Caspase 활성 및 Bid의 발현 저하를 통한 단백질 생성 억제제인 anisomycin의 인체간암세포에서 TRAIL 매개 apoptosis 유발의 활성화

김성윤(Cheng-Yun Jin),박철(Cheol Park),홍수현(Su Hyun Hong),최영현(Yung Hyun Choi) 한국생명과학회 2014 생명과학회지 Vol.24 No.7

Anisomycin은 Streptomyces griseolus에 의하여 생성되는 항생제의 일종으로 flagecidin으로도 알려져 있으며, ribosomal 28S subunit에 결합함으로서 단백질의 생성을 억제하는 것으로 알려져 있다. TRAIL은 ligand로서의 death receptor와의 결합을 통하여 세포의 apoptosis를 유발하는 것으로 알려져 있으나, 많은 암세포에서는 이미 TRAIL에 대한 저항성을 획득하여 TRAIL 유도 apoptosis를 회피하는 능력을 가지고 있다. 본 연구에서는 TRAIL 저항성 Hep3B 간암세포를 대상으로 anisomycin이 TRAIL 매개 apoptosis를 촉진 시킬 수 있는지의 여부를 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면, 단독 처리 조건에서 Hep3B 세포의 증식에 유의적인 영향을 미치는 않았던 anisomycin과 TRAIL의 동시 처리는 anisomycin 처리 농도 의존적으로 세포의 증식을 시켰으며, 이는 caspase 활성화를 통한 apoptosis 유발 증가와 연관성이 있음을 확인하였다. 특히 siRNA를 이용한 Hep3B 세포의 인위적인 Bid 발현의 차단은 anisomycin과 TRAIL 동시 처리군에 비하여 apoptosis 유발능이 더욱 증대시켜 TRAIL 연관 Bid의 truncation을 통한 미토콘드리아 의존적 apoptosis 유발 과정을 anisomycin이 효과적으로 촉진시켰음을 보여주었다. 따라서 본 연구의 결과는 anisomycin과 TRAIL의 동시 처리는 TRAIL 저항성 암세포의 사멸을 촉진시킬 수 있는 효과적인 방법임을 의미한다. Anisomycin, also known as flagecidin, is an antibiotic produced by Streptomyces griseolus that inhibits protein synthesis by binding to the ribosomal 28S subunit. The tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) is a protein that induces apoptotic cell death. TRAIL primarily causes apoptosis in tumor cells by binding to death receptors. Many human cancer cell lines are refractory to TRAIL-induced cell death. In this study, we investigated whether anisomycin could enhance TRAIL-mediated apoptosis in TRAIL-resistant human hepatocarcinoma Hep3B cells. Treatment with anisomycin and TRAIL alone did not reduce cell viability in Hep3B cells. However, in the presence of TRAIL, the anisomycin concentration dependently reduced the cell viability. Our results indicate that anisomycin sensitizes Hep3B cells to TRAIL-mediated apoptosis and that this occurs, at least partly, via caspase activation. Interestingly, Bid knockdown by small interfering RNA significantly reduced the induction of apoptosis in combination with anisomycin and TRAIL, indicating that anisomycin effectively acts to lower the threshold at which TRAIL-mediated truncated Bid triggers the mitochondrial-mediated apoptosis program in Hep3B cells. Therefore, the use of TRAIL in combination with anisomycin might provide an effective therapeutic strategy for the safe treatment of some TRAIL-resistant cancer cells.

Sarijang Enhances Maturation of Murine Bone Marrow-Derived Dendritic Cells

Cheng-Yun Jin(김성윤),Min Ho Han(한민호),Cheol Park(박철),Hye Jin Hwang(황혜진),Eun-A Choi(최은아),Yung Hyun Choi(최영현) 한국생명과학회 2011 생명과학회지 Vol.21 No.12

수지상세포(DCs)는 항원을 섭취하여 말초조직에서 lymphoid 기관으로 이동하는 특화된 항원제시세포(APCs)로서 미성숙 T 세포를 자극함으로서 일차적 면역반응에 중심적인 역할을 하기 때문에 DC의 성숙에 대한 조절은 면역학적 치료 접근에 매우 중요한 부분이다. 본 연구에서는 서목태 발효 산물이 주 원료인 사리장에 의한 DC의 성숙 유도 가능성을 조사하기 위해 GM-CSF와 IL-4를 이용하여 골수 유래 수지상세포(BMDCs)를 대상으로 DC의 성숙에 관여하는 주요 인자들의 발현에 미치는 영향을 LPS 처리군과 비교하였다. 사리장은 처리농도 의존적으로 표면 수용체인 CD80 및 CD86의 발현을 증가시켰으나, CD80 발현 증가에 더 유의적이었다. 또한 사리장은 MHC I 보다 MHC II의 발현을 현저하게 증가시켰으며, 이러한 결과는 사리장이 DC의 성숙을 위한 적용에 매우 유의적으로 사용될 수 있을 가능성과 면역활성 효능을 가질 수 있음을 의미하는 것이다. Dendritic cells (DCs) are professional antigen-presenting cells playing key roles in immune sentinels as initiators of T-cell responses against microbial pathogens and tumors. Sarijang, a folk sauce containing extracts of Rhynchosia nulubilis, Ulmus davidiana roots, Allium sativum, and Rhus Verniaiflura bark, has been used as a nonspecific immunostimulant for cancer patients. However, little is known about its immunomodulating effects or their mechanisms. In this study, we investigated whether sarijang induces phenotypic and functional maturation of DCs. For this study, murine bone marrow-derived myeloid DCs were cultured in the presence of interleukin-4 (IL-4) and granulocyte-macrophage colony stimulating factor (GM-CSF), and the generated immature DCs were stimulated with sarijang or lipopolysaccharide (LPS). Our data indicated that sarijang significantly enhanced the expression of co-stimulatory molecules (CD80 and CD86) as well as major histocompatibility complex (MHC) II, as did LPS. The results provide new insight into the immunopharmacology of sarijang and suggest a novel approach to the manipulation of DC for therapeutic application.

Enhancement of TRAIL-Mediated Apoptosis by Genistein in Human Hepatocellular Carcinoma Hep3B Cells: Roles of p38 MAPK Signaling Pathway

김성윤(Cheng-Yun Jin),박철(Cheol Park),박상은(Sang-Eun Park),홍상훈(Sang-Hoon Hong),최영현(Yung Hyun Choi) 한국생명과학회 2011 생명과학회지 Vol.21 No.11

TRAIL은 다양한 암세포에서 apoptosis를 유발하는 것으로 알려져 있으나 간암세포를 포함한 일부 암세포에서 TRAIL 저항성이 획득된 것으로 보고되어지고 있다. 대두의 대표적인 생리활성 물질인 isoflavonoid계열 genistein은 이미 많은 암세포에서 apoptotic 효능을 가진 것으로 알려져 있으나 TRAIL에 의한 apoptosis 유도에 미치는 영향과 기전에 대한 연구는 여전히 미비한 실정이다. 본 연구에서는 TRAIL 저항성을 가진 Hep3B 간암세포에서 TRAIL에 의한 apoptosis 유도를 genistein이 더욱 상승시킬 수 있음을 보고하고자 한다. 본 연구의 결과에 의하면, Hep3B 세포에 세포독성을 보이지 않는 범위의 genistein에 의한 TRAIL 유도 apoptosis 상승효과는 미토콘드리아의 기능 손상과 연관성이 있었다. 또한 genistein과 TRAIL 복합처리에 의한 apoptosis 유도는 p38 MAPK 활성 저하로 더욱 상승하였으며, 이는 Bid의 truncation 증가, pro-apoptotic 단백질인 Bax의 발현 증가와 anti-apoptotic Bcl-2의 발현 감소 및 미토콘드리아에서 세포질로의 cytochrome c 유출의 증가와 연관성이 있었다. 또한 p38 MAPK 억제제는 genistein 및 TRAIL 복합처리에 의한 caspase의 활성 증가와 PARP 단백질의 단편화를 촉진시켰으며, 이는 미토콘드리아의 기능적 손상 증가에 의한 것임을 알 수 있었다. 따라서 본 연구의 결과는 genistein이 TRAIL에 의한 apoptosis 유도를 효과적으로 증가시킬 수 있으며, 이러한 과정이 p38 MAPK 의존적으로 이루어짐을 알 수 있었다. Tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL) can selectively induce apoptosis in many types of transformed cells; however, some human hepatocellular carcinoma cells are particularly resistant to the effects of TRAIL. Although genistein, a natural isoflavonoid phytoestrogen, has been shown to have pro-apoptotic activity against human cancer cell lines, little is known about the mechanism of genistein in terms of TRAIL-induced apoptosis. In the present study, it was investigated whether or not combined treatment with genistein and TRAIL synergistically induced apoptosis in Hep3B hepatocarcinoma cells. Results indicate that treatment with TRAIL in combination with non-toxic concentrations of genistein sensitized TRAIL-resistant Hep3B cells to TRAIL-induced apoptosis, which was associated with mitochondrial dysfunction. Further, the inhibition of p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) activation markedly decreased genistein and TRAIL-induced cell viability and apoptosis by enhanced truncation of Bid, increase of pro-apoptotic Bax, decrease of anti-apoptotic Bcl-2, and release of cytochrome c from mitochondria to cytoplasm. Activation of caspases and degradation of poly (ADP-ribose) polymerase induced by the combined treatment was also markedly increased by the inhibition of p38 MAPK, through the mitochondrial amplification step. In conclusion, our data suggest that genistein sensitizes TRAIL-induced-apoptosis via p38 MAPK-dependent pathway.

보문 : 교잡된 Cordyceps militalis 균주의 RAPD 분석 및 생리활성물질인 cordycepin 함량 측정

정진우 ( Jin Woo Jeong ),김성윤 ( Cheng Yun Jin ),김문옥 ( Mun Ock Kim ),이재윤 ( Jae Yun Lee ),최영현 ( Yung Hyun Choi ),이재동 ( Jae Dong Lee ) 韓國菌學會 2009 韓國菌學會誌 Vol.37 No.1

인체 전립선 상피세포에서 HDAC 저해제 trichostatin A의 caspase 및 NF-κB의 활성화를 통한 apoptosis 유도

박철(Cheol Park),김성윤(Cheng-Yun Jin),최병태(Byung Tae Choi),이원호(Won Ho Lee),최영현(Yung Hyun Choi) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.3

본 연구에서는 인체전립선 상피세포인 267B1 세포에서 HDAC 저해제인 TSA에 의한 증식억제가 apoptosis 유도에 의한 것임을 제시하였다. 이러한 TSA에 의한 267B1 세포의 apoptosis에는 c-IAP-1 및 c-IAP-2와 같은 IAP family의 발현감소가 동반되었으나 Bax 및 Bcl-2와 같은 Bcl-2 family의 발현에는 큰 변화가 없었다. 그리고 TSA에 의한 267B1 세포의 apoptosis는 caspase의 활성에 의한 표적 단백질들의 분해와 연관성이 있었다. 또한 TSA에 의한 apoptosis 유도에서 NF-κB의 활성이 증가된다는 것을 세포질에서 NF-κB의 핵 내로의 이동에 따른 전사활성의 증가 현상에 의한 것임을 다양한 방법으로 제시하였다. 본 연구의 결과는 TSA와 같은 HDAC 저해제에 의한 apoptosis 유도에는 NF-κB의 활성 증가가 동반될 수 있음을 보여주는 결과로서 HDAC 저해제의 항암활성에 대한 NF-κB의 새로운 역할 가능성을 제시하여 주는 것으로서 이에 관한 추가적인 연구의 필요성을 제시하였다. Histone deacetylases (HDACs) inhibitors have emerged as the accessory therapeutic agents for various human cancers, since they can block the activity of specific HDACs, restore the expression of some tumor suppressor genes and induce cell differentiation, cell cycle arrest and apoptosis in vitro and in vivo. In the present study, we investigated that the effect of trichostatin A (TSA), an HDAC inhibitor, on the cell growth and apoptosis, and its effect on the nuclear factor-kappaB (NF-κB) activity in 267B1 human prostate epithelial cells. Exposure of 267B1 cells to TSA resulted in growth inhibition and apoptosis induction in and dose-dependent manners as measured by fluorescence microscopy, agarose gel electrophoresis and flow cytometry analysis. TSA treatment inhibited the levels of IAP family members such as c-IAP-1 and c-IAP-2 and induced the proteolytic activation of caspase-3, -8 and -9, which were associated with concomitant degradation of poly (ADP-ribose)-polymerase, β-catenin and laminin B proteins. The increase in apoptosis by TSA was connected with the translocation of NF-κB from cytosol to nucleus, increase of the DNA binding as well as promoter activity of NF-κB, and degradation of cytosolic inhibitor of κappaB (IκB)-α protein. We therefore concluded that TSA demonstrated anti-proliferative and apoptosis-inducing effects on 267B1 cells in vitro, and that the activation of caspases and NF-κB may play important roles in its mechanism of action. Although further studies are needed, these findings provided important insights into the possible molecular mechanisms of the anti-cancer activity of TSA.

인체 암세포에서 genistein에 의한 cyclooxygenase-2 및 telomerase의 활성 저하

김정임(Jung Im Kim),김성윤(Cheng-Yun Jin),서민정(Min-Jeong Seo),임학섭(Hak-Seob Lim),이영춘(Young-Choon Lee),주우홍(Woo-Hong Joo),최병태(Byung Tae Choi),정영기(Yong Kee Jeong),최영현(Yung Hyun Choi) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.6

본 연구에서는 대두의 대표적인 생리활성 물질인 genistein의 처리에 따른 암세포의 증식억제에서 telomerase 및 COX-2 활성의 변화 연관성을 조사하였다. 이를 위하여 4가지 종류의 암세포주를 사용하였으며, genistein 처리에 의하여 암세포들의 증식억제에서 백혈병 세포인 U937 세포의 감수성이 감장 높게 나타났으며, genistein 처리에 따라 telomere 조절인자들의 발현이 대부분 억제되었으며, telomerase의 활성도 매우 유의적으로 감소되었다. 또한 genistein 처리 농도가 증가함에 따라 COX-2의 발현이 전사 및 번역 수준에서 모두 감소되었으며 이에 따른 PGE2의 생성 역시 현저하게 감소되었으나, COX-1의 발현에는 큰 변화가 없었다. 이러한 결과들은 genistein의 항암 활성을 이해하는 귀중한 자료로서 활용될 것으로 생각된다. Genistein, an isoflavone in soybean products, is a potential chemopreventive agent against various types of cancer. There are several studies documenting molecular alterations leading to cell cycle arrest at G2/M phase and induction of apoptosis; however, its mechanism of action and its molecular targets on the prostaglandin E₂ (PGE₂) production and telomere length regulation in human cancer remain unclear. In this study, we investigated the effect of genistein on the levels of cyclooxygenases (COXs) and telomere regulatory components of several human cancer cell lines (T24, human bladder carcinoma cells; U937, human leukemic cells; AGS, human stomach adenocarcinoma cells and SK-MEL-2, human skin melanoma cells). Genistein treatment resulted in the inhibition of cancer cell proliferation in a concentration-dependent manner. It was found that genistein treatment markedly decreased the levels of COX-2 mRNA and protein expression without significant changes in the expression of COX-1, which was correlated with a decrease in PGE₂ synthesis. Genistein treatment also partly inhibited the levels of human telomerase reverse transcriptase (hTERT) as well as human telomerase RNA (hTR) and telomerase-associated protein (TEP)-1, and the activity of telomerase. Taken together, these findings provide important new insights into the possible molecular mechanisms of the anti-cancer activity of genistein.

PMA에 의해 유도된 Egr-1, NF-κB 및 COX-2의 활성에 미치는 지금초 추출물의 영향

김태환(Tae Hwan Kim),김성윤(Cheng Yun Jin),박상은(Sang Eun Park),김원일(Won Il Kim),박동일(Dong Il Park),김기영(Gi Young Kim),김남득(Nam Deuk Kim),홍상훈(Sang Hoon Hong),최영현(Yung Hyun Choi) 한의병리학회 2008 동의생리병리학회지 Vol.22 No.2

약용버섯의 계통분류 및 국내유통 Inonotus속내 종간 구별을 위한 신속동정법 개발

김성윤 외 한국버섯학회 2005 한국버섯학회지 Vol.3 No.2

국내유통약용버섯의 분류체계를 확립하고 이들 속 및 종간의 유연관계확립을 위하여 계통학적 정보를 지니고 있는 ITS부위의 염기서열을 밝히고 ITS1과 ITS2부위의 다양한 염기서열을 이용하여 분류학적 위치를 확립하였고, 시판 I. obliquus 종의 진위여부와 계통분류학적인 유연관계 확립 및 종 특이적인 유전자 탐침을 개발하였다. 본 연구의 조사결과에 의하면, 약용버섯으로 주로 시판되고 있는 국내유통균주는 총 6개의 속(Phellinus, Inonotus, Sparassis, Fomes, Ganoderma, Hericium)으로 나누어짐을 알 수 있었고 그 중에서 기존에 잘 알려진 상황버섯과 최근 들어 수입양이 급증하고 있는 차가버섯이 대부분을 차지하고 있는 것으로 확인되었다. 본 연구에 사용되어진 일명 차가버섯으로 유통 중인 15개 제품 중 중국에서 수입되어진 59번 균주가 P. pini로 확인되었으며 일본에서 수입되어진 51, 52번 균주가 P. baumii와 P. linteus와 유사종 혹은 동일종으로 확인되었다. 한편 I. rheades(AY237731)와 I. radiatus(AY354217) 및 F. fomentarius(AY354213)는 NCBI 등록 시 문제점이 있는 것으로 사료되며 본 실험에서 조사되어진 30번 균주 F. fomentarius가 정확한 말굽버섯인 것으로 사료된다. The Aphyllophorales is a large order containing about 2,000 known species. Many of these are the bracket and coral fungi. The vast majority of these fungi are saprophytic on the plant debris. Many species are significant in decomposing plant remains, as they are able to digest cellulose or lignin that occurs in plant cell walls. Many of these fungi have been involved in everyday human affairs. A few were used medicinally by the Greeks and Romans as a remedy for many complaints, including colic, fractured limbs and bruises. Other bracket fungi have been used as curry combs for horses, as snuff, as razor strops and as a source of dye for clothing. The texture of the basidiocarp may be similar to that of cork, wood, leather, paper, or cartilage. Unlike the basidiocarps of the Order Agaricales, the basidiocarps of the Aphyllophorales are not fleshly and moist. Division of the members of the Aphyllophorales into genera was originally made on the basis of gross morphology of the basidiocarp and hymenium and Donk(1964) recognizes 22 families in this order. The species and genus whose typical in Aphylloporales were listed in Table. with related information. The ITS region sequence of some genus were found by BLAST search. Sequences retrieved from GenBank were visually aligned by the program CLUSTAL G. As a result, the medicinal mushroom was separated in four groups. In this multiple alignment, the sequence analysis among Fomes group, Inonotus group and Phellinus group showed high genetic similarity except Hericium group and Sparassis group.