Altered Functions of Adrenoceptors in Splanchnic Vascular Beds in Portal Hypertensive Rat Model: Effect of Propranolol

김치대,홍기환,Kim, Chi-Dae,Hong, Ki-Whan The Korean Society of Pharmacology 1988 대한약리학잡지 Vol.24 No.1

문맥 고혈압 동물에서 내장장기의 혈류역동학적 변동으로서 문맥압의 증가와 동반하여 장간의 혈류량 증가와 혈관저항의 감소뿐만 아니라 전신 혈관저항의 감소가 특징적으로 야기된다. 문맥고혈압에 있어서 propranolol이 beta 1과 beta 2 수용체의 봉쇄작용으로 문맥고혈압을 저하시킨다는 점에서 사용되기도 한다. 본 실험에서는 흰쥐에서 문맥을 부분적으로 결찰하여 문맥고혈압을 야기하고 10일 후에 내장장기의 혈류역동학적 변동과 혈관 수축성 약물에 대한 반응성의 변동을 관찰하였다. 동시에 이에 대한 propranolol의 효과도 검토하였다. 문맥 결찰 후에는 비 펄프압의 증가와 동반하여 내장장기의 혈류량과 모세혈관압 증가가 야기되었고 동시에 모세혈관 전 저항(Ra)과 모세혈관 후 저항(Rv)은 저하되었다. Noradrenaline에 대한 Rv의 증가반응, adrenaline에 대한 Ra와 Rv의 증가반응, 및 phenylephrine에 대한 상장간막 동맥압, Ra및 Rv의 증가반응이 특징적으로 문맥결찰군에서 대조군에 비하여 현저히 약화되었다. Propranolol 처치군(PPL-3)에서 장간막 혈류량의 감소가 초래되었고, 문맥결찰군에서 저하된 Ra와 Rv가 propranolol투여로 대조군 수치로 회복되 었다. 이러한 성적의 결과로 문맥 결찰에 의하여 장간막 혈류량 증가와 동반된 Ra와 Rv의 저하는 비 펄프압 증가로 야기된 것으로 추측되며 내장장기 혈류역동학적 및 혈관 반응도의 변동은 장기적인 propranolol 처치로 효과있게 교정되는 점으로 미루어 내장장기의 과혈류역동은 내장장기 혈관의 아드레나린성 수용체의 기능변동과 밀접한 관련이 있다고 사료되었다. Alterations in splanchnic circulatory hemodynamics along with reactivities to the alpha adrenoceptor agonists were assessed in association with the preventive effects of propranolol 10 days after portal ligation. Decreases in precapillary resistance (Ra) and postcapillary resistance (Rv) along with increases in mesenteric blood flow (MBF) and capillary pressure (CP) were observed in conjunction with an increment of splenic pulp pressure (SPP). Dose-dependent increase in Rv in response to noradrenaline, increases in Ra and RV to adrenaline, and increases in superior mesenteric arterial pressure (SMAP), Ra and Rv to phenylephrine observed in sham group were significantly attenuated by portal vein stenosis. In PPL-3 group (propranolol 3 mg/kg, i.p. three times daily for 10 days), MBF was significantly decreased in association with decrease in mesenteric venous pressure (MVP) when compared with those of protal ligated (PL) group, and decreased Ra and Rv in PL group were recovered toward the values of sham group. Likewise, in PPL-1 group (propranolol 5 mg/kg, i.p. once daily for 10 days), the pressor response of Rv to adrenaline was recovered up to the level of sham group. Thus, it is suggested that decreases in Ra and Rv in association with increases in MBF and CP may have a close relevance to the increased SPP, and the changes in circulatory hemodynamics and vascular reactivities were effectively reversed by longterm propranolol treatment. Based on these results, it is concluded that these changes observed in portal hypertension are closely related with the altered functions of the adrenoceptors in the splanchnic vascular beds.

Release of a Stable Endothelium-derived Relaxing Factor by A23187 from the Rabbit Aortic Endothelium

김치대,임병용,홍승철,홍기환,Kim, Chi-Dae,Rhim, Byung-Yong,Hong, Sung-Chul,Hong, Ki-Whan The Korean Society of Pharmacology 1991 대한약리학잡지 Vol.27 No.2

내피세포가 제거된 토끼의 적출 장간막 동맥에서 토끼의 대동맥 내피세포로 부터 A23187과 acetylcholine은 NO와 유사한 혈관 이완성 물질 (EDRF)을 유리한다. 이에 첨가하여 A23187은 acetylcholine과는 달리 superoxide anion에 의하여 파괴되지 않는 EDRF도 유리시킴을 확인하고 이의 특성에 대하여 연구하였다. 정상적인 생리영양액에서는 A23187과 acetylcholine의 용량-반응 곡선은 내피세포에 의존하지 않는 sodium nitroprusside의 곡선과 유사하였다. 이들은 methylene blue에 의하여 억제되었다. Hypoxanthine (HX)과 xanthine oxidase (XO)를 bath내로 투여시 phenylephrine에 의한 수축이 일과성으로 증가한 후 지속적으로 이완되었다. HX-XO 반응중에는 A23187은 장간막 동맥을 즉각적으로 이완시켰으나 acetylcholine의 이완작용은 소실되었다. A23187에 의하여 야기되는 장간막동맥의 이완은 50 mM $K^+-PSS$로 수축을 야기시켰을 때에는 나타나지 아니하였다. Superoxide dismutase를 전처치하였을 때는 HX-XO 반응중에도 acetylcholine 뿐만아니라 A23187에 의한 장간막 동맥의 수축은 이완되었다. 한편, acetylcholine에 의하여 야기되는 장간막 동맥의 이완은 A23187에 의하여 야기되는 이완에 비하여 phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)에 훨씬 더 민감하게 억제되었다. 내피세포의 기능과는 무관한 sodium nitroprusside에 의하여 야기되는 이완은 PMA에 의하여 영향을 받지 아니하였다. 이상의 결과로 미루어 볼때, A23187과 acetylcholine은 methylene blue에 의하여 억제되는 내피세포 의존성 이완을 야기시키고, 첨가하여 A23187은 어떤 병적 환경 아래서는 superoxide anion과 PMA에 저항성을 지닌 혈관이완성 물질을 유리하는 것으로 사료된다. 앞으로 A23187에 의하여 유리되는 혈관 이완성 물질이 superoxide anion에 의존하여 생성된 것인지에 대하여는 추후의 연구과제이다. In the isolated rabbit mesenteric artery denuded of endothelium, we characterized the identity of the A23187-induced endothelium-dependent relaxing factor (EDRF) released from the endothelium of rabbit aorta, which is distinct from that of acetylcholine-induced relaxing factor. In the normal physiological salt solution (PSS), the dose-response curves to A23187 and acetylcholine were overlapped together. Their effects were also inhibited by methylene blue. Upon application of hypoxanthine and xanthine oxidase into the bath, the phenylephrine-induced precontraction was transiently increased followed by the sustained relaxation. During the burst of hypoxanthine-xanthine oxidase reaction, the $Ca^{++}$ ionophore, A23187 but not acetylcholine was able to cause an immediate relaxation. However, A23187-induced relaxation was not manifested when precontracted by 50 mM $K^+-PSS$. Nevertheless, in the presence of superoxide dismutase, A23187 could produce an immediate relaxation without accompanying the transient contraction as acetylcholine did during the hypoxanthine-xanthine oxidase reaction. On the other hand, acetylcholine-induced relaxation was more sensitively inhibited by phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) than A23187-induced relaxation. Endothelium-independent relaxation to sodium nitroprusside was not affected by PMA. Based on these results it is suggested that both A23187 and acetylcholine cause the methylene blue-inhibitable endothelium-dependent relaxation, and in addition, A23187 may release a stable EDRF which is resistant to superoxide anion and PMA.

토끼 대동맥 내피에서 A23187에 의하여 유리되는 혈관이완물질의 특성에 관한 연구

김치대(Chi-Dae Kim),임병용(Byung-Yong Rhim),홍승철(Sung-Chul Hong),홍기환(Ki-Whan Hong) 대한약리학회 1991 대한약리학잡지 Vol.27 No.2

내피세포가 제거된 토끼의 적출 장간막 동맥에서 토끼의 대동맥 내피세포로 부터 A23187과 acetylcholine은 NO와 유사한 혈관 이완성 물질 (EDRF)을 유리한다. 이에 첨가하여 A23187은 acetylcholine과는 달리 superoxide anion에 의하여 파괴되지 않는 EDRF도 유리시킴을 확인하고 이의 특성에 대하여 연구하였다. 정상적인 생리영양액에서는 A23187과 acetylcholine의 용량-반응 곡선은 내피세포에 의존하지 않는 sodium nitroprusside의 곡선과 유사하였다. 이들은 methylene blue에 의하여 억제되었다. Hypoxanthine (HX)과 xanthine oxidase (XO)를 bath내로 투여시 phenylephrine에 의한 수축이 일과성으로 증가한 후 지속적으로 이완되었다. HX-XO 반응중에는 A23187은 장간막 동맥을 즉각적으로 이완시켰으나 acetylcholine의 이완작용은 소실되었다. A23187에 의하여 야기되는 장간막동맥의 이완은 50 mM K⁺-PSS로 수축을 야기시켰을 때에는 나타나지 아니하였다. Superoxide dismutase를 전처치하였을 때는 HX-XO 반응중에도 acetylcholine 뿐만아니라 A23187에 의한 장간막 동맥의 수축은 이완되었다. 한편, acetylcholine에 의하여 야기되는 장간막 동맥의 이완은 A23187에 의하여 야기되는 이완에 비하여 phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)에 훨씬 더 민감하게 억제되었다. 내피세포의 기능과는 무관한 sodium nitroprusside에 의하여 야기되는 이완은 PMA에 의하여 영향을 받지 아니하였다. 이상의 결과로 미루어 볼때, A23187과 acetylcholine은 methylene blue에 의하여 억제되는 내피세포 의존성 이완을 야기시키고, 첨가하여 A23187은 어떤 병적 환경 아래서는 superoxide anion과 PMA에 저항성을 지닌 혈관이완성 물질을 유리하는 것으로 사료된다. 앞으로 A23187에 의하여 유리되는 혈관 이완성 물질이 superoxide anion에 의존하여 생성된 것인지에 대하여는 추후의 연구과제이다. In the isolated rabbit mesenteric artery denuded of endothelium, we characterized the identity of the A23187-induced endothelium-dependent relaxing factor (EDRF) released from the endothelium of rabbit aorta, which is distinct from that of acetylcholine-induced relaxing factor. In the normal physiological salt solution (PSS), the dose-response curves to A23187 and acetylcholine were overlapped together. Their effects were also inhibited by methylene blue. Upon application of hypoxanthine and xanthine oxidase into the bath, the phenylephrine-induced precontraction was transiently increased followed by the sustained relaxation. During the burst of hypoxanthine-xanthine oxidase reaction, the Ca⁺⁺ ionophore, A23187 but not acetylcholine was able to cause an immediate relaxation. However, A23187-induced relaxation was not manifested when precontracted by 50 mM K⁺-PSS. Nevertheless, in the presence of superoxide dismutase, A23187 could produce an immediate relaxation without accompanying the transient contraction as acetylcholine did during the hypoxanthine-xanthine oxidase reaction. On the other hand, acetylcholine-induced relaxation was more sensitively inhibited by phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) than A23187-induced relaxation. Endothelium-independent relaxation to sodium nitroprusside was not affected by PMA. Based on these results it is suggested that both A23187 and acetylcholine cause the methylene blue-inhibitable endothelium-dependent relaxation, and in addition, A23187 may release a stable EDRF which is resistant to superoxide anion and PMA.

문맥 고혈압 흰쥐에 있어서 내장혈관의 아드레나린성 수용체의 기능변동과 이에 대한 Propranolol의 효과

김치대(Chi Dae Kim),홍기환(Ki Whan Hong) 대한약리학회 1988 대한약리학잡지 Vol.24 No.1

문맥 고혈압 동물에서 내장장기의 혈류역동학적 변동으로서 문맥압의 증가와 동반하여 장간의 혈류량 증가와 혈관저항의 감소뿐만 아니라 전신 혈관저항의 감소가 특징적으로 야기된다. 문맥고혈압에 있어서 propranolol이 beta 1과 beta 2 수용체의 봉쇄작용으로 문맥고혈압을 저하시킨다는 점에서 사용되기도 한다. 본 실험에서는 흰쥐에서 문맥을 부분적으로 결찰하여 문맥고혈압을 야기하고 10일 후에 내장장기의 혈류역동학적 변동과 혈관 수축성 약물에 대한 반응성의 변동을 관찰하였다. 동시에 이에 대한 propranolol의 효과도 검토하였다. 문맥 결찰 후에는 비 펄프압의 증가와 동반하여 내장장기의 혈류량과 모세혈관압 증가가 야기되었고 동시에 모세혈관 전 저항(Ra)과 모세혈관 후 저항(Rv)은 저하되었다. Noradrenaline에 대한 Rv의 증가반응, adrenaline에 대한 Ra와 Rv의 증가반응, 및 phenylephrine에 대한 상장간막 동맥압, Ra및 Rv의 증가반응이 특징적으로 문맥결찰군에서 대조군에 비하여 현저히 약화되었다. Propranolol 처치군(PPL-3)에서 장간막 혈류량의 감소가 초래되었고, 문맥결찰군에서 저하된 Ra와 Rv가 propranolol투여로 대조군 수치로 회복되 었다. 이러한 성적의 결과로 문맥 결찰에 의하여 장간막 혈류량 증가와 동반된 Ra와 Rv의 저하는 비 펄프압 증가로 야기된 것으로 추측되며 내장장기 혈류역동학적 및 혈관 반응도의 변동은 장기적인 propranolol 처치로 효과있게 교정되는 점으로 미루어 내장장기의 과혈류역동은 내장장기 혈관의 아드레나린성 수용체의 기능변동과 밀접한 관련이 있다고 사료되었다.l(6.7%)의 에너지 절약 효과가 있었다. 4. 동선 절약형 시스템 주방의 경우 모델 주방에 비해서 동선은 42%, 소요 에너지는 20.4%가 절약 되었다.부터 glutamate 또는 NMDA에 의한 synaptosome의 칼슘 흡수는 세포외 마그네슘에 각기 다른 양상을 나타내며 이들에 의한 칼슘 흡수는 포타슘을 제외한 소듐과 칼슘에 대한 세포막 투과성의 증가 그리고 이에 따른 탈분극에 연관이 있을 것으로 시사되있다. 자궁에 대한 수축 억제 작용은 voltage-dependent calcium channel 차단에 밀접한 관련이 있는 것으로 사려된다.i-propenyl disulfide 등의 함유황 화합물과 수용성 pectin질이 축적되었다가 마늘이 마쇄로 alliinase가 이들 물질과 반응하여 녹변색소가 생성되는 것으로 사료되었다.은 어묵 1품목에서 42.3μg/g, 수크랄로스는 껌 1품목에서 120.1μg/g이 검출되었으며 검출된 인공감미료는 표시사항과 일치하였다.4˚C 및 25˚C 저장 결과 버섯분말 첨가량은 노화의 진행속도를 빠르게 한다는 것을 알 수 있었으며, 버섯분말 첨가 빵의 관능검사 결과 버섯분말 첨가량이 증가할수록 모든 측정치의 값이 감소하는 결과를 나타냈다. 버섯분말을 제빵에 이용시 4%까지 이용할 수 있을 것으로 사료된다.p<0.01). 위암 세포주 SNU-638의 경우 garlic(71.63 ± 0.38%)이 가장 높은 억제효과를 보였으며, red pepper 및 ginger, fenug Alterations in splanchnic circulatory hemodynamics along with reactivities to the alpha adrenoceptor agonists were assessed in association with the preventive effects of propranolol 10 days after portal ligation. Decreases in precapillary resistance (Ra) and postcapillary resistance (Rv) along with increases in mesenteric blood flow (MBF) and capillary pressure (CP) were observed in conjunction with an increment of splenic pulp pressure (SPP). Dose-dependent increase in Rv in response to noradrenaline, increases in Ra and RV to adrenaline, and increases in superior mesenteric arterial pressure (SMAP), Ra and Rv to phenylephrine observed in sham group were significantly attenuated by portal vein stenosis. In PPL-3 group (propranolol 3 mg/kg, i.p. three times daily for 10 days), MBF was significantly decreased in association with decrease in mesenteric venous pressure (MVP) when compared with those of protal ligated (PL) group, and decreased Ra and Rv in PL group were recovered toward the values of sham group. Likewise, in PPL-1 group (propranolol 5 mg/kg, i.p. once daily for 10 days), the pressor response of Rv to adrenaline was recovered up to the level of sham group. Thus, it is suggested that decreases in Ra and Rv in association with increases in MBF and CP may have a close relevance to the increased SPP, and the changes in circulatory hemodynamics and vascular reactivities were effectively reversed by longterm propranolol treatment. Based on these results, it is concluded that these changes observed in portal hypertension are closely related with the altered functions of the adrenoceptors in the splanchnic vascular beds.

Inhibition of Cancer Cell Migration by Compounds from Garlic Extracts

Eun Kyoung Kim(김은경),Sung Ji Yun(윤성지),Jung Min Ha(하정민),In Hye Jin(진인혜),Young Whan Kim(김영환),Sun Gun Kim(김선근),Da Jung Park(박다정),Young Whan Choi(최영환),Sik Yun(윤식),Chi Dae Kim(김치대),Sun Sik Bae(배순식) 한국생명과학회 2011 생명과학회지 Vol.21 No.6

세포의 이동은 많은 생리적 반응뿐만 아니라 암 세포 침윤과 전이에 중요한 역할을 수행한다. 본 연구에서는 마늘이 암세포의 이동에 미치는 영향을 확인하기 위해, 표준 마늘과 흑마늘을 준비하고 이들을 각각 물을 이용하여 추출하거나 건조하여 추출한 추출물 4 종류를 이용하여 항침윤성과 항전이성에 대해 조사하였다. 실험결과, 암세포의 이동은 건조 후 헥산으로 추출한 분획에 암세포의 이동 억제 활성이 관찰되었다. 이 분획을 박막 크로마토그래피를 이용하여 분리정제하였으며, 이를 inhibitor of cancer metastasis from garlic #27 (ICMG-27)이라 명명하였다. ICMG-27 (6 ㎍/㎖)을 세포에 처리하였을 때, IGF-1에 의한 OVCAR-3와 NIH-3T3 세포의 이동을 억제함을 확인하였다. 그러나 ICMG-27은 mouse embryonic fibroblast (MEF) 세포에서 IGF-1에 의한 이동에는 영향을 주지 않았다. 이러한 ICMG-27은 OVCA-3, SKOV-3와 MDA-MB-231 세포와 같은 암세포에서 모두 IGF-1에 의한 이동을 억제함을 관찰하였다. 마지막으로 세포이동을 일으키는 인자에 따른 ICMG-27의 영향을 확인한 것으로, IGF-1, lysophosphatidic acid (LPA), sphingosine-1-phosphate (S1P), leukotriene B4 (LTB4) 그리고, angiotensin Ⅱ (AngⅡ)에 의한 OVCAR-3 세포의 이동을 모두 억제하였다. 이러한 결과를 바탕으로, ICMG-27은 암세포의 이동을 유도하는 많은 인자들에 의한 필수적인 단계를 차단함으로써, 암세포의 이동을 억제하는 것을 확인 할 수 있었으며, ICMG-27에 의한 암세포의 항 침윤 메커니즘의 규명은 암환자의 치료에 기초적인 발판을 제공할 것입니다. Cell migration plays a fundamental role in cancer cell invasion and metastasis as well as in many physiological responses. Here, we screened four different sources of garlic - water extract of normal and black garlic, as well as dried normal and black garlic - for the identification of anti-invasive and anti-metastatic activity on cancer cells. Inhibition of cancer cell migration was observed in the hexane extract of dried-garlic. Inhibitory activity was further purified to near homogeneity by thin layer chromatography and named inhibitor of cancer metastasis from garlic #27 (ICMG-27). ICMG-27 completely blocked insulin-like growth factor-1 (IGF-1)-induced OVCAR-3 cell migration at 6 ㎍/㎖. ICMG-27 completely blocked IGF-1-induced OVCAR-3 and NIH-3T3 cell migration whereas IGF-1-induced mouse embryonic fibroblast (MEF) cell migration was not affected byICMG-27. ICMG-27 inhibited all the tested IGF-1-induced cancer cell migration such as OVCAR-3, SKOV-3, and MDA-MB-231 cells. Finally, ICMG-27 could inhibit IGF-1-, lysophosphatidic acid (LPA)-, sphingosine-1-phosphate (S1P)-, leukotriene B4 (LTB4)-, and angiotensin Ⅱ (AngⅡ)-induced OVCAR-3 cell migration. These results indicate that ICMG-27 inhibits cancer cell migration by blocking essential steps in many agonists-induced cancer cell migrations. Unveiling an anti-invasive mechanism of ICMG-27 on cancer cells will provide a basis for cancer therapy.

Studies of Alterations in Spleno-Hepatic Reflex in Portal Hypertensive Cats

송환규,임병용,김치대,홍기환,Song, Hwan-Kyu,Rhim, Byung-Yong,Kim, Chi-Dae,Hong, Ki-Whan The Korean Society of Pharmacology 1987 대한약리학잡지 Vol.23 No.1

만성 간문맥 고혈압에 동반하는 내장 충혈에 대한 발생 기전을 규명하기 위하여 고양이의 간문맥을 결찰하고 그 경과에 따라 비 -간 교감 신경성 반사 흥분의 변동과 동시에 순환 역동학적 변동을 관찰하였다. 1. 대조 고양이 (Sham 수술군)에서 비동맥을 통하여 capsaicin, bradykinin 및 vasopressin을 주사 하였을 매에는 전신 동맥압의 반사 흥분뿐만 아니라 비정맥압의 상승을 초래하였다. 그러나 심박동수는 변화가 없었다. 동시에 비장(비-비 반사) 및 간장 (비 -간 반사)에서 교감 신경의 만사 흥분을 일으켰다. 2. Capsaicin을 간 표면에 도포하였을 때는 간 신경 흥분 (간-간 반사)과 등시에 승압 반사를 유발시켰다. 3. 문맥 결찰 후에는 비정맥압은 시간 경과에 따라 증가 하였고 이에 동반하여 전신 동맥압은 감소하였다. 그러나 승압반사 항진은 제2일에 현저하게 야기되었고 그후 대조치로 회복되었다. 비-비 또는 비-간 교감 신경 반사 흥분은 제8일에 현저히 감약되었다. 4. 이상의 성적을 종합하면 비장 및 간장에 분포하는 교감 신경 반사 흥분은 동일한 중추 지배에 의하여 조절되고, 간문맥 결찰 후 내장 반사 흥분의 감소는 내장 충혈의 발생과 밀접한 관련이 있을 것으로 사료되었다. To elucidate the mechanism of splanchnic hyperemia associated with chronic portal hypertension, we have investigated the alteration in visceral reflexes in conjuction with circulatory hemodynamics in portal ligated portal hypertension in cats. When capsaicin, bradykinin and vasopressin were injected via splenic artery of sham cat, respectively, they caused not only reflex excitation of systemic arterial pressure, but also elevation of splenic venous pressure with unchanged heart rates. Simultaneously, they evoked the sympathetic efferent excitation of liver (spleno-hepatic reflex) as well as of spleen (spleno-splenic reflex). Similarly, capsaicin upon pledging on the liver surface evoked a significant increase in the pressor reflex with hepatic nerve excitation (hepato-hepatic reflex). After portal ligation, the splenic venous pressure was gradually elevated in association with decrease in systemic arterial pressure. However, the excitation of pressor reflex was enhanced on the and day, thereafter, being returned to the control, and the reflexly induced spleno-splenic, spleno-hepatic and hepato-hepatic sympathetic excitations were significantly diminished on the 8th day following portal vein ligation. In conclusion, it is suggested that sympathetic reflexes to spleen and liver are specifically intervened by the same central pathways and furthermore, the diminution of these viscero-visceral reflex excitations after portal ligation may be related to the intestinal hyperemia.

Pharmacological Action Mechanism(s) of Vasodilator Effect of Calcitonin Gene-related Peptide in Rat Basilar Arteries

임병용,홍선화,김치대,이원석,김동헌,홍기환,Rhim, Byung-Yong,Hong, Sun-Hwa,Kim, Chi-Dae,Lee, Won-Suk,Kim, Dong-Heon,Hong, Ki-Whan The Korean Society of Pharmacology 1996 대한약리학잡지 Vol.32 No.1

본 실험에서는 흰쥐의 뇌 기저동맥을 이용하여 $K^+$과 U46619에 의한 수축과 세포내 $Ca^{2+}$의 변동을 관찰하고, 이들 반응을 CGRP 전처치시 나타나는 반응과 비교하였다. CGRP (30과 100 nM)는 U46619에 의하여 야기된 수축반응과 세포내 $Ca^{2+}$의 증가반응을 억제시켰으나, $K^+$ (90 mM)에 의하여 나타나는 반응에는 영향을 미치지 아니하였다. 게다가, U46619에 의하여 야기되는 장력에 대하여 세포내 $Ca^{2+}$의 변동 $(F_{340}/F_{380})$을 도표화하여 세포내 $Ca^{2+}$ 농도와 장력의 발생과의 상관관계를 검토하고, 이들 결과를 CGRP 전처치시 나타나는 결과와 비교하였다. CGRP (30과 100 nM) 전처치군에서 얻어진 직선이 오른쪽으로 치우치지는 않으면서 아래쪽으로 이동하는 점으로 볼 때, CGRP가 $Ca^{2+}$에 대한 수축기구의 감수성에는 영향을 미치지 않으면서 세포내 $Ca^{2+}$ 농도를 저하시킴에 의하여 U46619에 의한 근수축반응을 억제시키는 것으로 보여진다. 이러한 CGRP의 효과는 CGRP1 수용체 길항제인 CGRP$(8{\sim}37)$ 분획(100 nM)의 전처치시 현저히 억제되었다. CGRP에 의한 수축력과 세포내 $Ca^{2+}$의 저하는 large conductance $Ca^{2+}$에 의하여 활성화되는 $K^+$ 통로 봉쇄제인 charybdotoxin (100 nM)과 iberiotoxin (100 nM)의 전처치에 의하여 완전하게 역전되었으나, small conductance $Ca^{2+}$에 의하여 활성화되는 $K^+$ 통로 봉쇄제인 apamin (300 nM)과 ATP에 감수성이 높은 $K^+$ 통로 봉쇄제인 glibenclamide (1 ${\mu}M$)에 의해서는 영향을 받지 아니하였다. 이상의 결과로 볼 때 CGRP1 수용체는 $Ca^{2+}$에 의하여 활성화되는 $K^+$ 통로를 개방시킴으로 세포내 $Ca^{2+}$을 감소시켜 뇌 기저동맥의 이완반응을 매개하는 것으로 사료된다. In the present study, we observed change in intracellular $Ca^{2+}$$([Ca^{2+}]_i)$ as measured with the fluorescent $Ca^{2+}-indicator$ fura-2 in association with force development of the rat basilar arteries during activation by$K^+$ depolarizing solution and U46619, a thromboxane analogue, in the absence and the presence of calcitonin-gent related peptide (CGRP). CGRP (30 and 100 nM) caused a concentration-dependent inhibition of U46619-induced contraction with decrease in $[Ca^{2+}]_i$, whereas it did not exert any effect on the $K^+$ (90 mM)-induced contraction and increase in $[Ca^{2+}]_i$, Further, $[Ca^{2+}]_i-force$ relationships were determined by plotting the ratio of $F_{340}/F_{380}$ $([Ca^{2+}]_i)$ as a function of the force induced by U46619, and the results were compared with those obtained in the presence of CGRP. The curves obtained in the presence of CGRP (30 and 100 nM) were significantly moved to downward without right shift of the curves suggesting that CGRP inhibited the U46619-induced contraction only by mediation of reduction in $[Ca^{2+}]_i$ with out any change in the sensitivity of contractile apparatus to $Ca^{2+}$. The CGRP-induced attenuation of $[Ca^{2+}]_i$ and force development was significantly inhibited under pretreatment with CGRP $(8{\sim}37)$ fragment (100 nM), a CGRP1 receptor antagonist. Both the reduced contraction and reduction in $[Ca^{2+}]_i$ caused by CGRP were fully reversed by pretreatment with charybdotoxin (100 nM) and iberiotoxin (100 nM), large conductance $Ca^{2+}-activated$ $K^+$ channel blockers, but not by apamin (300 nM), a small conductance $Ca^{2+}-activated$ $K^+$ channel blocker, and glibenclamide ( 1 ${\mu}M$), an ATP-sensitive $K^+$ channel blocker. In conclusion, it is suggested that the CGRP1 receptor, upon activation by CGRP, are coupled to opening of $Ca^{2+}-activated$ $K^+$ channel and cause to decrease in $[Ca^{2+}]_i$, thereby leading to vasodilation of the rat basilar artery. However, it is not defined that the mechanism underlying vasodilation whether the $K^+$ channel blockers, charybdotoxin and iberiotoxin directly block the CGRP receptors and that CGRP-evoked relaxation is dependent on the cyclic AMP or $K^+$ channel opening or both actions.

Molecular Events of Insulin Action Occur at Lipid Raft/Caveolae in Adipocytes

배순식,윤성지,김은경,김치대,최장현,서판길,Bae, Sun-Sik,Yun, Sung-Ji,Kim, Eun-Kyung,Kim, Chi-Dae,Choi, Jang-Hyun,Suh, Pann-Ghill Korean Society of Life Science 2007 생명과학회지 Vol.17 No.1

인슐린은 지방세포 또는 근육세포에서 포도당 흡수 조절 통로단백질이 함유되어 있는 소포제를 세포막으로의 이동을 촉진시킨다. 우리는 여기서 지방세포로의 분화는 인슐린에 의한 포도당 흡수에 대한 반응이 증가됨을 보였다. 반면에 지방세포로의 분화는 PDGF에 의한 포도당 흡수 반응이 감소됨을 보였다. 인슐린 수용체나 caveolae는 지방세포로의 분화과정 동안 발현이 증가된다. 또한 지방세포로의 분화는 인슐린에 의한 Akt의 활성을 증가시켰다. 하지만 PDGF에 의한 Akt의 활성은 크게 감소하였다. 하지만 인슐린은 지방세포 또는 섬유아 전구세포에서 ERK의 활성을 유도하지 않았다. PDGF에 의한 ERK 활성 또한 지방세포로의 분화과정에 따라 감소하였다. P13K의 저해제인 LY294002는 지방세포 뿐만 아니라 섬유아 전구세포에서 인슐린에 의한 포도당 흡수를 저해하였다. 마지막으로 인슐린 수용체, Akt, SHIP2, p85등이 lipid raft/caveolae에 존재함을 확인하였고 인슐린에 의해 이런 단백질들이 lipid raft/caveolae로 이동함을 관찰하였다. 이런 결과를 토대로 lipid raft는 포도당 홉수를 위한 인슐린의 기능적 작용을 하는데 매우 중요한 환경을 제공함을 주장한다. Insulin stimulates the fusion of intracellular vesicles containing glucose transporter 4 (GLUT4) with plasma membrane in adipocytes and muscle cells. Here we show that adipocyte differentiation results in enhanced insulin sensitivity of glucose uptake. On the other hand, glucose uptake in response to platelet-derived growth factor (PDGF) stimulation was markedly reduced by adipocyte differentiation. Expression level of insulin receptor and caveolin-1 was dramatically increased during adipocyte differentiation. Adipocyte differentiation caused :ilightly enhanced activation of acutely transforming retrovirus AKT8 in rodent T cell lymphoma (Akt) by insulin stimulation. However, activation of Akt by PDGF stimulation was largely reduced. Activation of ERK was not detected in both fibroblasts and adipocytes after stimulation with insulin. PDGF-dependent activation of ERK was reduced by adipocyte differentiation. Insulin-dependent glucose uptake was abrogated by LY294002, a phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) inhibitor, in both fibroblasts and adipocytes. Also disassembly of caveolae structure by $methyl-\beta-cyclodextrin$ caused impairment of Akt activation and glucose uptake. Finally, insulin receptor, Akt, SH2-domain-containing inositol 5-phosphatase 2 (SHIP2), and regulatory subunit of PI3K are localized at lipid raft domain and the translocation was facilitated upon insulin stimulation. Given these results, we suggest that lipid raft provide proper site for insulin action for glucose uptake.

7-Ketocholesterol에 의한 Akt 감소와 혈관평활근세포의 세포자멸사

서교원(Kyo Won Seo),김치대(Chi Dae Kim),이원석(Won Suk Lee) 한국생명과학회 2016 생명과학회지 Vol.26 No.2

혈관평활근세포의 세포자멸사는 죽상경화증을 비롯한 여러 혈관질환에서 일어나며, 죽상판의 불안정화에 중요한 역할을 한다. Oxysterol은 혈관평활근세포의 세포자멸사를 야기하는데, 죽상경화 병변에는 비효소적으로 생성되는 주된 oxysterol인 7-ketocholesterol (7KC)이 대량 존재한다고 알려져 있다. 그러나 7KC에 의한 혈관평활근세포의 세포자멸사에 관하여 밝혀진 자세한 기전은 아직 미흡하다. 본 연구는 7KC가 혈관평활근세포의 세포자멸사를 일으키는 기전을 구명하고자 하였다. Sprague-Dawley계 숫쥐의 대동맥 절편으로부터 배양한 혈관평활근세포에 7KC를 처리하여 혈관평활근세포의 생존력의 변동과 세포자멸사를 각각 methylthiazole tetrazolium bromide 분석법 및 trypan blue 분석법 그리고 유세포 분석법, 면역 형광 측정법, 면역침전법 및 웨스턴블럿 등으로 측정하였다. 7KC는 혈관평활근세포의 생존력을 시간- 및 농도-의존적으로 감소시켰고, 혈관평활근세포내에 지질과산화 최종산물인 4-hydroxynonenal (HNE) 생성을 증가시켰으며, HNE 단독 처리 또한 혈관평활근세포의 생존력을 농도-의존적으로 감소시켰다. 7KC 또는 HNE에 의하여 감소되었던 혈관평활근세포의 생존력은 HNE 생성 억제제인 2,4-dinitrophenyl hydrazine 전처치에 의하여 회복되었다. 더욱이 세포생존 매개인자로 잘 알려져 있는 Akt의 발현이 7KC와 HNE에 의하여 농도-의존적으로 감소되었고, 2,4-dinitrophenyl hydrazine 또는 N-acetylcysteine 전처치에 의하여 회복되었다. 단백질분해효소복합체 억제제인 lactacystin은 7KC에 의한 세포자멸사와 Akt 감소는 억제하였지만 7KC에 의한 HNE 생성은 억제하지 못하였다. HNE에 결합된 Akt의 양은 7KC와 HNE에 의하여 현저히 증가하였으며 단백질분해효소복합체 억제제인 lactacystin 전처치 시에도 유의하게 증가하였다. 이상의 결과로 보아 죽상경화 병변에서 7KC는 혈관평활근세포내 HNE 생성을 증가시키고, 이 HNE에 결합된 Akt는 단백질분해효소복합체에 의하여 분해되는 것으로 보이며, 이와 같은 기전에 의하여 죽상판의 불안정화가 촉진되는 것으로 생각된다. Vascular smooth muscle cell (VSMC) apoptosis has been identified in various vascular diseases, including atherosclerosis and restenosis after angioplasty, and has been known to precipitate atherosclerotic plaque instability and rupture. Oxysterols are known as inducers of apoptosis in VSMC, and 7-ketocholesterol (7KC) is the major nonenzymically formed oxysterol in atherosclerotic lesions. The precise mechanism underlying VSMC apoptosis is still poorly understood. In this study, we investigated whether 7KC causes apoptosis, and characterized its apoptotic mechanisms in primary cultured rat aortic VSMC. Cell viability was assessed by MTT assay and trypan blue assay. Apoptosis was assessed by flow cytometry, immunofluorescence, immunoprecipitation, and Western blot analyses. 7KC markedly decreased the VSMC viability in a time- and concentration-dependent manner, and increased the production of 4-hydroxynonenal (HNE), a major end-product of lipid peroxidation, which also decreased the VSMC viability. Pretreatment with 2,4-dinitrophenylhydrazine, a well-known reagent of lipid peroxidation-derived aldehydes, significantly restored the 7KC-decreased viability of VSMC. Furthermore, HNE, as well as 7KC, reduced the level of total Akt, a major mediator of cell survival. The 7KC-decreased level of total Akt was significantly restored by pretreatments with 2,4-dinitrophenylhydrazine and N-acetylcysteine. Lactacystin, a proteasome inhibitor, protected VSMC against apoptosis and Akt degradation, but did not inhibit HNE production. In the immunoprecipitation assay, 7KC increased HNE-modified Akt. From the results, it seems that, in atherosclerotic lesions, 7KC induces HNE production in VSMC, and this HNE binds to Akt, proceeding to proteasomal degradation of Akt, through which mechanism the atherosclerotic plaque instability may be facilitated.

고양이의 담낭근 수축에 있어서 세포내 기전

임병용(Byung Yong Rhim),김치대(Chi Dae Kim),김동헌(Dong Heon Kim),Piero Biancani,Jose Behar 대한약리학회 1996 대한약리학잡지 Vol.32 No.1

고양이 담낭근에서 효소학적으로 분리한 평활근 세포는 cholecystokinin octapeptide (CCK-8), acetylcholine (ACh) 및 KCl에 의하여 용량에 의존하여 수축하였다. 이들 효현제 (CCK-5, ACh 및 KCl)에 의한 평활근 세포의 최대수축은 각각10^-9M, 10^-5M 및 20mM 농도에서 야기되었다. CCK-8에 의하여 야기되는 이들 평활근 세포의 수축은 HEPES 완충액에 Ca²⁺을 제거시킴에 의하여 영향을 받지 아니하였으나, Ca²⁺ 대신에 strontium을 첨가시켰을때 수축반응이 완전하게 억제되었다 (p<0.001). 이와는 반대로 KCl에 의한 수축반응은 strontium 치환에 의하여 영향을 받지 아니하고 HEPES 완충액에 Ca²⁺을 제거시킴에 의하여 억제되었다 (p<0.01). ACh에 의하여 야기되는 수축반응은 세포 외액의 Ca²⁺을 제거시킴에 의하여 중등도의 억제반응이 야기되었으나 (p<0.05) strontium에 의하여 영향을 받지 아니하였다. Saponin으로 세포 투과성 변동을 야기시킨 근세포에서 inositol 1,4,5-trisphosphate (IP₃)와 CCK-8은 수축반응을 일으켰고, 이러한 수축반응은 calmodulin 길항제인 CGS 9343B에 의하여 차단되었으며 (p<0.001), heparin은 CCK-8 및 IP₃의 작용을 완전하게 봉쇄하였다 (p<0.001). 그러나 이러한 수축반응에 있어서 protein kinase C 길항제인 H7은 아무런 작용을 나타내지 못하였다. 이러한 결과로 볼 때 CCK-8에 의하여 야기된 고양이 담낭근 세포의 수축반응은 IP₃에 의하여 세포내 저장소로부터 유리된 Ca²⁺과 calmodulin에 의존적인 과정에 의하여 매개되어 지는 것으로 생각된다. 또한 ACh는 세포외액의 Ca²⁺ 뿐만 아니라 세포내 저장소의 Ca²⁺ 모두를 이용하며, KCl은 전적으로 세포외액의 Ca²⁺에 의존적인 형태로 calmodulin과는 무관하게 고양이 담낭근 세포의 수축반응을 야기시키는 것으로 사료된다. Cholecystokinin octapeptide (CCK-8), acetylcholine (ACh) and KCl caused a dose dependent contraction in muscle cells enzymatically digested from cat gallbladder. Maximal contraction was obtained at concentration of 10^-9M for CCK-8, 10^-5M for ACh and 20mM for KCl. CCK-8 induced contraction was unaffected in calcium free physiological salt solution (PSS) and was completely blocked by strontium substitution for calcium (p<0.001). In contrast, KCl evoked contraction was blocked in calcium free PSS (p<0.01) but was unaffected by strontium replacement of calcium. The contraction elicited by ACh was only slightly reduced in calcium free PSS (p<0.05) and was unaltered by strontium. Muscle cells permeabilized with saponin contracted in response to inositol 1,4.5-trisphosphate (IP₃) and CCK-8. The contraction was blocked by the calmodulin antagonist CGS 9343B (p<0.001), whereas heparin completely blocked the effect of IP₃ (p<0.001). The protein kinase C (PKC) antagonist H7 had no effect on either agonist. We conclude that CCK-8 induced gallbladder muscle contraction is mediated by IP₃ dependent intracellular calcium release from intracellular stores and a calmodulin dependent pathway; ACh may utilize both extracellular and intracellular calcium. KCl causes muscle contracrion through influx of extracellular calcium and a calmodulin independent machanism.