Oxidative stress or accumulation of reactive oxygen species (ROS) leads neuronal cellular death and dysfunction, and it contributes to neuronal degenerative disease such as Alzheimer's disease, Parkinson's disease and stroke. Glutamate is one of the major excitatory neurotransmitter in the central nervous system (CNS). Glutamate contributes to fast synaptic transmission, neuronal plasticity, outgrowth and survival, behavior, learning and memory. In spite of these physiological functions, high concentration of glutamate causes neuronal cell damage, acute insults and chronic neuronal neurodegenerative diseases. Heme oxygenase-1 (HO-1) enzyme plays an important role of cellular antioxidant system against oxidant injury. NNMBS020, the water-insoluble fraction of the 70% EtOH extract of root barks of Dictamnus dasycarpus, showed dominant neuroprotective effects on glutamate-induced neurotoxicity in mouse hippocampal HT22 cells by induced the expression of HO-1 and increased HO activity. In mouse hippocampal HT22 cells, NNMBS020 makes the nuclear accumulation of Nrf2 and stimulates extracellular signal-regulated kinase (ERK) pathway. The ERK MAPK pathway inhibitor significantly reduced NNMBS020-induced HO-1 expression, whereas the JNK and p38 inhibitors did not. In conclusion, the water-insoluble fraction of the 70% EtOH extract of root barks of D. dasycarpus (NNMBS020) significantly protect glutamate-induced oxidative damage by induction of HO-1 via Nrf2 and ERK pathway in mouse hippocampal HT22 cells.
Park, Sang-kyu;Jung, Eun-sun;Cha, Ji-yoon;Cho, Hyun-kyoung;Yoo, Ho-ryong;Kim, Yoon-sik;Seol, In-chan
The Journal of Internal Korean Medicine
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v.40
no.3
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pp.425-442
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2019
Objectives: This study aimed to reveal the pharmacological properties of the newly prescribed herbal mixture, Chenmadansamgamibokhap-tang(CDBT), against hypoxia-induced neuronal cell injury (especially mouse hippocampal neuronal cell line, HT-22 cells) and their corresponding mechanisms. Methods: A cell-based in vitro experiment, in which a hypoxia condition induced neuronal cell death, was performed. Various concentrations of the CDBT were pre-treated to the HT-22 cells for 4 h before 18 h in the hypoxia chamber. The glial cell BV-2 cells were stimulated with $IFN{\gamma}$ and LSP to produce inflammatory cytokines and reactive oxygen species. When the neuronal HT-22 cells were treated with this culture solution, the drug efficacy against neuronal cell death was examined. Results: CDBT showed cytotoxicity in the normal condition of HT-22 cells at a dose of $125{\mu}g/mL$ and showed a protective effect against hypoxia-induced neuronal cell death at a dose of $31.3{\mu}g/mL$. CDBT prevented hypoxia-induced neuronal cell death in a dose-dependent manner in the HT-22 cells by regulating $HIF1{\alpha}$ and cell death signaling. CDBT prevented neuronal cell death signals and DNA fragmentation due to the hypoxia condition. CDBT significantly reduced cellular oxidation, cell death signals, and caspase-3 activities due to microglial cell activations. Moreover, CDBT significantly ameliorated LPS-induced BV-2 cell activation and evoked cellular oxidation through the recovery of redox homeostasis. Conclusions: CDBT cam be considered as a vital therapeutic agent against neuronal cell deaths. Further studies are required to reveal the other functions of CDBT in vivo or in the clinical field.
Im, Nam Kyung;Lee, Dong Sung;Yeo, Sun Jung;Kim, Youn-Chul;Jeong, Gil-Saeng
Korean Journal of Pharmacognosy
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v.43
no.4
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pp.316-322
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2012
Siegesbeckia Herba is known to have anti-oxidant, anti-inflammatory, anti-allergic and anti-tumor. The objective of this study is to explore the neuroprotective effect of Siegesbeckia Herba against glutamate-induced oxidative stress in mouse hippocampal HT22 cells. Siegesbeckia Herba 70% ethanol extract and solvent fractions have the potent neroprotective effects on glutamate-induced nerotoxicity by induced the expression of heme oxygenase (HO)-1 in the mouse hippocampal HT22 cells. Especially, ethyl acetate fraction showed higher protective effect. In HT22 cell, Siegesbeckia Herba ethyl acetate fraction makes the nuclear accumulation of Nrf2. Further, we found that treatment with c-JUN N-terminal kinase (JNK) inhibitor (SP600125) reduced Siegesbeckia Herba ethyl acetate fraction induced HO-1 expression and Siegesbeckia Herba ethyl acetate fraction also increased JNK phosphorylation. In conclusion, the ethyl acetate fraction of 70% ethanol extract of Siegesbeckia Herba significantly protect glutamate-induced oxidative damage by induction of HO-1 via Nrf2 and JNK pathway in mouse hippocampal HT22. Taken together these finding suggest that Siegesbeckia Herba ethyl acetate fraction good source for taking active compounds and may be a potential therapeutic for brain disorder by targeting the oxidative stress of neuronal cell.
Portulaca oleracea L. is known to have many biological benefits such as anti-oxidant, anti-inflammatory, anti-allergic and anti-tumor. The objective of this study is to explore the neuroprotective effect of P. oleracea L. against glutamate-induced oxidative stress in mouse hippocampal HT22 cells. P. oleracea L. 70% ethanol extract and solvent fractions have the potent neroprotective effects on glutamate-induced nerotoxicity by induced the expression of heme oxygenase (HO)-1 in HT22 cells. Especially, ethyl acetate fraction showed higher protective effect. In HT22 cell, P. oleracea L. treatment with ERK inhibitor (PD98059) and c-JUN N-terminal kinase (JNK) inhibitor (SP600125) reduced P. oleracea L. ethyl acetate fraction induced HO-1 expression and P. oleracea L. ethyl acetate fraction also increased ERK and JNK phosphorylation. Furthermore, we found that treatment of P. oleracea L. caused the nuclear accumulation of Nrf2. In conclusion, the ethyl acetate fraction of 70% ethanol extract of P. oleracea L. significantly protect glutamate-induced oxidative damage by induction of HO-1 via Nrf2, ERK and JNK pathway in mouse hippocampal HT22. Taken together these finding suggest that P. oleracea L. ethyl acetate fraction is good source for taking active compounds and may be a potential therapeutic agent for brain disorder that induced by oxidative stress and neuronal damage.
In Young Kim;Jong Min Kim;Hyo Lim Lee;Min Ji Go;Han Su Lee;Ju Hui Kim;Hyun Ji Eo;Chul-Woo Kim;Ho Jin Heo
Food Science and Preservation
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v.31
no.1
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pp.99-111
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2024
The antioxidant potentials of ethanolic extracts derived from Aster yomena (A. yomena) were evaluated by assessing their total phenolic and flavonoid contents and radical scavenging activities. Our findings revealed that the 60% ethanolic extract of A. yomena exhibited the most robust antioxidant properties among all extracts tested. Specifically, the IC50 values for the 2,2'-azino-bis (3-ethyl benzothiazoline-6-sulfonic acid) and 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical scavenging activities of the 60% ethanolic extract from A. yomena were determined to be 1,640.30 ㎍/mL and 2,655.10 ㎍/mL, respectively. Moreover, the inhibitory effect on malondialdehyde increased with the 60% ethanolic extract from A. yomena. To assess the neuroprotective effects, we examined the impact of the 60% ethanolic extract from A. yomena against H2O2-induced cytotoxicity in HT-22 (mouse hippocampal neuronal cell line) and SK-N-MC (human neuroblastoma cell line) cells. The results demonstrated a significant improvement in cell viability and reduced intracellular oxidative stress. Furthermore, the major bioactive compounds present in the 60% ethanolic extract from A. yomena were identified as chlorogenic acid and rutin through high-performance liquid chromatography (HPLC) analysis.
Excessive glutamate causes oxidative stress in neuronal cells, which can cause degenerative neurological disorders. We tried to find medicinal plant showed neuroprotective activity by using glutamate-injured HT22 cell as a model system. In this study, we found that Boesenbergia rotunda methanol extract showed neuroprotective activity against glutamate induced neurotoxicity in mouse hippocampal HT22 cells. B. rotunda methanol extract suppressed the formation of reactive oxygen species and decreased intracellular Ca2+concentration. Also, B. rotunda made mitochondrial membrane potential maintain to normal levels. In addition, B. rotunda increased total glutathione amount and activated antioxidative enzyme such as glutathione reductase and glutathione peroxidase compared to glutamate-treated groups. These results suggested that B. rotunda decreased neuronal cell death damaged by high concentrations of glutamate treatment, via antioxidative mechanism and might be one of candidate of development of new drug to treat neurodegenerative disease such as Alzheimer's disease.
Objectives : In this study, we investigated the neuroprotective effects of ethanol extract of Lonicera japonica flower buds (EELJ) on glutamate-induced neurotoxicity in mouse hippocampus-derived neuronal HT22 cells. Methods : After analyzing the cytoprotective effect of EELJ on glutamate in HT22 cells, the inhibitory effect of apoptosis was studied using flow cytometry. In order to analyze the antioxidant efficacy of EELJ, the levels of reactive oxygen species (ROS) and glutathione (GSH) were investigated, and the effects on the activities of superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) were also analyzed. Furthermore, the effect of EELJ on the expression of apoptosis regulators such as Bax and Bcl-2 in glutamate-treated HT22 cells was investigated. Results : According the current results, pretreatment with EELJ significantly reduced glutamate-induced loss of cell viability and release of lactate dehydrogenase. EELJ also markedly attenuated glutamate-induced generation of intracellular ROS, which was associated with increased levels of GSH, and activity of SOD and CAT in glutamate-stimulated HT22 cells. In addition, EELJ was strikingly inhibited glutamate-induced apoptosis in HT22 cells. Furthermore, the expression of pro-apoptotic Bax was increased and the expression of anti-apoptotic Bcl-2 was decreased in glutamate-treated HT22 cells, while in the presence of EELJ, their expressions were maintained at the control levels. Conclusions : These findings indicate that EELJ protects glutamate-induced cytotoxicity in HT22 hippocampal neurons through antioxidant activity. Therefore, although identification of biologically active substances of EELJ and re-evaluation through animal experiments is necessary, this natural substance is a promising candidate for further research in preventing and treating oxidative stress-mediated neurodegenerative diseases.
Journal of electromagnetic engineering and science
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v.15
no.3
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pp.123-128
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2015
Previously, we investigated extremely low-frequency magnetic fields (ELF-MFs) on diverse DNA damage responses, such as phosphorylated H2AX (${\gamma}H2AX$), comet tail moments, and aneuploidy production in several non-tumorigenic epithelial or fibroblast cell lines. However, the effect of ELF-MF on DNA damage responses in neuronal cells may not be well evaluated. Here, we investigated the effects of ELF-MF on the DNA damage responses in HT22 non-tumorigenic mouse neuronal cells. Exposure to a 60-Hz, 2 mT ELF-MF did not produce any increased ${\gamma}H2AX$ expression, comet tail moments, or aneuploidy formation. However, 2 mT ELF-MF transiently increased the cell number. From the results, ELF-MF could affect the DNA damage responses differently, depending on the cell lines.
Excessive glutamate can cause oxidative stress in neuronal cells and this can be the reason for neurodegenerative disease. In this study, we investigated the protective effect of Spirulina maxima hot ethanol extract on mouse hippocampal HT22 cell of which glutamate receptor has no function. HT22 cells were pre-treated with S. maxima sample at a dose dependent manner (1, 10 and 100 ㎍/ml). After an hour, glutamate was treated. Cell viability, reactive oxygen species (ROS) accumulation, Ca2+ influx, decrease of mitochondrial membrane potential level and glutathione related assays were followed by then. S. maxima ethanol extract improved the cell viability by suppressing the ROS and Ca2+ formation, retaining the mitochondrial membrane potential level and protecting the activity of the antioxidant enzymes compared with group of vehicle-treated controls. These suggest that S. maxima may decelerate the neurodegeneration by attenuating neuronal damage and oxidative stress.
Oxidative stress is considered to play an important role in a variety of neurodegenerative disorders of central nervous system. The immortalized mouse hippocampal cell line, HT22, phenotypically resembles neuronal precursor cells but lacks functional ionotropic glutamate receptors, thus excluding excitotoxicity as a cause for glutamate triggered cell death. Therefore, HT22 cells are a useful model for studying oxidative glutamate toxicity. In this study, we examined whether the methanol extracts of some native plants at Mt. Baekdu could protect HT22-immortalized hippocampal cells against glutamate-induced oxidative stress. Seventy-eight plants sources were collected at Mt. Baekdu, and extracted with methanol. These extracts had been screened the protective effects against glutamate-induced oxidative damage in HT22 cells at the 100 and 300 ${\mu}g/ml$. Of these, thirteen methanolic extracts, Acer mono (leaf), Artemisia stolonifera (aerial part), Carduus crispus (aerial part), Carex mongolica (whole plant), Clematis hexapetala (whole plant), Galeopsis bifida (aerial part), Galium verum (whole plant), Ganoderma lucidum (whole plant), Ixeris chinensis (whole plant), Malva verticillata (aerial part), Polygonum senticosum (whole plant), Rebes mandshricum (branch), and Taraxacum mongolicum (aerial part), showed significant protective effects against glutamate-induced oxidative damage in HT22 cells.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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