Effect of Selected Persimmon Leaf Components against Sarcoma 180 Induced Tumor in Mice

김병기(Byeong-Gee Kim),류태형(Tae-Hyong Rhew),최은상(Eun-Sang Choe),정해영(Hae-Young Chung),박건영(Kun-Young Park),이숙희(Sook-Hee Rhee) 한국식품영양과학회 1993 한국식품영양과학회지 Vol.22 No.3

Sarcoma 180 복수형 종양세포를 생쥐의 왼쪽 서혜부에 이식한 후 감잎에서 분리한 tannin, chloroform fraction 추출물 및 2, 4-decadienal을 복강 내에 각각 단독투여하여 그 효과를 형태학적으로 검토하였다. 이식된 sarcoma 180 육종에서 암화의 진행을 지연시키는데는 tannin 투여시에 가장 효과적이었고 chloroform fraction 추출물 및 2, 4-decadienal 투여시에는 형태적으로 간주할 수 있는 지연효과는 없는 것으로 나타났다. 감잎 tannin은 종양세포를 선택적으로 파괴하여 종양의 증식을 억제하는 것이 아니라 일종의 혐기상태의 세포 환경에서 종양을 괴사과정으로 유도하지않고, 발암성을 가지는 단백질과 같은 물질의 합성을 저해하거나 또는 자식작용을 가진 과립들로 하여금 이들을 소화시켜 이식된 종양세포를 악성종양으로 유도하는 과정을 지연시키는 효과를 나타내었다. Antitumor activities of tannin extract and chloroform fraction extract from the persimmon leaves, and 2, 4-decadienal identified as an antimutagenic compound in persimmon leaves were examined in sarcoma 180 implanted tumor in mice by using both light and transmission electron microscopes. Among them, tannin extracted from the persimmon leaves delayed the progression of malignant tumor but the other two did not show any noticeable effect. The antitumorigenic activity of tannin extract might not come from the selective cytotoxicity against tumor cells, but might be, in an anaerobic environment, from the inhibitory action against oncogenic protein synthesis or from the proteolysis of the pre-formed oncogenic proteins by autophagocytic granules. Therefore, the tannin from persimmon leaves might protect cells from fast progression of malignant tumorigenesis.

계배 흉근세포의 Myogenesis 에 있어서 염화수은이 단백질합성에 미치는 영향

하재청,김병기,김한도,강호성,김정락 ( Jae Chung Hah,Byeong Gee Kim,Han Do Kim,Ho Sung Kang,Chong Rak Kim ) 생화학분자생물학회 1993 BMB Reports Vol.26 No.1

Mercuric chloride at the concentration of 5 ppm did not cause any significant morphological alteration except slightly low fusion index in the differentiation of myoblasts of chicken breast muscle tissue. However, it gave some influences in the patterns of protein synthesis during the formation of myotubes. The concentrations of all four major proteins in the cytosolic fraction increased along with the culture age. Among the proteins, 46 kDa protein, which was actin, was the most prominent one and sharply increased as the myotube formation was apparent. However, the increase of protein could not be detected in the culture treated with HgCl₂. In the membrane fraction, protein of 200 kDa, which was myosin, only showed an increase during myogenesis. However, myosin was not found in the presence of mercury, could not be detected in untreated cytosolic fraction, suggesting peripheral distribution of myosin during the cell fusion in the early stage of myogenesis. The increases of myosin in membrane fraction and actin in cytosolic fraction indicate that contractile proteins are presumable associated with cell membrane, and that membrane fusion is an important event during myogenesis.

The Effects of Mercuric Chloride on the Protein Synthesis during Myogenesis in the Chicken Breast Muscle

하재청,김병기,김한도,강호성,김정락,Hah, Jae-Chung,Kim, Byeong-Gee,Kim, Han-Do,Kang, Ho-Sung,Kim, Chong-Rak 생화학분자생물학회 1993 한국생화학회지 Vol.26 No.1

11일 된 계배의 흉근에서 얻어낸 myoblast의 배양에서, 5ppm 농도의 수은은 세포성장과 분화과정중 형태척인 변화에는 별다른 영향을 끼치지 않았다. 또한 myoblast에서 myotube로 분화되는 과정에 일어나는 세포융합은 수은에 의하여 미미하게 억제되었으나 단백질합성에는 상당한 변화를 초래하였다. Cytosolic soluble protein으로 판독된 4종류의 단백질은 모두다 세포성장분화와 더불어 합성이 증가되었다. 특히 Western blot에서 actin으로 나타난 46kDa 단백질이 myotube가 많이 형성되는 4일째 배양세포에서 두드러졌다. 그러나 수은처리군에서는 46kDa 단백질을 위시한 모든 단백질의 세포내 농도가 격감하였다. 한편, membrane-associated protein으로서는 7종류의 판독된 단백질중 200 kDa 단백질의 변화가 주목되었는데, 이 단백질은 standard myosin heavy chain과 comigration 하였으며 Western blotting에 의하여 myosin으로 나타났다. 그리고 세포분화 양상이 나타나면서 MHC 단백질합성이 증대되었으나 수은 처리군에서는 이 단백질은 검출되지 않았다. 위의 결과에 의하면 myoblast의 분화과정에서 필수적인 세포융합은 근수축단백질인 actin과 myosin이 중요한 역할을 하는데 이들 단백질은 세포질내에 산재해 있기 보다는 세포막과 밀접한 관계를 갖고 막주위에 위치한 것으로 추정된다. 그리고 비록 5ppm의 수은이 4일된 배양세포에서 극히 미미한 범위 내에서 세포분화를 억제하였지만 근수축단백질을 위시한 여러 단백질의 합성을 명확히 억제하였다. Mercuric chloride at the concentration of 5 ppm did not cause any significant morphological alteration except slightly low fusion index in the differentiation of myoblasts of chicken breast muscle tissue. However, it gave some influences in the patterns of protein synthesis during the formation of myotubes. The concentrations of all four major proteins in the cytosolic fraction increased along with the culture age. Among the proteins, 46 kDa protein, which was actin, was the most prominent one and sharply increased as the myotube formation was apparent. However, the increase of protein could not be detected in the culture treated with $HgCl_2$. In the membrane fraction, protein of 200 kDa, which was myosin, only showed an increase during myogenesis. However, myosin was not found in the presence of mercury, could not be detected in untreated cytosolic fraction, suggesting peripheral distribution of myosin during the cell fusion in the early stage of myogenesis. The increases of myosin in membrane fraction and actin in cytosolic fraction indicate that contractile proteins are presumable associated with cell membrane, and that membrane fusion is an important event during myogenesis.

Effects of Mifepristone and Tamoxifen on Calcium Modulation in DU-145 Prostate Cancer Cells

Yeo-Reum Kim(김여름),Byeong Gee Kim(김병기) 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.9

Mifepristone (MIF)와 Tamoxifen (TAM)은 각각 전립선암과 유방암치료제로 오랫동안 사용되고 있다. MIF는 안드로겐수용체(AR) 양성인 세포와 음성이 세포 모두에서 세포사멸을 유도하며, TAM 은, 리간드-수용체작용 기작의 다양한 특성에 의하여 에스트로겐(ER) 양성인 세포뿐 만 아니라 다른 종류의 암세포에서도 세포사멸을 유도하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 AR 음성인 DU-145 전립선암세포에 있어서, MIF와 TAM의 세포독성이 세포 내 칼슘농도 변화에 기인된 세포사멸기작에 의한 것임을 보여준다. MIF와 TAM을 처리시 세포성장은 농도와 시간의존적으로 감소하였으며, confocal laser scanning microscopy (CLSM)과 fluorescence-activated cell sorting (FASC)로 세포를 분석한 결과 각각 MIF와 TAM을 2일간 처리한 세포에서 세포사멸이 진행되는 것을 관찰하였다. 세포독성효과를 비교했을 경우, TAM이 MIF 보다 강하게 작용하였다. MIF와 TAM을 처리한 세포 내 칼슘변화 측정 시, 칼슘농도 또한 처리 약물의 농도와 시간 의존적으로 증가하였다. 1.5 mM 칼슘배지와 칼슘 제거된 배지에서의 실험결과를 비교한 바, 세포 내 칼슘증가는 외부로부터의 유입에 의한 것으로 생각된다. 세포 독성효과와 마찬가지로 칼슘증대 효과 역시 TAM에서 뚜렷하게 나타났다. 수용체 매개 세포사멸기작의 초기에 관여하는 procaspase-8은 MIF 처리 시 뚜렷이 활성화 되었으나, TAM의 경우 활성화가 MIF의 경우에 비해 강하지 못하였다. 그러나, 세포사멸의 중추적인 역할을 하는 caspase-3은 TAM 을 처리한 세포에 있어서 활성 정도가 훨씬 높았다. 세포사멸과정의 중요한 조절 단백질인 Bcl-2 그룹단백질의 발현을 조사해 본 결과, 세포사멸 억제단백질인 Bcl-2의 발현은 MIF, TAM 처리 시 동일하게 감소한 반면, 촉진단백질인 Bax의 발현은 2-3배 가량 증대되었다. 이상의 결과로 보아 MIF와 TAM은 세포 내 칼슘조절을 통하여 세포사멸을 유도하나, 세포사멸의 초기단계는 MIF와 TAM이 서로 다른 경로를 경유할 가능성이 있는 것으로 생각된다. Mifepristone (MIF) and Tamoxifen (TAM) have been used in the treatment of prostate cancer and breast cancer for more than a decade. MIF can induce apoptosis in both AR-positive and ?negative prostate cancer cells. Because of its pleiotropic ligand-receptor properties, TAM exerts cytotoxic activity in estrogen (ER)-positive and various ER?negative cancer cells. However, the molecular mechanisms of these two substances are not yet clear. In the present work, we report that the cytotoxic effects of MIF and TAM are due to the modulation of intracellular Ca<SUP>2+</SUP> level in DU-145, androgen-insensitive cells. When the cells were treated with micromolar concentrations of either MIF or TAM, the growth and viability were significantly decreased in a dose- and time-dependent manner. The apoptosis induced by MIF or TAM was further proved and analyzed by confocal laser scanning microscopy (CLSM) and fluorescence-activated cell sorting (FACS). In the cells cultivated in a normal 1.5 mM Ca<SUP>2+</SUP> medium, both MIF and TAM also induced an increase of the intracellular Ca<SUP>2+</SUP> level in a dose-dependent fashion. Since a change in calcium level could not be found in cells of the Ca<SUP>2+</SUP>-free medium, the increase of intracellular Ca<SUP>2+</SUP> level might be due to an increase in extracellular calcium uptake. Our results show that the apoptotic effect was more prominent in TAM treatment compared to MIF treatment in DU-145 cells. The above findings might be due to the difference in the uppermost pathways of apoptosis induced by either MIF or TAM. When we checked the level of procaspase-8 activation, TAM showed minor level of activation, as opposed to MIF, which exerted strong activation. In both treatments, the levels of anti-apoptotic protein Bcl-2 decreased, and pro-apoptotic protein Bax level increased more than 2-fold. The activation of caspase-3, a key protease enzyme in the downstream pathway of apoptosis, was much higher in the cells treated with TAM, compared to the MIF treatment. The overall apoptotic activity shown in the present work was closely related to intracellular Ca<SUP>2+</SUP> concentration levels. Therefore, the cytotoxic activity induced by MIF and TAM might have been due to intracellular calcium modulation.

Tamoxifen Induces Mitochondrial-dependent Apoptosis via Intracellular Ca²⁺ Modulation

장은성,김지영,김병기,Jang, Eun-Seong,Kim, Ji-Young,Kim, Byeong-Gee Korean Society of Life Science 2007 생명과학회지 Vol.17 No.8

유방암 치료제로 사용되는 탐옥시펜 (Tam)은 MCF-7 세포주에서 세포증식을 억제하며 세포사멸을 유도한다. 본 연구에서는 Tam의 세포독성 효과가 세포 내 칼슘이온 농도 증가에 따른 미토콘드리아-의존 기작에 의하여 일어난다는 것을 보여준다. Tam에 의해 유도된 세포 내 칼슘이온 농도 증가는 주로 외부로부터의 칼슘 유입에 의한 것으로 생각된다. 칼슘 채널 억제제를 이용한 실험 결과에 의하며, 칼슘 증가 초기 단계는 주로 전압의존 칼슘채널에 의한 것이며 후기에는 세포 내 저장된 칼슘의 유출, 혹은 다른 방법에 의한 칼슘 유입으로 생각된다. Tam에 의한 세포 내 칼슘 증가는 미토콘드리아로부터의 cytochrome c 방출과 미토콘드리아막의 탈분극에 의한 membrane potential 변화를 초래하였다. 세포사멸에 주도적인 역할을 하는 caspase의 확인에 있어서는, MCF-7 세포는 caspase-3이 결핍되어서 caspase-7이 중심적인 역할을 하는 것으로 이미 알려져 있다. 본 연구에서 확인한 결과 Tam 처리시 caspase-7이 활성화되었으며, 또한 세포사멸 조절 단백질인 Bcl-2 종류 단백질들의 발현을 조사 한 결과 세포사멸 억제 단백질인 Bcl-2의 발현에는 변화가 없었으나 촉진단백질인 Bax는 Tam 처리시 단백질 양이 2배로 증가되었다. 이상의 결과에 의하면, Tam에 의해 유도되는 세포사멸과정은 세포질 내 칼슘이온 농도증가에 의한 미토콘드리아의 변화가 주도적인 역할을 하는 것으로 생각된다. In the present work, we show that tamoxifen(Tam)-induced cytotoxicity is due to the mitochondrial-dependent pathway triggered by the intracellular $Ca^{2+}$ increase in MCF-7 human breast cancer cells. Tam induced the intracellular $Ca^{2+}$ increase. According to the experimental results with $Ca^{2+}$ channel blockers, Tam-induced $Ca^{2+}$ uptake seemed to depend on the voltage-sensitive $Ca^{2+}$ channel at the early stage, but at later stages the intracellular $Ca^{2+}$ increases are more likely due partly to the release of stored $Ca^{2+}$ and partly to the capacitative $Ca^{2+}$ or other entry pathways. Tam-induced $Ca^{2+}$ increase led to the release of cytochrome c from mitochondria into the cytosol and the change of mitochondrial membrane potential. In MCF-7 cells, caspase-7 plays a key role in the downstream of apoptosis because caspase-3 is absent. In the cells treated with Tam, caspase-7 cleavage was increased almost two-fold. There was no marked alteration in the level of anti-apoptotic Bcl-2 protein; however, the cells showed increased expression of pro-apoptotic Bax protein more than two-fold in response to Tam. These results imply that the apoptotic signaling pathway activated by Tam is likely to be mediated via the mitochondrial-dependent pathway.

계배 흉근 근섬유 형성에 대한 염화수은의 영향

하재청,김한도,김병기,김정락,강호성,최은상,Hah, Jae-Chung,Kim, Han-Do,Kim, Byeong-Gee,Kim, Chong-Rak,Kang, Ho-Sung,Choe, Eun-Sang 한국현미경학회 1993 Applied microscopy Vol.23 No.2

To investigate the effect of mercuric chloride on the pectoral muscel cells during chick embryogensis, chicken embryos were treated with mercuric chloride. Monoclonal antibodies against myosin were prepared for the localization of differentiation of thick filaments detected by the use of protein A-gold complex as a cytochemical marker. The effect of mercuric chloride was appeared not only to be ascribed with the reduced formation of myofibrilogenesis but also associated with induced change of morphology by the inhibition of protein synthesis.

Antimutagenic Effect of Insoluble Dietary Fibers from Some Green Yellow Vegatagles and Soybean by Binding the Carcinogens

이선미,이숙희,박건영,류태형,김병기,정해영,Lee, Seon-Mi,Rhee, Sook-Hee,Park, Kun-Young,Rh-ew, Tae-Hyong,Kim, Byeong-Gee,Chung, Hae-Young Korean Society of Life Science 1995 생명과학회지 Vol.5 No.1

The antimutagenic effects of insoluble dietary fibers(IDF) extracted from some green-yellow vegetables(kale, carrot, spinach, broccoli and soybean sprout) and soybean by binding the carcinogens of MeIQ (2-amino-3,4- dimethyl-imidazo(4,5-f) quinoline) and Trp-P-2(3-amino-1-methyl-5H-pyrido[4,3-b] indole) in Salmonella tylhimirium TA100 and TA98 were studied. All of the insoluble dietary fiber samples which binded MeIQ exhibited high antimutagenic effects by removing the mutagen. Among the samples, IDFs from kale and soybean showed strong binding capacity fo the carcinogen and revealed about 90% of the antimutagenic activity. the IDF samples showed somewhat lower binding capacity to the Trp-p-2. The lignin which extracted from kale, soybean and carrot, and the cellulose strongly removed the mutagenicity of MeIQ by the binding. Among the samples, the level of lignin in kale revealed the highest(about 10%), and it seemed that the higher content of lignin in kale is one of the reasons to increase its antimutagenic effect.

Polyamines Modulate Growth factor-Induced Membrane Protein Phosphorylation in MCF-7 Human Breast Cancer Cells

이지영,김지현,이경희,김병기,Lee, Ji-Young,Kim, Ji-Hyun,Lee, Kyeong-Hee,Kim, Byeong-Gee Korean Society of Life Science 2002 생명과학회지 Vol.12 No.2

유방암세포는 여러 종류의 성장인자 수용체를 가지며, 이를 통해 성장신호를 전달한다. 따라서, 이러한 수용체들의 신호전달 경로에 있는 공통적인 2차전달자들의 조절기작을 밝히는 것이 중요하다. 이 연구는 MCF-7 cell에 있어서, 에스트로젠과 TGF-$\alpha$ , EGF와 같은 성장인자의 mitogenic signal을 전달하는 second messenger에 폴리아민이 어떤 영향을 미치는지, 또 membrane-associated proteins의 인산화에 폴리아민이 어떤 조절기작을 가지는지를 알아보고자 한다. 폴리아민 생합성 억제제인 DFMO는 154, 134, 116, 104 kDa의 membrane-associated proteins의 인산화를 억제하였고, DFMO에 의해 억제된 단백질 인산화는 폴리아민 첨가로 다시 회복 되었다. $E_2$, TGF-$\alpha$, EGF, DFMO는 모두 단백질의 타이로신 인산화에는 크게 영향을 미치지 않았으나, 처리해준 폴리아민에 의해 154, 134, 116 kDa의 단백질의 타이로신 인산화는 급격히 증가하였다. 또한 $E_2$, TGF-$\alpha$, EGF는 모두 같은 단백질에서 유사하게 인산화를 유도하였다. 이러한 결과로 볼 때, $E_2$와 TGF-$\alpha$, EGF와 같은 성장촉진인자의 signaling pathway는 154, 134, 116, 104 kDa 단백질을 기질로 하는 여러 가지 다양한 종류의 protein kinase를 통해서 서로 cross-talk하고 있으며, 폴리아민은 154, 134, 116, 104 kDa와 같은 여러 가지 membrane-associated proteins의 인산화를 조절함으로서 이러한 cross-talk pathway에 관여하고 있는 것으로 사려된다. Breast cancer cell lines display a wide variety of growth factor receptors, and considerable evidences implicate the importance of signalings from those receptors. A useful prognostic indicator would be the level of activity of a second messenger protein used in common by these receptors. Our studies were designed to obtain preliminary information on the possible role of polyamine as a mediator of the membrane-associated protein phosphorylation and as a regulator of second messenger in mitogenic signal of estrogen or growth factors in MCF-7 human breast lancer cells. DFMO significantly inhibited the phosphorylation induced by $E_2$, TGF-$\alpha$ and EGF in membrane-associated proteins (154, 134, 116, and 104 kDa). Exogenous polyamines abolished the inhibitory effect of DFMO. Tyrosine phosphorylations of membrane-associated proteins were not increased by $E_2$ or growth factor treatments and not affected DFMO treatment. Polyamine administration markedly enhanced the tyrosine phosphorylation of membrane-associated proteins (154, 134, and 116 kDa). In the present study, $E_2$ and TGF-$\alpha$ and EGF enhanced protein phosphorylation in the almost same levels. These data indicate that $E_2$ and growth factor signaling pathway may cross-talk through various protein kinase which phosphorylated many substrate proteins (154, 134, 116 and 104 kDa). Polyamines may be involved in growth signaling pathway of $E_2$ and TGF-$\alpha$ or EGF for the cross-talk through regulation of the protein phosphorylation such as 154, 134, 116 and 104 kDa. Polyamine may also selectively interfere with several different protein kinases, and the specific steps in signal transduction system were effected by polyamines.

차량 리어 스포일러를 위한 딥러닝 기반 제너레이티브 디자인

이정훈(Junghun Lee),장승헌(Suenghun Jang),진아현(Ah-hyeon Jin),강남우(Namwoo Kang) 대한기계학회 2022 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2022 No.5

Mechanism of Apoptosis Induced by Spermine in MCF-7 Breast Cancer Cells

Eun Seong Jang(장은성),Byeong Gee Kim(김병기) 한국생명과학회 2008 생명과학회지 Vol.18 No.9

폴리아민은 미생물에서부터 동ㆍ식물에 이르기 까지 모든 세포들에서 발견되는 극성을 띈 분자이다. 세포의 성장과 분화에 폴리아민이 중요한 역할을 한다는 것은 이미 오래 전부터 알려져 온 사실이나 정확한 작용 기작은 잘 밝혀져 있지 않다. 최근에 와서는 폴리아민이 다양한 방법으로 세포 독성을 유발한다는 결과가 보고되고 있다. 본 연구에서는 spm의 세포독성 효과가 세포 내 칼슘이온 농도 증가에 따른 미토콘드리아-의존 기작에 의하여 일어난다는 것을 보여준다. Spm에 의해 유도된 세포 내 칼슘이온 농도 증가는 주로 외부로부터의 칼슘 유입에 의한 것으로 생각되며, 세포 내 칼슘 증가는 미토콘드리아로부터의 cytochrome c 방출과 미토콘드리아막의 탈분극에 의한 membrane potential 변화를 초래하였다. 세포사멸에 주도적인 역할을 하는 caspase의 확인에 있어서는, MCF-7 세포는 caspase-3이 결핍되어서 caspase-7이 중심적인 역할을 하는 것으로 이미 알려져 있다. 본 연구에서 확인 한 결과 spm 처리 시 caspase-7과 -12가 활성화되었다. 또한 세포사멸 조절 단백질인 Bcl-2 종류 단백질들의 발현을 조사 한 결과 세포사멸 억제 단백질인 Bel-2의 발현은 크게 억제되었으며, 촉진단백질인 Bax는 spm 처리시 단백질 양이 거의 2배로 증가되었다. 이상의 결과에 의하면, spm에 의해 유도되는 세포사멸과정은 세포질 내 칼슘이온 농도 증가에 의한 미토콘드리아의 변화가 주도적인 역할을 하는 것으로 생각된다. In the present work, we show that spermine (spm)-induced cytotoxicity is due to the mitochondrial-dependent pathway triggered by the intracellular Ca²? increase in MCF-7 human breast cancer cells. Spm induced the intracellular Ca²? increase in a dose-dependent manner in the medium containing 1.5 mM Ca²?. Even in the Ca²?-free medium, spm could induce a minor Ca²? increase in a dose-dependent fashion, suggesting a probable leak from the internal storage. The cytotoxic effect of Ca²? could be further proved by using either BAPTA or ionophore. Spm-induced Ca²? increase led to the release of cytochrome c from mitochondria into the cytosol and the change of mitochondrial membrane potential. In MCF-7 cells, caspase-7 plays a key role in the downstream of apoptosis because caspase-3 is absent. In the cells treated with spm, the cleavage of caspase-7 and -12 was increased almost two-fold. The level of anti-apoptotic Bcl-2 protein decreased to 35% of the control; however, the cells showed increased expression of pro-apoptotic Bax protein about two-fold in response to spm. These results imply that the apoptotic signaling pathway activated by spm is likely to be mediated via the mitochondrial-dependent pathway.