Cell therapy applied to wound healing or tissue regeneration presents a revolutionary realm to which principles of gene engineering and delivery may be applied. One promising application is the transplantation of cells into the wounded tissue to help the tissue repair. However, when cells are transplanted from in vitro to in vivo, immune rejection occurs due to the immune response triggered by the activation of T-cell, and the transplanted cells are destroyed by the attack of activated T-cell and lose their function. Immune suppressant such as FK506 is commonly used to suppress immune rejection during transplantation. However, such kind of immune suppressants not only suppresses immune rejection in the periphery of transplanted cells but also suppresses whole immune response system against pathogenic infection. In order to solve this problem, we developed a method to protect the desired cells from immune rejection without impairing whole immune system during cell transplantation. Previously, we reported the success of constructing glomerular epithelial cells for removal of immune complex, in which complement receptor of type 1 (CR1) was over-expressed on the membrane of renal glomerular epithelial cells and could bind immune complex of DNA/anti-DNA-antibody to remove immune complex through phagocy-tosis [1]. Attempting to apply the CR1-expressing cells to cell therapy and evade immune rejection during cell transplantation, we constructed three plasmids containing genes encoding a soluble fusion protein of cytolytic T lymphocyte associated antigen-4 (CTLA4Ig) and an enhanced green fluorescent protein (EGFP). The plasmids were transfected to the above-mentioned glomerular epithelial cells to express both genes simultaneously. Using the clone cells for cell transplantation showed that mice with autoimmune disease prolonged their life significantly as compared with the control mice, and two injections of the cells at the beginning of two weeks resulted in remarkable survivability, whereas it requires half a year and 50 administrations of proteins purified from the same amount of cells to achieve the same effect.
Objectives: This study was designed to examine immuno-modulatory effects of Evodia Rutaecarpine by activating innate immune system and inhibiting inflammation. Methods: First, Cell cytotoxicity was examined with 4T1 breast carcinoma and TG-induced macrophage. To investigate activating innate immune system of Evodiamine Rutacarpine Extract (ERE) on macrophage, we tested tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), interleukin-12 (IL-12), and interleukin-6 (IL-6). In addition, TNF-α and nitric oxide (NO) induced by lipopolysaccharide (LPS) were measured after treating with ERE to observe innate immune modulating effect of ERE on RAW 264.7 cell. Also, mitogen-activated protein kinase (MAPK) and nuclear factor κB (NF-κB) were examined by western blot analysis. Results: In cytotoxicity analysis, ERE significantly affected tumor cell growth above specific concentration. Also, ERE significantly affected macrophage growth above specific concetration. As compared with the control group, the production of TNF-α, IL-12 and IL-6 were increased in TG-induced macrophage. As compared with the control group, TNF-α and IL-6 were significantly up-regulated in RAW 264.7 cell. The expression of TNF-α and NO induced by LPS after treating ERE was significantly decreased compared with control group. In addition, We observed ERE inhibited the phosphorylation levels of p-extracellular signal-regulated kinase (p-ERK), p-Jun N-terminal kinase (p-JNK), and p-p38 in western blotting by treating ERE on RAW 264.7 cell. Conclusions: ERE seems to have considerable impact on the anti-cancer effect by activation of innate immune system and inflammation control.
Dengue virus (DENV) is a widespread arbovirus. To efficiently establish infection, DENV evolves multiple strategies to hijack the host innate immune response. Herein, we examined the inhibitory effects of DENV serotype 2 (DENV2) nonstructural proteins on RIG-I-directed antiviral immune response. We found that DENV2 NS2A, NS2B, NS4A, and NS4B significantly inhibited RIG-I-mediated IFN-β promoter activation. The roles of NS2B in RIG-I-directed antiviral immune response are unknown. Our study further showed that NS2B could dose-dependently suppress RIG-I/MAVS-induced activation of IFN-β promoter. Consistently, NS2B significantly decreased RIG-I- and MAVS-induced transcription of IFNB1, ISG15, and ISG56. Mechanistically, NS2B was found to interact with MAVS and IKKε to impair RIG-I-directed antiviral response. Our findings demonstrated a previously uncharacterized function of NS2B in RIG-I-mediated antiviral response, making it a promising drug target for anti-DENV treatments.
It can be hypothesized that dietary fatty acids can modulate immune responses in fish by inducing apoptosis of immune cells since dietary polyunsaturated fatty acid (PUFA) increase apoptosis by oxygen radicals generated by peroxidation. Thus we examined the effects of deferent dietary lipid sources such as squid liver oil (FO), linseed oil (LO) and soybean oil (SO) on oxidation (Cytochrome C oxidase; COS), apoptosis (TNF-${\alpha}$ Scinderin like) and immune (IL-$1{\beta}$ and NKEF) gene expression in the main immune organ (head kidney) in olive flounder (Paralichthys olivaceus) by Q-PCR analysis after feeding diets containing each oil (5%) for 15 weeks. Linseed oil and soybean oil were chosen to compare n-3 or n-6 enriched vegetable oils, respectively. Consequently, COS, TNF-${\alpha}$ and Scinderin like gene expression was increased in SO group, indicating the induction of oxidation and apoptosis. Meanwhile, no significant difference was found in immune gene expression. In conclusion vegetable oils containing n-3 PUFA like linseed oil seems to be more suitable lipid source than soybean oil for replacement of fish oil in flounder since n-6 PUFA in SO leads to activation of apoptosis pathways within the cellular damage in head kidney.
Hwi-Won Jeong;Tae Ho Ryu;Hyo-Jeong Lee;Kook-Hyung Kim;Rae-Dong Jeong
The Plant Pathology Journal
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제39권5호
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pp.449-465
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2023
Plants are challenged by various pathogens throughout their lives, such as bacteria, viruses, fungi, and insects; consequently, they have evolved several defense mechanisms. In addition, plants have developed localized and systematic immune responses due to biotic and abiotic stress exposure. Animals are known to activate DNA damage responses (DDRs) and DNA damage sensor immune signals in response to stress, and the process is well studied in animal systems. However, the links between stress perception and immune response through DDRs remain largely unknown in plants. To determine whether DDRs induce plant resistance to pathogens, Arabidopsis plants were treated with bleomycin, a DNA damage-inducing agent, and the replication levels of viral pathogens and growth of bacterial pathogens were determined. We observed that DDR-mediated resistance was specifically activated against viral pathogens, including turnip crinkle virus (TCV). DDR increased the expression level of pathogenesis-related (PR) genes and the total salicylic acid (SA) content and promoted mitogen-activated protein kinase signaling cascades, including the WRKY signaling pathway in Arabidopsis. Transcriptome analysis further revealed that defense-and SA-related genes were upregulated by DDR. The atm-2atr-2 double mutants were susceptible to TCV, indicating that the main DDR signaling pathway sensors play an important role in plant immune responses. In conclusion, DDRs activated basal immune responses to viral pathogens.
Background: Protease-activated receptor 2 (PAR2) belongs to a family of G protein coupled receptors activated by proteolytic cleavage. Trypsin-like serine proteases interact with PAR2 expressed by a variety of tissues and immune cells. The aim of our study was to investigate whether PAR2 stimulation can lead to the activation of human mac rophages. Methods: PAR2-mediated proliferation of human macrophage cell line THP-1 was measured with MTT assay. We also examined the extracellular regulated kinase (ERK) phosphorylation and cytokine production induced by trypsin and PAR2-agonist using western blot and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), respectively. Results: Treatment of trypsin or PAR2-activating peptide increased cell proliferation in a dose-dependent manner, and induced the activation of ERK1/2 in THP-1 cells. In addition, trypsin-induced cell proliferation was inhibited by pretreatment of an ERK inhibitor (pD98059) or trypsin inhibitor (SBTI). Moreover, PAR2 activation by trypsin increased the secretion of TNF-${\alpha}$ in THP-1 cells. Conclusion: There results suggest that P AR2 activation by trypsin-like serine proteases can induce cell proliferation through the activation of ERK in human macrophage and that PAR2 may playa crucial role in the cell proliferation and cytokine secretion induced by trypsin-like serine proteases.
Innate immune cells sense and respond to the cytoplasmic infection of bacterial pathogens through NLRP3, NLRC4 or AIM2 inflammasome depending on the unique molecular pattern of invading pathogens. The infection of flagellin- or type III secretion system (T3SS)-containing Gram-negative bacteria such as Salmonella enterica serovar Typhimurium (S. typhimurium) or Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) triggers NLRC4-dependent caspase-1 activation leading to the secretion of proinflammatory cytokines such as interleukin-1-beta (IL-$1{\beta}$) and IL-18. Previous studies have shown that apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD (ASC) is also required for Salmonella-induced caspase-1 activation, but it is still unclear how ASC contributes to the activation of NLRC4 inflammasome in response to S. typhimurium infection. In this study, we demonstrate that S. typhimurium triggers the formation of ASC oligomer in a potassium depletion-independent manner as determined by in vitro crosslinking and in situ fluorescence imaging. Remarkably, inhibition of potassium efflux failed to block Salmonella-promoted caspase-1 activation and macrophage cell death. These results collectively suggest that ASC is substantially oligomerized to facilitate the activation of caspase-1 in response to S. typhimurium infection. Contrary to NLRP3 inflammasome, intracellular potassium depletion is not critical for NLRC4 inflammasome signaling by S. typhimurium.
Background: Keratinocytes form a physical barrier and act as an innate immune cell in skin. Keratinocytes secrete pro-inflammatory cytokines, such as interleukin (IL)-1β, resulting from inflammasome activation when exposed to ultraviolet (UV) irradiation. Korean Red Ginseng extracts (RGE) have been well-studied as modulators of inflammasome activation in immune cells, such as macrophages. In the study, we elucidated the role of RGE on the UV-mediated inflammasome activation in keratinocytes compared with that in macrophages. Methods: Human skin keratinocyte cells (HaCaT), human epidermal keratinocytes (HEK), human monocyte-like cells (THP-1), and mouse macrophages were treated with RGE or a saponin fraction (SF) or non-saponin fraction (NS) of RGE before and after UV irradiation. The secretion levels of IL-1β, as an indicator of inflammasome activation, were analyzed. Results: The treatment of RGE or SF in macrophages after UV irradiation inhibited IL-1β secretion, but similar treatment in HaCaT cells did not. However, the treatment of RGE or SF in HaCaT cells in the presence of poly I:C, a toll-like receptor (TLR) 3 ligand, before UV exposure elicited the inhibition of the IL-1β secretion. The inhibition was caused by the disruption by RGE or SF of the TLR mediating up-regulation of the pro-IL-1β and NLRP3 genes during the priming step. Conclusion: RGE and its saponins inhibit IL-1β secretion in response to UV exposure in both keratinocytes and macrophages. In particular, RGE treatment interrupted only the priming step in keratinocytes, although it did attenuate both the priming and activation steps in macrophages.
Toll-like receptors (TLRs) play a critical role in the innate immune response against pathogens. Each TLR recognizes specific pathogen-associated molecular patterns, after which they activate the adaptor protein MyD88 or TRIF-assembled signaling complex to produce immune mediators, including inflammatory cytokines and type I IFNs. Although the activation of TLR is important for host defense, its uncontrolled activation can damage the host. During the past decade, numerous studies have demonstrated that GSK3β is a key regulator of inflammatory cytokine production in MyD88-mediated TLR signaling via TLR2 and TLR4. Recently, GSK3β has also been implicated in the TRIF-dependent signaling pathway via TLR3. In this review, we describe current advances on the regulatory role of GSK3β in immune responses associated with various TLRs. A better understanding of the role of GSK3β in TLR signaling might lead to more effective anti-inflammatory interventions.
Although the majority of research on CD137 has been directed to T cells, it is becoming clear that this molecule has distinct functions in other lineages of cells, including non-hematopoietic cells. In particular, emerging evidence suggests that the CD137-its ligand (CD137L) network involving immune cells and non-immune cells, directly or indirectly regulates inflammation in both positive and negative manners. Bidirectional signaling through both CD137 and CD137L is critical in the evolution of inflammation: 1) CD137L signaling plays an indispensible role in the activation and recruitment of neutrophils by inducing the production of proinflammatory cytokines and chemokines in hematopoietic and non-hematopoietic cells such as macrophages, endothelial cells and epithelial cells; 2) CD137 signaling in NK cells and T cells is required for their activation and can influence other cells participating in inflammation via either their production of proinflammatory cytokines or engagement of CD137L by their cell surface CD137: 3) CD137 signaling can suppress inflammation by controlling regulatory activities of dendritic cells and regulatory T cells. As recognition grows of the role of dysregulated CD137 or CD137L stimulation in inflammatory diseases, significant efforts will be needed to develop antagonists to CD137 or CD137L.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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