• 약학회지
• /
• 제49권4호
• /
• pp.347-354
• /
• 2005

Lipopolysaccharide (LPS) induces synthesis of several inflammatory cytokines and nitric oxide (NO). NO in brain is involved not only in the regulation of important metabolic pathways via intracellular cyclic GMP-dependent path­ways, but also in neurotoxic damage by reacting with superoxide ion leading to form peroxynitrite radical. Oxidative stress has suggested to be related to the inhibition of NO synthase/cyclic GMP pathway. OQ21 is a new fluorinated quinone compound that is recently known to have inhibitory effects on both NO synthase (NOS) and guanylyl cyclase (GC). In this study, we examined effects of OQ21, other known NOS or GC inhibitors, or an antioxidant, melatonin, on the oxidative stress produced by LPS in rat brain. Oxidative stress was observed by using the 2',7'-dichlorofluorescin diacetate to measure intra-cellular reactive oxygen species (ROS) production and by measuring the formation of thiobarbituric acid reactive substances to measure lipid peroxidation. LPS induced significant increase in both ROS produdction and lipid peroxidation in all brain regions tested (striatum, hippocampus and cortex), which were dissected 6hr after intraperitoneal administration of LPS to rats. Direct striatal injection of two NOS inhibitors, N-nitro-L-arginine methyl ester and diphenyleneiodonium, or a GC inhibitor, IH-[1,2,4]oxadiazolo[4,3-a]quinoxaline-l-one, produced no significant ROS increase. However, OQ21 enhanced ROS formation in striatal tissues from LPS-treated rats. Melatonin decreased LPS-induced ROS formation and decreased ROS formation increased by OQ21 in striatum of LPS-treated rats.

• Molecules and Cells
• /
• 제37권12호
• /
• pp.907-911
• /
• 2014

The function of reactive oxygen species (ROS) as second messengers in cell differentiation has been demonstrated only for a limited number of cell types. Here, we used a well-established protocol for BMP2-induced neuronal differentiation of neural crest stem cells (NCSCs) to examine the function of BMP2-induced ROS during the process. We first show that BMP2 indeed induces ROS generation in NCSCs and that blocking ROS generation by pretreatment of cells with diphenyleneiodonium (DPI) as NADPH oxidase (Nox) inhibitor inhibits neuronal differentiation. Among the ROS-generating Nox isozymes, only Nox4 was expressed at a detectable level in NCSCs. Nox4 appears to be critical for survival of NCSCs at least in vitro as down-regulation by RNA interference led to apoptotic response from NCSCs. Interestingly, development of neural crest-derived peripheral neural structures in Nox4-/- mouse appears to be grossly normal, although Nox4-/- embryos were born at a sub-Mendelian ratio and showed delayed over-all development. Specifically, cranial and dorsal root ganglia, derived from NCSCs, were clearly present in Nox4-/- embryo at embryonic days (E) 9.5 and 10.5. These results suggest that Nox4-mediated ROS generation likely plays important role in fate determination and differentiation of NCSCs, but other Nox isozymes play redundant function during embryogenesis.

• Archives of Pharmacal Research
• /
• 제25권5호
• /
• pp.675-680
• /
• 2002

In order to investigate the underlying mechanism of HCI in oesophagitis, the inflammatory response to HCI was observed in RBL-2H3 mast cells. Rat basophilic leukemia (RBL-2H3) cells were used to measure histamine release, arachidonic acid (AA) release, reactive oxygen species (ROS) and peroxynitrite generation induced by HCI. Exogenous HCl increased the level of histamine release and ROS generation in a dose dependent manner, whereas it decreased the spontaneous release of [$^3$H] M and the spontaneous production of peroxynitrite. Mepacrine (10 $\mu$M), oleyloxyethyl phosphorylcholine (10 $\mu$M) and bromoenol lactone (10 $\mu$M) did not affect both the level of histamine release and ROS generation induced by HCI. U73122 (1 $\mu$M), a specific phospholipase C (PLC) inhibitor did not have any influence on level of histamine release and ROS generation. Propranolol (200 $\mu$M), a phospholipase D (PLD) inhibitor, and neomycin (1 mM), a nonspecific PLC and PLD inhibitor, significantly inhibited both histamine release and ROS generation. Diphenyleneiodonium (10 $\mu$M), a NADPH oxidase inhibitor, and tiron (5 mM), an intracellular ROS scavenger significantly inhibited the HCI-induced histamine release and ROS generation. These findings suggest that the inflammatory responses to HCI is related to histamine release and ROS generation, and that the ROS generation by HCI may be involved in histamine release via the PLD pathway in RBL-2H3 cells.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
• /
• 제26권1호
• /
• pp.25-36
• /
• 2022

To identify the effect and mechanism of carbon monoxide (CO) on delayed rectifier K⁺ currents (I_K) of human cardiac fibroblasts (HCFs), we used the wholecell mode patch-clamp technique. Application of CO delivered by carbon monoxidereleasing molecule-3 (CORM3) increased the amplitude of outward K⁺ currents, and diphenyl phosphine oxide-1 (a specific I_K blocker) inhibited the currents. CORM3-induced augmentation was blocked by pretreatment with nitric oxide synthase blockers (L-NG-monomethyl arginine citrate and L-NG-nitro arginine methyl ester). Pretreatment with KT5823 (a protein kinas G blocker), 1H-[1,-2,-4] oxadiazolo-[4,-3-a] quinoxalin-1-on (ODQ, a soluble guanylate cyclase blocker), KT5720 (a protein kinase A blocker), and SQ22536 (an adenylate cyclase blocker) blocked the CORM3 stimulating effect on I_K. In addition, pretreatment with SB239063 (a p38 mitogen-activated protein kinase [MAPK] blocker) and PD98059 (a p44/42 MAPK blocker) also blocked the CORM3's effect on the currents. When testing the involvement of S-nitrosylation, pretreatment of N-ethylmaleimide (a thiol-alkylating reagent) blocked CO-induced I_K activation and DL-dithiothreitol (a reducing agent) reversed this effect. Pretreatment with 5,10,15,20-tetrakis(1-methylpyridinium-4-yl)-21H,23H porphyrin manganese (III) pentachloride and manganese (III) tetrakis (4-benzoic acid) porphyrin chloride (superoxide dismutase mimetics), diphenyleneiodonium chloride (an NADPH oxidase blocker), or allopurinol (a xanthine oxidase blocker) also inhibited CO-induced I_K activation. These results suggest that CO enhances I_K in HCFs through the nitric oxide, phosphorylation by protein kinase G, protein kinase A, and MAPK, S-nitrosylation and reduction/oxidation (redox) signaling pathways.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
• /
• 제58권3호
• /
• pp.267-276
• /
• 2005

연구배경 : 전환성장인자-${\beta}1$(transforming growth factor-${\beta}1$: $TGF-{\beta}1$)은 폐 섬유화를 매개하는 주된 인자이지만 $TGF-{\beta}1$에 의한 폐 섬유화의 발생과 진행기전의 이해는 아직 불완전하다. $TGF-{\beta}1$은 다양한 세포에서 활성산소족(reactive oxygen species: ROS)을 통하여 세포내 신호를 전달하고 ${\alpha}$-smooth muscle actin (${\alpha}$-SMA)의 신생합성을 통하여 상피세포와 폐 섬유아세포를 근 섬유아세포 표현형으로의 변화를 유도하는 주된 인자이다. ROS는 또 다양한 세포에서 세포외기질 (extracellular matrix: ECM) 축적을 유발하는 것이 알려져 있음으로 본 연구에서는 폐 섬유아세포인 MRC-5 세포에서 $TGF-{\beta}1$이 ROS를 매개하여 fibronectin 분비와 ${\alpha}-SMA$ 표현의 증가에 관여하는지를 검색하였다. 방 법 : 성장이 동일화된 MRC-5 세포를 $TGF-{\beta}1$ (0.2-10ng/ml)으로 96 시간까지 자극하였고, 필요에 따라 항산화제인 N-acetylcysteine (NAC)이나 NADPH oxidase 억제제인 diphenyleniodonium (DPI)을 $TGF-{\beta}1$ 투여 1 시간 전부터 전처리하였다. Dichlorofluorescein (DCF)에 민감한 세포내 ROS는 FACS로, 분비된 fibronectin과 세포의 ${\alpha}-SMA$ 표현은 Western blot 분석으로 측정하였다. 결 과 : $TGF-{\beta}1$은 용량의존적으로 fibronectin 분비와 ${\alpha}-SMA$ 표현을 상향조절하였다. NAC와 DPI는 $TGF-{\beta}1$에 의한 fibronectin 분비 증가와 ${\alpha}-SMA$ 상향조절을 유의하게 억제하였다. $TGF-{\beta}1$에 의한 세포내 ROS의 증가도 NAC나 DPI에 의하여 유의하게 억제되었다. 결 론 : 본 연구의 결과는 폐 섬유아세포에서 NADPH oxidase 에 의하여 생산된 ROS가 $TGF-{\beta}1$에 의한 fibronectin 분비와 ${\alpha}-SMA$ 표현을 상향조절함으로써 폐 섬유화의 발생과 진행에 관여할 수 있음을 증명하였다.

• 생명과학회지
• /
• 제21권11호
• /
• pp.1625-1630
• /
• 2011

CoPP는 다양한 세포에서 HO-1의 유전자 발현과 활성을 증가시키는 강력한 유도제로 알려져 있다. HO-1는 세포 및 조직의 손상을 보호한다는 연구가 활발히 진행되고 있으나, 그 작용 기전에 대해서는 아직 잘 모르고 있다. 본 논문에서는 porphyrin 계열의 CoPP의 자극에 의해 유도되는 HO-1 유전자 발현에서 NADPH oxidase의 활성이 미치는 영향을 인간 간암세포주 HepG2에서 조사하였다. 배양 중인 HepG2 세포에서 CoPP는 HO-1의 발현을 농도의존적으로 증가시키는 것을 확인하였다. NADPH oxidase 저해제로 잘 알려져 있는 DPI를 전처리한 후 CoPP로 자극한 세포에서는 HO-1의 발현이 강력하게 억제되는 것으로 나타났다. DPI의 이런 억제 효과가 HO-1의 전사 조절인자 Nrf2의 활성에도 영향을 줄 수 있기 때문에 DPI를 전처리 한 후 CoPP 자극에 의한 Nrf2의 핵으로의 이동을 분석하였다. 그 결과, DPI는 CoPP에 의해 유도되는 Nrf2의 핵으로의 이동과 세포 내 존재하는 양을 감소시키는 것을 확인하였다. 다른 HO-1 발현 유도제로 알려져 있는 hemin에 의한 자극의 경우에도 DPI는 HepG2 세포의 HO-1의 발현을 억제하는 효과를 나타내었다. 그리고, $p47^{phox}$에 대한 siRNA를 사용하여 효과적으로 $p47^{phox}$ 유전자 발현을 knockdown 시켜서 NADPH oxidase의 활성을 억제시키는 방법을 사용하였다. 그 결과, $p47^{phox}$ silencing한 세포에 CoPP를 처리한 경우는 control siRNA를 처리한 세포와 비교할 때 HO-1 발현이 현저히 감소됨을 관찰할 수 있었다. 마지막으로, 세포 내 ROS 생성을 억제하는 GSHmee가 처리된 세포에서는 CoPP나 hemin이 Nrf2의 활성을 증가시키지 못하였고, 그 결과 HO-1의 발현을 유도하지 못하는 것을 알 수 있었는데, 이는 ROS가 CoPP나 hemin에 의한 HO-1 유전자 발현 과정에 중요한 역할을 한다는 것을 의미한다. 이를 종합해 볼 때, 인간 간암세포주 HepG2에서 CoPP나 hemin의 자극에 의한 HO-1 유전자의 발현에는 NADPH oxidase의 활성이 요구된다는 것을 알 수 있고, 그 활성은 세포 내 ROS를 생성시키는 것으로 역할을 한다고 여겨진다.

• 생명과학회지
• /
• 제33권9호
• /
• pp.713-723
• /
• 2023

폐암은 전 세계적으로 사망률이 높은 암으로서 소세포성 폐암(small cell lung cancer, SCLC)과 비소세포성 폐암(non-small cell lung cancer, NSCLC)으로 분류된다. 오늘날까지 폐암 치료를 위해 많은 화학요법이 사용되어 왔으나 장기간 화학요법에 의한 부작용 및 항암제 내성 유발로 인해 항암 치료에 한계가 있으므로, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 현재는 천연물로부터 유래한 항암물질을 탐색하는 추세이다. Curcumin은 강황의 뿌리에서 추출된 polyphenol 화합물로서 항균, 항암, 항산화 및 항염증 작용이 보고되어 현재까지 꾸준히 항암 연구가 진행되어 왔으나 인간 폐암 세포주의 종류에 따른 항암 효과는 거의 연구되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 여러 종류의 인간 폐암 세포주에 대한 curcumin의 항암 효과를 조사하고자 하였다. 그 결과, 10, 30, 50 μM 농도의 curcumin은 폐암 세포주에 따라 경미한 차이가 나타내면서 농도 의존적으로 세포 생존을 저해하였다. 또한 A549 (NSCLC) 및 DMS53 (SCLC) 세포주를 대상으로 apoptosis, autophagy, reactive oxygen species (ROS)를 flow cytometry로 측정한 결과, 농도 의존적으로 이러한 현상들이 증가되었으며 각각의 저해제를 처리했을 때 이러한 현상들이 회복되는 것이 관찰되었다. Apoptosis와 관련된 단백질인 Bax, PARP, pro-caspase-3 및 Bcl-2의 발현이 curcumin 농도 의존적으로 조절되었으며, 특히 DMS53에서 Bax/Bcl-2 비율이 더 높았다. 또한, autophagy 단백질인 p-AKT, p62 및 LC3B도 curcumin 농도 의존적으로 조절되었다. 한편, ROS 저해제인 diphenyleneiodonium 처리 시, curcumin에 의해 유도된 apoptosis와 autophagy 수준이 저해되었으며 관련 단백질의 발현도 조절되었다. 이를 통해 curcumin의 항암 작용은 curcumin에 의해 생산된 ROS를 매개로 하여 폐암 세포주의 apoptosis 및 autophagy의 유도를 통해 나타나는 것으로 확인되었다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
• /
• 제10권4호
• /
• pp.217-222
• /
• 2006

Atherosclerosis is considered as a chronic inflammatory process. However, the nature of the oxidant signaling that regulates monocyte adhesion and its underlying mechanism is poorly understood. We investigated the role of reactive oxygen species on the vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1) and monocyte adhesion in the cultured endothelial cells. $TNF-{\alpha}$ at a range of $1{\sim}30\;ng/ml$ induced VCAM-1 expression dose-dependently. BCECF-AM-labeled U937 cells firmly adhered on the surface of endothelial cells when the endothelial cells were incubated with $TNF-{\alpha}$ (15 ng/ml). Ten $\;{\mu}mol/L$ of SB203580, an inhibitor of p38 MAPK, significantly reduced $TNF-{\alpha}-induced$ VCAM-1 expression, compared to the JNK inhibitor ($40\;{\mu}mol/L$ of SP60015) or ERK inhibitor ($40\;{\mu}mol/L$ of U0126). Also, SB203580 significantly inhibited $TNF-{\alpha}-induced$ monocyte adhesion in HUVEC. Superoxide production was minimal in the basal condition, however, treatment of $TNF-{\alpha}$ induced superoxide production in the dihydroethidineloaded endothelial cells. Diphenyleneiodonium (DPI, $10\;{\mu}mol/L$), an inhibitor of NADPH oxidase, and rotenone $(1\;{\mu}mol/L)$, an inhibitor of mitochondrial complex I inhibited $TNF-{\alpha}-induced$ superoxide production, VCAM-1 expression and monocyte adhesion in the endothelial cells. Taken together, our data suggest that NADPH oxidase and mitochondrial ROS were involved in $TNF-{\alpha}-induced$ VCAM-1 and monocyte adhesion in the endothelial cells.

• 한국임상수의학회지
• /
• 제31권6호
• /
• pp.469-476
• /
• 2014

본 연구는 염증상태에서의 CLA의 효과와 작용기전을 알아보기 위해 LPS-자극 RAW 264.7 macrophages에 있어 ROS 생성과 TNF-${\alpha}$ 생산, NF-${\kappa}B$ 및 $PPAR{\gamma}$ 활성을 검토하였다. t10c12-CLA는 LPS로 자극하지 않은 비염증시의 RAW 세포에서는 ROS 생성을 증가시켜 TNF-${\alpha}$ 생산을 유도하였으며, 이 효과는 $PPAR{\gamma}$ 활성화에 의존해서 NF-${\kappa}B$ 활성 증가에 의해 매개되었다. 반면, LPS로 자극한 염증조건의 RAW 세포에서는 t10c12-CLA가 $PPAR{\gamma}$ 활성화에 의존하지 않는 경로로 ROS 생성 및 과도한 TNF-${\alpha}$ 생산을 억제하였다. 본 결과로부터 CLA는 ROS 생성을 통해 TNF-${\alpha}$ 생산 및 NF-${\kappa}B$ 활성을 염증 유무에 따라 조절하는 것으로 사료되었다.