The Effects of a Micro plasma on Melanoma (G361) Cancer Cells

김규천,이해준,손채화 한국물리학회 2009 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.54 No.2

A plasma-needle apparatus was used to investigate the effects of a low-temperature micro plasma on melanoma cells. The micro-plasma size ranged from sub-mm to several mm at a few watts of RF power. For bio-medical treatment, a low-temperature plasma is obtained and the gas temperature is controlled within several tens of degrees centigrade (℃) so as not to cause thermal damage to melanoma cells. The effect of an electric eld on the cell was investigated with the same device by turning off the feeding gas. In order to obtain the electric field and the plasma characteristics, we simulated the discharge with a two-dimensional particle-in-cell code. Also, the preliminary results for the effects of the micro plasma on melanoma cells are presented. Within the radius of the micro plasma around the plasma needle, melanoma cells are detached from the bottom and die due to apoptosis which was evidenced by both DNA condensation and by the release of cytochrome c from mitochondria.

Apoptotic Response of Human Oral Squamous Carcinoma Cells to Etoposide

김규천,이경덕,박재현,김덕한,박정길,박준상,박봉수,Kim, Gyoo-Cheon,Lee, Kyoung-Duk,Park, Jae-Hyun,Kim, Duk-Han,Park, Jeong-Kil,Park, June-Sang,Park, Bong-Soo Korean Academy of Orofacial Pain and Oral Medicine 2005 Journal of Oral Medicine and Pain Vol.30 No.2

항암제의 연구는 화학물질에 민감한 암세포를 죽음에 이르게 하는 세포자멸사와 같은 다양한 세포기능에 초점을 맞추어 왔다. 그러나 약물이 유도한 세포의 죽음에 있어서 핵심적인 분자적 기작은 아직 잘 이해되지 않고 있다. Etoposide는 폐암과 고환암에 사용되는 항암제로서, 본 연구는 etoposide가 사람구강편평상피암종세포(OSC9)에도 세포독성효과와 세포자멸사를 일으키는지를 알아보기 위해 실행하였다. 이 실험에서 etoposide는 농도와 시간 의존적으로 OSC9 세포의 생존율를 현저하게 저해시켰다. TUNEL 염색과 Hoechst 염색을 이용한 핵의 형태학적 관찰에서는 etoposide에 의해 핵이 응축되고 분절되었다. p53의 발현은 48 시간에 증가했으며, etoposide 처리로 인해 caspase-3의 활성을 관찰할 수 있었으며, 그 기질에 해당되는 PARP 단백질은 116-kDa과 89-kDa으로 분절되었다. 위의 결과들은 OSC9 세포에서 etoposide가 유도한 세포자멸사는 caspase-3의 활성과 관련됨을 설명하고 있다.

Chinese hamster 난소세포와 Sarcoma 180 세포에서 적응반응 유도에 대한 Ethyl methanesulfonate와 자외선의 효과 ( Effects of Ethyl methanesulfonate and Ultraviolet light on Induction of the Adaptive Response in Chinese Hamster Ovary and Sarcoma 180 Cells )

김규천,이동욱,신은주,엄경일 한국환경성돌연변이발암원학회 1996 한국환경성돌연변이·발암원학회지 Vol.16 No.1

사람흑색종세포에서 eugenol에 의한 caspase 의존적 세포자멸사 반응

김규천,최돈수,임장섭,정희찬,,김인령,이무형,박봉수 대한해부학회 2006 Anatomy & Cell Biology Vol.39 No.3

Malignant melanoma is a highly metastatic tumor, resistant to chemotherapy and radiotherapy. Recent studies have suggested that many therapeutic agents used against cancer mediate their effects by induction of apoptosis of the cancer cells. Eugenol enhances the generation of tissue-damaging free radicals and inflammation or allergic reactions. In particular, it is more cytotoxic against cancer cells compared with normal fibroblasts. This study was performed to investigate whether the cytotoxic effect of eugenol is associated with the induction of apoptosis and involves activation of caspase in the human melanoma G361 cells. Eugenol-induced apoptosis was confirmed by MTT assay, Hemacolor stain, Hoechst stain, DNA electrophoresis, and Western blot analysis. Eugenol had a significant dose- and time-dependent inhibitory effect on the viability of G361 cells. Eugenol treatment induced caspase-3 and -6 cleavage, and activation. The caspase-3 substrates PARP and DFF45 are cleaved during eugenol-induced apoptosis. It was found that the casapase-6 substrate lamin A was cleaved, whose cleavage has been reported to be necessary for complete condesation of DNA during apoptosis. These results suggest that eugenol may constitute a potential antitumor compound against melanoma occurring in the skin and oral mucosa. 악성 흑색종은 높은 전이성을 가지며, 화학요법과 방사선요법에 저항성을 보이는 암이다. 최근의 연구 들은 암에 이용되는 많은 치료약물들이 암세포에서 세포자멸사를 유도함으로써 그 효과를 가지는 것임을 제안 하고 있다. Eugenol은 조직에 상처를 주는 free radical의 생성과 염증 또는 알러지 반응을 증가시킨다. 특별히 정상 섬유모세포에 비해 암세포에 더욱 큰 세포독성을 가지고 있는 것으로 알려졌다. 그래서 본 연구는 사람흑 색종세포에서 eugenol이 세포자멸사와 연관된 세포 독성효과가 있는지와 그 과정에서 caspase의 활성이 수반되 는지를 알아보고자 시행되었다. 본 연구는 eugenol이 G361 세포에서 세포자멸사를 일으킴을 확인했으며, eugenol이 유도한 세포자멸사는 MTT 분석법, Hemacolor 염색, Hoechst 염색, DNA electrophoresis 그리고 Western blot 분석법으로 증명되었다. Eugenol은 농도의존적 그리고 시간의존적으로 G361 세포의 생존율을 현격하게 감소시켰으며, eugenol 처리는 caspase-3와 -6의 분절과 활성을 유도했다. Caspase-3의 기질인 PARP와 ICAD/DFF45도 또한 eugenol이 유도한 세포자멸사 과정 중에 분절되었다. 그리고 또한 casapase-6의 기질인 lamin A의 분절이 관찰되었다. Lamin A의 분절된 형태는 DNA의 응축에 필수적인 것으로 알려져 있다. 본 연구결과는 eugenol이 피부나 구강점막에서 발 생하는 사람흑색종에 대해서 잠재력을 가진 항암물질로서 기여할 수 있음을 제시하고 있다.

문경새재와 나무

김규천 숲과 문화 연구회 1995 숲과 문화 Vol.4 No.4

합성담즙산유도체에 의한 뼈육종세포의 세포자멸사에서 사립체 관련 현상의 특징

김규천,황윤,박재현,문용석,유영현,신상훈,엄경일,박봉수 대한체질인류학회 2004 대한체질인류학회지 Vol.17 No.4

담즙산 유도체 HS-1200에 의한 골육종세포의 세포자멸사에서 사립체 관련 현상을 연구하였다. HS-1200은 사립체의 주요 세포자멸사 관련 인자인 cytochrome c와 Smac/DIABLO의 방출을 유도하였다. 이런 형태의 세포자멸사 에서 cytochrome c 방출은 caspase 억제제로 막아지지 않았으나 Smac/DIABLO의 방출은 막아졌다. PTP 억제제인 BKA는 cytochrome c와 Smac/DIABLO 모두의 방출을 막지 못하였다. 흥미롭게도 JC-1 dye를 사용하여 측정한 결과 MMP의 변화가 관찰되지 않았다. 이를 확인하기 위하여 MitoTracker, DiOC-6 및 Rhodamine123 등을 사용하여 MMP를 측정하여도 감소는 관찰되지 않았다. 이런 현상이 세 포자멸사 신호에 특이한지 혹은 세포에 특이한지를 조사한 결과 genistein 투여 후에도MMP 감소가 관찰되지 않아 세 포 특이한 반응으로 생각한다. 결론적으로 HS-1200는 뼈육종세포에서 사립체 경로를 통하여 세포자멸사를 유도하지만 MMP의 감소는 없이 cytochrome c와 Smac/DIABLO의 방출이 유도되며 이중 Smac/DIABLO의 방출은 caspase 의존적이다. Apoptosis of osteosarcoma cells induced by bile duct derivates, HS-1200 was investigated with relation to mitochodria. HS-1200 induced cytochrome c and Smac/DIABLO release from mitochondria which are major factors related to apoptosis. In these apoptosis processes, release of cytochrome c was not blocked by caspase inhibitor, but release of Smac/DIABLO was blocked. BKA, a kind of PTP (permeablity transition pore) inhibitor, did not block both of them. Interestingly, the alteration of MMP was not observed by means of using JC-1 dye. Although MitoTracker, DiOC-6 and Rhodamine123 were used to confirm previous results, the decrease of MMP was not observed. In order to investigate whether this phenomenon is apoptosis-specific or cell-specific process, genistein was added to cells which usually decreased MMP. After adding genistein, MMP was not decreased, suggesting this phenomenon is cell-specific process. Conclusionally, HS-1200 induced apoptosis of osteosarcoma cells via mitochondria, cytochrome c and Smac/ DIABLO were released from mitochondria without decrease of MMP. The release of Smac/DIABLO was dependent of caspase.

S Phase Cell Cycle Arrest and Apoptosis is Induced by Eugenol in G361 Human Melanoma Cells

김규천 KOREAN ACADAMY OF ORAL BIOLOGY 2011 International Journal of Oral Biology Vol.36 No.3

Eugenol is an essential oil found in cloves and cinnamon that is used widely in perfumes. However, the significant anesthetic and sedative effects of this compound have led to its use also in dental procedures. Recently, it was reported that eugenol induces apoptosis in several cancer cell types but the mechanism underlying this effect has remained unknown. In our current study, we examined whether the cytotoxic effects of eugenol upon human melanoma G361 cells are associated with cell cycle arrest and apoptosis using a range of methods including an XTT assay, Hoechst staining, immunocytochemistry, western blotting and flow cytometry. Eugenol treatment was found to decrease the viability of the G361 cells in both a time- and dose-dependent manner. The induction of apoptosis in eugenol-treated G361 cells was confirmed by the appearance of nuclear condensation, the release of both cytochrome c and AIF into the cytosol, the cleavage of PARP and DFF45, and the downregulation of procaspase-3 and -9. With regard to cell cycle arrest, a time-dependent decrease in cyclin A, cyclin D3, cyclin E, cdk2, cdk4, and cdc2 expression was observed in the cells after eugenol treatment. Flow cytometry using a FACScan further demonstrated that eugenol induces a cell cycle arrest at S phase. Our results thus suggest that the inhibition of G361 cell proliferation by eugenol is the result of an apoptotic response and an S phase arrest that is linked to the decreased expression of key cell cycle-related molecules.

Synthetic Bile Acid Derivative HS-1200-induced Apoptosis of Human Osteosarcoma Cells

김규천(Gyoo-Cheon Kim),허용수(Young-Soo Her),박재현(Jae-Hyun Park),문용석(Yong-Suk Moon),유영현(Young-Hyun Yoo),신상훈(Sang-Hun Shin),박봉수(Bong-Soo Park) 대한해부학회 2004 Anatomy & Cell Biology Vol.37 No.5

담즙산 및 합성유도체가 여러 암세포에서 세포자멸사를 유도하여 항암활성을 보인다고 밝혀졌지만 뼈육종세포에서의 세 포자멸사 유도활성은 보고된 바 없다. 본 연구는 담즙산 유도체들이 뼈육종세포에 세포자멸사를 유도하는지를 알아보고 그 기작을 연구하기 위하여 수행되었다. UDCA 합성 유도체와는 달리 CDCA 합성유도체는 뼈육종세포의 사망을 유도하였다. CDCA 유도체 중 HS-1200을 선택하여 세포자멸사 기전을 연구하였다. HS-1200은 핵의 농축, cytochrome c 방출, Bax/Bcl-xL분율 변화, caspase-3의 활성화 및 CAD와 PARP 분절 등을 관찰되었다. 비록 더 많은 연구가 필요하지만 본 시험관 연구 자료는 합성담즙산 유도체 투여가 뼈육종의 치료전략이 될 수 있음을 시사한다. Bile acids and synthetic its derivatives induced apoptosis in various kinds of cancer cells and had anticancer effects. However, it wasn’t discovered those materials have apoptosis induced effects on osteosarcoma cells. The present study was done to examine the synthetic bile acid derivatives induced apoptosis on osteosarcoma cells and such these apoptosis events. The synthetic bile acid derivatives, chenodeoxycholic acid (CDCA) induced the cell death on human osteosarcoma (HOS) cells contrary to ursodeoxycholic acid (UDCA). HS-1200, a synthetic derivative of CDCAs, was chosen to experiment apoptosis events in HOS cells. HOS cells treated with HS-1200 showed nucleus condensation, cytochrom c release, Bax/Bcl-xL alteration, activation of caspase-3 and caspase-activated deoxyribonuclease (CAD), and degradation of poly (ADP-ribose) polymerase (PARP). Though this study needs more investigations, these in vitro data suggest that treatment of the synthetic bile acid derivatives can give medical therapy on HOS cells.

Induction of Apoptosis in Human Oral Squamous Carcinoma Cells by Extracellular Products from Pseudomonas aeruginosa

김규천(Gyoo-Cheon Kim),강현희(Hyeun-Hee Kang),김현철(Hyeon-Cheol Kim),김인령(In-Ryeon Kim),이무형(Moo-Hyung Lee),구병찬(Byung-Chan Koo),김덕한(Duk-Han Kim),민지학(Ji-Hak Min),박봉수(Bong-Soo Park) 대한해부학회 2005 Anatomy & Cell Biology Vol.38 No.4

100년 전부터 암을 가진 동물이나 사람이 박테리아에 감염되었을 때, 그 암조직이 줄어들었다는 보고가 있었다. 박테리아는 감염된 세포내에서 단백질합성 저해제와 구멍형성 단백질 분비, 죽음에 이르게 하는 내재성 단백질 분자의 활성화를 포함하는 다양한 기작을 통해서 세포자멸사를 유발할 수 있다. 본 연구는 Pseudomonas aeruginosa 균주로부터 분리한 세포밖 분비물(EPPA)이 구강편평상피암종세포(OSC9)의 세포자멸사를 일으키는지를 알아보고자 시행 하였다 EPPA는 OSC9 암세포에 농도 의존적으로, 또한 시간 의존적으로 암세포독성효과를 나타내었다. Hoechst 염색법, TUNEL 분석법 그리고 DNA 전기영동 등의 방법을 통해 염색질 응축과 핵분절 등이 확인되었다. EPPA가 처리 후 24시간 경과된 세포에서부터 caspase-3와 caspase-6의 활성형태를 관찰할 수 있었다. Caspase-3의 기질인 PARP와 DFF45 그리고 caspase-6의 기질인 lamin A의 분절형태가 관찰 되었다. 이상의 결과로 EPPA가 OSC9 암세포에서 casapse 의존성 세포자멸사를 유발시킴을 알 수 있었다. 사람구강편 평상피암종에 항암효과를 가지는 새로운 물질이 EPPA에 포함되어 있는 것으로 보인다. It was reported that cancer in humans and animals infected with microbial pathogens was regressed about 100 years ago. Bacteria are able to trigger apoptosis by a variety of mechanisms including the secretion of protein synthesis inhibitors, pore forming proteins, molecules activating the endogenous death machinery in the infected cell. This study was conducted in order to investigate whether extracellular products of Psuedomonas aeruginosa (EPPA) induce apoptosis in human oral carcinoma cells (OSC9). The EPPA showed cytotoxic effect on OSC9 cells in dose and time-dependent manner. The cell death was demonstrated to be due to apoptosis characterized by chromatin condensation and nuclear fragment. EPPA treatment induced cleavage of caspase-3 and caspase-6. The caspase substrates, PARP, DFF45 and lamin A were cleaved during EPPA-induced apoptosis. Taken together, EPPA induces apoptosis on human oral squamous carcinoma cells in caspase-dependent manner. Our data therefore provide that EPPA contains a novel antitumor agent for human oral squamous carcinoma.

Apoptotic Effect of Combination Treatment with a Proteasome Inhibitor, Lactacystin, and a Histone Deacetylase Inhibitor, Trichostatin A, on MCF-7 Cells

김규천(Gyoo-Cheon Kim),신유정(Yoo-Jung Shin),김인령(In-Ryeon Kim),이무형(Moo-Hyung Lee),황영섭(Young-Seob Hwang),길영기(Young-Gi Gil),박봉수(Bong-Soo Park) 대한해부학회 2006 Anatomy & Cell Biology Vol.39 No.6

Proteasome 저해제와 HDAC 저해제의 상호작용에 의한 상승효과가 여러 형태의 암에서 세포자멸사를 일으키는 연구가 많음에도 불구하고, 그 기작에 대해서는 거의 알려진 바가 없다. 본 연구는 proteasome 저해제인 lactacystin과 HDAC 저해제인 TSA의 병용처리가 세포자멸사 유도에 미치는 영향을 알아보고자 시행되었다. TSA를 전처리한 후 연이어 lactacystin을 처리한 군은 강한 항암효과와 핵의 응축현상을 보였다. Western blot 분석에서는 TSA와 lactacystin의 병용 처리는 Bax/Bcl-2 분율변화와 XIAP 수준의 감소 및 caspase-7의 활성화와 PARP의 분절의 결과를 얻었다. 그리고 더 나아가서 병용처리한 실험군에서 cell cycle arrest는 G2/M기에서 일어났으며, proteasome 활성은 사라졌다. 본 연구는 TSA와 lactacystin의 병용처리에 의해 일어나는 세포자멸사의 기작에 대해 설명하였고, 본 연구의 결과 자료는 생체의 항암치료전략에 도움을 줄 수 있을 거라고 생각한다. Although much information has been accumulated about the synergistic interaction of proteasome inhibitors and HDAC inhibitors to induce apoptosis in a certain type of cells, much less is known currently about the underlying mechanism. This study was undertaken to explore the combination effect of a histone deacetylase inhibitor, TSA, and a proteasome inhibitor, lactacystin, on the induction of apoptosis. Pretreatment of TSA and subsequent treatment of lactacystin showed the strong antitumor activity and nuclear condensation. Western blot assay showed that combination treatment of TSA and lactacystin increased Bax/Bcl-2 ratio and decreased level of XIAP. Activation of caspase-7 and cleavage of PARP were demonstrated after the combination treatment. In combination treatment group, cell cycle arrest was induced at G2/M phase and abolished increase in proteasome activity. This study is elucidating the mechanims whereby targeting apoptotic machineries may help in directing therapeutic strategies.