의 발현이 아포프토시스 지수의 감소와 연관이 있으며 대장암에서 survivin의 과발현이 나쁜 예후와 연관성이 있다고 보고한 바 있으나 추후 보완 연구가 필요한 상황이며, 폐암을 대상으로 한 연구결과는 아직 보고되지 않고 있다. 이에 수술적으로 절제된 비소세포폐암 병리조직 29예를 대상으로 survivin에 대한 면역조직화학적 연구를 시행하여 survivin의 종양특이적 발현 및 임상적 의의에 대한 분석을 시행하였다. 방법 : 수술절제된 29예의 비소세포폐암의 포르말린 고정조직을 파라핀 포매한후 $4{\mu}m$ 절편으로 잘라 면역조직화학 염색을 시행하였다. 일차항체로 antisurvivin polyclonal antibody를 이용하였고, 아포프토시스에 중요한 역할을 하는 p53과의 관련성을 분석하기 위하여 anti-p53 monoclonal antibody를 이용한 면역조직화학 염색도 병행 시행하였다. 발현 정도는 양성염색부위의 면적과 염색 강도에 따라 점수화한 뒤 합산한 접수로 판정하였다. 사용된 sntisurvivin antibody의 특이성 및 암특이적 발현을 확인하기 위하여 폐암부위와 주변 정상 폐부위로 분리되어 보존되어 있는 신선동결조직에서 단백질올 추출하여 Western blot을 시행하였다. 각각의 임상적 지표들과 survivin 발현과의 연관성은 chi-square test를 이용하여 비교하였고 Kaplan-Meier 방법으로 생존 곡선을 얻었으며 이 두 군간의 생존함수의 통계적 분석은 generalized Wilcoxon test로 하였다. 결과 : 면역조직화학 염색을 시행한 29예 중 20예(69.0%)에서 암세포 특이적 survivin의 발현이 관찰되었다. 폐암 조직과 정상 폐 조직으로 시행한 Western blot으로 암특이적 survivin의 발현을 확인하였다. 그러나 survivin의 발현 여부에 따른 연령, 조직학적 분류, 병기, 재발율 등과는 유의한 차이가 없었으며 생존 곡선에서도 통계적 유의성은 없었다. p53 발현과 survivin 발현 정도와도 통계적 유의성을 확인할 수 없었다. 결론 : 연역조직화학적 분석과 Western blot을 이용하여 비소세포폐암에서 survivin의 암 특이적 발현을 확인할 수 있었지만 survivin의 발현정도와 조직학적 분류, 병기, 재발율, 생존율 등 임상지표들과는 통계적 유의성올 관찰할 수 없었으며 p53 발현과도 유의한 상관성이 없었다.

• 생명과학회지
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• 제21권5호
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• pp.647-655
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• 2011

Amyloid ${\beta}$ ($A{\beta}$)의 신경독성은 알츠하이머병의 주된 원인이 되고 이러한 신경독성은 일련의 신경세포 사멸반응에 의해 일어난다고 알려져 있다. 본 연구에서는 알츠하이머병의 실험모델로 mouse primary neuronal cell에 $A{\beta}_{25-35}$를 처리하여 세포독성을 유도하는 세포실험모델과 C57BL/6J mouse 뇌실에 $A{\beta}_{25-35}$를 주입하여 인지장애를 일으키는 동물실험모델을 이용하여 phosphodiesterase III 억제제인 cilostazol의 신경보호 효과에 대해 조사하였다. $A{\beta}_{25-35}$를 신경세포에 처리하면 세포생존율이 감소되었고, 세포사멸이 일어난 세포의 수도 증가되었다. 이러한 $A{\beta}_{25-35}$에 의한 세포독성이 cilostazol처리에 의해 회복되었으며, peroxisome proliferator-activated receptor(PPAR)-${\gamma}$ 항진제인 rosiglitazone 또한 동일한 회복효과를 나타내었다. Cilostazol과 rosiglitazone에 의한 이러한 회복효과가 PPAR-${\gamma}$ 길항제인 GW9662에 의해 다시 억제되는 결과를 통해 cilostazol의 효과는 PPAR-${\gamma}$가 매개하는 신호전달이 관여함을 알 수 있었다. 직접 PPAR-${\gamma}$ 활성화 정도를 측정한 결과, $A{\beta}_{25-35}$ 처리에 의해 감소된 PPAR-${\gamma}$ 활성화 정도가 cilostazol과 rosiglitazone에 의해 증가함을 관찰할 수 있었고, 이는 GW9662에 의해 다시 억제됨을 확인하였다. 게다가, cilostazol은 세포사멸이 일어난 세포의 수와 세포사멸 조절단백질인 Bax/Bcl-2의 비율도 감소시켰다. Cilostazol (20 mg/kg, 구강투여)을 C57BL/6J mice 뇌실에 $A{\beta}_{25-35}$를 주입하기 2주 동안 전처리하고, $A{\beta}_{25-35}$ 주입 후 4주 동안 처리하면, 기억력과 학습능력을 증진시킨다는 결과를 water maze 실험을 통해 알 수 있었으며, rosiglitazone (10 mg/kg)을 먹인 동물에서도 동일한 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해서 cilostazol이 PPAR-${\gamma}$ 활성화를 통해 $A{\beta}_{25-35}$로 인한 신경세포 손상과 세포사멸을 약화시켜, 신경세포의 생존을 증진시키고, 알츠하이머에서 인지장애를 개선할 것으로 생각된다. 따라서, phosphodiesterase III 억제제인 cilostazol은 알츠하이머 질병 치료에 새로운 전략이 될 수 있을 것이다.

• 한국임상수의학회지
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• 제30권5호
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• pp.339-345
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• 2013

MAPKs는 다양한 세포자극에 반응하는 중요한 세포신호전달경로이며, 특히 세포의 생존과 사멸과정에 관여한다고 알려져 있다. 그러나 위궤양의 진행에 있어 MAPKs의 세포특이적 활성에 관한 연구결과들에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 이부프로펜에 의해 유도된 위궤양의 진행에 있어 활성화된 MAPKs가 다양한 세포들에 어떻게 분포하는지를 실험하였다. 위궤양 유발은 200 mg/kg 이부프로펜을 하루에 8시간간격으로 3번 투여하였다. 동물부검은 이부프로펜을 투여한 후 24, 48, 72시간에 실시하였고, 위조직은 면역조직화학 및 웨스턴블랏에 사용되었다. 활성화된 p-ERK는 정상 랫드 위점막상피의 위상피증식층에서만 주로 발현되었으나, 이부프로펜을 투여한 후 24시간째에는 위기저부의 벽세포들에서 강하게 발현되었다. 이부프로펜을 투여 후 48시간 경과한 군에 있어서는 위궤양에 인접한 위점막상피 또는 위궤양 기저부의 결합조직에 나타난 신생혈관, 염증세포 및 육아조직에서 p-ERK가 강하게 발현되었다. 반면에 p-JNK는 초기 위점막손상을 나타내는 위표면점막상피와 샘위의 점막상피세포의 핵에서 주로 발현되었다. 점차적으로 p-JNK는 위궤양 기저부의 결합조직내에 침윤된 염증세포, 섬유모세포에서 특히 강하게 염색되었다. P-p38 양성세포는 위점막의 결합조직내에서 분산되어 관찰되었으며, 특히 위궤양 기저부의 결합조직내로 침윤된 대식 세포에 강한 염색성을 나타내었다. 이상의 연구결과는 각각의 MAPK들이 위궤양진행에 있어 특정세포들의 활성화에 관여하는 것으로 보여진다.