To elucidate a potential molecular link between diabetes and atherosclerosis, we investigated the role of Janus tyrosine kinase(JAK) for NAD(P)H oxidase-derived superoxide generation in the enhanced proliferative capacity of vascular smooth muscle cells(VSMC) of Otsuka Long-Evans Tokushima Fatty(OLETF) rat, an animal model of type 2 diabetes. An enhanced proliferative response to 10% fetal bovine serum(FBS) and superoxide generation with an increased NAD(P)H oxidase activity were observed in diabetic(OLETF) VSMC. Both the enhanced proliferation and superoxide generation in diabetic VSMC were significantly attenuated by AG490, JAK2 inhibitor, and PP2, Src kinase inhibitor. Tyrosine phosphorylation of proteins in diabetic VSMC, especially JAK2, was increased compared to control VSMC. Furthermore, the enhanced NAD(P)H oxidase activity in diabetic VSMC was significantly attenuated by AG490 in a dose-dependent manner. Together, these results indicate that the signal pathway which leads to diabetes-associated activation of Src kinase/JAK is critically involved in the diabetic VSMC proliferation through NAD(P)H oxidase activation and superoxide generation.
본 연구는 magnolol에 의한 UVB 유도 세포 손상의 복구를 조사하였다. 우리는 약물재배치를 위해 STAT3 기작을 분석하였고, magnolol HDF 세포에서 세포 생존력을 향상시키며, STAT3의 억제제인 것을 확인하였다. IL-6, UVB 및 IFNγ로 처리 된 HDF 세포는 Jak2 및 인산화 된 STAT3 (p-STAT3)의 높은 발현을 나타냈다. Magnolol 의 처리는 UVB 유도 세포에서 Jak2 및 p-STAT3의 발현을 감소시킬 수 있었다. 또한, UVB- 손상된 세포 성장은 용량 의존적 방식으로 재 활성화 및 magnolol 과의 상관 관계가 상당히 증가되었다. UVB 처리 된 HDF 세포에 대한 AG490 (Jak2 억제제) 처리와 비교하여, 세포 증식이 유의하게 증가 하였다. 우리는 AG490 및 magnolol 이 TNF-α 농도를 감소시키는 것을 확인했다. Western blot (단백질 수준)은 오직 magnolol 처리 된 세포에서만 Jak2 및 p-STAT3 발현의 감소를 나타냈고, Jak2, p-STAT3 및 SOCS3의 발현은 또한 magnolol 처리한 세포에서만 증가하였다. 세포를 magnolol 및 ML385 (NRF2 억제제)로 동시 처리시 세포 증식 및 NRF2 발현을 감소시켰다. MMP9의 양은 magnolol 및 ML385 로의 처리에 의해 증가되었다. 종합적으로, 이들 결과는 NRF2, SOCS3, Jak2 및 STAT3의 발현을 조절함으로써 UVB 손상 후 세포를 회복시키는데 있어 magnolol의 가능성을 입증한다.
In addition to inducing apoptosis, caspase inhibition contributes to necroptosis and/or autophagy depending on the cell type and cellular context. In macrophages, necroptosis can be induced by co-treatment with Toll-like receptor (TLR) ligands (lipopolysaccharide [LPS] for TLR4 and polyinosinic-polycytidylic acid [poly I:C] for TLR3) and a cell-permeable pan-caspase inhibitor zVAD. Here, we elucidated the signaling pathways and molecular mechanisms of cell death. We showed that LPS/zVAD- and poly I:C/zVAD-induced cell death in bone marrow-derived macrophages (BMDMs) was inhibited by receptor-interacting protein kinase 1 (RIP1) inhibitor necrostatin-1 and autophagy inhibitor 3-methyladenine. Electron microscopic images displayed autophagosome/autolysosomes, and immunoblotting data revealed increased LC3II expression. Although zVAD did not affect LPS- or poly I:C-induced activation of IKK, JNK, and p38, it enhanced IRF3 and STAT1 activation as well as type I interferon (IFN) expression. In addition, zVAD inhibited ERK and Akt phosphorylation induced by LPS and poly I:C. Of note, zVAD-induced enhancement of the IRF3/IFN/STAT1 axis was abolished by necrostatin-1, while zVAD-induced inhibition of ERK and Akt was not. Our data further support the involvement of autocrine IFNs action in reactive oxygen species (ROS)-dependent necroptosis, LPS/zVAD-elicited ROS production was inhibited by necrostatin-1, neutralizing antibody of IFN receptor (IFNR) and JAK inhibitor AZD1480. Accordingly, both cell death and ROS production induced by TLR ligands plus zVAD were abrogated in STAT1 knockout macrophages. We conclude that enhanced TRIF-RIP1-dependent autocrine action of IFNβ, rather than inhibition of ERK or Akt, is involved in TLRs/zVAD-induced autophagic and necroptotic cell death via the JAK/STAT1/ROS pathway.
Objective : Glioblastoma multiforme (GBM) is the most aggressive for of brain tumor and treatment often fails due to the invasion of tumor cells into neighboring healthy brain tissues. Activation of the Janus kinase-signal transducer and activator of transcription (JAK/STAT) signaling pathway is essential for normal cellular function including angiogenesis, and has been proposed to have a pivotal role in glioma invasion. This study aimed to determine the dose-dependent effects of ruxolitinib, an inhibitor of JAK, on the interferon (IFN)-I/IFN-α/IFN-β receptor/STAT and IFN-γ/IFN-γ receptor/STAT1 axes of the IFN-receptor-dependent JAK/STAT signaling pathway in glioblastoma invasion and tumorigenesis in U87 glioblastoma tumor spheroids. Methods : We administered three different doses of ruxolitinib (50, 100, and 200 nM) to human U87 glioblastoma spheroids and analyzed the gene expression profiles of IFNs receptors from the JAK/STAT pathway. To evaluate activation of this pathway, we quantified the phosphorylation of JAK and STAT proteins using Western blotting. Results : Quantitative real-time polymerase chain reaction analysis demonstrated that ruxolitinib led to upregulated of the IFN-α and IFN-γ while no change on the hypoxia-inducible factor-1α and vascular endothelial growth factor expression levels. Additionally, we showed that ruxolitinib inhibited phosphorylation of JAK/STAT proteins. The inhibition of IFNs dependent JAK/STAT signaling by ruxolitinib leads to decreases of the U87 cells invasiveness and tumorigenesis. We demonstrate that ruxolitinib may inhibit glioma invasion and tumorigenesis through inhibition of the IFN-induced JAK/STAT signaling pathway. Conclusion : Collectively, our results revealed that ruxolitinib may have therapeutic potential in glioblastomas, possibly by JAK/STAT signaling triggered by IFN-α and IFN-γ.
Seo, In-Ae;Lee, Hyun-Kyoung;Shin, Yoon-Kyung;Lee, Sang-Hwa;Seo, Su-Yeong;Park, Ji-Wook;Park, Hwan-Tae
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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제13권2호
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pp.131-138
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2009
The binding of interleukin-6 (IL-6) cytokine family ligands to the gp130 receptor complex activates the Janus kinase (JAK)/ signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) signal transduction pathway, where STA T3 plays an important role in cell survival and tumorigenesis. Constitutive activation of STAT3 has been frequently observed in many cancer tissues, and thus, blocking of the gp130 signaling pathway, at the JAK level, might be a useful therapeutic approach for the suppression of STAT3 activity, as anticancer therapy. AG490 is a tyrphostin tyrosine kinase inhibitor that has been extensively used for inhibiting JAK2 in vitro and in vivo. In this study, we demonstrate a novel mechanism associated with AG490 that inhibits the JAK/STAT3 pathway. AG490 induced downregulation of gp130, a common receptor for the IL-6 cytokine family compounds, but not JAK2 or STAT3, within three hours of exposure. The downregulation of gp130 was not caused by enhanced degradation of gp130 or by inhibition of mRNA transcription. It most likely occurred by translation inhibition of gp130 in association with phosphorylation of the eukaryotic initiation factor-2 a. The inhibition of protein synthesis of gp130 by AG490 led to immediate loss of mature gp130 in cell membranes, due to its short half-life, thereby resulting in reduction in the STAT3 response to IL-6. Taken together, these results suggest that AG490 blocks the STAT3 activation pathway via a novel pathway.
Bacterial infection and smoking are an important risk factors involved in the development and progression of periodontitis. However, the signaling mechanism underlying the host immune response is not fully understood in periodontal lesions. In this study, we determined the expression of janus kinase (JAK)/signal transducer and activator of transcription (STAT) on Porphyromonas gingivalis lipopolysaccharide (LPS)- and nicotine-induced cytotoxicity and the production of inflammatory mediators, using osteoblasts. The cells were cultured with 5 mM nicotine in the presence of $1{\mu}g/ml$ LPS. Cell viability was determined using MTT assay. The role of JAK on inflammatory mediator expression and production, and the regulatory mechanisms involved were assessed via enzyme-linked immunosorbent assay, reverse transcription-polymerase chain reaction, and Western blot analysis. LPS- and nicotine synergistically induced the production of cyclooxgenase-2 (COX-2) and prostaglandin $E_2$ ($PGE_2$) and increased the protein expression of JAK/STAT. Treatment with an JAK inhibitor blocked the production of COX-2 and $PGE_2$ as well as the expression of pro-inflammatory cytokines, such as tumor necrosis factor-${\alpha}$, interleukin-$1{\beta}$ ($IL-1{\beta}$), and IL-6 in LPS- and nicotine-stimulated osteoblasts. These results suggest that JAK/STAT is closely related to the LPS- and nicotine-induced inflammatory effects and is likely to regulate the immune response in periodontal disease associated with dental plaque and smoking.
Ginsenoside Rg1 is one effective anticancer and antioxidant constituent of total saponins of Panax ginseng (TSPG), which has been shown to have various pharmacological effects. Our previous study demonstrated that Rg1 had anti-tumor activity in K562 leukemia cells. The aim of this study was designed to investigate whether Rg1 could induce apoptosis in TF-1/Epo cells and further to explore the underlying molecular mechanisms. Here we found that Rg1 could inhibit TF-1/Epo cell proliferation and induce cell apoptosis in vitro in a concentration and time dependent manner. It also suppressed the expression of EpoR on the surface membrane and inhibited JAK2/STAT5 pathway activity. Rg1 induced up-regulation of Bax, cleaved caspase-3 and C-PAPR protein and down-regulation of Bcl-2 and AG490, a JAK2 specific inhibitor, could enhance the effects of Rg1. Our studies showed that EpoR-mediated JAK2/STAT5 signaling played a key role in Rg1-induced apoptosis in TF-1/Epo cells. These results may provide new insights of Rg1 protective roles in the prevention a nd treatment of leukemia.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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