B-cell-specific Moloney murine leukemia virus integration site 1 (Bmi1) is a polycomb group protein and a core component of polycomb repressive complex 1. Initial research into Bmi1 has focused on its role in tumorigenesis, and it is generally accepted that it is important for the proliferation and survival of cancer cells. However, more recent studies have revealed that Bmi1 is downregulated in brains with neurodegenerative disease and that it regulates the function of mitochondria and reactive oxygen species levels. In this study, we tested the therapeutic potential of Bmi1 in pilocarpine-induced seizures in Bmi1-knockout mice. Bmi1 expression transiently increased in the hippocampal CA1 and CA3 and the dentate gyrus following pilocarpine-induced status epilepticus (SE). In terms of seizure behavior, SE induction was 43.14% and 53.57% for Bmi1+/+ and Bmi1+/- mice, respectively. However, there was no significant difference in mortality or hippocampal damage between the two groups. Two months after SE induction, the frequency of epileptic seizures in the Bmi1+/- mice was 50% lower than in the control group, although the difference was not statistically significant. In addition, mossy fiber outgrowth in the Bmi1+/- mice was significantly higher than in their wild-type littermates. Taken together, these data indicate that reduced Bmi1 activity increases pilocarpine-induced seizure probability and mossy fiber outgrowth.
The cryparin of Cryphonectria parasitica belongs to a cell wall associated fungal hydrophobin. The cryparin, though it is encoded by a single copy gene, is known for the high expression during the liquid culture of C. parasitica, and it turns out that 22% of total mRNA was transcribed for cryparin at 48hr after the liquid culture. In addition, it is also known as one of down-regulated fungal proteins by the presence of double stranded RNA virus, Cryphonectria hypovirus 1. In previous studies (Kim et al., 1999), we have constructed a cryparin-null mutant by replacing the cryparin gene with hygromycin B resistance gene due to site directed homologous recombination. In order for the promoter analysis of cryparin which seems to be very strong as well as mycoviral specific, it is preferable to have a strain with only a target promoter replaced and a discernable target site for incoming vectors. However, the cryparin-null mutant revealed the presence of an additional copy of transforming vector except the one which replaced the cryparin gene. In addition, the cryparin-null mutant did not contain any markers for targeted integration of incoming vectors. This prompts us to design an experiment to obtain a strain for promoter analysis of cryparin gene. A different mating type strain EP6(Mata, $met^-$) was mated with the cryparin-null mutant ${\triangle}$Crp194-7(MatA, Crp${\triangle}$::hph) to make the progenies with only a single replacement vector and $met^-$ characteristic remained. Nutritional assay as well as Southern blot analysis revealed that the progeny, ${\triangle}$Crp194-a6, was the methionine auxotroph with a single replacing vector in genome. Northern blot analysis and PAGE showed that there was no cryparin produced in this bred strain either.
In addition to the ubiquitous roles of cellular RNA in genetic regulations, gene expression and phenotypic variations in response to environmental cues and chemotactic signals, the regulatory roles of a new type of RNA called extracellular RNAs (exRNAs) are an up-and-coming area of research interest. exRNA is transported outside the cell through membrane blebs known as membrane vesicles or extracellular vesicles (EVs). EV formation is predominant and conserved among all microbial forms, including prokaryotes, eukaryotes, and archaea. This review will focus on the three major topics concerning bacterially derived exRNAs, i.e., 1) the discovery of exRNA and influence of extraneous RNA over bacterial gene regulations, 2) the known secretion mechanism for the release of exRNA, and 3) the possible applications that can be devised with these exRNA secreted by different gram-negative and gram-positive bacteria. Further, this review will also provide an opinion on exRNA- and EV-derived applications such as the species-specific exRNA markers for diagnostics and the possible roles of exRNA in probiotics and the epigenetic regulations of the gut microbiome.
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition
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v.24
no.3
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pp.470-486
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1995
Mammary epithelial cells contain a subpopulation of cells with a large proliferativ potential which are responsible for the maintenance of glandular cellularity and are the progenitor cells of mammary cancer. These clonogens give rise to multicellular clonal alveolar or ductal units(AU or DU) on transplantation and hormonal stimulation. To isolate putative mammary clonogens, enzymatically monodispersed rat mammary epithelial cells from organoid cultures and from intact glands are sorted by flow cytometry according to their affinity for FITC labeled peanut lectin(PNA) and PE labeled anti-Thy-1.1 antibody(Thy-1.1) into four subpopulations : cells negative to both PNA and Thy-1.1(B-), PNA+cells, Thy-1.1+cells, and cells positive to both reagents(B+). The in vivo transplantation assays indicate that the clonogenic fractions of PNA+cells from out-growths of organoids in primary cultures for three days in complete hormone medium(CHM) are significantly higher than those of cells from other subpopulations derived from cultrues or from intact glands. Extracellular matrix(ECM) is a complex of several proteins that regulated cell function ; its role in cell growth and differentiation and tissue-specific gene expression. It can act as a positive as well as a negative regulator of cellular differentiation depending on the cell type and the genes studied. Regulation by ECM is closely interrelated with the action of other regulators of cellular function, such as growth factors and hormones. Matrigel supports the growth and development of several different multicellular colonies from mammary organoids and from monodispersed epithelial cells in culture. Several types of colonies are observed including stellate colonies, duct-like structures, two- and three-dimensional web structures, squamous organoids, and lobulo-duct colonies. Organoids have the greatest proliferative potential and formation of multi-cellular structures. Phase contrast micrographs demonstrate extensive intracellular lipid accumulation within the web structures and some of duct-like colonies. At the immunocytochemical and electron micrograph level, casein proteins are predominantly localized near the apical surface of the cells or in the lumen of duct-like or lobulo-duct colonies. Squamous colonies are comprised of several layers of squamous epithelium surrounding keratin pearls as is typical fo squamous metaplasia(SM). All-trans retinoic acid(RA) inhibits the growth of SM. The frequency of lobulo-ductal colony formation increased with the augmentation of RA concentration in these culture conditions. The current study models could provide powerful tools not only for understanding cell growth and differentiation of epithelial cells, but also for the isolation and characterization of mammary clonogenic stem cells.
Kim, Ji-Youn;Hwang, Hwan-Jin;Chung, Hak-Jae;Park, Mi-Ryung;Byun, Sung June;Kim, Kyung-Woon
Journal of Life Science
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v.26
no.3
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pp.275-281
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2016
Glycan modification is important in pharmaceutical industry. Especially, sialic acid affects the bioactivity and stability of medicine. Milk of pig has been used as bioreactor to produce various pharmaceutical proteins. Therefore, it is necessary to modify the glycan chain in pig mammary grand. β-1,4-N-Acetylglucosaminyltransferase A (pMGAT4A) is one of the essential enzymes for increase of sialic acid content, but pig MGAT4A is unclear. In this study, the pMGAT4A was identified and characterized. The pMGAT4A has 1638 nucleotides encoding 535 amino acids and type II membrane topology, which is one of the common features in many glycosyltransferases. The gene was strongly expressed in liver and mammary gland, whereas was weakly expressed in small intestine, stomach and bladder. For functional test, HA-tagged MGAT4A was over-expressed in porcine kidney (PK-15) cell line. Forced expression of pMGAT4A gene was identified by qPCR, and we identified that pMGAT4A is located in Golgi complex by co- staining with HA antibody and BODIPY TR ceramide. In addition, we identified the increase of mannose-β-1,4-N-acetylglucosamine structure by ELISA and immunofluorescence using Datura stramonium agglutinin (DSA), which recognizes mannose-β-1,4-Nacetylglucosamine. Through the specific activity analysis, we showed that pMGAT4A modified bi-antennary to tri-antennary. This event affects sialic acid content. Therefore, we thought that over-expression of pMGAT4A will be necessary in pig mammary grand for improved medicine.
Journal of the korean academy of Pediatric Dentistry
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v.30
no.2
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pp.217-228
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2003
Co-ordinate growth of the brain and skull is achieved through a series of tissue interactions between the developing brain, the growing bones of the skull and the sutures that unite the bones. Craniosynostosis, the premature fusion of cranial sutures, presumably involves disturbance of these interactions. Bmp2, one of bone morphogenetic proteins (Bmps), is involved in the regulation of the shapes of individual bones and the relative proportions of the skeleton. Mutations in the homeobox gene Msx2, known as a downstream gene of Bmp, cause Boston-type human craniosynostosis. The phenotype of Dlx5 homozygote mutant mouse presents craniofacial abnormalities including a delayed ossification of calvarial bone. These facts suggest important roles of Bmp2, Msx2 and Dlx5 genes in the cranial bone growth and suture morphogenesis. To elucidate the function of these molecules in the early morphogenesis of mouse cranial sutures, we first analyzed by in situ hybridization the expression of Bmp2(E15-18), Msx2 and Dlx5 genes in the developing sagittal suture of calvaria during the embryonic stage. Bmp2 mRNA was intensely expressed in the osteogenic fronts and also at the low level in the periosteum of parietal bones during embryonic stage, Msx2 mRNA was intensely expressed in the sutural mesenchyme and mildly expressed in the dura mater during the embryonic stage. Dlx5 mRNA was intensely expressed osteogenic fronts and parietal bones. To further examine the role of Bmp signaling in cranial suture, we did in vitro experiments in E15.5 mouse calvarial explants. Interestingly, implantation of Bmp2-soaked beads onto the osteogenic fronts after 48 hours organ culture resulted in the increase of the tissue thickness and cell number around Bmp2 beads, compared to BSA control beads. In addition Bmp2 induced etopic expressions of Msx2 and Dlx5 genes. On the other hand, overexpression of FGF2 did not induce the expression of Msx2 and Dlx5. Taken together, these data indicate that Bmp2 signaling molecule has a important role in regulating the cranial bone growth and early morphogenesis of cranial suture. We also suggest that Bmp signaling is involved in all the stages of osteogenesis of cranial bones and the maintenance of cranial suture by regulating Msx2 and Dlx5 genes, and that Msx2 and Dlx5 genes are specific transcription factors of Bmp signaling pathway.
Purpose: The HSV1-tk gene has been extensively studied as a type of reporter gene. In hepatocellular carcinoma (HCC), only a small proportion of patients are eligible for surgical resection and there is limitation in palliative options. Therefore, there is a need for the development of new treatment modalities and gene therapy is a leading candidate. In the present study, we investigated the usefulness of substrate, 2'-fluoro-2'-deoxy-1-${\beta}$-D-arabino-furanosyi-5-[$^{124/125}I$]iodo- uracil ([$I^{124/125}I$]FIAU) as a non-invasive imaging agent for HSV1-tk gene therapy in hepatoma model using small animal PET. Material and Methods: With the Morris hepatoma MCA cell line and MCA-tk cell line which was transduced with the HSV1-tk gene, in vitro uptake and correlation study between [$^{125}I$]FIAU uptake according to increasing numeric count of percentage of MCA-tk cell were performed. The biodistribution data and small animal PET images with [$^{124}I$]FIAU were obtained with Balb/c-nude mice bearing both MCA and MCA-tk tumors. Results:, Specific accumulation of [[$^{125}I$]FIAU was observed in MCA-tk cells but uptake was low in MCA cells. Uptake in MCA-tk cells was 15 times higher than that of MCA cells at 480 min. [$^{125}I$]FIAU uptake was linearly correlated (R2 =0.964, p =0.01) with increasing percentage of MCA-tk numeric cell count. Biodistribution results showed that [$^{125}I$]FIAU was mainly excreted via the renal system in the early phase. Ratios of MCA-tk tumor to blood acting were 10, 41, and 641 at 1 h, 4 h, and 24 h post-injection, respectively. The maximum ratio of MCA-tk to MCA tumor was 192.7 at 24 h. Ratios of MCA-tk tumor to liver were 13.8, 66.8, and 588.3 at 1 h, 4 h, and 24 h, respectively. On small animal PET, [$^{124}I$]FIAU accumulated in substantial higher levels in MCA-tk tumor and liver than MCA tumor. Conclusion: FIAU shows selective accumulation to HSV1-tk expressing hepatoma cell tumors with minimal uptake in normal liver. Therefore, radiolabelled FIAU is expected to be a useful substrate for non-invasive imaging of HSV1-tk gene therapy and therapeutic response monitoring of HCC.
Purpose: The HSV1-tk reporter gene system is the most widely used system because of its advantage that direct monitoring is possible without the introduction of a separate reporter gene in case of HSV1-tk suicide gene therapy. In this study, we investigate the usefulness of the reporter probe (substrate), $9-(4-[^{18}F]Fluoro-3-hydroxymethylbutyl)$guanine ($[^{18}F]FHBG$) for non-invasive reporter gene imaging using PET in HSV1-tk expressing hepatoma model. Materials and Methods: Radiolabeled FHBG was prepared in 8 steps from a commercially available triester. The labeling reaction was carried out by NCA nucleophilic substitution with $K[^{18}F]/K2.2.2.$ in acetonitrile using N2-monomethoxytrityl-9-14-(tosyl)-3-monomethoxytritylmethylbutyl]guanine as a precursor, followed by deprotection with 1 N HCl. Preliminary biological properties of the probe were evaluated with MCA cells and MCA-tk cells transduced with HSV1-tk reporter gene. In vitro uptake and release-out studies of $[^{18}F]FHBG$ were performed, and was analyzed correlation between $[^{18}F]FHBG$ uptake ratio according to increasing numeric count of MCA-tk cells and degree of gene expression. MicroPET scan image was obtained with MCA and MCA-tk tumor bearing Balb/c-nude mouse model. Results: $[^{18}F]FHBG$ was purified by reverse phase semi-HPLC system and collected at around 16-18 min. Radiothemical yield was about 20-25%) (corrected for decay), radiochemical purity was >95% and specific activity was around >55.5 $GBq/{\mu}\;mol$. Specific accumulation of $[^{18}F]FHBG$ was observed in HSV1-tk gene transduced MCA-tk cells but not in MCA cells, and consecutive 1 hour release-out results showed more than 86% of uptaked $[^{18}F]FHBG$ was retained inside of cells. The uptake of $[^{18}F]FHBG$ was showed a highly significant linear correlation ($R^2=0.995$) with increasing percentage of MCA-tk numeric cell count. In microPET scan images, remarkable difference of accumulation was observed for the two type of tumors. Conclusion: $[^{18}F]FHBG$ appears to be a useful as non-invasive PET imaging substrate in HSV1-tk expressing hepatoma model.
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