In this study, the quality characteristics of kimchi, such as its salinity, pH, and acidity, were measured and compared, and the HT-29 human colon cancer cells were used to show the anticancer effects of kimchi. The kimchi samples used herein included standard kimchi (SK), turnip kimchi (TK), and turnip-powder-added kimchi (TPK). The measured pH and acidity of TK and TPK showed no significant differences with those of SK. Compared to SK and TK, TPK had higher DPPH scavenging activity and higher total flavonoid content, confirming its antioxidant activity. The cancer cell growth inhibition rates of TK and TPK were significantly higher than that of SK. In HT-29 cells treated with TPK, the mRNA expression of Bcl-xL, an anti-apoptosis-related gene, was lower, and the mRNA expressions of the apoptosis-related genes Bax, Bad, and caspase-9 were higher. TPK showed significantly higher levels of mRNA expressions for the cell-cycle-related genes p53 and p21 than the other samples, in addition to suppression effects on cancer cell proliferation. Compared to SK, TK and TPK suppressed the growth of colon cancer cells and showed higher anticancer effects. Therefore, it is shown that kimchi with added turnip powder had high anticancer effects.

The purpose of this study was to investigate the biological activity of fucoidan, a sulfur-containing polysaccharide, on cytotoxicity and apoptosis in the human HT-29 colorectal cancer cell line using cell viability, Flow cytometry, Western blot, and RT-PCR analyses. Fucoidan inhibited the proliferation of HT-29 cells by 39.6% at a concentration of 100 μg/mL for 72 h. The inhibition was dose-dependent and accompanied by apoptosis. Flow cytometric analysis showed that fucoidan increased early apoptosis and late apoptosis by 65.84% and 72.09% at concentrations of 25 and 100 μg/mL, respectively. Analysis of the mechanism of these events indicated that fucoidan-treated cells exhibited increases in the activation of caspase-3, caspase-8, and PARP in a dose-dependent manner. These results suggest that fucoidan may inhibit the growth of human colorectal cancer cells by various apoptosis-promoting effects, as well as by apoptosis itself.

Lindera glauca Blume has been used in Korean traditional medicine to treat the symptoms of paralysis, abdominal pain, speech disorders, extravasations, contusions, and pain caused by rheumatoid arthritis. We investigated the effect of L. glauca Blume extracts on the proliferation of colorectal cancer cells in vitro using HCT116 human colorectal cancer cell lines. We also investigated its mechanism of action. For this purpose, we used the MTT assay, western blotting, DNA fragmentation analysis, and flow cytometry. HCT116 cells were cultured in several concentrations of ethanol extracts of L. glauca Blume root (0, 50, 100 μg/mL). In this study, colon cancer cell growth was inhibited by L. glauca Blume root extract in a dose-dependent manner. It was associated with induction of apoptosis as assessed by nuclear fragmentation and cell cycle analysis. Apoptosis was assessed using western blotting for TNF-α, IL-6, NF-κB, Caspase-3, PARP, Bax, Bcl-2, and SIRT1. The extract also dose-dependently upregulated the expression Bax, the pro-apoptotic gene and downregulated the expression of the anti-apoptotic gene Bcl-2. Furthermore, the extract enhanced Caspase-3 activity in a dose-dependent manner. Our findings provide evidence that L. glauca Blume extract may mediate its anti-proliferative effect via the modulation of apoptosis.

Aloin [1,8-Dihydroxy-10-(β-D-glucopyranosyl)-3- (hydroxymethyl)-9(10H)-anthracenone]은 알로에에서 추출한 천연 안트라퀴논이다. 다양한 유형의 인간 암세포에서 항산화, 항암 효과가 있는 것으로 밝혀졌지만 인간 대장암 세포 HT-29에서 aloin의 항암 효과는 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 aloin이 인간 대장암 HT-29 세포에서 세포 사멸 작용을 발휘할 수 있는 메커니즘을 조사하였다. Aloin 이 세포 생존율에 영향을 미치는지 알아보기 위해 대장암 세포 HT-29, 흑색종 세포 A375SM, 위암 세포 AGS를 aloin(0, 100, 200, 300 및 400 μM)으로 처리하였을 때, HT- 29에서는 농도 의존적으로 세포 생존율을 감소시켰고, A375SM과 AGS 세포에서는 암세포 생존율의 감소가 보이지 않았다. 이러한 HT-29에서의 세포 생존율 감소가 세포자멸사로 인한 감소인지 확인하기 위해 DAPI stain과 flow cytometry를 실시한 결과 apoptotic body가 유의적으로 증가하고 세포 자멸사가 증가한 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과를 바탕으로 aloin이 대장암 세포 HT- 29에서 세포 사멸 관련 단백질 발현 양상에 미치는 영향을 확인하기 위해 western blotting을 실시하였다. Aloin은 Bax, PARP의 분절을 농도 의존적으로 증가시켰고, caspase- 3, -8을 활성화시켰지만, Bcl-2는 대조군에 비해 변화가 없었다. Aloin에 의해 유도된 세포자멸사 기전을 확인하기 위해 MAPK pathway 중 p-p38과 p-ERK의 발현을 확인한 결과, p-p38을 up-regulation시키고 p-ERK의 downregulation을 유도했다. 따라서, aloin은 인간 대장암에서 암 세포 성장 억제 효과 및 암세포 사멸 유도로 암예방 약제로서의 개발 가능성이 있다고 사료된다.

L-carnitine은 라이신과 메티오닌으로 생합성되며 골격근 과 심근을 포함한 다양한 동물조직에서 발견된다. L-carnitine이 포함된 식품으로는 양고기, 소고기, 돼지고기 등이 있고 근육발달에 도움을 주며 뼈를 강화하거나 대사작용을 도와주는 기능을 하여 영양 보조제로 많이 섭취하는 것으로 알려져 있다. 최근 L-carnitine은 제 2형 당뇨병, 골다 공증, 대사성 신경증후군 등의 다양한 질병의 약물로도 연구 되고 있으며 암에서는 치료 보조제로 개발되어있다. 하지만 대장암에서의 L-carnitine에 대한 효과 및 기전에 대해서는 명확하지 않고 연구된 바가 없기 때문에 본 연구에서 저자들은 L-carnitine의 효능을 인간대장암세포주 HCT116에서 규명하고자 하였다. L-carnitine은 세포 내 활성산소종 (ROS)를 높은 수준으로 증가시켜 세포 증식을 억제하였다. 또한, 세포 증식과 죽음에 관련한 단백질 ERK1/2와 p38을 유의적으로 활성화 시킨다는 것을 입증 하였다. 이때, ERK1/2 억제제(PD98059)를 처치하여 ERK1/ 2의 활성화가 활성산소종 발생 및 세포사멸에 중요하다는 것을 밝혔다. 따라서, 본 연구 결과는 L-carnitine이 대장 암세포주의 증식을 억제 할 수 있고 이는 대장암의 치료에 있어 잠재적인 치료 물질이 될 수 있음을 시사하며 이 과정에 관여하는 신호전달기전을 조사하여 항암의 치료기 전에서 활성산소종이나 ERK1/2, p38 단백질의 활성화의 중요성을 제시하였다.

Purpose: The objective of this study was conducted to investigate the effects of rutin, buckwheat components on cell growth and anti-inflammation in adipocyte 3T3-L1 and human colon cancer cell SW-480. Methods: We cultured 3T3-L1 adipocyte and SW-480 colon cancer cell to confluence, at which time starvation was induced with SFM for 1 day. Cells were then cultured in medium containing 0, 25, 50, or 100 μmol/mL of rutin 3T3-L1 or 0, 10, 20, or 40 μmol/mL SW-480. Cell viability was measured using a cell viability kit. In addition, we examined the expression of mRNA related to inflammation. RT-PCR was used to quantity tumor necrosis factor (TNF-α), interleukin-1β (IL-1β), IL-6, inducible nitric oxide synthase (iNOS), and cyclooxygenase-2 (COX-2) mRNA levels. Results: Rutin significantly inhibited 3T3-L1 and SW-480 cell proliferation in a dose and time dependent manner. Rutin also significantly reduced the mRNA expression of IL-1β, IL-6 and TNF-α at the highest dose. In addition, rutin treatment caused a significant reduction in COX-2 and iNOS mRNA levels compared to the control group. Conclusion: Overall, our results suggest that rutin has the potential to reduce inflammation, and that these effects are greater during tissue-damaging inflammatory conditions.

Recently, the area of marine resources has become concerned with sources for the next generation of the bio-industry. Until present, development of the marine resources has remained limited, although a large number of these resources are considered to have potential for various significant biological activities. Most marine sponges, marine algae and coral could be used to create specific compounds for survival against a harsh environment. Therefore, it was necessary that these materials needed to be elucidated with biological activities, such as like anti-inflammatory, anti-viral or anti-cancer effects for their utilization in the bio-industry. In this study, we screened extracts of marine resources for their anti-cancer effect on human colorectal cancer cells. These resources were collected at Kosrae of Micronesia on April, 2013 and extracted with methanol. Cytotoxicity of marine resources was observed. Of a total of 20 specimens, three specimens dose-dependently demonstration inhibition of cell viability. Furthermore, cells treated with these specimens for 48h were induced p53, p21, Bax and caspase-3. The results suggest that they involved p53-mediated apoptosis. Two positive specimens (1304KO-327 and 1304KO-329) were verified as the identical materials, which are Hyrtios sp. Unfortunately 1304KO-207 was not yet classified and needed to identify in the further study. There results suggested that marine resources with positive potential in anticancer effect would be good candidates as useful bio-resources.

해양생물을 포함한 천연물질은 신약개발의 원천 소재로서 매력적이며, 특히 무수한 미지의 해양생물들의 연구가 관심을 받고 있다. 기존의 연구에서 미크로네시아에서 채취한 해면동물 40여종에 대하여 항증식 효과를 다양한 암세포주에서 검색한 바 있다. 본 연구에서는 그 중 Cos-cinoderma sp.의 작용 및 그 기전을 살펴보았다. 특히, 암억제유전자 p53의 발현을 억제시킨 세포주(HCT116 p53KO 과 RKO-E6)에서의 차이점을 비교하였다. 세포생존률 시험에서 Coscinoderma sp. 추출물은 p53의 유무와 상관없이 암세포의 증식을 억제하였음을 확인하였다. 이 암세포증식 억제 효과가 p53 존재에 따라 다르게 나타나는지 알아보기 위하여 세포사멸 관련 단백질 발현양을 Coscinoderma sp. 처리한 각 세포주에서 비교하였다. 그 결과, Coscinoderma sp.를 HCT16 세포주에 처리하였을 때, p53과 Noxa의 발현이 증가하는 것을 관찰하였고, caspase-9이 분절되면서 감소하는 것으로부터 apoptosis를 일으킨다고 여겨진다. 반면, p53이 결핍된 HCT116세포주에서는 Coscinoderma sp. 에 의하여 p21과 mTOR의 발현이 증가되는 것을 확인하였고, 이는 senescence를 야기할 수 있다고 여겨진다. 본 연구로부터 Coscinoderma sp.는 p53의 존재여부에 따라 상이한 작용기전을 매개하여 대장암 세포주의 증식을 억제한다는 것을 알 수 있었다. 이는 새로운 항암제의 개발 가능성을 제시하는 것으로, Coscinoderma sp.의 활성 성분에 대한 지속적인 연구가 이루어 져야 할 것으로 보인다.

Epimedium koreanum Nakai has been used in traditional medicine as an aphrodisiac, hypotensive, and neurasthenia;however, the cellular mechanism of E. koreanum Nakai cultivated in North Korea on HCT116 colon cancer cellactivity has not been investigated. This study is to investigate the effect of E. koreanum Nakai on apoptosis of thehuman colon cancer cell line HCT116. The anti-proliferative activity of E. koreanum Nakai on HCT116 was iden-tified through MTT, Western Blot, and RT-PCR analyses. The results show that 70% ethyl alcohol extracts of E.koreanum Nakai inhibited the growth of HCT116 colon cancer cells (IC50: 1.2mg/mL on 24 hr). Concomitant acti-vation of the mitochondria-dependent apoptotic pathway occurred via modulation of Bcl-2 and Bax expressions,resulting in activation of cleaved caspase-3 and cleaved caspase-9.

본 실험에서는 대장암 세포 HT-29의 증식을 억제하고 세포 사멸을 유도하는 천연소재 발굴을 목적으로, 오미자(Schizandra chinensis Baillon) 열수 추출물을 이용하여 인체 대장암 세포 HT-29의증식에 미치는 영향을 확인하였다. 오미자 열수 추출물이 HT-29 대장암 세포의 apoptosis 유도 효과 및 기전에 미치는 영향을 분자생물학적 방법으로 실험하여 다음과 같은 결론을 얻었다. MTT assay를 통해 인체 대장암세포 HT-29는 오미자 시료농도 0, 1.0, 2.0, 4.0 mg/mL에서 암세포 사멸농도가 각각 0%, 10%, 70%, 88%를 나타내었다. 대장암세포에 오미자 추출물을 처리하고 cell cycle 분석 결과, 시료농도 의존적으로 sub-G1기가 증가하였고, G0/G1기는 감소되는 것을 통해, apoptosis가 일어나 세포 증식을 저해하는 것으로 확인되었다. 대장암세포 핵의 형태학적 변화를 보면, 오미자 추출물 처리 시 농도 의존적으로 세포수가 감소되는 것이 뚜렷이 관찰되었고 cell shrinking, chromatin condensation 등 apototic body 등과 같은 형태학적 변화들이 뚜렷하게 관찰되었다. RT- PCR을 통한 유전자 발현은, 오미자 추출물 농도 의존적으로 p53 유전자 발현이 증가되는 것을 통해 대장암세포의 증식억제를 확인할 수 있었다. In vitro 실험에서 오미자 열수추출물이 대장암세포의 성장을 저해하는 효과가 있음을 확인하였으며, 오미자 추출물에 함유된 활성 본체 규명 및 apoptosis를 유도하는 작용기작에 관한 연구가 수행중이다.

Radiotherapy is one of the major therapies for cancer treatment. p53 acts as a central mediator of the cellular response to stressful stimuli, such as radiation. Recently it has been known that activation of the phosphatidylinositol- 3-kinase (PI3K) pathway is associated with radioresistance. In this study, we investigated whether X-irradiation up-regulates PI3K in a p53-dependent manner in human colon cancer cells. In order to study this phenomenon, we have treated p53-wild type and p53-mutant type HCT116 cells with X-ray. Treatment of wild type HCT116 cells with 8 Gy resulted in a marked increase in PI3K (p85), which paralleled an increase in PTEN, a counterpart of PI3K. However, these effects of X-rays in the p53-mutant cells were not observed. These results suggest that the X-irradiation- induced up-regulation of PI3K/PTEN pathway is p53-dependent.

The phytochemicals of many plants suggest their potential use as dietary supplements in cancer chemoprevention and chemotherapy. In the present study, antitumor activity of Cudrania tricuspidata, a plant native to East Asia, was investigated. Cell growth inhibition of the extract on HT-29 colorectal adenocarcinoma using MTT colorimetric assay was determined. Apoptosis on HT-29 cells was performed by DNA fragmentation analysis. PGE2 release was measured by enzyme immunoassay, because PGE2 is a key protumorigenic prostanoid in many human cancers. For the ROS scavenging activity, ROS level was detected by laser scanning confocal microscope. It was found that methanol extract of leaves inhibits cell viability by inducing apoptosis as evidenced by DNA fragmentation. Stem bark decreases synthesis of PGE2, inflammatory mediator. Fruits exhibited pronounced ROS scavenging activity. Taken together, these results suggest that Cudrania tricuspidata exerts growth inhibition and anti-oxidation on HT-29 cells through apoptosis, ROS scavenging respectively that it may have anti-cancer properties.

본 연구 결과들을 바탕으로 도깨비부채 잎(RPL)은 GSK3β 활 성화를 통해 IκB-α를 인산화시켜 단백질 분해를 유도하고 Iκ B-α 분해로 인해 p65 핵내 전이를 유도하여 NF-κB 신호전달을 활성화?시킨다. 이러한 NF-κB 신호전달 활성화를 통해 대장암 의 세포생육을 억제하는 것으로 추정된다. 본 결과는 도깨비부채 잎을 소재로 항암을 목적으로 한 천연치료제 및 대체보완소재 개발에 활용할 수 있다고 판단된다. 그러나 도깨비부채 잎의 대장암에 대한 세포생육 억제와 작용기전의 정확한 관련성과 세포생육 억제활성 물질 분석을 위해 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

본 연구에서 상동나무 가지 추출물(STB-E100)은 대장암 세포에서 세포사멸을 유도하여 세포생육을 억제하였다. 또한 Iκ B-α 인산화를 통한 IκB-α 단백질 분해를 유도하며 이로 인해 P65 핵내 전이를 유도하여 NF-κB 신호전달을 활성화시킨다. NF-κB 신호전달 활성화는 GSK3β 활성화를 통해 P65 핵내 전 이를 유도에 의한 것이지만 IκB-α분해는 GSK3β 의존성이 아니다. 상동나무 가지 추출물은 이러한 신호전달 활성화를 통해 세포사멸을 유도하여 대장암의 세포생육을 억제한다. 본 결과를 바탕으로 상동나무 가지가 암 예방 및 치료를 목적으로한 표적 요법에서 항암제 개발의 잠재적 활용 소재로서 이용 가능하다고 사료된다. 그러나 대장암 세포에서 상동나무 가지 추출물에 의해 유도된 NF-κB 신호전달 작용기전을 좀 더 구체적으로 구명할 필요가 있고 대장암에 대한 세포사멸과 작용기전의 정확한 관련성을 조사하기 위해 추가적인 연구가 필요하다.

이상의 연구 결과로 먹넌출 열매 추출물은 GSK3β 의존성 Cyclin D1 단백질의 분해를 통해 대장암세포의 생육 억제와 관련이 있는 것으로 확인된다. 본 결과는 대장암의 항암제 개발을 위한 소재로 먹넌출 열매의 활용이 가능할 것으로 판단된다.

이상의 연구 결과로 미루어 볼 때, 댕댕이나무 잎과 가지 추추출물은 대장암 세포주 HCT116과 SW480세포의 생육을 억제 하였으나 열매추출물은 억제활성이 나타나지 않았다. 잎과 가지 추출물은 cell migration과 wound healing assay를 통해 비정상적인 세포증식 억제를 확인하였으며, β-catenin과 TCF4 의 단백질 수준을 감소시켜 비정상적인 Wnt 신호전달을 억제를 통해 대장암세포의 생육을 억제하는 것으로 판단된다. 따라서 댕댕이나무 잎과 가지는 항암을 위한 대체보완소재 및 천연 항암제 개발을 위한 소재로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

In this study, we evaluated the effect of branch (STB) and leave (STL) extracts from Sageretia thea on β-catenin level in human colorecal cancer cells, SW480 and lung cancer cells, A549. STB and STL dose-dependently suppressed the growth of SW480 and A549 cells. STB and STL decreased β-catenin level in both protein and mRNA level. MG132 decreased the downregulation of β-catenin protein level induced by STB and STL. However, the inhibition of GSK3β by LiCl or ROS scavenging by NAC did not block the reduction of β-catenin protein by STB and STL. Our results suggested that STB and STL may downregulate β-catenin protein level independent on GSK3β and ROS. Based on these findings, STB and STL may be a potential candidate for the development of chemopreventive or therapeutic agents for human colorectal cancer and lung cancer.

Potassium cyanate는 무기화합물로 단백질의 번역 후 과정에서 카바밀화(carbamylation)을 유도할 수 있고 이러한 카바밀화 반응은 다양한 질병 및 조건에서 세포의 사멸과 관련이 있다. 이전 연구결과에서 KCN은 사람 대장암 세포주인 HCT 116세포의 방사선 감수성을 향상시키는 것을 확인하였지만 그 기전을 명확히 규명하기에는 많이 부족한 실정이다. 본 연구에서는 방사선에 다소 저항성을 가지는 대장암 세포에서 KCN이 방사선 감수성을 향상시키고 세포사멸 시키는 기전을 확인하기 위해 2 mM의 KCN 처리 후 저 선량의 광자선을 조사하여 세포주기, 세포 생존율, 세포 사멸 관련 단백질(caspase-1, PARP) 발현량, TNF-α 분비 및 TNF-α 관련 전사인자(NF-κB)의 연관성을 확인하였다. 그 결과 KCN 처리 후 광자선을 조사한 세포에서 cas pase-3 및 PARP의 활성이 증가하고 이는 세포주기의 정지와 세포사멸을 유도하였다. 또한 이 과정에서 DN A 전사인자인 NF-κB에 의해 세포 외로 TNF-α를 지속적으로 분비하여 세포사멸에 관여함을 확인하였다. 이러한 결과들을 토대로 KCN이 radiosensitizer로서 작용할 수 있는 가능성이 있다고 사료된다.

Background: Astilbe chinensis (Maxim.) Franch. Et Savat. is a plant belonging to Saxifragaceae family and contains various active ingredients including astilbin and bergenin. It has been used as a traditional Korean medicine to improve fever, pain, and cough. Recently, a number of Korean medical resources have been studied for cancer and inflammation treatment, but A. chinensis (Maxim.) Franch. Et Savat. has not yet been investigated. Consequently, this study investigated the inhibitory effect of ethanol extracts from A. chinensis (Maxim.) Franch. Et Savat. (ARE) on oxidative stress and colorectal cancer using RAW264.7 and the human colorectal cancer cell line HCT-116. Methods and Results: In total, 500 ㎍/㎖ ARE reduced cell viability by 38.96 ± 1.32%, and increased caspase-3 activity by 133.08 ± 3.41% in HCT-116 cells. Moreover, TUNEL signaling and the early apoptosis ratio (34.56 ± 1.67%) increased by 500 ㎍/㎖ ARE treatment. H2O2-induced oxidative stress and cell death were diminished by 500 ㎍/㎖ ARE treatment through decreasing ROS (reactive oxygen species). Conclusions: The inhibitory effects of ARE against human colorectal cancer cells is mediated by apoptosis and caspase-3 activation, and H2O2-induced ROS generation and cell death are decreased by ARE treatment in RAW264.7 cells. However, further study is required to explore how ARE treatment is involved in the signaling pathway to decrease ROS.