Kil, In Sup;Shim, Jinsup;Cho, Gayoung;Choi, Sowoong;Son, Eui Dong;Kim, Hyoung-June
Korea Journal of Cosmetic Science
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제1권1호
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pp.1-9
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2019
The identification of compounds with anti-senescence activity in cell culture system is a first step in aging research. Given that pyruvate can be used energy source by conversion to acetyl-CoA in mitochondria, and protects cultured cell from various stress-induced cell damage and cell death, synthetic media (e.g., DMEM) often includes 1 mM pyruvate, which is very higher than the pyruvate concentration in human blood (approximately 30 M). However, the use of medium containing high concentration of pyruvate is not suitable for screening anti-senescence compounds, because pyruvate also protects against the cellular senescence of primary human dermal fibroblasts (NHDFs) through NAD+ generated during conversion to lactate. In this study, four extracts, i.e., Sprouted seed and fruit complex, Poncirus trifoliata fruit extract, Jaum balancing complex, and Prunus mume extract were used for evaluation of different anti-senescence effect in the absence or presence of 0.1 mM pyruvate, similar to the physiological pyruvate concentration. The senescence in NHDFs cultured with DMEM in the presence of 0.1 mM pyruvate (approximately the physiological concentration in human blood) is accelerated, as observed in pyruvate deprivation conditions. The cytotoxicity of the Poncirus trifoliata fruit extract was protected by pyruvate, and Jaum balancing complex and Prunus mume extract had anti-senescence activity in the presence of 0.1 mM pyruvate, but not in the absence of pyruvate. Given that pyruvate is a powerful protector against both cytotoxicity and cellular senescence, the screening of candidate agents for anti-senescence in high pyruvate conditions using an in vitro cell culture system is not valid. Therefore, we recommend the use of a low concentration of pyruvate to evaluate the anti-senescence effects of candidates, which is more similar to in vivo aging conditions than excessive stress-induced senescence models, to exclude the effect of excessive pyruvate in vitro.
Kwon, Yoojin;Kim, Ji Wook;Jeoung, Jo Ae;Kim, Mi-Sung;Kang, Chanhee
Molecules and Cells
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제40권9호
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pp.607-612
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2017
When mammalian cells and animals face a variety of internal or external stresses, they need to make homeostatic changes so as to cope with various stresses. To this end, mammalian cells are equipped with two critical stress responses, autophagy and cellular senescence. Autophagy and cellular senescence share a number of stimuli including telomere shortening, DNA damage, oncogenic stress and oxidative stress, suggesting their intimate relationship. Autophagy is originally thought to suppress cellular senescence by removing damaged macromolecules or organelles, yet recent studies also indicated that autophagy promotes cellular senescence by facilitating the synthesis of senescence-associated secretory proteins. These seemingly opposite roles of autophagy may reflect a complex picture of autophagic regulation on cellular senescence, including different types of autophagy or a unique spatiotemporal activation of autophagy. Thus, a better understanding of autophagy process will lead us to not only elucidate the conundrum how autophagy plays dual roles in the regulation of cellular senescence but also helps the development of new therapeutic strategies for many human diseases associated with cellular senescence. We address the pro-senescence and anti-senescence roles of autophagy while focusing on the potential mechanistic aspects of this complex relationship between autophagy and cellular senescence.
노화는 생리학적으로 비가역적으로 일어나는 과정으로 노화가 진행됨에 따라 단백질의 산화화학반응 등으로 노화징후가 축적된다. 활성산소와 당화된 최종 당화산물(advanced glycation endproducts, AGEs 최종 당화산물)은 생체 조직과 세포를 공격하여 노화를 촉진한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 항산화 물질로 알려진 aminoguanidine을 양성 대조군으로 anti-glycation 효과를 확인하였으며, methoxy PEG-45 thioctate(LA-PEG)를 농도별로 처리하여 anti-glycation 효과를 평가하였다. 실험결과 LA-PEG는 매우 우수한 anti-glycation 효과로 최종 당화산물(AGEs) 생성억제 활성이 매우 우수하게 나타났으며, 항산화 효과와 밀접한 연관을 나타냈다. 또, 세포노화 지표물질인 senescence-associated ${\beta}$-galactosidase ($SA-{\beta}-gal$) 활성을 사람 섬유아세포(HDF)를 이용하여 확인한 결과, LA-PEG를 처리하였을 때 염색된 세포의 수가 감소하여 세포의 senescence를 억제하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구결과, LA-PEG의 anti-glycation 효과 및 산화로 인한 단백질 손상에 대한 보호 효과가 우수하게 나타났으며, 항노화 화장품에 적용 시 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 사료된다.
세포 노쇠화(cell senescence)는 나이 듦에 따른 내인성 노화 및 질병들에서 나타날 수 있는 세포의 노화인자 발현, 세포분열 정지 등의 현상으로 일컬어진다. 피부세포의 경우, 노화 및 외부요인으로 인한 세포 노쇠화가 일어나 세포분열의 정지 및 기능 이상이 관찰되며 이는 피부노화를 가속화시키는 요인이 된다. 본 연구에서는, cordycepin을 이용하여 노화된 피부세포의 세포 노쇠화 억제 및 기능 향상을 유도하여 피부노화 개선의 가능성을 제시하였다. 사람에서 유래한 섬유아세포를 이용하여 세포의 ${\beta}$-galactosidase 활성 세포염색 결과, 많은 계대의 세포에서 발현이 높게 나타남을 알 수 있었다. 항산화 및 항염 효과가 알려진 cordycepin을 많은 계대의 세포에 처리하였을 때 ${\beta}$-galactosidase 활성이 확연히 떨어짐을 확인하였고 무혈청 배지 조건에서 많은 계대 세포의 증식 및 생존율을 높이는 결과를 보였으며 세포 노쇠화와 많은 연관성이 대두되고 있는 미토콘드리아의 기능관련 실험을 진행한 결과, 높은 ROS억제능이 나타났다. 본 연구를 통하여 노화된 사람 피부 섬유아세포에서의 cordycepin의 세포 노화 개선능을 알 수 있었으며, 피부 항노화소재로서의 가능성을 확인하였다.
Moghadam, Farshad Homayouni;Mesbah-Ardakani, Mehrnaz;Nasr-Esfahani, Mohammad Hossein
대한약침학회지
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제20권3호
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pp.213-219
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2017
Objectives: Based on data from Chinese and Indian traditional herbal medicines, gum resin of Ferula assa-foetida (sometimes referred to asafetida or asafoetida) has several therapeutic applications. The authors of various studies have claimed that asafetida has cytotoxic, antiulcer, anti-neoplasm, anti-cancer, and anti-oxidative effects. In present study, the anti-aging effect of asafetida on senescent human dermal fibroblasts was evaluated. Methods: Senescence was induced in in vitro cultured human dermal fibroblasts (HDFs) through exposure to $H_2O_2$, and the incidence of senescence was recognized by using cytochemical staining for the activity of ${\beta}$-galactosidase. Then, treatment with oleo gum resin of asafetida was started to evaluate its rejuvenating effect. The survival rate of fibroblasts was evaluated by using methyl tetrazolium bromide (MTT) assays. Real-time quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction (qRT-PCR) and western blot assays were performed to evaluate the expressions of apoptotic and anti-apoptotic markers. Results: Our experiments show that asafetida in concentrations ranging from $5{\times}10^{-8}$ to $10^{-7}g/mL$ has revitalizing effects on senescent fibroblasts and significantly reduces the ${\beta}$-galactosidase activity in these cells (P < 0.05). Likewise, treatment at these concentrations increases the proliferation rate of normal fibroblasts (P < 0.05). However, at concentrations higher than $5{\times}10^{-7}g/mL$, asafetida is toxic for cells and induces cell death. Conclusion: The results of this study indicate that asafetida at low concentrations has a rejuvenating effect on senescent fibroblasts whereas at higher concentrations, it has the opposite effect of facilitating cellular apoptosis and death.
Kim, Seul Gi;Sung, Jin Young;Kim, Jae-Ryong;Choi, Hyoung Chul
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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제24권1호
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pp.69-79
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2020
Aging is one of the risk factors for the development of cardiovascular diseases. During the progression of cellular senescence, cells enter a state of irreversible growth arrest and display resistance to apoptosis. As a flavonoid, quercetin induces apoptosis in various cells. Accordingly, we investigated the relationship between quercetin-induced apoptosis and the inhibition of cellular senescence, and determined the mechanism of oxidative stress-induced vascular smooth muscle cell (VSMC) senescence. In cultured VSMCs, hydrogen peroxide (H2O2) dose-dependently induced senescence, which was associated with increased numbers of senescence-associated β-galactosidase-positive cells, decreased expression of SMP30, and activation of p53-p21 and p16 pathways. Along with senescence, expression of the anti-apoptotic protein Bcl-2 was observed to increase and the levels of proteins related to the apoptosis pathway were observed to decrease. Quercetin induced apoptosis through the activation of AMP-activated protein kinase. This action led to the alleviation of oxidative stress-induced VSMC senescence. Furthermore, the inhibition of AMPK activation with compound C and siRNA inhibited apoptosis and aggravated VSMC senescence by reversing p53-p21 and p16 pathways. These results suggest that senescent VSMCs are resistant to apoptosis and quercetin-induced apoptosis attenuated the oxidative stress-induced senescence through activation of AMPK. Therefore, induction of apoptosis by polyphenols such as quercetin may be worthy of attention for its anti-aging effects.
Kyoung B. Yoon;Kyeong R. Park;Soo Y. Kim;Sun-Young Han
IMMUNE NETWORK
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제16권3호
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pp.183-188
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2016
Sirtuin family members with lysine deacetylase activity are known to play an important role in anti-aging and longevity. Cellular senescence is one of the hallmarks of aging, and downregulation of sirtuin is reported to induce premature senescence. In this study, we investigated the effects of small-molecule sirtuin inhibitors on cellular senescence. Various small molecules such as tenovin-1 and EX527 were employed for direct sirtuin activity inhibition. U251, SNB-75, and U87MG glioblastoma cells treated with sirtuin inhibitors exhibited phenotypes with nuclear enlargement. Furthermore, treatment of rat primary astrocytes with tenovin-1 also increased the size of the nucleus. The activity of senescence-associated β-galactosidase, a marker of cellular senescence, was induced by tenovin-1 and EX527 treatment in U87MG glioblastoma cells. Consistent with the senescent phenotype, treatment with tenovin-1 increased p53 expression in U87MG cells. This study demonstrated the senescence-inducing effect of sirtuin inhibitors, which are potentially useful tools for senescence research.
Kang, Eun Sil;Kim, Hyo Juong;Han, Sung Gu;Seo, Han Geuk
한국축산식품학회지
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제40권1호
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pp.106-117
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2020
Cellular senescence is associated with age-related vascular disorders and has been implicated in vascular dysfunctions. Here, we show that duck oil-loaded nanoemulsion (DO-NE) attenuates premature senescence of vascular smooth muscle cells (VSMCs) triggered by angiotensin II (Ang II). Compared with control nanoemulsion (NE), DO-NE significantly inhibited the activity of senescence-associated β-galactosidase, which is a biomarker of cellular senescence, in Ang II-treated VSMCs. SIRT1 protein expression was dose- and time-dependently induced in VSMCs exposed to DO-NE, but not in those exposed to NE, and SIRT1 promoter activity was also elevated. Consistently, DO-NE also dose-dependently rescued Ang II-induced repression of SIRT1 expression, indicating that SIRT1 is linked to the anti-senescence action of DO-NE in VSMCs treated with Ang II. Furthermore, the SIRT1 agonist resveratrol potentiated the effects of DO-NE on VSMCs exposed to Ang II, whereas the SIRT1 inhibitor sirtinol elicited the opposite effect. These findings indicate that DO-NE inhibits senescence by upregulating SIRT1 and thereby impedes vascular aging triggered by Ang II.
Kwak, Ju Yeon;Ham, Hyun Joo;Kim, Cheol Min;Hwang, Eun Seong
Molecules and Cells
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제38권3호
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pp.229-235
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2015
Nicotinamide (NAM) has been shown to suppress reactive oxygen species (ROS) production in primary human fibroblasts, thereby extending their replicative lifespan when added to the medium during long-term cultivation. Based on this finding, NAM is hypothesized to affect cellular senescence progression by keeping ROS accumulation low. In the current study, we asked whether NAM is indeed able to reduce ROS levels and senescence phenotypes in cells undergoing senescence progression and those already in senescence. We employed two different cellular models: MCF-7 cells undergoing senescence progression and human fibroblasts in a state of replicative senescence. In both models, NAM treatment substantially decreased ROS levels. In addition, NAM attenuated the expression of the assessed senescence phenotypes, excluding irreversible growth arrest. N-acetyl cysteine, a potent ROS scavenger, did not have comparable effects in the tested cell types. These data show that NAM has potent antioxidative as well as anti-senescent effects. Moreover, these findings suggest that NAM can reduce cellular deterioration caused by oxidative damage in postmitotic cells in vivo.
The rapid senescence of detached Chinese cabbage leaf discs in darkness is first manifested by a sharp rise in malondialdehyde content (indicated by distruption of membrane structure), then by a rise in peroxidase activity and a decrease in catalase activity, and ultimately by chlorophyll degradation. These changes in parameters besides the catalase activity during senescence were delayed by application of spermidine. Especially, 10-4M spermidine almost completely arrested chlorophyll degradation after incubaton over 5 days. Spermidine reduced the amount of ethylene produced by senescing leaf discs. Additionally, it also reduced IAA-induced ethylene production. Calcium ion (1mM, 10mM) supplied together with the spermidine diminished the spermidine action, indicating probable involvement of an initial ionic attachment mechanism. These results suggest that spermidine can be used as an anti-senescence agent for plants and that this agent may stabilize membrane structure through interaction with the negatively charged loci on the membrane and exert the influence during senescence.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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