https://oak.ulsan.ac.kr/handle/2021.oak/270 2026-04-04T16:24:35Z https://oak.ulsan.ac.kr/handle/2021.oak/22009 Title: Biochemical Characterization of HEL-1, RNA helicase regulating lifespan in Caenorhabditis elegans Author(s): 짠 티 바오 짬 Abstract: DEAD-box RNA helicases are virtually involved in multiple cellular processes of RNA metabolism and thus, their roles in aging and lifespan regulation are expected. A large-scale RNAi screen targeting RNA helicases in C. elegans identified that helicase 1 (hel-1) RNAi decreased the lifespan of daf-2 mutants. Although HEL-1, a DEAD-box RNA helicase, plays a role in promoting longevity in response to decreased insulin/insulin-like growth factor 1 (IGF-1) signaling (IIS) as a transcriptional coregulator of DAF-16, its biochemical activity of HEL-1 has not been reported. By purifying recombinant HEL-1 and performing biochemical assays, we found that HEL-1 displays ATPase activity that is stimulated by RNA, but not DNA, and promotes RNA strand annealing in an ATP-independent manner. In addition, using smFRET measurements, we showed that HEL-1 induces tight compaction of single-stranded RNA. Mutation of lysine to alanine in Walker motif A (motif I) abolished RNA-stimulated ATPase. This report is important for further understanding the role of these activities in HEL-1’s function 2022-12-31T15:00:00Z https://oak.ulsan.ac.kr/handle/2021.oak/21985 Title: DRG2에 의한 세포의 Senescence 조절 기작 연구 Author(s): 전지흥 Abstract: When DNA damage repair fails, apoptosis or cell cycle arrest, senescence, can be induced. We confirmed that DRG2 KO type senescence was more induced in mouse embryonic fibroblasts through beta-galactosidase assay. However, after a certain period of time, the degree of beta-galactosidase assay was reversed, and the activity of beta-galactosidase decreased over time in DRG2 KO MEF cells compared to normal WT, confirming that immortalization proceeded. It was confirmed that DRG2 KO cells had more excellent cell proliferation than WT, as well as reduced resistance to apoptosis compared to WT. In addition, it can be confirmed that P53 decreased over time, and it can be confirmed that these points are very similar to the phenomenon in which cancer develops after rapid aging in the elderly population. It was confirmed that aging progresses rapidly, and cancer develops faster than normal individuals with a short lifespan. Additional research is needed to uncover the mechanism by which DRG2 is involved in such rapid aging and how the expression of DRG2 is reduced in aged individuals. It can be a predictive marker for the disease, and it seems that aging can be prevented through the reduced expression and functional recovery of DRG2. 2022-12-31T15:00:00Z https://oak.ulsan.ac.kr/handle/2021.oak/21952 Title: 독소루비신(Doxorubicin)에 의한 골 소실 기전 연구 Author(s): 윤선영 Abstract: 독소루비신 (Doxorubicin, DOX)은 암 환자에게 사용되는 대표적인 항암 화학요법제이지만, 부작용으로 골 소실 (Bone loss)을 유발한다. DOX를 투여한 동물모델에서 상당히 감소된 골 밀도를 확인하였고, 골 흡수를 매개하는 파골세포 (osteoclast, OC)와 관련된 골 흡수 표지자, 염증 표지자 그리고 활성산소가 증가한 양상을 보았다. 시험관 내 결과에서, DOX는 파골세포의 면적과 활성을 향상시켰다. 게다가 DOX은 골 항상성에 기여하는 자가포식 (autophagy)을 유도하는데, 파골세포에서 과도한 자가포식은 골 소실을 초래한다. 우리는 DOX로 인한 골 소실과 자가포식과의 밀접한 연관성을 확인하였다. DOX의 작용기전으로 상향 조절된 활성산소 (Reactive oxygen species, ROS)에 초점을 두어 활성산소에 의해 유도되는 자가포식 경로인 TRPML1/TFEB를 표적으로 삼았고, DOX에 의해 이 경로가 활성화되는 것을 확인하였다. 종합적으로, DOX의 작용은 상향 조절된 ROS가 자가포식을 통해 파골세포의 활성을 촉진시킴으로써 골 밀도를 감소시킴을 증명하였다. 본 연구를 통해 암 치료에 사용되는 항암제인 DOX의 사용에 대한 부작용 감소 방안에 기여할 수 있음을 나타내었고, 더 나아가 우리는 DOX를 투여한 동물모델로부터 miR-130b-5p의 증가를 관찰함으로써, DOX로 인해 자가포식 과정이 조절되는 동안 micro-RNA가 관여되어있음을 세포와 조직을 사용하여 확인하였다. 2022-12-31T15:00:00Z https://oak.ulsan.ac.kr/handle/2021.oak/21903 Title: 염증성 자극으로 인한 골 소실의 병인연구 Author(s): 박정남 Abstract: 염증 자극은 세포 내 산화스트레스 (oxidative stress)를 유발하여 주변 세포나 조직에 치명적인 손상을 줄 수 있다. 특히, 뼈 조직에서 증가한 활성산소 (reactive oxygen species, ROS)는 파골세포의 신호전달과정에서 2차 신호전달자 (secondary messenger)로서 기능을 하여 분화와 골 흡수 활성을 비정상적으로 증가시킨다. 그렇기 때문에 염증은 파골세포에 의한 심각한 골 소실 (bone loss)을 야기한다. 본 연구에서는 자유 라디칼 (free radical)을 소거할 수 있는 페놀 고리 (phenolic ring)를 구조로 가지는 플라보노이드 (flavonoid) 물질인 morin을 이용하여 염증반응에 의한 골 소실에서 약리적 효과를 나타낼 수 있는지 알아보고자 하였다. 실험동물에 LPS 투여로 염증성 골 소실 동물 모델을 구축하여 morin (5mg/kg)을 일정기간 동안 복강내 투여한 후, X-ray 및 μCT 분석을 통해 골 밀도 (bone mineral density) 변화를 관찰하여 morin이 염증성 골 소실을 완화시킴을 확인하였다. 또한 in vitro 실험을 통해 LPS 처리로 성숙한 파골세포가 형성되는 과정에서 morin을 함께 처리한 경우, 세포질내에 생성된 활성산소 (cytosolic ROS)의 수준을 감소시켜 Src homology region 2 domain-containing phosphatase 1 (SHP1) 단백질의 산화를 차단함을 확인하였다. 그 결과 SHP1과 직접 상호작용하는 신호단백질인 c-Src (Y416)의 인산화가 억제되고, 하위 신호인 Vav3 (Vav guanine nucleotide exchange factor 3)와 Rac1 (Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1)의 활성이 저해됨에 따라 골 흡수를 시작하기 위한 필수적인 세포골격 구조물인 actin ring 형성이 감소됨을 확인하였다. 결론적으로 morin이 성숙한 파골세포에서 ROS/SHP1/c-Src axis를 통해 세포골격 재구성 (cytoskeletal reorganization)을 방해하여 골 소실 보호효과를 나타냄으로써 염증성 골 소실에 대한 치료적 가능성을 확인하였다. 이와 더불어, 세포 내 철분 (Fe2+)이 과도하게 축적이 될 경우 대사과정에서 증가된 활성산소 (H2O2)는 펜톤 반응 (Fenton reaction)을 통해 자유 라디칼 (free radical)의 일종인 지질 과산화물 (lipid peroxidation)을 형성하여 세포를 죽음에 이르게 하는 페롭토시스 (ferroptosis)를 유도한다. 흥미롭게도 활성산소는 파골세포의 활성화에 기여하는 핵심 분자이므로, 본 연구에서는 페롭토시스 억제제 처리가 파골세포의 활성을 저해하여 염증성 골 소실의 진행을 막을 수 있는 효과적인 방안으로써 제시될 수 있는지 탐색하고자 하였다. LPS 유도 골 소실 마우스 모델에 페롭토시스 억제제인 Deferoxamine (DFO)을 투여한 후 X-ray 촬영으로 골 강도의 변화를 관찰하였고, 성숙한 파골세포로 분화하는 과정에서 페롭토시스 억제제 (DFO, Ferrostatin-1) 처리가 TRAP+ 파골세포의 면적을 감소시켰음을 확인하여, 골 항상성을 유지하는데 있어 페롭토시스가 기여함을 증명하였다. Inflammatory leads to increased levels of reactive oxygen species (ROS) which can induce oxidative stress. ROS, including hydrogen peroxide (H2O2), are important components that regulate the differentiation of osteoclasts. Thus, regulating the ROS mediated response during osteoclast differentiation is important when studying bone diseases associated with inflammation such as rheumatoid arthritis. This study examines the efficacy of morin, a flavonoid chemical compound containing phenolic rings scavenging free radicals for therapeutic potential on LPS-induced bone loss. To establish an inflammatory bone loss animal model, mice were injected with 5mg/kg of lipopolysaccharide (LPS). After intraperitoneal administration of morin (5mg/kg) for 3 weeks, when changes in bone mineral density (BMD) were measured through X-ray and μCT analysis. LPS-induced bone loss was effectively inhibited by morin administration and morin decreased the number and surface area of osteoclasts increased on bone tissue by LPS stimulation. In vitro experiments confirmed that morin has anti-osteoclastogenesis influences in LPS-induced bone loss through suppressing the number and surface area of osteoclasts increased on inflammatory bone tissue. Morin also regulated the defects in the formation of the actin ring, a cytoskeletal structure essential for bone resorption, and decreased the signaling activation of c-Src (Y416)/Vav guanine nucleotide exchange factor 3/Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1. Besides, morin drastically reduced cytosolic ROS in mature osteoclasts, and downregulated the phosphorylation of the c-Src by inhibiting the oxidation of SHP1, a signaling protein that directly interacts with it. From the above, we can conclude that morin has alleviated inflammatory bone loss by downregulating ROS/SHP1/c-Src axis in OCs. Ferroptosis depends on the Fenton reaction where H2O2 and iron (Fe2+) react to generate hydroxyl radicals which trigger lipid peroxidation. As ROS are key molecules lead to increase in osteoclast formation, we hypothesis whether inhibition of ferroptosis using ferroptosis inhibitors could rescue inflammatory bone loss. For this purpose, we treated a deferoxamine (DFO) as ferroptosis inhibitor on LPS-induced bone loss model. DFO (50mg/kg) has been shown to effectively ameliorate bone destruction by inflammation. Moreover, in vitro experiments confirmed that inhibition of ferroptosis using DFO (50uM) or Ferrostatin-1 (5uM) in LPS-treated mature osteoclasts leads to decreased TRAP+ area. Taken together, we have summarized the targeting of osteoclast greatly modulate inflammatory bone loss by using morin or ferroptosis inhibitors. There is a correlation between ROS level and osteoclast activity. Morin, antioxidant compounds, plays a crucial role in the management of oxidative stress arising from the detrimental effects of ROS in LPS-induced bone loss. Also, ferroptosis inhibitor could lead to the development of novel therapeutics for osteoclast related inflammatory bone disease. 2022-12-31T15:00:00Z