Cyclic-AMP-dependent protein kinase (PKA) seems to function as a negative regulator of the c-Jun $NH_2-terminal$ kinase (JNK) signaling pathway. We demonstrate here that the activity of the PKA catalytic subunit (PKAc) is reduced in apoptotic PC12 pheochromocytoma cells. Apoptotic progress was inhibited by dibutyryl cyclic AMP (dbcAMP), an analog of cAMP. The rescue by dbcAMP was attributable to inhibition of the JNK but not of the p38 signaling pathway, due to the induction of PKA activity. JNK was present in immunocomplexes of PKAc, and PKAc phosphorylated JNK in vitro. Presence of p38 kinase, however, was not prominent in immunocomplexes of PKAc. Our data suggest that JNK is a target point of negative regulation by PKAc in the JNK signaling pathway.
Targeting protein kinases has been active area in drug discovery. The c-Jun N-terminal kinases(JNKs) have also been target for development of novel therapy in various diseases, since the roles of JNK signaling in pathological conditions were revealed in studies using jnk-deficient mice. Small molecule inhibitors and peptide inhibitors are identified for therapeutic intervention of JNK signaling pathway. SP-600125, an anthrapyrazole small molecule inhibitor for JNK with high potency and selectivity has been widely used for dissecting JNK signaling pathway. CC-401 is the first JNK inhibitor that went into clinical trial for inflammation and leukemia. Inhibitor for mixed lineage kinase (MLK), CEP-1347 also negatively regulates JNK signaling, and tried for potential use in Parkinson's disease. Cell-permeable peptide inhibitor D-JNKI-1 is being developed for the treatment of hearing loss. The current status of these JNK inhibitors and safety issue is discussed in the minireview.
N-(p-Coumaryol) tryptamine (CT), a phenolic amide, has been reported to exhibit anti-oxidant and anti-inflammatory activities. However, the underlying mechanism by which CT exerts its pharmacological properties has not been clearly demonstrated. The objective of this study is to elucidate the anti-inflammatory mechanism of CT in lipopolysaccharide (LPS)-challenged RAW264.7 macrophage cells. CT significantly inhibited LPS-induced extracellular secretion of pro-inflammatory mediators such as nitric oxide (NO) and $PGE_2$, and protein expressions of iNOS and COX-2. In addition, CT significantly suppressed LPS-induced secretion of pro-inflammatory cytokines such as TNF-${\alpha}$ and IL-$1{\beta}$. To elucidate the underlying anti-inflammatory mechanism of CT, involvement of MAPK and Akt signaling pathways was examined. CT significantly attenuated LPS-induced activation of JNK/c-Jun, but not ERK and p38, in a concentration-dependent manner. Interestingly, CT appeared to suppress LPS-induced Akt phosphorylation. However, JNK inhibition, but not Akt inhibition, resulted in the suppression of LPS-induced responses, suggesting that JNK/c-Jun signaling pathway significantly contributes to LPS-induced inflammatory responses and that LPS-induced Akt phosphorylation might be a compensatory response to a stress condition. Taken together, the present study clearly demonstrates CT exerts anti-inflammatory activity through the suppression of JNK/c-Jun signaling pathway in LPS-challenged RAW264.7 macrophage cells.
As a component of the neurovascular unit, cerebral smooth muscle cells (CSMCs) are an important mediator in the development of cerebral vascular diseases such as stroke. Epoxyeicosatrienoic acids (EETs) are the products of arachidonic acid catalyzed by cytochrome P450 epoxygenase. EETs are shown to exert neuroprotective effects. In this article, the role of EET in the growth and apoptosis of CSMCs and the underlying mechanisms under oxygen glucose deprivation (OGD) conditions were addressed. The viability of CMSCs was decreased significantly in the OGD group, while different subtypes of EETs, especially 14,15-EET, could increase the viability of CSMCs under OGD conditions. RAPA (serine/threonine kinase Mammalian Target of Rapamycin), a specific mTOR inhibitor, could elevate the level of oxygen free radicals in CSMCs as well as the anti-apoptotic effects of 14,15-EET under OGD conditions. However, SP600125, a specific JNK (c-Jun N-terminal protein kinase) pathway inhibitor, could attenuate oxygen free radicals levels in CSMCs as well as the anti-apoptotic effects of 14,15-EET under OGD conditions. These results strongly suggest that EETs exert protective functions during the growth and apoptosis of CSMCs, via the JNK/c-Jun and mTOR signaling pathways in vitro. We are the first to disclose the beneficial roles and underlying mechanism of 14,15-EET in CSMC under OGD conditions.
Tissue plasminogen activator (tPA) is used to lyse clots and reperfuse brain in ischemic stroke. However, sideeffects of intracerebral hemorrhage (ICH) and edema limit their clinical application. In part, these phenomena has been linked with elevations in matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) in neurovascular unit. However little is known about their regulatory signaling pathways in brain cells. Here, I examine the role of MAP kinase pathways in tPA-induced MMP-9 regulation in rat cortical astrocytes. tPA $(1-10\;{\mu}g/ml)$ induced dose-dependent elevations in MMP-9 and MMP-2 in conditioned media. Although tPA increased phosphorylation in two MAP kinases (ERK, JNK), only inhibition of the JNK pathway by the JNK inhibitor SP600126 significantly reduced MMP-9 upregulation. Neither ERK inhibition with U0126 nor p38 inhibition with SB203580 had any significant effects. Taken together, these results suggest that c-jun N-terminal kinase (JNK) plays an essential role for tPA-induced MMP-9 upregulation.
Lung cancer is one of the most significant malignancies, with both high morbidity and mortality. CDK10 is closely related to cancer progression and metastasis. However, its role in lung cancer radioresistance demands further clarification. In this study, we demonstrated that CDK10 was downregulated in lung cancer tissues, and CDK10 expression level was associated with the clinical prognosis in lung cancer patients. We also found that silencing CDK10 promoted lung cancer cell proliferation, migration, and radioresistance. We further verified that silencing CDK10 facilitated the activation of JNK/c-Jun signaling, and c-Jun depletion could reverse the effects of CDK10 knockdown in lung cancer cells. Our findings revealed that CDK10 plays an important role in cell growth and radioresistance by inhibiting JNK/c-Jun signaling pathway in lung cancer. Therefore, CDK10 might be a promising therapeutic target in lung cancer.
Suyeon Ahn;Ahreum Kwon;Youngsoo Oh;Sangmyung Rhee;Woo Keun Song
Molecules and Cells
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v.46
no.6
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pp.387-398
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2023
Microtubule acetylation has been proposed as a marker of highly heterogeneous and aggressive triple-negative breast cancer (TNBC). The novel microtubule acetylation inhibitors GM-90257 and GM-90631 (GM compounds) cause TNBC cancer cell death but the underlying mechanisms are currently unknown. In this study, we demonstrated that GM compounds function as anti-TNBC agents through activation of the JNK/AP-1 pathway. RNA-seq and biochemical analyses of GM compound-treated cells revealed that c-Jun N-terminal kinase (JNK) and members of its downstream signaling pathway are potential targets for GM compounds. Mechanistically, JNK activation by GM compounds induced an increase in c-Jun phosphorylation and c-Fos protein levels, thereby activating the activator protein-1 (AP-1) transcription factor. Notably, direct suppression of JNK with a pharmacological inhibitor alleviated Bcl2 reduction and cell death caused by GM compounds. TNBC cell death and mitotic arrest were induced by GM compounds through AP-1 activation in vitro. These results were reproduced in vivo, validating the significance of microtubule acetylation/JNK/AP-1 axis activation in the anti-cancer activity of GM compounds. Moreover, GM compounds significantly attenuated tumor growth, metastasis, and cancer-related death in mice, demonstrating strong potential as therapeutic agents for TNBC.
Colon rectal cancer is one of the frequently diagnosed cancers worldwide. In recent times the drug discovery for colon cancer is challenging because of their speedy metastasis and morality of these patients. C-jun N-terminal kinase signaling pathway controls the cell cycle survival and apoptosis. Evidence has shown that JNK1 promotes the tumor progression in various types of cancers like colon cancer, breast cancer and lung cancer. Recent study has shown that inhibiting, JNK1 pathway is identified as one of the important cascades in drug discovery. One of the recent approaches in the field of drug discovery is drug repurposing. In drug repurposing approach we have virtually screened ChEMBL dataset against JNK1 protein and their interactions have been studied through Molecular docking. Cross docking was performed with the top compounds to be more specific with JNK1 comparing the affinity with JNK2 and JNK3.The drugs which exhibited higher binding were subjected to Conceptual - Density functional theory. The results showed mainly Entrectinib and Exatecan showed better binding to the target.
Lee, Kyoung-Hee;Lee, Choon-Taek;Kim, Young Whan;Han, Sung Koo;Shim, Young-Soo;Yoo, Chul-Gyu
Tuberculosis and Respiratory Diseases
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v.57
no.5
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pp.449-460
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2004
Background : PS-341 is a novel, highly selective and potent proteasome inhibitor, which showed cytotoxicity against some tumor cells. Its anti-tumor activity has been suggested to be associated with modulation of the expression of apoptosis-associated proteins, such as p53, $p21^{WAF/CIP1}$, $p27^{KIP1}$, NF-${\kappa}B$, Bax and Bcl-2. c-Jun N-terminal kinase (JNK) and glycogen synthase kinase-$3{\beta}$ (GSK-$3{\beta}$) are important modulators of apoptosis. However, their role in PS-341-induced apoptosis is unclear. This study was undertaken to elucidate the role of JNK and GSK-$3{\beta}$ in the PS-341-induced apoptosis in lung cancer cells. Method : NCI-H157 and A549 cells were used in the experiments. The cell viability was assayed using the MTT assay and apoptosis was evaluated by proteolysis of PARP. The JNK activity was measured by an in vitro immuno complex kinase assay and by phosphorylation of endogenous c-Jun. The protein expression was evaluated by Western blot analysis. Dominant negative JNK1 (DN-JNK1) and GSK-$3{\beta}$ were overexpressed using plasmid and adenovirus vectors, respectively. Result : PS-341 reduced the cell viability via apoptosis, activated JNK and increased the c-Jun expression. Blocking of the JNK activation by overexpression of DN-JNK1, or pretreatment with SP600125, suppressed the apoptosis induced by PS-341. The activation of caspase 3 was mediated by JNK activation. Blocking of the caspase 3 activation suppressed PS-341-induced apoptosis. PS-341 activated the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)/Akt pathway, but its blockade enhanced the PS-341-induced cell death via apoptosis. GSK-$3{\beta}$ was inactivated by PS-341 via the PI3K/Akt pathway. Overexpression of constitutively active GSK-$3{\beta}$ enhanced PS-341-induced apoptosis; in contrast, this was suppressed by dominant negative GSK-$3{\beta}$ (DN-GSK-$3{\beta}$). Inactivation of GSK-$3{\beta}$ by pretreatment with lithium chloride or the overexpression of DN-GSK-$3{\beta}$ suppressed both the JNK activation and c-Jun up-regulation induced by PS-341. Conclusion : The JNK/caspase pathway is involved in PS-341-induced apoptosis, which is negatively regulated by the PI3K/Akt-mediated inactivation of GSK-$3{\beta}$ in lung cancer cells.
In this study, the roles of the p38 MAPK, ERK1/2 and JNK signaling pathway in IGF-I-induced AR induction and activation were examined. C2C12 cells were treated with IGF-I in the absence or presence of various inhibitors of p38 MAPK (SB203580), ERK1/2 (PD98059), and JNK (SP600125). Inhibition of the MAPK pathway with SB203580, PD98059, or SP600125 significantly decreased IGF-I-induced AR phosphorylation and total AR protein expression. IGF-I-induced nuclear fraction of total AR and phosphorylated AR were significantly inhibited by SB203580, PD98059, or SP600125. Furthermore, IGF-I-induced AR mRNA and skeletal ${\alpha}-actin$ mRNA were blocked by those inhibitors in dose-dependent manner. Confocal images showed that IGF-I-induced AR nuclear translocation from cytosol was significantly blocked by SB203580, PD98059, or SP600125, suggesting that the MAPK pathway regulates IGF-I-induced AR nuclear localization in skeletal muscle cells. The present results suggest that the MAPK pathways are required for the ligand-independent activation of AR by IGF-I in C2C12 skeletal muscle cells.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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