• 생명과학회지
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• 제28권6호
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• pp.753-763
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• 2018

Cathepsin은 리소좀에 존재하는 효소로, 엔도좀-리소좀 경로를 통하여 손상된 단백질의 분해를 유도한다. 이러한 cathepsin은 활성화되는 촉매 잔기 위치(catalytic residue site)에 따라 cysteine, aspartate, serine cathepsin으로 나뉜다. 다양한 암세포에서 cysteine cathepsin은 유전자 증폭이나 전사, 번역, 전사 후 단계를 통해 높은 발현을 유지한다. 특히 cathepsin S의 경우, 다른 cysteine cathepsin과 달리 중성 pH 환경에서도 안정적으로 활성도를 유지하며 특정 조직에서 발현이 제한적이라는 특징을 가지고 있기 때문에 질병의 미세환경에서 중요한 역할을 한다. 면역세포에서의 cathepsin S는 불변 사슬(invariant chain)을 분해하여 항원 제시에 중요한 MHC class II의 활성화를 통해 면역 반응을 조절하며, 암세포에서의 cathepsin S는 전이와 혈관신생을 조절함으로써 암세포의 성장을 증가시키는 역할을 한다. Cathepsin S의 발현 조절에 문제가 생기면 암, 관절염, 심혈관 질환을 포함한 많은 병리학적 현상에 영향을 미친다. 특히 암세포에서 cathepsin S의 발현 억제와 결함은 혈관신생을 억제시킬 뿐만아니라, 암세포의 성장과 전이를 감소시키고 세포사멸을 유도한다. 따라서, cathepsin S는 암 치료에 있어 좋은 표적이 될 수 있다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제19권8호
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• pp.1100-1105
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• 2006

During involution of the mammary gland after the lactation period, the gland undergoes an extensive epithelial cell death. In our previous study, overexpression of an extracellular proteinase inhibitor (Expi) gene accelerated apoptosis of mammary epithelial cells. Here we found that expression of the cathepsin D gene was induced in the Expi-overexpressed apoptotic cells. To understand the role of cathepsin D in apoptosis, we transfected cathepsin D gene into mammary epithelial HC11 cells and established the stable cell lines overexpressing the cathepsin D gene. We found that overexpression of the cathepsin D gene partially induced apoptosis of mammary epithelial cells. Expression patterns of the cathepsin D gene were examined in mouse mammary gland at various reproductive stages. Expression of the cathepsin D gene was increased during involution stages compared to lactation stages, and highest expression levels were shown at involution on day 4. We also examined expression of the cathepsin D gene in various mouse tissues. Mammary gland at involution on day 2 showed highest levels of cathepsin D mRNA of the mouse tissues that we examined. Liver tissues showed high levels of cathepsin D expression. These results demonstrate that cathepsin D may contribute to the apoptotic process of mammary epithelial cells.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제27권6호
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• pp.458-465
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• 1999

Streptomyces luteogriseus KT-10 isolated from Korean farm soil produced a strong cathepsin B inhibitor. Optimal conditions for the cathepsin B inhibitor production by s. luteogriseus KT-10 were evaluated. The cathepsin B inhibitor was produced with maximal yield in the cultural condition of pH 7.0 and $25^{\circ}C$ for 4 days. Optimal medium for the cathepsin B inhibitor production was determined to be a medium containing 20g, peptone 3g, yeast extract 1g, K2HPO4 0.5g, MgSO4.7H2O 0.5g, NaNO3 0.5g, NaCl 0.5g per l. The cathepsin B inhibitor produced by S. luteogriseus KT-10 could also inhibit the other proteinases such as trypsin, papain, and cathepsin D.

• 대한임상검사과학회지
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• 제52권3호
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• pp.245-252
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• 2020

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.

• 대한세포병리학회지
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• 제11권2호
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• pp.75-81
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• 2000

Cathepsin D is a protease which is known to facilitate invasion and metastasis of breast carcinoma. Overexpression of cathepsin D is associated with poor clinical outcome and biologic aggressiveness of the breast cancer. We underwent immunocytochemical assay(ICA) for cathepsin D in fine needle aspiration cytology(FNAC) specimens from the breast carcinoma and benign breast diseases. In FNAC specimens cathepsin D was expressed in 21(42.9%) out of 49 cases of invasive ductal carcinoma, whereas negative result was observed in all 15 cases of benign breast diseases including 7 fibroadenomas, 6 fibrocystic diseases, and 2 benign ductal hyperplasias. Among the 11 FNAC specimens from ductal carcinoma in situ(DCIS), cathepsin D was expressed in 3 cases(27.3%). In FNAC specimens immunocytochemistry for cathepsin D showed positive result in 24 out of 60 carcinomas(sensitivity, 40%) and negative result in 15 out of all 15 benign breast diseases(specificity, 100%). No significant correlation was noted between cathepsin D expression in FNAC specimen and clinicohistological characteristics of the breast carcinoma, such as hormone receptors and cell differentiation. In conclusion, ICA of cathepsin D in FNAC specimens thought to be a good adjunct to differentiate malignancy from benign breast diseases.

• 수산해양교육연구
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• 제26권3호
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• pp.543-552
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• 2014

Papain family중 하나인 cysteine protease는 근골격계 질환 치료를 위한target molecule로 인식 되어왔으며 Cathepsin B 는 단백질 분해의 초기과정에 관여하는 cysteine proteases 중 하나이다. 본 연구는 넙치의 cathepsin B 유전자의 발현 양상과 넙치 cathepsin B(PoCtB)의 클로닝, 발현 및 효소특성을 분석하였다. cDNA Library Screening을 이용하여 넙치의 cDNA를 클로닝하였다. 넙치의 동정된 cathepsin B 유전자는 993bp의 open reading frame과 330개의 아미노산으로 이루어져있다. Cathepsin B의 propeptide region 내에 GNFD motif와 occluding loop 가 존재함으로써 이것이 명백하게 cathepsin B group이라는 것을 보여주며, 계통 유전학적 분석 결과 다른 종의 cathepsin B에 비해 초창기에 분화되어 나온 것으로 사료된다. mature enzyme인 maPoCtB은 fusion protein인 glutathione S-transferase를 포함하는 pGEX-4T-1 vector에 삽입하여 E.coli 균주인 $DH5{\alpha}$ 내에 발현시켰다. 재조합 단백질인 PoCtB을 과발현 시킨 결과 53kDa의 분자량을 가진다. 넙치 cathepsin B 활성은 Z-Arg-Arg-AMC와 같은 fluorogenic 펩타이드 기질을 이용하여 측정되었고 적정 pH는 pH.7.5 이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제29권2호
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• pp.90-95
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• 2001

Cysteine 계 cathepsin B 단백질 분해 효소는 고등동물의 세포조직 내에 lysosome에 존재하며 병원성세균의 침입을 막고 불필요한 단백질을 분해시키며 또한 면역세포의 항원인식에 대한 단백질 생산 등에 관여하는 효소이다. 이 cathepsin B의 과량 발현은 암전이, 만성적 염증성 질환, 류머티스 관절염, 노인성치매 등의 원인이 된다. 이 cathepsin B를 저해하는 것으로 밝혀진 S. luteogriseus KT-10으로부터 분리한 저해제 KHS10을 이용하여 분광광도계를 사용, 그 저해력을 조사하였다. Cathepsin B 저해제 KHS10은 경쟁적 저해를 나타내며 cathepsin B는 기질 CLN에 대해 Km 값은 0.5mM을 Vmax 값은 $29.4\mu$M로 나타내었으며, 합성기질인 BANA에 대해서는 Km 값이 2mM을 Vmax 값은 7.8$\mu$M/min로 나타났다. 저해제 KHS10의 Ki 값은 $0.43{\mu}$M로 측정되었다. Cathepsin B에 대한 저해제 KS10의 반응시간에 대한 저해력은 1시간 반응시 저해력이 100%에 가깝게 높게 나타났으며 온도에 의한 저해율은 $25^{\circ}C$에서 활성이 가장 높게 나타났다. Cathepsin B와 저해제 KHS10이 반응 전 배양은 5분간의 전 배양으로 높은 저해율을 나타내었으며 또한 pH에 의한 저해활성은 pH 6.0에서 가장 높게 저해하는 것으로 조사되었다. 저해제 KHS10는 $100^{\circ}C$에서 1시간 열을 가해도 그 잔류 저해력은 80% 이상 유지되었다.

• 생명과학회지
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• 제19권11호
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• pp.1514-1521
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• 2009

혈장 cathepsin B 활성도 측정이 갑상선암 및 결절성 증식증의 수술 전 진단에 도움이 되는지를 알아보고자 분화갑상선암 32례, 결절성 증식증 7례, 대조군 5례의 혈장 cathepsin B 발현양상을 대조군과 함께 관찰하였다. 수술시 제거된 여포선암의 암조직, 결절성 증식증 조직의 cathepsin B 발현을 정상 조직과 비교하였다. 혈장 Cathepsin B 활성도는 정상 대조군에서 $168.94{\pm}15.10$ (${\times}10^{-2}$, mU), 결절성 증식증에서 $255.45{\pm}95.68$ (${\times}10^{-2}$, mU), 악성종양에서 $284.87{\pm}79.32$ (${\times}10^{-2}$, mU)로써 악성종양군과 결절성 증식증군에서 cathepsin B 발현이 정상 대조군보다 비교적 높게 나타났다(p<0.05). 혈장 cathepsin B의 정량적 비교를 위한 immunoassay결과에서도 결절성 증식증군($17.64{\pm}7.49\;ng/ml$)과 악성종양군($15.50{\pm}7.86\;ng/ml$)에서 정상대조군($4.85{\pm}0.61\;ng/ml$)보다 높은 수치를 나타내었다(p<0.05). 결절성 증식증 및 악성종양군의 조직 내 cathepsin B mRNA발현이 정상 조직에서보다 높게 나타났다. 따라서 혈장 cathepsin B는 갑상선세포의 비정상적인 증식시에 증가됨을 알 수 있으며, 갑상선암 혹은 결절성 증식증을 스크리닝하는데 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제49권1호
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• pp.60-71
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• 2000

배경 및 목적 : Cathepsin D는 리소솜에 위치하는 단백분해효소로서 종양의 침윤, 전이, 증식에 관여할 것으로 생각되며, 이러한 작용을 통해 예후에도 중요한 역할을 할 것으로 추정된다. 폐암에서의 Cathepsin D의 예후인자로서의 역할은 아직 확립되지 않고 논란이 많은 실정이다. 이 연구의 목적은 비소세포폐암에서 Cathepsin D 발현의 예후적인 중요성을 알고자 하였다. 방법 : 비소세포 폐암환자 중 치료 목적으로 수술적 처치를 시행한 총 54명의 환자를 대상으로 하여 적출한 폐조직의 면역조직화학적 염색으로 Cathepsin D의 발현을 관찰하고 생존기간 및 TNM 병기와의 관계를 보았다. 결과 : 종양세포에서의 Cathepsin D의 발현은 총 54례 중 18례에서 관찰되어 33.3%의 발현율을 보였으나, 발현군과 비발현군 사이에 조직학적 분화도, 암의 크기. 영역 림프절 침범, 병리조직적 병기(surgical-pathologic stage, p-stage)는 통계적인 유의한 차이를 보이지 않았다. 간질세포에서는 29례(53.7%)에서 중둥도에서 다량(moderate to massive)의 Cathepsin D가 발현되는 것이 관찰되었고, 발현양상과 병리조직적 병기사이에 통계적으로 유의한 관련성이 있었으나(p=0.031), 각각의 조직학적 분화도, 암의 크기, 영역 림프절 침범과는 관계가 없었다. 종양세포와 세포에서의 Cathepsin D 의 발현은 생존율로 표현한 예후와의 유의한 관련성이 없었다. 예후와 관련된 변수를 사용한 다변량 분석결과 영역림프절 침범이 유일한 독립적 예후인자가 되었으며 Cathepsin D는 예후 인자로서의 의미는 없었다. 결론 : 비소세포폐암의 간질세포내 Cathepsin D 발현양상은 병리조직적 병기와 유의한 관련성을 나타내어 종양 진행과의 관련 가능성을 제사하였으나, 다른 임상병리인자들 및 예후와의 관련성은 없었다. 종양세포내에서의 Cathepsin D 발현은 병리조직적 병기를 포함한 임상병리 인자들 및 예후와 관계가 없었다.

• Advances in pediatric surgery
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• 제5권1호
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• pp.39-44
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• 1999

Diagnosing Hirschprung's disease is one of the clinical challenges of this disorder. In the stomach and the intestines, Cathepsin D was readily detected in cytoplasm of the rat gastric and in intestinal ganglion cells of the autonomic nervous system. The objectives of the present study were to examine cathepsin D expression in ganglion cells of the submucosal and myenteric plexuses of the intestine of children and to determine the utility of immunohistochemical staining of cathepsin D for detection of immature ganglion cells. Paraffin blocks of 35 intestinal segments were reviewed for immunohistochemical staining with polyclonal antibody to cathepsin D and hematoxylineosin stainings from the compatible specimens. There were 9 aganglionic segments and 9 ganglionic segments of neonates with Hirschsprung's disease, 8 intestinal segments with non-Hirschsprung's disease in neonates and 9 intestinal segments with non-Hirschsprung's disease infants over the age of 10 months. All ganglion cells showed intense granular cytoplasmic reactivity for cathepsin D regardless of maturity and all aganglionic segments had no expression for cathepsin D in the submucosal and myenteric plexuses of the intestine. However, histiocytes within the laminar propria and submucosa stained positively for cathepsin D. In conclusion, intestinal ganglion cells in children have reactivity for cathepsin D, threrfore immunohistochemical staining for cathepsin D can be used for identification of ganglion cells in neonates.