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      • KCI등재

        Caspase-8의 양성 피드백 방식을 통한 중성지방-유도 THP-1 대식세포 사멸 증가

        정병출 ( Byung Chul Jung ),임재원 ( Jaewon Lim ),김성훈 ( Sung Hoon Kim ),김윤석 ( Yoon Suk Kim ) 대한임상검사과학회 2021 대한임상검사과학회지(KJCLS) Vol.53 No.2

        고중성지방혈증은 죽상동맥경화증의 주요한 위험 요인 중 하나이다. 중성지방은 대식세포의 세포 사멸을 유도하여 죽상동맥경화증 발생에 기여하는 것으로 알려져 있다. 본 연구팀은 앞선 연구에서 대식세포의 중성지방-유도 세포 사멸이 pannexin-1 활성화에 의한 세포 외 ATP 농도 증가, caspase-2와 caspase-1 활성화, caspase-8을 포함한 apoptotic caspase 활성화 경로로 일어나는 것을 보고하였다. 한편 다른 연구들에서는 세포 내 다른 여러 기전에서 caspase-8이 caspase-1과 -2의 상위 단백질이라 보고하고 있다. 따라서 본 연구에서는 caspase-8이 중성지방-유도 대식세포 사멸 과정에서 상위단백지로 영향을 미치는지 여부를 조사하기 위해 수행되었다. 본 연구진은 caspase-8이 중성지방-유도 대식세포 사멸 과정에서 caspase-3 활성화 및 PARP 절단을 유도하였다. 다음으로 중성지방이 처리된 대식세포에서 caspase-8 억제 시, caspase-8의 상위 단백질로 보고한 caspase-1 및 -2의 활성이 감소하는 것을 확인하였다. 또한 ATP 처리 시 caspase-8 억제제 처리에 의해 감소된 caspase-2의 활성이 회복되는 것을 확인하였다. 위의 결과를 통해 caspase-8이 중성지방-유도 대식세포 사멸 과정에서 세포 외부 ATP 농도 증가에 관여하는 단백질 또는 그 상위 기전에 양성피드백 방식으로 영향을 미쳐 caspase-1과 -2를 활성화하여 중성지방-유도 대식세포 사멸을 증진시킴을 알 수 있다. Hypertriglyceridemia is the main risk factor for atherosclerosis. It is reported that triglyceride (TG) induces macrophage cell death, and is involved in the formation of plaques and development of atherosclerosis. We previously reported that TG-induced cell death of macrophages is mediated via pannexin-1 activation, which increases the extracellular ATP and subsequent increase in potassium efflux, thereby activating the caspase-2/caspase-1/apoptotic caspases, including the caspase-8 pathway. Contrarily, some studies have reported that caspase-8 is an upstream molecule of caspase-1 and caspase-2 in several cellular processes. Therefore, this study was undertaken to investigate whether caspase-8 influences its upstream molecules in TG-stimulated macrophage cell death. We first confirmed that caspase-8 induces caspase-3 activation and poly ADP-ribose polymerase (PARP) cleavage in TG-treated macrophages. Next, we determined that the inhibition of caspase-8 results in reduced caspase-1 and -2 activity, which are upstream molecules of caspase-8 in TG-induced cell death of macrophages. We also found that ATP treatment restores the caspase-8 inhibitor-induced caspase-2 activity, thereby implying that caspase-8 affects the upstream molecules responsible for increasing the extracellular ATP levels in TG-induced macrophage cell death. Taken together, these findings indicate that caspase-8 potentiates the TG-induced macrophage cell death by activating its upstream molecules. Copyright Ⓒ 2021 The Korean Society for Clinical Laboratory Science. All rights reserved.

      • KCI등재

        Cathepsin B Is Implicated in Triglyceride (TG)-Induced Cell Death of Macrophage

        정병출,임재원,김성훈,김윤석,Jung, Byung Chul,Lim, Jaewon,Kim, Sung Hoon,Kim, Yoon Suk Korean Society for Clinical Laboratory Science 2020 대한임상검사과학회지(KJCLS) Vol.52 No.3

        Macrophage cell death contributes to the formation of plaque, leading to the development of atherosclerosis. The accumulation of triglyceride (TG) is also associated with the pathogenesis of atherosclerosis. A previous study reported that TG induces the cell death of macrophages. This study examined whether the cytoplasmic release of cathepsin B from lysosome is associated with the TG-induced cell death of macrophage. The release of cathepsin B was increased in the TG-treated THP-1 macrophages, but the TG treatment did not affect cathepsin B expression. Furthermore, the inhibition of cathepsin B by its inhibitor, CA-074 Me, partially inhibited the TG-induced cell death of macrophage. TG-triggered macrophage cell death is mediated by the activation of caspase-1, -2, and apoptotic caspases. Therefore, this study investigated whether cathepsin B is implicated in the activation of these caspases. The inhibition of cathepsin B blocked the activation of caspase-7, -8, and -1 but did not affect the activity of caspase-3, -9, and -2. Overall, these results suggest that TG-induced cytoplasmic cathepsin B causes THP-1 macrophage cell death by activating caspase-1, leading to subsequent activation of the extrinsic apoptotic pathway. 대식세포사멸은 죽상판 형성에 영향을 미쳐 죽상동맥경화증 발병에 관여하는 것으로 알려져 있다. 중성지방 역시 죽상동맥경화 발병에 기여한다고 알려져 있는데 최근 본 연구팀에서는 중성지방이 대식세포사멸을 유발한다는 결과를 확인하였다. 본 연구에서는 cathepsin B가 중성지방에 의해 유발되는 대식세포사멸 과정에 관여하는지 확인하고자 연구를 진행하였다. THP-1 대식세포에 중성지방 처리 시 cathepsin B의 발현량에는 변화가 없고 리소좀에 있던 cathepsin B가 세포질로 방출되어 세포질의 cathepsin B가 증가한 것을 확인하였다. 다음으로 cathepsin B 억제제인 CA-074 Me를 처리 시 중성지방에 의해 유도되는 대식세포사멸이 일부 회복되는 것을 확인하였다. 본 연구팀의 이전 연구에서 중성지방에 의한 대식세포사멸이 caspase-1, -2 및 apoptotic caspase 활성화를 매개로 일어남을 확인하였기 때문에 본 연구에서는 이러한 caspase 활성 경로와 cathepsin B와의 연관성에 대해 연구하였다. cathepsin B 억제시 caspase-7, -8 및 -1의 활성은 억제되었으나, caspase-3, -9 및 -2는 활성에는 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 정리하면, 중성지방에 의해 세포질로 방출된 cathepsin B는 caspase-1 활성화에 기여하고, 활성화된 caspase-1은 외인성 apoptotic caspase 경로를 활성화하여 THP-1 대식세포 사멸을 유발한다는 것을 알 수 있다.

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