• Molecular & Cellular Toxicology
• /
• 제3권4호
• /
• pp.246-253
• /
• 2007

Doxorubicin and daunorubicin are excellent chemotherapeutic agents utilized for several types of cancer but the irreversible cardiac damage is the major limitation for its use. The biochemical mechanisms of doxorubicin- and daunorubicin- induced cardiotoxicity remain unclear. There are many reports on toxicity of doxorubicin and doxorubicin in cardiomyocytes, but effects in cardiovascular system by these drugs are almost not reported. In this study, we investigated gene expression profiles in human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) to better understand the causes of doxorubicin and doxorubicininduced cardiovascular toxicity and to identify differentially expressed genes (DEGs). Through the clustering analysis of gene expression profiles, we identified 124 up-regulated common genes and 298 down-regulated common genes changed by more than 1.5-fold by all two cardiac toxicants. HUVECs responded to doxorubicin and doxorubicin damage by increasing levels of apoptosis, oxidative stress, EGF and lipid metabolism related genes. By clustering analysis, we identified some genes as potential markers on apoptosis effects of doxorubicin and doxorubicin. Six genes of these, BBC3, APLP1, FAS, TP53INP, BIRC5 and DAPK were the most significantly affected by doxorubicin and doxorubicin. Thus, this study suggests that these differentially expressed genes may play an important role in the cardiovascular toxic effects and have significant potential as novel biomarkers to doxorubicin and doxorubicin exposure.

• KSBB Journal
• /
• 제20권3호
• /
• pp.220-227
• /
• 2005

독소루비신 생합성 유전자의 발현을 촉진시키는 유전자인 dnrI와 다나루비신으로부터 독소루비신으로의 생전환에 관여하는 유전자인 doxA를 ermE 프로모터가 포함된 pSE34에 도입하였을 때 각각 5.5배, 2.5배의 독소루비신 생산성 증가가 이루어졌다. 독소루비신 생합성 유전자군의 발현패턴 분석을 위한 DNA microarray system을 구축하였고, 고생산 균주의 독소루비신 생합성 유전자 발현 패턴을 DNA microarray를 통해 확인하였다. 독소루비신 생합성 유전자군의 세포성장에 따른 발현패턴을 분석한 결과, 독소루비신 생산성 증가에 따라 생합성 유전자의 발현도 증가함을 확인할 수 있었고, pSE34를 통해 도입해준 donA, dnrI 유전자의 경우 전체 생합성 유전자의 평균보다 높은 수준의 발현량을 보여줌으로써, ermE 프로모터에 의해 발현이 극대화되었음을 확인할 수 있었다. 독소루비신 내성 유전자의 경우 다른 독소루비신 생합성 유전자들에 비해 발현정도가 크게 증가했고, DnrI 의해 조절을 받는 다른 유전자들의 발현 수준과 비교하였을 때 TDP-daunosamine을 생합성의 첫 번째 단계에 관여하는 dnmL 유전자는 그 발현양의 증가가 크지 않았다. 따라서 DNA microarray 시스템 분석 결과, 독소루비신 생산성 극대화를 위해서는 dnrI, doxA, drrA, drrB, drrC, dnmL 등의 유전자들의 안정적 발현이 매우 중요하고도 핵심적인 인자임이 확인되었다.

• Journal of Chest Surgery
• /
• 제34권6호
• /
• pp.447-453
• /
• 2001

배경: 연부조직 육종의 폐전이의 표준치료법은 폐절제술이지만, 대부분의 폐전이육종은 항암제 투여를 필요로 한다. 항암제 투여는 치료용량에 도달하기전에 발생하는 전신독성으로 인하여 그 효과가 만족스럽지 않다. 연부조직 육종의 항암제로 많이 사용하는 doxorubicin을 폐조직에 직접 투여하면 전신투여시에 비하여 전신독성이 적을 뿐만 아니라 폐에서 10~25배 높은 doxorubicin 농도를 얻을 수 있다. 그러나 이와 같은 고농도 doxorubicin의 암세포에 대한 효과에 대해서는 불명확하다. 대상 및 방법: 본 연구는 methylcholanthrene유도 섬유육종세포주(methylcholanthrene-induced rat fibrosarcoma cell line, MCA 세포)를 여러 농도의 doxorubicin에 24시간 노출한 후 세포독성과 자멸사(apoptosis) 유전자(Fas, FasL, Bax, caspase 1, caspase 2, caspase 8, Bcl-2, Bcl-xL, Bcl-xS) 발현을 살펴보았다. 결과: MCA 세포에 대한 doxorubicin(1-100 $\mu$M)의 세포독성은 용량에 따라서 증가하였으나, 자멸사의 최고치는 5 $\mu$M의 doxorubicin에서 나타났다. 자멸사와 연관된 유전자의 모든 mRNA는 1 $\mu$M에서 대조군에 비해 증가한 후 doxorubicin의 용량이 증가함에 따라 감소하였는데, caspase 8은 5 $\mu$M의 doxorubicin에서도 대조군보다 높은 수치를 보였다. 자멸사와 연관된 단백질은 1 $\mu$M의 doxorubicin에서 가장 높은 수치를 나타낸 후 doxorubicin의 용량이 증가함에 따라 감소하였으나 Bax와 Bcl-xL 단백질은 모든 용량의 doxorubicin에서 대조군과 같거나 높은 수준을 보였다. 결론: 결론적으로 저농도(1-5 $\mu$M)의 doxorubicin에서 자멸사는 MCA세포를 사멸시키는 주된 작용기전이고, 이때에 자멸사와 연관된 유전자 인 Bax, caspase 8, Bcl-xL이 관여되는 것으로 보이며, 그보다 높은 농도의 doxorubicin에서는 자멸사는 억제되지만 MCA 세포에 대한 강력한 세포독성을 보여, 자멸사 이외의 다른 기전이 기여할 것으로 생각된다.

• Journal of Pharmaceutical Investigation
• /
• 제37권5호
• /
• pp.287-290
• /
• 2007

Intrinsic or acquired resistance to chemotherapeutic drugs is one of the major obstacles to effective cancer treatment. Hypoxia is widespread in solid tumors as a consequence of decreased blood flow in the tumor-derived neovasculature. The recent finding of a link between hypoxia and chemoresistance prompted us to investigate whether hypoxia induces doxorubicin resistance in human MCF-7 breast cancer cells. Low oxygen concentration decreased the doxorubicin sensitivity in MCF-7 cells. The expression of p-glycoprotein, a major MDR-related transporter, and those of apoptosis-related proteins (anti-apoptotic Bcl-2, Bcl-XL and pro-apoptotic Bax) were not altered by hypoxia in MCF-7 cells. Intracellular uptake of doxorubicin was significantly decreased under hypoxic conditions. Decreased cellular uptake of doxorubicin under hypoxia may contribute to causing doxorubicin resistance in these cells. The use of agents that can modulate the doxorubicin uptake for adjuvant therapy may contribute to improving the therapeutic efficacy of doxorubicin in breast cancer patients.

• BMB Reports
• /
• 제29권4호
• /
• pp.314-320
• /
• 1996

The effects of non-cytotoxic concentrations of tamoxifen, verapamil, and trifluoperazine on doxorubicin cytotoxicity in five human breast cancer cell lines were studied. A non-cytotoxic concentration of tamoxifen resulted in enhanced doxorubicin cytotoxicity in HTB-123, HTB-26, and MCF-7. In these three cell lines, a combination of tamoxifen with verapamil resulted in even more increased doxorubicin cytotoxicity. Addition of verapamil or trifluoperazine alone did not influence the doxorubicin cytotoxicity significantly. Only in HTB-19 did coincubation with verapamil increase the doxorubicin cytotoxicity. In HTB-123, combination of tamoxifen with trifluoperazine increased the doxorubicin cytotoxicity significantly. In the cell lines where co-incubation with tamoxifen increased doxorubicin sensitivity, high estrogen receptor expression was detected. However, HTB-20, where tamoxifen did not enhance doxorubicin action, was also estrogen receptor positive. None of the cell lines had multidrug resistance related drug efflux and drug retention was not increased by the treatment with tamoxifen and verapamil. Cell cycle traverses were not altered by incubation with tamoxifen, verapamil or combinations thereof. These observatlons suggest mechanism of non-cytotoxic concentrations of tamoxifen and verapamil on doxorubicin cytotoxicity may involve one or more other cellular processes besides those of interference of estrogen binding to its receptor, cell cycle perturbation, or drug efflux blocking.

• 대한한의학회지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.41-53
• /
• 2003

The effect of Banhasasim-tang extracts on the hepatic, splenic and cardiac toxicity induced by doxorubicin administration (three injection protocol) were monitored using male ICR mice. Changes of body weight, clinical signs, necropsy findings and organ weights of liver, spleen and heart were observed with blood GOT and GPT levels. The results were as follows: 1. Decrease of body weight after doxorubicin treatment was dose-dependently inhibited by Banhasasim-tang extracts. 2. The degrees of anorexia, ataxia and dehydration that were observed in doxombicin treatment groups were dose-dependently inhibited by Banhasasim-rang extracts. 3. Increase of absolute and relative liver weight observed in the doxorubicin treatment group were dose-dependently inhibited by Banhasasim-tang extracts. In addition, the degrees of liver congestion and necrotic spot were significantly and dose-dependently decreased in the Banhasasim-rang extracts dosing group compared to that of the doxorubicin-only treatment group. It is also demonstrated that elevated serum GOT and GPT levels in the doxorubicin treatment group were significantly decreased in the Banhasasim-rang extracts dosing group. 4. Decrease of absolute and relative spleen weight observed in doxorubicin treatment groups were dose-dependently inhibited by Banhasasim-rang extracts. In addition, the degrees of splenic atrophy were significantly and dose-dependently decreased in the Banhasasim-rang extracts dosing group compared to that of doxorubicin-only treatment group. 5. Increase of absolute and relative heart weight observed in doxorubicin treatment groups were dose-dependently inhibited by Banhasasim-rang extracts. In addition, the degrees of heart congestion and enlargement were significantly and dose-dependently decreased in the Banhasasim-rang extracts dosing group compared to that of the doxorubicin-only treatment group. In conclusion, the toxicity of doxorubicin treatment (decrease of body weight, clinical signs such as anorexia, ataxia and dehydration, changes of organ weights of liver, spleen and heart, elevation of serum GOT and GPT levels) was inhibited and/or prevented by Banhasasim-rang extracts. According to these results, it is considered that Banhasasim-rang has some preventive effect against the toxicity induced by doxorubicin.

• 생명과학회지
• /
• 제24권10호
• /
• pp.1137-1143
• /
• 2014

Doxorubicin은 광범위한 암을 치료하는데 사용되는 일반적인 항암제이지만, 내인성 산화질소 생성량과 Doxorubicin의 항암 효과의 상관 관계에 대해서는 아직 명확하게 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 인간 대장암 세포에서 Doxorubicin의 항암 활성에 내인성 산화질소가 미치는 영향을 확인하고자 하였다. HCT116 (p53-WT)과 HT29 (p53-MUT) 세포에서 Doxorubicin 처리에 의해 세포 생존율의 차이를 보였으며, NMA 병행처리는 Doxorubicin의 효과를 감소시켰음을 확인할 수 있었다. 추가 연구를 통해 HCT116과 HT29 세포에서 sub-$G_1$ 기의 세포 빈도와 DNA 단편화의 결과를 통해 내인성 산화질소가 Doxorubicin에 의한 apoptosis를 조절하는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 인간 대장암 세포에서 내인성 산화질소와 IAP 발현, p53의 상태에 따른 조절이 Doxorubicin에 의해 유도된다는 것을 보여주며, 이러한 메커니즘은 대장암에서 화학요법의 효율을 향상시키기 위한 전략적인 표적으로 이용할 수 있을 것으로 생각된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제15권1호
• /
• pp.66-71
• /
• 2005

Doxorubicin is a clinically important anticancer polyketide compound that is typically produced by Streptomyces peucetius var. caesius. To improve doxorubicin productivity by S. peucetius, a doxorubicin pathway-specific regulatory gene, dnrI, was cloned into a high-copy-number plasmid containing a catechol promoter system. The S. peucetius containing the recombinant plasmid exhibited approximately 9.5-fold higher doxorubicin productivity compared with the wild-type S. peucetius. The doxorubicin productivity by this recombinant S. peucetius strain was further improved through the optimization of culture media composition. Based on the Fractional Factorial Design (FFD), cornstarch, $K_2HPO_4$, and $MgSO_4$ were identified to be the key factors influencing doxorubicin productivity. The Response Surface Method (RSM) results based on 20 independent culture conditions with varying amounts of key factors predicted the highest theoretical doxorubicin productivity of 11.1 mg/l with corn starch of 46.33 g/l, $K_2HPO_4$ of 4.63 g/l, and $MgSO_4$ of 9.26 g/l. The doxorubicin productivity of the recombinant S. peucetius strain with the RSM-based optimized culture condition was experimentally verified to be 11.46 mg/l, which was approximately 30.8-fold higher productivity compared with the wild-type S. peucetius without culture media optimization.

• 한국자원식물학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.95-101
• /
• 2018

노랑붓꽃에서 분리된 iridin의 doxorubicin으로 유도된 신장 세포괴사 모델에 대한 보호 효과 및 암세포에 대한 작용을 알아보기위해 연구를 수행하였다. Iridin 단일 처리로는 신장근위세뇨관 세포주에 대해 독성을 나타내지 않았으며, $80{\mu}M$의 농도에서 $10{\mu}M$ doxorubicin 처리에 의한 세포사멸을 $94.6{\pm}2.6%$까지 회복시켰다. 또한 $80{\mu}M$ iridin 처리는 $10{\mu}M$ doxorubicin 처리에 의해 증가된 cleaved PARP1과 cleaved caspase-3를 포함하는 세포사멸 신호전달을 차단하였을 뿐만 아니라 DNA fragmentation, necrotic cell death 및 mitochondrial dysfunction을 개선시켰다. 마지막으로 암세포에서 iridin의 효과를 확인해본 결과, 폐암세포주인 NCI-H1229 세포에서 doxorubicin의 항암효과를 억제하는 경향이 나타났지만 대장암 세포주인 HCT-116 세포주에서는 암세포에 대한 성장억제를 방해하지 않는 것으로 확인되었다. 따라서 폐암세포에서 doxorubicin과 iridin의 병용처리는 힘들다고 판단되고, In vivo 수준에서 신장 독성 및 대장암 관련 실험을 통해 iridin의 역할을 추가적으로 확인해야한다고 생각된다.

• 대한골관절종양학회지
• /
• 제13권2호
• /
• pp.88-95
• /
• 2007

목적: wild-type p53 단백질을 가지고 있는 U2OS 인간 골육종 세포주의 세포자멸사에서 MMP억제제와 doxorubicin의 작용을 비교하고자 하였다. 대상 및 방법: 배양한U2OS 세포주에 Doxorubicin, MMP억제제(MMPI III)를 따로 투여한 것과 두 약물을 동시에 투여한 것을 비교하였다. 또한 Doxorubicin의 작용이 Fas/FasL 경로를 통해 유발되는지 알아보기 위해 Fas 중화항체를 doxorubicin과 함께 투여하였다. 약물을 처리하여 배양한 세포에서 발생한 세포자멸사와 세포괴사를 확인하기 위해서 유세포 검사를 시행하였다. 결과: Doxorubicin을 처리한 세포가 처리하지 않은 세포보다 약물 농도에서 더 많은 세포괴사(p=0.000)를 보였다. 이에 반해 MMPI III를 처리한 세포는 약물 농도와 반응시간에 따른 세포자멸사 및 세포괴사에서 차이를 보이지 않았다. 두 약물을 동시에 투여한 군은 그렇지 않은 군에 비해 세포 자멸사 및 세포괴사에서 차이가 없었다. Doxorubicin에 Fas 중화항체를 추가한 군과 doxorubicin 단독 투여 군 사이에 세포자멸사 및 세포괴사에서 차이가 없었다. 결론: Doxorubicin과 같이 MMP 억제제를 골육종 치료에 사용하려면 wild-type p53 뿐만 아니라 wild-type p14를 가지고 있는 골육종 세포에 대한 검사가 필요할 것으로 사료된다.