Kim, Seung-Chang;Jang, Hong-Chul;Lee, Sung-Dae;Jung, Hyun-Jung;Park, Jun-Cheol;Lee, Seung-Hwan;Kim, Tae-Hun;Choi, Bong-Hwan
Journal of Animal Science and Technology
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제56권4호
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pp.12.1-12.7
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2014
This study investigated changes in gene expression by dietary fat source, i.e., beef tallow, soybean oil, olive oil, and coconut oil (each 3% in feed), in both male and female growing-finishing pigs. Real-time PCR was conducted on seven genes (insulin receptor; INSR, insulin receptor substrate; IRS, phosphatidylinositol (3,4,5)-triphosphate; PIP3, 3-phosphoinositide-dependent protein kinase-1; PDK1, protein kinase B; Akt, forkhead box protein O1; FOXO1 and cGMP-inhibited 3', 5'-cyclic phosphodiesterase; PDE3) located upstream of the insulin signaling pathway in the longissimus dorsi muscle (LM) of pigs. The INSR, IRS, PIP3, and PDE3 genes showed significantly differential expression in barrow pigs. Expression of the PIP3 and FOXO1 genes was significantly different among the four dietary groups in gilt pigs. In particular, the PIP3 gene showed the opposite expression pattern between barrow and gilt pigs. These results show that dietary fat source affected patterns of gene expression according to animal gender. Further, the results indicate that the type of dietary fat affects insulin signaling-related gene expression in the LM of pigs. These results can be applied to livestock production by promoting the use of discriminatory feed supplies.
목적: 인간간엽줄기세포를 연골세포로 분화유도하는 성장인자 규명 및 주사침 크기 차이에 따른 세포증식 증진 비교이다. 연구 재료 및 방법: 인간간엽줄기세포를 연골세포유도배지에서 14, 21, 28일 배양하여 BMP-2, BMP-4, BMP-6, BMP-7, BMP-13, FGF-2, FGF-18, IGF-1, TGF-β1. TGF-β2, TGF-β3를 투여한 군들과 대조군에서 SOX-5, SOX-6, SOX-9 및 FOXO1A의 발현량을 분석하였다. 18, 21, 26 게이지(G) 주사침을 사용하여 배양접시에 인간간엽줄기세포를 접종하고 24, 48, 72시간 후 각각 세포증식을 측정하였다. 결과: 기존에 알려진 FGF, IGF-1, TGFβ1와 함께, BMP-2, BMP-4, BMP-6, BMP-7 등 BMP family 성장인자들에 의하여 연골세포분화 전사인자 유전자들인 SOX-5, SOX-6, SOX-9, FOXO1A의 유전자발현이 증가하였다. 48시간에서는 가장 작은 주사침인 26G군이 대조군 및 18G군에 비하여 유의한 세포증식 증진을 보였으며, 72시간에서도 가장 작은 주사침인 26G군이 대조군에 비하여 유의한 세포증식 증진을 보였다. 결론: 인간간엽줄기세포의 연골세포분화 유도능을 가진 성장인자들을 고찰할 수 있었고 주사침 크기에 따른 세포증식 변화를 규명할 수 있었다.
[Purpose] Doxorubicin (DOX) is a potent anti-cancer drug that appears to have severe myotoxicity due to accumulation. The skeletal muscle has a regeneration capacity through satellite cell activation when exposed to extracellular stimulus or damage. Endurance exercise (EXE) is a therapeutic strategy that improves pathological features and contributes to muscle homeostasis. Thus, this study investigated the effect of EXE training in mitigating chronic DOX-induced myotoxicity. [Methods] Male C57BL/6J mice were housed and allowed to acclimatize with free access to food and water. All the mice were randomly divided into four groups: sedentary control (CON, n=9), exercise training (EXE, n=9), doxorubicin treatment (DOX, n=9), doxorubicin treatment and exercise training (DOX+EXE, n=9) groups. The animals were intraperitoneally injected with 5 mg/kg/week of DOX treatment for 4 weeks, and EXE training was initiated for treadmill adaptation for 1 week and then performed for 4 weeks. Both sides of the soleus (SOL) muscle tissues were dissected and weighed after 24 hours of the last training sessions. [Results] DOX chemotherapy induced an abnormal myofiber's phenotype and transition of myosin heavy chain (MHC) isoforms. The paired box 7 (PAX7) and myoblast determination protein 1 (MYOD) protein levels were triggered by DOX, while no alterations were shown for the myogenin (MYOG). DOX remarkably impaired the a-actinin (ACTN) protein, but the EXE training seems to repair it. DOX-induced myotoxicity stimulated the expression of the forkhead box O3 (FOXO3a) protein, which was accurately controlled and adjusted by the EXE training. However, the FOXO3a-mediated downstream markers were not associated with DOX and EXE. [Conclusion] EXE postconditioning provides protective effects against chronic DOX-induced myotoxicity, and should be recommended to alleviate cancer chemotherapy-induced late-onset myotoxicity.
Lim, Chae Jin;Lee, Yong-Moon;Kang, Seung Goo;Lim, Hyung W.;Shin, Kyong-Oh;Jeong, Se Kyoo;Huh, Yang Hoon;Choi, Suin;Kor, Myungho;Seo, Ho Seong;Park, Byeong Deog;Park, Keedon;Ahn, Jeong Keun;Uchida, Yoshikazu;Park, Kyungho
Biomolecules & Therapeutics
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제25권5호
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pp.511-518
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2017
Ultraviolet (UV) irradiation is a relevant environment factor to induce cellular senescence and photoaging. Both autophagy- and silent information regulator T1 (SIRT1)-dependent pathways are critical cellular processes of not only maintaining normal cellular functions, but also protecting cellular senescence in skin exposed to UV irradiation. In the present studies, we investigated whether modulation of autophagy induction using a novel synthetic SIRT1 activator, heptasodium hexacarboxymethyl dipeptide-12 (named as Aquatide), suppresses the UVB irradiation-induced skin aging. Treatment with Aquatide directly activates SIRT1 and stimulates autophagy induction in cultured human dermal fibroblasts. Next, we found that Aquatide-mediated activation of SIRT1 increases autophagy induction via deacetylation of forkhead box class O (FOXO) 1. Finally, UVB irradiation-induced cellular senescence measured by $SA-{\beta}-gal$ staining was significantly decreased in cells treated with Aquatide in parallel to occurring SIRT1 activation-dependent autophagy. Together, Aquatide modulates autophagy through SIRT1 activation, contributing to suppression of skin aging caused by UV irradiation.
Abnormal localization of tumor suppressor proteins is a common feature of renal cancer. Nuclear export of these tumor suppressor proteins is mediated by chromosome region maintenance-1 (CRM1). Here, we investigated the antitumor effects of a novel reversible inhibitor of CRM1 on renal cancer cells. We found that S109 inhibits the CRM1-mediated nuclear export of RanBP1 and reduces protein levels of CRM1. Furthermore, the inhibitory effects of S109 on CRM1 is reversible. Our data demonstrated that S109 significantly inhibits proliferation and colony formation of renal cancer cells. Cell cycle assay showed that S109 induced G1-phase arrest, followed by the reduction of Cyclin D1 and increased expression of p53 and p21. We also found that S109 induces nuclear accumulation of tumor suppressor proteins, Foxo1 and p27. Most importantly, mutation of CRM1 at Cys528 position abolished the effects of S109. Taken together, our results indicate that CRM1 is a therapeutic target in renal cancer and the novel reversible CRM1 inhibitor S109 can act as a promising candidate for renal cancer therapy.
Foxo1 plays an important role in the integration of hormone-activated signaling pathways with the complex transcriptional cascade that promotes preadipocyte differentiation of clonal cell lines from rodents. We isolated the full-length cDNA of porcine FoxO1 gene using RACE, confirmed by visual Northern blotting. The deduced amino acids indicated 94% and 90% identities with the corresponding human and mice aa. Analysis of the aa sequence, showed that it included a Forkhead domain (aa 167-247), a transmembrane structure domain (aa 90-113), a LXXLL motif (aa 469-473), and 51 Ser, 8 Thr, and 4 Tyr phosphorylation sites, indicating a potential important role for FoxO1 transcriptional activity in vivo. Using the IMpRH panel, we mapped FoxO1 gene to chromosome 11p13. Our data provide basic molecular information useful for the further investigation on the function of FoxO1 gene. Time-course analysis of FoxO1 expressions indicated that levels of mRNA and protein gradually increased from day 0 to 3, and it reached almost maximal level at day 3, then decreased from day 5 to 7 in porcine primary preadipocyte differentiation. After induction by IGF-1, GPDH activity and accumulation of lipid increased, however, expressions of FoxO1 mRNA and protein were inhibited in a dose dependent manner. These results suggest that FoxO1 takes part in porcine preadipocyte differentiation and expressions of FoxO1 were regulated by IGF-1.
Purpose: Under different culture conditions, periodontal ligament (PDL) stem cells are capable of differentiating into cementoblast-like cells, adipocytes, and collagen-forming cells. Several previous studies reported that because of the stem cells in the PDL, the PDL have a regenerative capacity which, when appropriately triggered, participates in restoring connective tissues and mineralized tissues. Therefore, this study analyzed the genes involved in mineralization during differentiation of human PDL (hPDL) cells, and searched for candidate genes possibly associated with the mineralization of hPDL cells. Methods: To analyze the gene expression pattern of hPDL cells during differentiation, the hPDL cells were cultured in two conditions, with or without osteogenic cocktails (${\beta}$-glycerophosphate, ascorbic acid and dexamethasone), and a DNA microarray analysis of the cells cultured on days 7 and 14 was performed. Reverse transcription-polymerase chain reaction was performed to validate the DNA microarray data. Results: The up-regulated genes on day 7 by hPDL cells cultured in osteogenic medium were thought to be associated with calcium/iron/metal ion binding or homeostasis (PDE1A, HFE and PCDH9) and cell viability (PCDH9), and the down-regulated genes were thought to be associated with proliferation (PHGDH and PSAT1). Also, the up-regulated genes on day 14 by hPDL cells cultured in osteogenic medium were thought to be associated with apoptosis, angiogenesis (ANGPTL4 and FOXO1A), and adipogenesis (ANGPTL4 and SEC14L2), and the down-regulated genes were thought to be associated with cell migration (SLC16A4). Conclusions: This study suggests that when appropriately triggered, the stem cells in the hPDL differentiate into osteoblasts/cementoblasts, and the genes related to calcium binding (PDE1A and PCDH9), which were strongly expressed at the stage of matrix maturation, may be associated with differentiation of the hPDL cells into osteoblasts/cementoblasts.
Diabetes and its related complications are associated with long term damage and failure of various organ systems. The microvascular complications of diabetes considered in this study are diabetic retinopathy, diabetic neuropathy, and diabetic nephropathy. The aim is to identify the weighted co-expressed and differentially expressed genes (DEGs), major pathways, and their miRNA, transcription factors (TFs) and drugs interacting in all the three conditions. The primary goal is to identify vital DEGs in all the three conditions. The overlapped five genes (AKT1, NFKB1, MAPK3, PDPK1, and TNF) from the DEGs and the co-expressed genes were defined as key genes, which differentially expressed in all the three cases. Then the protein-protein interaction network and gene set linkage analysis (GSLA) of key genes was performed. GSLA, gene ontology, and pathway enrichment analysis of the key genes elucidates nine major pathways in diabetes. Subsequently, we constructed the miRNA-gene and transcription factor-gene regulatory network of the five gene of interest in the nine major pathways were studied. hsa-mir-34a-5p, a major miRNA that interacted with all the five genes. RELA, FOXO3, PDX1, and SREBF1 were the TFs interacting with the major five gene of interest. Finally, drug-gene interaction network elucidates five potential drugs to treat the genes of interest. This research reveals biomarker genes, miRNA, TFs, and therapeutic drugs in the key signaling pathways, which may help us, understand the processes of all three secondary microvascular problems and aid in disease detection and management.
Im, Jun Sang;Lee, Ha Na;Oh, Jong Woo;Yoon, Young Jin;Park, Jin Suck;Park, Ji Won;Kim, Jung Hoon;Kim, Yong Sung;Cha, Dong Seok;Jeon, Hoon
Natural Product Sciences
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제22권3호
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pp.201-208
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2016
Here in this study, we investigated the lifespan-extending effect and underlying mechanism of methanolic extract of Moringa olelifa leaves (MML) using Caenorhabditis elegans (C. elegans) model system. To define the longevity properties of MML we conducted lifespan assay and MML showed significant increase in lifespan under normal culture condition. In addition, MML elevated stress tolerance of C. elegans to endure against thermal, oxidative and osmotic stress conditions. Our data also revealed that increased activities of antioxidant enzymes and expressions of stress resistance proteins were attributed to MML-mediated enhanced stress resistance. We further investigated the involvement of MML on the aging-related factors such as growth, food intake, fertility, and motility. Interestingly, MML significantly reduced growth and egg-laying, suggesting these factors were closely linked with MML-mediated longevity. We also observed the movement of aged worms to estimate the effects of MML on the health span. Herein, MML efficiently elevated motility of aged worms, indicating MML may affect health span as well as lifespan. Our genetic analysis using knockout mutants showed that lifespan-extension activity of MML was interconnected with several genes such as skn-1, sir-2.1, daf-2, age-1 and daf-16. Based on these results, we could conclude that MML prolongs the lifespan of worms via activation of SKN-1 and SIR-2.1 and inhibition of insulin/IGF pathway, followed by DAF-16 activation.
Purpose: Skeletal muscles display significant heterogeneity in metabolic responses, owing to the composition of metabolically distinct fiber types. Recently, numerous studies have reported that in skeletal muscles, suppression of genes related to fatty acid channeling alters the triacylglycerol (TAG) synthesis and switches the energy substrates. However, such responses may differ, depending on the type of muscle fiber. Hence, we conducted in vitro and animal studies to compare the metabolic responses of different types of skeletal muscle fibers to the deficiency of fatty acyl-CoA synthetase (Acsl)6, one of the main fatty acid-activating enzymes. Methods: Differentiated skeletal myotubes were transfected with selected Acsl6 short interfering RNA (siRNA), and C57BL/6J mice were subjected to siRNA to induce Acsl6 deficiency. TAG accumulation and expression levels of insulin signaling proteins in response to acute glucose supplementation were measured in immortalized cell-based skeletal myotubes, oxidative muscles (OM), and glycolytic muscles (GM) derived from the animals. Results: Under conditions of high glucose supplementation, suppression of the Acsl6 gene resulted in decreased TAG and glycogen synthesis in the C2C12 skeletal myotubes. The expression of Glut4, a glucose transporter, was similarly downregulated. In the animal study, the level of TAG accumulation in OM was higher than levels determined in GM. However, a similar decrease in TAG accumulation was obtained in the two muscle types in response to Acsl6 suppression. Moreover, Acsl6 suppression enhanced the phosphorylation of insulin signaling proteins (Foxo-1, mTORc-1) only in GM, while no such changes were observed in OM. In addition, the induction ratio of phosphorylated proteins in response to glucose or Acsl6 suppression was significantly higher in GM than in OM. Conclusion: The results of this study demonstrate that Acsl6 differentially regulates the energy metabolism of skeletal muscles in response to glucose supplementation, thereby indicating that the fiber type or fiber composition of mixed muscles may skew the results of metabolic studies.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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