Identification of differentially expressed proteins in the bacterial biofilm

강치덕,최점일,Kang, Chi-Dug,Choi, Jeam-Il The Korean Academy of Periodontoloy 2005 Journal of Periodontal & Implant Science Vol.35 No.2

본 연구는 치주낭에 biofilm형태로 부착되어 질환을 유발시키고 항생제 빚 항균제에 저항을 일으키는 세균 독성요소를 규명하기 위해 시행된 기초연구이다. 치주질환의 주 병원균의 하나인 Porphyromonas gingivalis 381 biofilm의 세포외막에 특이하게 발현되는 단백질을 규명하기 위한 기초적인 자료를 얻기 위해 시행하였다. Porphyromonas gingivalis 381을 통상적인 세균 배양용 broth를 사용하여 혐기성 세균 배양기로 24시간 배양한 것을 대조군으로 하고, tissue culture plate를 이용하여 혐기성 배양조건 하에서24시간동안 biofilm을 형성하여 실험군으로 설정하였다. 세균을 수획하여 세포외막을 분리하고 isotonic isoelectric focusing을 시행한 결과 주로 약 20-30 kilodaltons에 해당하는 수종의 세균세포막 단백질이biofilm으로 배양한 세균에서 더 상승적으로 발현됨이 관찰되었고, 상이한 수종의 단백질도 planktonic culture broth로 배양한 세균에서 다 상승적으로 발현됨을 관찰할 수 있었다. 이것은 세균의 배양조건과 환경에 따라 그 외막 단백질이 서로 다르게 발현됨을 입증하는 기초적인 자료로서 향후 단백질의 동정과 성격을 규명하는 근간 실험으로 추진할 계획이다.

귀화식물, 돼지풀(Ambrosia artemisiifolia)의 초기군락유형

서원덕, 강치욱, 이종운 영남대학교 기초과학연구소 2000 基礎科學硏究 Vol.20 No.-

At the area of Ragweed(Ambrosia artemisiifolia) dominated Kyongsan, Yeongcheon and Taegu city we made the vegetation table based on Braun-Blanquet method on 100 plots from April to October 1999. Through the interspecies affinities, DECORANA and TWINSPAN methods we anlized the developing ragweed vegetation and soil properties of investigated plots. Communities of the investigated area were Ambrosia artemisiifolia community, Humulus japonicus community, Setaria viridis community, Artemisia princeps-Erigeron conadensis community, Amphicarpaea edgeworthii community, Echinochloa crus-galli community, Ambrosia artemisiifolia-Artemisia princeps community, Erigeron conadensis-Ambrosia artemisiifolia community, Tagetes minuta-Ambrosia artemisiifolia community, Artemisia princeps community and Miscanthus sacchariflorus community, and the number of species comosed were 108. Coverage of the herb layers were 85 - 100%. Soil properties of investigated area were pH 6.91, 1.05% of organic matter, 0.048cmol/kg of K, 2.57cmol/kg of Ca, and 5.57cmol/kg of Mg. Contents of Mn, Fe, Cu, Zn and Cr were under the level of natural contents. Through the interspecies affinities analysis it showed 1 big species group of Ambrosia artemisiifolia, Humulus japonicus and 57 species. The whole investigated area with 20 sites were divided into 3 communities by the methods of classification and ordination.

Effects of Regional Hyperthermia with Moderate Temperature on Cancer Treatment

Chi-Dug Kang(강치덕),Sun-Hee Kim(김선희) 한국생명과학회 2016 생명과학회지 Vol.26 No.9

중등도 온열요법이 종양세포에 대한 세포독성, 종양혈관에 미치는 영향 및 면역학적 영향 등 다양한 항종양 활성을 가지고 있음에도 불구하고, 중등도 온열요법은 그 자체만으로는 항암효과가 뚜렷하지 않아, 방사선치료나 항암제 치료와 병용하여 암치료에 사용되고 있으면서, 심각한 부작용이 없이 어느 정도의 긍정적인 효과를 보이고 있다. 모든 연구에서 긍정적인 결과를 보이지 못한 것은 열충격 반응 그 자체가 온열요법의 항암효과를 방해하기 때문이다. 그러므로 온열요법의 효과를 증가시키기 위해서는 온열요법의 항암효과에 대한 부정적인 영향을 제거해야 한다. 암세포뿐만 아니라 혈관, 면역 세포 및 결체조직 등을 포함하고 있는 종양조직의 열 스트레스에 대한 반응은 매우 복잡하지만, 임상적으로 사용되고 있는 약물 중 열 스트레스 반응을 조절할 수 있는 약물들이 암환자의 온열요법 치료 효과를 개선시킬 수 있는 지에 대한 연구가 필요하다. 이 종설에서는 현재 임상에서 사용하고 있는 온열요법 장치로서 최신의 기술이며, 중등도 온도가 정상 조직에 대한 부작용 없이 기존 치료법의 효과를 증가시킬 수 있기 때문에, 비침습적 체외용 고주파 중등도 온열요법을 중심으로 다룬다. Despite that moderate hyperthermia can exert various antitumor activities such as direct cytotoxic effects on tumor cells, effects on tumor vasculatures and immunological effects, hyperthermia has been usually combined with radiotherapy or chemotherapy due to its limited efficacy in cancer treatment, showing some positive clinical benefits with generally well-tolerated side effects. Since heat shock responses itself can interfere with the anti-tumor effects of hyperthermia, not all of these studies might have demonstrated positive clinical outcomes in cancer patients. Therefore, the negative anti-tumor effect of hyperthermia should be reduced to enhance the effectiveness of hyperthermia. Although the responses to heat stress of tumor tissues containing vessels, immune cells, connective tissues as well as cancer cells, are very complicated, it is needed to study in the near future if some clinically available drugs, which can modulate heat stress responses, can improve the efficacy of hyperthermia in patients with cancer. In this review, the effect of clinical hyperthermia centered on non-invasive external hyperthermia using radiofrequency at moderate temperature will be discussed, since it is the state-of-the-art technology in the current clinical practice of hyperthermia, and a moderate operational temperature is used to increase the therapeutic effectiveness of conventional therapy without additional toxicity to normal tissues.

귀화식물, 만수국아재비(Tagetes minuta)의 초기군락유형

이종운,강치욱,박희은,서원덕 嶺南大學校基礎科學硏究所 1999 基礎科學硏究 Vol.19 No.-

본 연구는 귀화식물인 만수국아재비(Tagetes minuta)가 집중적으로 출현하는 경북 영천지역과 경주지역에서 Braun-Blanquet의 방법으로 1998년 4월부터 10월까지 130개 방형구에 대한 식생조사를 수행한 후, x^2- Test, DECORANA, TWINSPAN의 분석기법을 이용하여 만수국아재비의 초기군락유형을 분석하고자 하였다. 조사된 식물군락들은 Tagetes minuta community, Persicaria hydropiper-Tagetes minuta community, Tagetes minutg-Lespedeza cuneata community, Tagetes ninuta-Lactuca serriola community, Echinochloa crus-galli var. oryzicola community, Amphicarpaea edgeworthii community, Amphicarpaea edgeworthii-Humulus japoricus ommunity, Humulus japonicus community, Persicaria thunbergii community, Kummerowia mtipulacea- Amphicarpaea edgeworthii community, Erigeron canadensis community의 12개 군락이었고, 총 출현종수는 97종으로 나타났으며, 초본층의 식피율은 75~100%이었다. 종간 친화력분석결과, Artemisia princeps, Tagetes minuta, Bidens frondosa 외 33종으로 구성된 하나의 큰 종군과, Humulus japonicus 외 6종으로 구성된 다른 하나의 작은 종군으로 구분되었다. 분류법과 서열법을 수행한 결과, 26개 지역은 네 개의 그룹으로 나누어졌다. Early developing community composition of a naturalized plant, Tagetes minuta, was analyzed by x^2_Test, TWINSPAN, and DECORANA treatment on the base of data obtained from 130 quadrats by Braun-Blanquet method, in Yongch'on and Keungju areas of Keungbuk province from April to October 1998. The vegetation of investigated area was divided into 12 communities: Tagetes minuta community, Persicaria hydropiper-Tagetes minuta community Tagetes miuta-Lespedeza cuneata commumity, Tagetes minuta Lactuca serriola community Echinochloa crus-galli Var. oryzicola community, Amphicarpaea edgeworthii Community Amphicarpaea edgeworthii-Humulus japonicus community, Humulus japonicus community Persicaria thubergii community, Kummerowia stipulacea-Amphicarpaea edgeworthii community and Erigeron canadensis community. a total of 97 species was found in whole investigated area and coverage of hurb layer was 70~100%. The plexus diagram by the affinity analysis showed two species groups of Artemisia princeps, Tagetes minuta, and Bidens frondosa with 33 species and Humulus japonicus with 7 species. The 26 surveyed areas were divided into 4 groups by TWINSPAN and DECORANA.

Enhancing the Anti-cancer Activity of Non-steroidal Anti-inflammatory Drug and Down-regulation of Cancer Stemness-related Markers in Human Cancer Cells by DAPT and MHY2245

문현정,강치덕,김선희 한국생명과학회 2022 생명과학회지 Vol.32 No.3

This study investigated the mechanisms underlying the anti-cancer effects of non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) in human cancer cells in combination with either N-[N-(3, 5-difluorophenacetyl)-L-alanyl]-S-phenylglycine t-butyl ester (DAPT), a γ-secretase inhibitor, or MHY2245, a new synthetic sirtuin 1 inhibitor. The results showed both DAPT and MHY2245 as novel chemosensitizers of human colon cancer KM12 and human hepatocellular carcinoma SNU475 cells to NSAIDs involving celecoxib and 2, 5-dimethyl celecoxib. The NSAID-induced cytotoxicity of these cells was significantly increased by DAPT and MHY2245 in a cyclooxygenase-2 independent manner. In addition, DAPT and MHY2245 reduced levels of p62, Notch1 intracellular domain, and multiple cancer stemness (CS)-related markers including Notch1, CD44, CD133, octamer-binding transcription factor 4, mutated p53 and c-Myc. However, the level of activating transcription factor 4 (ATF4) was enhanced, probably indicating the down-regulation of multiple CS-related markers by DAPT or MHY2245- mediated autophagy induction. Moreover, the NSAID-mediated reduction of p62/nuclear factor erythroid-derived 2-like 2 and CS-related marker proteins and the up-regulation of C/EBP homologous protein (CHOP)/ATF4 were accelerated by DAPT and MHY2245. As such, the combination of NSAID and either DAPT or MHY2245 resulted in higher cytotoxicity than NSAID alone by accelerating the down-regulation of multiple CS-related markers and PARP activation, indicating that both inhibitors promote NSAID-mediated autophagic cell death, possibly through the CHOP/ATF4 pathway. In conclusion, either combination strategy may be useful for the effective treatment of human cancer cells expressing CS-related markers.

세균성 바이오필름-특이 발현 단백질의 규명

최점일,강치덕 대한치주과학회 2005 Journal of Periodontal & Implant Science Vol.35 No.2

본 연구는 치주낭에 biofilm형태로 부착되어 질환을 유발시키고 항생제 및 항균제에 저항을 일으키는 세균 독성요소를 규명하기 위해 시행된 기초연구이다. 치주질환의 주 병원균의 하나인 Porphyromonas gingivalis 381 biofilm의 세포외막에 특이하게 발현되는 단백질을 규명하기 위한 기초적인 자료를 얻기 위해 시행하였다. Porphyromonas gingivalis 381을 통상적인 세균 배양용 broth를 사용하여 혐기성 세균 배양기로 24시간 배양한 것을 대조군으로 하고, tissue culture plate를 이용하여 혐기성 배양조건 하에서24시간동안 biofilm을 형성하여 실험군으로 설정하였다. 세균을 수획하여 세포외막을 분리하고 isotonic isoelectric focusing을 시행한 결과 주로 약 20-30 kilodaltons에 해당하는 수종의 세균세포막 단백질이biofilm으로 배양한 세균에서 더 상승적으로 발현됨이 관찰되었고, 상이한 수종의 단백질도 planktonic culture broth로 배양한 세균에서 다 상승적으로 발현됨을 관찰할 수 있었다. 이것은 세균의 배양조건과 환경에 따라 그 외막 단백질이 서로 다르게 발현됨을 입증하는 기초적인 자료로서 향후 단백질의 동정과 성격을 규명하는 근간 실험으로 추진할 계획이다.

Association of DNA-dependent protein kinase w ith hypoxia inducible factor-1 and its im plication in resistance to anticancer drugs in hypoxic tumor cells

엄지현,강치덕,배재호,신진구,김도완,김동완,정병선,김선희 생화학분자생물학회 2004 Experimental and molecular medicine Vol.36 No.3

Tumor hypoxia contributes to the progression of a malignant phenotype and resistance to ioniz-ing radiation and anticancer drug therapy. Many mediated by expression of specific set of genes whose relation to therapy resistance is porly understod. In this study, we revealed that DNA-dependent protein kinase (DNA-PK), which plays a crucial role in DNA double strand break repair, would be involved in regulation of hypoxia inducible factor-1 (HIF-1). HIF-1β-defi-cient cells showed constitutively reduced ex-presion and DNA-binding activity of Ku, the regulatory subunit of DNA-PK. Under hypoxic condition, the expresion and activity of DNA- increase in HIF-1α expresion. Our result also demonstrated that DNA-PK could directly in-teract with HIF-1, and especially DNA-PKcs, the catalytic subunit of DNA-PK, could be involved in phosphorylation of HIF-1α, suggesting the posibility that the enhanced expresion of DNA- PK under hypoxic condition might atribute to modulate HIF-1α stabilization. Thus, the corel-ated regulation of DNA-PK with HIF-1 could cells, and it provides new evidence for developing therapeutic strategies enhancing the efficacy of cancer therapy in hypoxic tumor cells.

5-Fluorouracil-1-yl-3-butanone의 항암제 내성 극복에 관한 연구

서보정,허경,강치덕,김선희,정병선,김정균 부산대학교 유전공학연구소 1994 분자생물학 연구보 Vol.10 No.-

암화학요법에 대한 암세포의 약제내성을 극복하기 위한 하나의 방법으로 항암제와 그 유사체의 병용에 의한 항종양 활성의 향상이 시도되고 있다. 5-FU는 유암, 자궁암,위암 등에 사용되고 있는 fluorinated pyrimidine계 항암제이나, 암세포의 5-FU에 대한 내성이 치료에 장애가 되고 있다. 5-FU의 항종양 활성의 향상과 내성극복을 위하여 5종의 5-FU 유도체에 대하여 MTT방법으로 5-FU와의 병용에 의하여 5-FU의 활성증강을 시키는 물질을 조사한 바, 신합성물질인 5-Fouirouracil-1-yl-3-butanone(5-FUBO)에 의한 5-FU의 세포독성 증강효과가 5-FU에 감수성인 암세포에서 보다 내성인 암세포에서 병용효과가 높았으며, 5-FU뿐만아니라 임상적으로 사용되고 있는 항암제인 VCR, VBL과의 병용효과를 나타내는 흥미있는 현상을 발견하였다. 이 합성물질에 의한 VCR 내성극복은 항암제 다제내성세포를 사용하여 조사한 바, VCR과 상기의 합성물질인 5-FUBO(o.1㎍/㎖)의 병용에 의한 VCR 내성극복 정도는 다제내성도가 낮은 암세포에서는 2.4배를 나타내었으며 다제내성도가 높은 세포에서는 11배로서 그 효과가 현저히 높은 것으로 확인하였다. 이와 같이 5-FUBO는 5-FU뿐만 아니라 vinca alkaloid계 항암제인 VCR, VBL과의 병용효과를 나타내는 매우 흥미있는 합성물질로서, 이 물질이 항암제 다제내성 변이주에서 발현하는 MDR1 유전자의 발현을 농도의존적으로 억제하였다. The potentiation effect of anticancer agents by their analogues is one of the possible strstergies for overcoming cellular resistance to chemotherapy. 5-Fouirouracil(5-FU)is a fluorinated pyrimidine which has been used in the treatment of gastrointestinal, breast and ovarian cancers. In attempts to improve the efficasy of 5-FU and overcome 5-FU resistance, We enaluated the sensitizing effect om 5-FU-induced cytotoxicity of various newly synthesized 5-FU derivatives by means of a colormetric MTT assay. 5-Fouirouracil-1-yl-3-butanone(5-FUBO), a newly synthesized 5-FU derivative, potentiates the cytotoxicity of 5-FU in 5-FU resistant mutant to a greater extent than drug-sensitive parental cells. Also, it potentiates the cytotoxic activity of clinically useful antitumor agents such as vincristine(VCR) and vinblastine(VBL). Overcoming by VCR resistance by 5-FUBO was investigated by using multidrug resistant (MDR) cells, VCR cytotoxicity was potentiated 2.4 fold in low-grade MDR cells compared with parental cells by 5-FUBO at o.1㎍/㎖ . In MDR P388(P388/M) cells, 5-FUBO gene inhibited the epression of MDR1 gene in dose-dependent manner. It may be noteworthy the cytotoxicity of structurally different anticancer agents were more potentiated drug resistant mutant to a greater extent than the parental cells.

Expression of DNA-dependent Protein Kinase and Its Relationship with Epidermal Growth Factor Receptor Signaling in Metastatic Cancer Cell Lines

황지영,김선희,강치덕,윤만수,Hwang Jee Young,Kim Sun Hee,Kang Chi Dug,Yoon Man Soo Korean Society of Life Science 2005 생명과학회지 Vol.15 No.3

암세포의 유전적 불안정성은 부적절하게 활성화된 DNA수복경로와 관련되어 있다. 전이성 암은 높은 유전적 불안정성을 나타내는데, 이와 관련하여 본 연구에서는 전이성 암세포에서의 중요한 DNA수복 단백질의 하나인 DN의존성 단백질 키나아제(DNA-PK)의 발현 변화를 조사하였다. 여러 종류의 전이도가 다른 암세포들을 대상으로 한 실험에서 전이성 암세포들은 각각의 모세포에 비하여 DNA-PK 성분의 조절 소단위인 Ku70/80의 발현 및 Ku의 DNA 결합 활성이 증강되어 있었다. 또한 DNA-PK의 촉매 소단위인 DNA-PKcs의 발현 및 whole DNA-PK복합체의 kinase의 활성도 전이도가 큰 암세포에서 그 모세포보다 증강되어 있음을 알 수 있어, 전이성 암세포의 증강된 DNA수복능은 부적절한 DNA수복을 일으켜 암의 진행 및 전이를 촉진시키는 원인이 될 수 있음을 시사하였다. 한편 암세포의 표피성장인자수용체의 신호전달의 증강은 암의 침윤과 전이에 관련되어 있으며, DNA-PK의 기 기능에도 영향을 줄 수 있는 가능성이 보고 된 바 있는데, 본 연구에서는 표피성장인자수용체의 신호전달과 DNA-PK의 관련성을 명확히 밝히기 위하여 새로 개발된 EGFR tyrosine kinase inhibitor인 PKI166의 DNA-PK의 활성에 미치는 영향을 조사하였다. PKI166는 Ku70/80 및 DNA-PKcs의 발현을 억제하였고 이와 관련하여 전이성 및 항암제 다제내성 암세포에서 PKI166에 의하여 항암제에 대한 감수성을 증가시켜 항암제 내성을 나타내는 전이성 암세포 대한 치료법 연구에 DNA-PK가 분자적 표적이 될 수 있음을 밝혔다. The genetic instability of cancer cells may be related to inappropriately activated DNA repair pathways. In present study, the modulated expression of DNA-dependent protein kinase (DNA-PK), a major DNA repair protein, in human cancer metastatic cells was tested. The expressions of Ku70/80, regulatory subunit of DNA-PK, and the Ku DNA-binding activity in various highly metastatic cell lines were higher than those in each parental cell line. Also, the expression of DNA-PKcs, catalytic subunit of DNA-PK, and the kinase activity of the whole DNA-PK complex in highly metastatic cells were significantly increased as compared to those of parental cells, suggesting that the enhanced DNA repair capacity of metastatic cells could be associated with aberrant use of DNA repair, which may mediate tumor progression and metastatic potential. Increased EGFR (epidermal growth factor receptor) signaling has been associated with tumor invasion and metastasis, and the linkage between EGFR-mediated signaling and DNA-PK has been suggested. This study showed that PKI166, the new EGFR tyrosine kinase inhibitor, modulated the expressions of Ku70/80 and DNA-PKcs and also revealed the chemosensitization effect of PKI166 against metastatic cells may be in part due to inhibition of Ku70/80. These results suggest that interference in EGFR signaling by EGFR inhibitor resulted in the impairment of DNA repair activity, and thus DNA-PK could be possible molecular targets for therapy against metastatic cancer cells.

Phosphorylation modulators에 의한 항암제 다제내성 유전자의 발현 조절

김선희,곽남희,강치덕,정병선 부산대학교 유전공학연구소 1995 분자생물학 연구보 Vol.11 No.-

암을 치료함에 있어서 항암제에 대한 다제내성(MDR)의 획득이 중대한 장애로서 지적되고 있으며, MDR 현상은 MDRI 유전자의 과잉 발현에 의한 것으로 알려져 있다. MDRI promoter 활성이 mutated ras 또는 raf-1 발현에 의하여 증강되는 현상을 좀 더 명확히 하기 위하여 암 환자의 조직검체를 사용하여 RNA slot-blot 분석법으로 MDRI 유전자의 발현과 이들 암 유전자의 발현과의 관련성을 조사하였다. 3개의 대장암 검체에서 이들 암유전자의 높은 발현과 함께 MDRI gene도 높은 발현을 나타내었다. Raf-1에 의한 MDRI promoter의 최대 활성 증강을 나타내는 DNA 배열은 이 promoter 영역내의 HSE 영역과 일치하며, 또한 이 promoter에 작용하는 regulatory clement가 has70 promoter와 매우 유사하여 heat-induced(42℃) p432-CAT 발현에 있어 protein phosphatase inhibitor의 효과를 조사하였다. Okadaic acid나 calyculin은 농도 의존적으로 heat-induced p432-CAT의 발현을 증강시켰다. 또한 p56-CAT 발현이 forskolin에 의한 증강 또는 H-87에 의한 감소를 나타내어 이러한 현상은 MDRI promoter내의 CRE 유사 배열이 기능을 나타내는 것으로 사료되어 MDRI promoter가 has70 promoter와 유사하게 조절되며, Raf-1 발현에 의한 MDRI promoter의 활성화는 MDRI promoter내에 존재하는 HSE와 관련됨을 시사하였다. Multidrug resistance(MDR) poses a serious clinical problem in chemotherapy of cancer. MDR results from overexpression of the MDRI gene which encodes a drug-efflux pump called P-glycoprotein. To confirm our observation that the expression of mutated ras or raf-1 gene increased MDRI promoter activity, it was examined whether MDRI gene expression were correlated with the expression of these oncogenes in clinical tumor samples using RNA slot-blot analysis. These oncogenes were correlated with the expression of MDRI gene in 3 colon tumor samples. Since DNA sequence exhibiting maximum activation of MDRI promoter by Raf-1 is associated with heat shock element of MDRI promoter region, and regulatory element contained in MDRI promoter is very similar to that of hsp70 promoter. The effects of okadaic acid or calyculin on the heat-induced(42℃) expression of p432-CAT were determined. Okadaic acid or calyculin A potentiated the heat-induced expression of p432-CAT in dose-dependent manner. In addition, stimulation or inhibition of p56-CAT expression by forskolin or H-87, respectively suggests functional operation of CRE element in MDRI promoter. It is suggested that the regulation of MDRI promoter activity is very similar to that of hap70 promoter.