• Molecules and Cells
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• 제24권3호
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• pp.378-387
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• 2007

The Bcl-2 family of proteins interacts at the mitochondria to regulate apoptosis. However, the anti-apoptotic Bcl-2 and $Bcl-X_L$ are not completely localized to the mitochondria. In an attempt to generate Bcl-2 and $Bcl-X_L$ chimeras that are constitutively localized to the mitochondria, we substituted their C-terminal transmembrane tail or both the C-terminal transmembrane tail and the adjacent loop with the equivalent regions from Bak or Bax mutant (BaxS184V) as these regions determine the mitochondrial localization of Bak and Bax. The effects of these substitutions on subcellular localization and their activities were assessed following expression in HeLa and CHO K1 cells. The substitution of the C-terminal tail or the C-terminal tail and the adjacent loop of Bcl-2 with the equivalent regions from Bak or the Bax mutant resulted in its association with the mitochondria. This change in subcellular localization of Bcl-2 chimeras triggered cells to undergo apoptotic-like cell death. The localization of this Bcl-2 chimera to the mitochondria may be associated with the disruption of mitochondrial membrane potential. Unlike Bcl-2, the loop structure adjacent to the C-terminal tail in $Bcl-X_L$ is crucial for its localization. To localize the $Bcl-X_L$ chimeras to the mitochondria, the loop structure next to the C-terminal tail in $Bcl-X_L$ protein must remain intact and cannot be substituted by the loop from Bax or Bak. The chimeric $Bcl-X_L$ with both its C-terminal tail and the loop structure replaced by the equivalent regions of Bak or Bax mutant localized throughout the entire cytosol. The $Bcl-X_L$ chimeras that are targeted to the mitochondria and the wild type $Bcl-X_L$ provided same protection against cell death under several death inducing conditions.

• Journal of Chest Surgery
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• 제34권6호
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• pp.447-453
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• 2001

배경: 연부조직 육종의 폐전이의 표준치료법은 폐절제술이지만, 대부분의 폐전이육종은 항암제 투여를 필요로 한다. 항암제 투여는 치료용량에 도달하기전에 발생하는 전신독성으로 인하여 그 효과가 만족스럽지 않다. 연부조직 육종의 항암제로 많이 사용하는 doxorubicin을 폐조직에 직접 투여하면 전신투여시에 비하여 전신독성이 적을 뿐만 아니라 폐에서 10~25배 높은 doxorubicin 농도를 얻을 수 있다. 그러나 이와 같은 고농도 doxorubicin의 암세포에 대한 효과에 대해서는 불명확하다. 대상 및 방법: 본 연구는 methylcholanthrene유도 섬유육종세포주(methylcholanthrene-induced rat fibrosarcoma cell line, MCA 세포)를 여러 농도의 doxorubicin에 24시간 노출한 후 세포독성과 자멸사(apoptosis) 유전자(Fas, FasL, Bax, caspase 1, caspase 2, caspase 8, Bcl-2, Bcl-xL, Bcl-xS) 발현을 살펴보았다. 결과: MCA 세포에 대한 doxorubicin(1-100 $\mu$M)의 세포독성은 용량에 따라서 증가하였으나, 자멸사의 최고치는 5 $\mu$M의 doxorubicin에서 나타났다. 자멸사와 연관된 유전자의 모든 mRNA는 1 $\mu$M에서 대조군에 비해 증가한 후 doxorubicin의 용량이 증가함에 따라 감소하였는데, caspase 8은 5 $\mu$M의 doxorubicin에서도 대조군보다 높은 수치를 보였다. 자멸사와 연관된 단백질은 1 $\mu$M의 doxorubicin에서 가장 높은 수치를 나타낸 후 doxorubicin의 용량이 증가함에 따라 감소하였으나 Bax와 Bcl-xL 단백질은 모든 용량의 doxorubicin에서 대조군과 같거나 높은 수준을 보였다. 결론: 결론적으로 저농도(1-5 $\mu$M)의 doxorubicin에서 자멸사는 MCA세포를 사멸시키는 주된 작용기전이고, 이때에 자멸사와 연관된 유전자 인 Bax, caspase 8, Bcl-xL이 관여되는 것으로 보이며, 그보다 높은 농도의 doxorubicin에서는 자멸사는 억제되지만 MCA 세포에 대한 강력한 세포독성을 보여, 자멸사 이외의 다른 기전이 기여할 것으로 생각된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제20권3호
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• pp.246-252
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• 2002

목적 : 전리 방사선에 의해 유도되는 세포의 apoptosis에서 Fas:Fas ligand 상호 작용의 역할이 보고되고 있다. 본 연구는 Fas 변이를 보이는 Ipr 마우스를 이용하여 in vivo에서 Fas의 발현이 전리 방사선에 의해 유도되는 apoptosis에서 어떤 역할을 하는지 조사하고자 하였다. 대상 및 방법 : Fas의 변이를 보이는 $MRL/Mpj-Fas^{Ipr}$ 마우스와 이의 대조군으로서 MRL/Mpj 마우스를 대상으로 하였다. 마우스는 8주령 웅성으로서 이들에게 전신 방사선을 조사하고 일정 시간 후 비장을 적출하였다. 조직을 hematoxylin-eosin 염색하여 apoptosis 유도 수준을 비교 분석하였다. 또한 apoptosis의 조절 물질인 p53, Bcl-2, Bax, $Bcl-X_L,\;Bcl-X_S$에 대하여 Western blotting을 시행하고 발현수준을 densitometry로 분석하여 관련된 기전을 연구하였다. 결과 : 25 Gy 방사선 조사 후 MRL/Mpj 마우스는 8시간째에 apoptosis가 최대로 많이 일어났고 24시간째에 거의 정상 수준에 가깝게 회복이 되었다. 반면 $MRL/Mpj-Fas^{Ipr}$ 마우스에서는 4시간째에 apoptosis가 최대로 많이 일어났고 8시간째부터 회복되기 시작하였다. MRL/Mpj 마우스의 경우 apoptosis의 최대 유도 수준은 25 Gy 조사 후 8시간째에 $52.3{\pm}7.8%$이었으나, $MRL/Mpj-Fas^{Ipr}$ 마우스는 같은 시간대에 $8.0{\pm}8.6\%$로서 $MRL/Mpj-Fas^{Ipr}$ 마우스에서 apoptosis의 유도 수준이 유의하게 대조군 보다 낮은 것으로 나타났다(p<0.05). 유전물질의 발현에서 25 Gy 방사선 조사후 MRL/Mpj 마우스에서는 p53은 1시간부터 증가를 보여 8시간째에 최대치인 3배를 보였으며, $Bcl-A_L$과 $Bcl-X_S$은 1시간부터 증가를 보여 12시간째에 각각 최대치인 3.3배, 3배를 보였다. 그러나 Bcl-2와 Bax는 뚜렷한 증감을 보이지 않았다. MRL/Mpj 마우스에서 p53, $Bcl-X_L$ 및 $Bcl-X_S$ 등의 발현이 방사선에 의하여 유의하게 증가한 데 반하여 $MRL/Mpj-Fas^{Ipr}$ 마우스에서는 p53, Bcl-2, $Bcl-X_L,\;Bcl-X_S$ 및 Bax 등 분석한 유전자 산물 어느 것도 뚜렷한 증감을 보이지 않았다. 결론 : Fas의 변이가 있는 Ipr 마우스에서 방사선에 의한 apoptosis가 대조군보다 현저하게 낮게 나타났고 이는 방사선에 의한 p53의 유도가 미약한 것과 연관된 것으로 나타났다. 방사선에 의한 apoptosis 유도에 Fas의 역할이 매우 중요한 것으로 보인다.

• 대한한방부인과학회지
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• 제24권2호
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• pp.33-51
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• 2011

Objectives: This study was performed to assess the protective effect of Saengmaek-san (SM) on UVB-induced HaCaT cell damage. Methods: The protective effects of Saengmaek-san(SM) were determined by UVB-induced HaCaT assay. We assessed protective effects of Saengmaek-san (SM) on LDH release and nitrite release from HaCaT. And COX-2, Bcl-2, Bax, $TNF{\alpha}$, c-jun, c-fos, NF-kB, iNOS, Bcl-xL gene expression were determined in HaCaT using real-time PCR method. Results: 1. SM inhibited LDH-release, nitrite production in UVB-exposed HaCaT. 2. SM suppressed the gene expression of COX-2, $TNF{\alpha}$ in UVB-exposed HaCaT. 3. SM increased the gene expression of Bcl-2, Bax, Bcl-xL family protein in UVB-exposed HaCaT. 4. SM suppressed the gene expression of c-jun, c-fos, NF-kB in UVB-exposed HaCaT. Conclusions: The study showed SM inhibited the cell damage in UVB-exposed HaCaT.

• 생명과학회지
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• 제23권10호
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• pp.1252-1259
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• 2013

인간 암세포의 생육에 미치는 혈전용해효소(BK-1)의 영향을 조사하기 위해, 세포증식, 생존력, 형태변화 및 apoptosis 유도 등을 포함한 여러 가지 생화학적 실험을 하였다. 그 결과, AGS 인간 위장 암세포 및 T24 인간 방광 암세포상에의 BK-17 처리는 그 암세포들의 생존력 및 생율을 농도의존적 방법으로 감소시켰다. 현미경 관찰은, BK-17 처리에 의한 항 생육 효과는 막 수축, 세포의 rounding up, apoptotic bodies와 같은 형태학적 변화를 나타내었다. 특히, RT-PCR과 Western blotting data는, BK-17 처리가 항 apoptosis Bcl-2 군들 특히 Bcl-2, and $Bcl-X_L$의 down-regulation 그리고 AGS 세포에서, apoptosis 촉진 매개체 Bax와 Bad의 up-regulation를 유도했다는 것을 보여주었다. BK-17에 의해 유도된 AGS 세포의 apoptosis는 caspase-3, caspase-8 그리고 caspase-9의 단백질가수분해 활성과 관련이 있었다. 이상의 결과를 볼 때, BK-17은 apoptotic cell death의 유도와 밀접한 관련이 있다는 것을 보여주고 있다.

• 대한한방부인과학회지
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• 제24권4호
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• pp.31-49
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• 2011

Objectives: This study was performed to assess the protective effect of Polygonum multiflorum(PM) on UVB-irradiated HaCaT Keratinocytes damage. Methods: The protective effects of Polygonum multiflorum(PM) were determined by UVB-irradiated HaCaT assay. We assessed protective effects of Polygonum multiflorum(PM) on LDH release and nitrite production from HaCaT. COX-2, Bcl-2, Bax, $TNF{\alpha}$, c-jun, c-fos, NF-${\kappa}B$, iNOS, Bcl-xL gene expression were determined in HaCaT using real-time PCR method. Results: 1. PM inhibited LDH Release in UVB-irradiated HaCaT Keratinocytes. 2. PM inhibited Nitrite Production in UVB-irradiated HaCaT Keratinocytes. 3. PM suppressed the Gene Expression of COX-2 in UVB-irradiated HaCaT Keratinocytes. 4. PM increased the Gene Expression of Bcl-2 in UVB-irradiated HaCaT Keratinocytes. 5. PM didn't increase the Gene Expression of Bax in UVB-irradiated HaCaT Keratinocytes. 6. PM suppressed the Gene Expression of $TNF{\alpha}$ in UVB-irradiated HaCaT Keratinocytes. 7. PM suppressed the Gene Expression of c-jun in UVB-irradiated HaCaT Keratinocytes. 8. PM suppressed the Gene Expression of c-fos in UVB-irradiated HaCaT Keratinocytes. 9. PM suppressed the Gene Expression of NF-${\kappa}B$ in UVB-irradiated HaCaT Keratinocytes. 10. PM suppressed the Gene Expression of i-NOS in UVB-irradiated HaCaT Keratinocytes. 11. PM didn't increase the Gene Expression of Bcl-xL in UVB-irradiated HaCaT Keratinocytes Conclusions: In conclusion, these results suggest that PM inhibited the cell damage in UVB-irradiated HaCaT.

• 한국자원식물학회지
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• 제32권4호
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• pp.255-263
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• 2019

본 연구에서는 다양한 약리학적 활성을 가지는 것으로 알려진 감초 열수추출물(GRW)의 항암효능을 알아보기 위하여 인체 방광암 T24 세포에서 생존율 및 증식억제에 미치는 영향과 이와 연관된 apoptosis 유발 여부 및 관련 인자들의 발현 변화를 조사하였다. 먼저 GRW의 처리에 따른 증식억제 정도를 조사한 결과, GRW 처리 농도 의존적으로 생존율 및 증식억제 현상이 나타났으며, 핵의 형태 변화, DNA 단편화 및 apoptosis 유발에 관하여 조사한 결과 역시 GRW 처리 농도 의존적으로 증가됨을 확인할 수 있었다. 이는 GRW의 처리에 의한 암세포의 증식억제 및 형태적 변형이 암세포의 apoptosis 유발과 밀접한 관련이 있음을 시사하여 주는 것으로 사료된다. GRW 처리에 의한 apoptosis 유발에 관여하는 유전자의 탐색을 위하여 apoptosis와 연관성을 가지는 Bcl-2 family에 속하는 유전자의 발현을 조사한 결과 GRW 처리 농도 의존적으로 Bax 단백질의 발현증가와 더불어 Bcl-2 및 Bcl-xL 단백질의 발현감소가 관찰되었다(Fig. 3A). 이는 GRW에 의한 T24 세포의 apoptosis 유발에 Bcl-2 family에 속하는 유전자의 발현 조절이 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다. 또한 GRW의 처리에 따른 MMP의 소실은 미트콘드리아 막의 교란이 유발되었음을 의미하는 것으로, 이러한 MMP 값의 변동은 Bcl-2 family 단백질의 발현 변화에 의한 것이라 추정된다. 한편 Apoptosis에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 caspase(-3/-8/-9)의 발현과 이들의 활성을 억제하는 IAP family (XIAP, cIAP-1, cIAP-2)의 발현에 GRW이 어떠한 영향을 미치는지를 조사한 결과, caspase-3, -8 및 -9의 활성형 단백질 발현 및 정량적 활성증가를 확인하였으며, IAP family 속한 3가지 단백질 모두 발현이 감소하는 것이 관찰되었다. 이상의 결과에서 GRW은 외인적 및 내인적 경로의 개시에 핵심적인 역할을 하는 caspase-8 및 -9의 활성을 모두 증가시켰으며, 이에 따른 caspase-3의 활성증가에 의하여 apoptosis가 유발되었음을 알 수 있었다. 이러한 두 경로의 동시 활성화에는 미트콘드리아의 기능 소실과 Bcl-2 및 IAP family의 발현 변화가 관여하고 있었으며, 특히 Bid의 발현 감소는 GRW에 의한 내인적 경로를 증폭시키는 효과로 작용했을 것이라 추정된다. 방광암의 치료에 보다 효과적인 생리활성을 갖는 물질을 발굴하고 그와 관련된 분자 및 세포수준에서의 기전을 밝히는 것이 중요하기에 본 연구의 결과는 향후 GRW로 수행될 추가 실험을 위한 기초자료로서 그 가치가 매우 높을 것으로 사료된다.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 2002년도 창립10주년기념 및 국립독성연구원 의약품동등성평가부서 신설기념 국재학술대회:생물학적 동등성과 의약품 개발 전략을 위한 국제심포지움
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• pp.113-113
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• 2002

Phylogenetically conserved Bcl-2 family proteins play a pivotal role in the regulation of apoptosis from virus to human. Members of the Bcl-2 family consist of antiapoptotic proteins such as Bcl-2, Bcl-xL, and Bcl-w, and proapoptotic proteins such as BAD, Bax, BOD, and Bok. It has been proposed that anti- and proapoptotic Bcl-2 proteins regulate cell death by binding to each other and forming heterodimers. A delicate balance between anti- and proapoptotic Bcl-2 family members exists in each cell and the relative concentration of these two groups of proteins determines whether the cell survives or undergoes apoptosis. Mcl-1 (Myeloid cell :leukemia-1) is a member of the Bcl-2 family proteins and was originally cloned as a differentiation-induced early gene that was activated in the human myeloblastic leukemia cell line, ML-1 . Mcl-1 is expressed in a wide variety of tissues and cells including neoplastic ones. We recently identified a short splicing variant of Mcl-1 short (Mcl-IS) and designated the known Mcl-1 as Mcl-1 long (Mcl-lL). Mcl-lL protein exhibits antiapoptotic activity and possesses the BH (Bcl-2 homology) 1, BH2, BH3, and transmembrane (TM) domains found in related Bcl-2 proteins. In contrast, Mcl-1 S is a BH3 domain-only proapoptotic protein that heterodimerizes with Mcl-lL. Although both Mc1-lL and Mcl-lS proteins contain BH domains fecund in other Bcl-2 family proteins, they are distinguished by their unusually long N-terminal sequences containing PEST (proline, glutamic acid, serine, and threonine) motifs, four pairs of arginine residues, and alanine- and glycine-rich regions. In addition, the expression pattern of Mcl-1 protein is different from that of Bcl-2 suggesting a unique role (or Mcl-1 in apoptosis regulation. Tankyrasel (TRF1-interacting, ankyrin-related ADP-related polymerasel) was originally isolated based on its binding to TRF 1 (telomeric repeat binding factor-1) and contains the sterile alpha motif (SAM) module, 24 ankyrin (ANK) repeats, and the catalytic domain of poly(adenosine diphosphate-ribose) polymerase (PARP). Previous studies showed that tankyrasel promotes telomere elongation in human cells presumably by inhibiting TRFI though its poly(ADP-ribosyl)action by tankyrasel . In addition, tankyrasel poly(ADP-ribosyl)ates Insulin-responsive amino peptidase (IRAP), a resident protein of GLUT4 vesicles, and insulin stimulates the PARP activity of tankyrase1 through its phosphorylation by mitogen-activated protein kinase (MAPK). ADP-ribosylation is a posttranslational modification that usually results in a loss of protein activity presumably by enhancing protein turnover. However, little information is available regarding the physiological function(s) of tankyrase1 other than as a PARP enzyme. In the present study, we found tankyrasel as a specific-binding protein of Mcl-1 Overexpression of tankyrasel led to the inhibition of both the apoptotic activity of Mel-lS and the survival action of Mcl-lL in mammalian cells. Unlike other known tankyrasel-interacting proteins, tankyrasel did not poly(ADP-ribosyl)ate either of the Mcl-1 proteins despite its ability to decrease Mcl-1 proteins expression following coexpression. Therefore, this study provides a novel mechanism to regulate Mcl-1-modulated apoptosis in which tankyrasel downregulates the expression of Mcl-1 proteins without the involvement of its ADP-ribosylation activity.

• 대한의생명과학회지
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• 제24권1호
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• pp.15-22
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• 2018

Pristimerin is a triterpene compound isolated from plant extracts that reportedly possesses antitumor, antioxidant, and anti-inflammatory activities. The current study was designed to evaluate the antitumor effects of pristimerin on human colon cancer cells. Treatment of the human colon cancer cells, HCT116 and SW480, with pristimerin led to a dose-dependent decrease in cell proliferation. Flow cytometry experiments showed that pristimerin increased cell apoptotic rate and decreased the mitochondrial membrane potential in HCT116 and SW480 cells. Western blot assay showed that pristimerin induced increased cleavage of caspase-3, -7, -8, and poly ADP ribose polymerase. Treatment with pristimerin also caused a marked decrease in the expression of Bcl-2 and Bcl-xL. Additionally, the levels of phosphorylated AKT and forkhead box O3a (FOXO3a) were decreased in pristimerin-treated colon cancer cells. Taken together, our study illustrated that pristimerin promoted apoptosis via the AKT/FOXO3a signaling pathway in colon cancer cells, elucidating that it might be considered as a potential agent for colon cancer therapy.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제80권2호
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• pp.179-186
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• 2017

Background: Although the World Health Organization (WHO) classification of lung squamous cell carcinoma (SCC) was revised in 2015, its clinical implications for lung SCC subsets remain unclear. We investigated whether the morphologic characteristics of lung SCC, including keratinization, were associated with clinical parameters and clinical outcome of patients. Methods: A total of 81 patients who underwent curative surgical resection of diagnosed lung SCC, were enrolled in this study. Attributes such as keratinization, tumor budding, single cell invasion, and nuclear size within the tumor, as well as immunohistochemistry of Bcl-xL and pS6 expressions, were evaluated. Results: The keratinizing and nonkeratinizing subtypes did not differ with respect to age, sex, TNM stage, and morphologic parameters such as nuclear diameter, tumor budding, and single cell invasion at the tumor edge. Most patients with the keratinizing subtype (98.0%) had a history of smoking, whereas the nonkeratinizing group had a relatively higher proportion of never-smokers relative to the keratinizing group (24.0% vs. 2.0%; p=0.008, chi-square test). Expression of pS6 (a surrogate marker of mammalian target of rapamycin complex 1 [mTORC1] signaling that regulates keratinocyte differentiation), and Bcl-xL (a key anti-apoptotic molecule that may inhibit keratinization), did not correlate significantly with the presence of keratinization. Patients with the keratinizing subtype had a significantly shorter overall survival (85.2 months vs. 135.7 months, p=0.010, log-rank test), and a multivariate analysis showed that keratinization was an independent, poor prognostic factor (hazard ratio, 2.389; 95% confidence interval, 1.090-5.233; p=0.030). Conclusion: In lung SCC, keratinization is associated with a poor prognosis, and might be associated with smoking.