This study was conducted to investigate the effects of Lycii fructus and Astragalus membranaceus mixed extracts on immunomodulators and prevention in a streptozotocin-induced diabetes rat model. A total of 28 male rats were divided into four dietary groups and fed a commercial diet (A), commercial diet plus induced diabetes by a streptozotocin (STZ) injection (B), induced diabetes by STZ plus medicinal crop extracts(I&$H^{(R)}$) diet (C), and medicinal crop extracts (I&$H^{(R)}$) diet (D). Immunoblotting analyses revealed cytokine expression, and ELISA analyses revealed immunoglobulin E and nitric oxide production. As a results, the tumor necrosis factor-$\alpha$ (TNF-$\alpha$) and inducible nitric oxide synthase (iNOS) as a inflammatory cytokine were decreased. Interleukin-6 (IL-6) and signal transducer and activation of transcription 3 (STAT3) cytokine related in diabetes expression through JAK/STAT3 pathway were also decreased. Furthermore, immunoglobulin E and nitric oxide production were decreased in the serum and lens, respectively. These results suggest that Lycii fructus and Astragalus membranaceus mixed extracts provide positive effects on immunomodulators and prevention in diabetes and eye disease complications.
Leptin receptor (OBR) is a member of the class I cytokine receptor family. It signals mainly via the JAK/STAT pathway and plays an important role in regulating body energy storage and metabolism. This study was designed to investigate the effects of the OBR gene on chicken growth and body composition. Broiler lines selected divergently for or against abdominal fat were used. Primers for the exon9-region in the OBR gene were designed using chicken genomic sequences from the public genome domain. A C/A single nucleotide polymorphism (SNP) was found and its three genotypes (AA, AB and BB) were identified in this population. The results showed that the OBR polymorphism was associated with fatness traits, such as abdominal fat weight and abdominal fat percentage. This research suggests that OBR or a linked gene has effect on fat deposition in the chicken.
BACKGROUND/OBJECTIVES: Colorectal cancer (CRC) is the third most common cancer worldwide with a high recurrence rate. Oxaliplatin (OXA) resistance is one of the major reasons hindering CRC therapy. β-Carotene (BC) is a provitamin A and is known to have antioxidant and anticancer effects. However, the combined effect of OXA and BC has not been investigated. Therefore, this study investigated the anticancer effects and mechanism of the combination of OXA and BC on CRC. MATERIALS/METHODS: In the present study, the effects of the combination of OXA and BC on cell viability, cell cycle arrest, and cancer stemness were investigated using HCT116, HT29, OXA-resistant cells, and human CRC organoids. RESULTS: The combination of OXA and BC enhanced apoptosis, G2/M phase cell cycle arrest, and inhibited cancer cell survival in human CRC resistant cells and CRC organoids without toxicity in normal organoids. Cancer stem cell marker expression and self-replicating capacity were suppressed by combined treatment with OXA and BC. Moreover, this combined treatment upregulated apoptosis and the stem cell-related JAK/STAT signaling pathway. CONCLUSIONS: Our results suggest a novel potential role of BC in reducing resistance to OXA, thereby enhances the anticancer effects of OXA. This enhancement is achieved through the regulation of cell cycle, apoptosis, and stemness in CRC.
Withaferin A is a steroidal lactone purified from the Indian medicinal plant Withania somnifera. It exhibits a wide variety of activities, including anti-tumor, anti-inflammation, and immunomodulation properties. In this review, we focused on the anti-cancer effects of withaferin A. Withaferin A inhibits cell proliferation, metastasis, invasion, and angiogenesis in cancer cells. Furthermore, it sensitized irradiation, tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand (TRAIL)-, and doxorubicin-mediated apoptosis. The results showed that multiple mechanisms were involved in withaferin A-mediated anti-cancer effects. First, withaferin A increased intracellular reactive oxygen species (ROS) production and induced ER stress- and mitochondria-mediated apoptosis. Second, withaferin A inhibited the signaling pathways (Jak/STAT, Akt, Notch, and c-Met), which are important in cell survival, proliferation, and metastasis. Third, it induced apoptosis and inhibited cancer cell migration through the up-regulation of prostate apoptosis protein-4 (Par-4). Finally, withaferin A up-regulated pro-apoptotic protein expression levels through the inhibition of proteasome activity. Our findings suggested that withaferin A is a potential, potent therapeutic agent.
Cytotoxic Nitric oxide (NO) overproduced by inducible NO Synthase (iNOS or NOS2), which was induced in inflammatory reactions and immune responses directly or indirectly affects the functions as host defense and can cause normal tissue damage. Microarray analysis was performed to identify gene profiles of both NO-dependent and -independent transcripts in RAW 264.7 macrophages that use selective NOS2 inhibitors aminoguanidine ($100\;{\mu}M$) and L-canavanine (1 mM). A total of 3,297 genes were identified that were up- or down-regulated significantly over 2-fold in lipopolysaccharide (LPS)-treated macrophages. NO-dependency was determined in the expressed total gene profiles and also within inflammatory conditions-related functional categories. Out of all the gene profiles, 1711 genes affected NO-dependently and -independently in 567 genes. In the categories of inflammatory conditions, transcripts of 16 genes (Pomp, C8a, Ifih1, Irak1, Txnrd1, Ptafr, Scube1, Cd8a, Gpx4, Ltb, Fasl, Igk-V21-9, Vac14, Mbl1, C1r and Tlr6) and 29 geneas (IL-1beta, Mpa2l, IFN activated genes and Chemokine ligands) affected NO-dependently and -independently, respectively. This NO dependency can be applied to inflammatory reaction-related functional classifications, such as cell migration, chemotaxis, cytokine, Jak/STAT signaling pathway, and MAPK signaling pathway. Our results suggest that LPS-induced gene transcripts in inflammation or infection can be classified into physiological and toxic effects by their dependency on the NOS2-mediated NO release.
Objectives: Network pharmacology is an analysis method that explores drug-centered efficacy and mechanism by constructing a compound-target-disease network based on system biology, and is attracting attention as a methodology for studying herbal medicine that has the characteristics for multi-compound therapeutics. Thus, we investigated the potential functions and pathways of Myrrha on Allergic Rhinitis (AR) via network pharmacology analysis and molecular docking. Methods: Using public databases and PubChem database, compounds of Myrrha and their target genes were collected. The putative target genes of Myrrha and known target genes of AR were compared and found the correlation. Then, the network was constructed using STRING database, and functional enrichment analysis was conducted based on the Gene Ontology (GO) Biological process and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) Pathways. Binding-Docking stimulation was performed using CB-Dock. Results: The result showed that total 3 compounds and 55 related genes were gathered from Myrrha. 33 genes were interacted with AR gene set, suggesting that the effects of Myrrha are closely related to AR. Target genes of Myrrha are considerably associated with various pathways including 'Fc epsilon RI signaling pathway' and 'JAK-STAT signaling pathway'. As a result of blinding docking, AKT1, which is involved in both mechanisms, had high binding energies for abietic acid and dehydroabietic acid, which are components of Myrrha. Conclusion: Through a network pharmacological method, Myrrha was predicted to have high relevance with AR by regulating AKT1. This study could be used as a basis for studying therapeutic effects of Myrrha on AR.
International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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v.12
no.2
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pp.57-61
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2006
Suppressor of cytokine signaling (SOCS) is known to be as a negative feedback regulator in Janus kinase signal transducer and activator of transcription signaling. Highly conserved SOCS box domain was cloned from a Korean malaria vector, Anopheles sinensis. Sequence analysis indicates that it has identity to Anopheles gambiae (96%), Aedes aegypti (94%), Drosophila melanogaster (78%), Mus musculus (72%) and Homo sapiens (72%), respectively. Tissue specificity RT-PCR demonstrated that the expression level of AsSOCS transcript was high at abdomen, midgut, and ovary, whereas developmental expression patterns showed that the level of AsSOCS was high at egg, early pupae, and adult female. On the other hand, RT-PCR analysis after bacterial challenge showed that SOCS mRNA was strongly induced in larvae. In addition, it was also induced by various immune elicitors such as lipoteicoic acid, CpG-DNA, and laminarin. It seems that AsSOCS, repressor of JAK-STAT pathway, is highly conserved in mosquito, and may play an important role in mosquito innate immune response.
Saussurea lappa has been reported to possess anti-atopic properties. In this study, we have confirmed the S. lappa's anti-atopic properties in Nc/Nga mice and investigated the candidate gene related with its properties using microarray. We determined the target gene using real time PCR in in vitro experiment. S. lappa showed the significant reduction in atoptic dermatitis (AD) score and immunoglobulin E compared with the AD induced Nc/Nga mice. In the results of microarray using back skin obtained from animals, we found that S. lappa's properties are closely associated with cytokine-cytokine receptor interaction and the JAK-STAT signaling pathway. Consistent with the microarray data, real-time RT-PCR confirmed these modulation at the mRNA level in skin tissues from S. lappa-treated mice. Among these genes, PI3Kca and $IL20R{\beta}$ were significantly downregulated by S. lappa treatment in Nc/Nga mouse model. In in vitro experiment using HaCaT cells, we found that the S. lappa components, including alantolactone, caryophyllene, costic acid, costunolide and dehydrocostus lactone significantly decreased the expression of PI3Kca but not $IL20R{\beta}$ in vitro. Therefore, our study suggests that PI3Kca-related signaling is closely related with the protective effects of S. lappa against the development of atopic-dermatitis.
Granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF) is a cytokine secreted by stromal cells and plays a role in the differentiation of bone marrow stem cells and proliferation of neutrophils. Therefore, G-CSF is widely used to reduce the risk of serious infection in immunocompromised patients; however, its use in such patients is limited because of its non-persistent biological activity. We created an N-linked glycosylated form of this cytokine, hG-CSF (Phe140Asn), to assess its biological activity in the promyelocyte cell line HL60. Enhanced biological effects were identified by analyzing the JAK2/STAT3/survivin pathway in HL60 cells. In addition, mutant hG-CSF (Phe140Asn) was observed to have enhanced chemoattractant effects and improved differentiation efficiency in HL60 cells. These results suggest that the addition of N-linked glycosylation was successful in improving the biological activity of hG-CSF. Furthermore, the mutated product appears to be a feasible therapy for patients with neutropenia.
Park, Han-Jin;Oh, Jung-Hwa;Hwang, Ji-Yoon;Lim, Jung-Sun;Jeong, Sun-Young;Kim, Yong-Bum;Yoon, Seok-Joo
Molecular & Cellular Toxicology
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v.2
no.3
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pp.193-201
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2006
Cephalexin, one of most widely prescribed cephalosporin, has been reported to cause acute renal failure as a side effect in human and experimental animals. Although numerous animal studies have been reported for the cephalosporin nephrotoxicity, the molecular and cellular nephrotoxic mechanisms of cephalexin are still unknown. This investigation evaluated the time-dependent gene expression profile of kidney in mouse during cephalexin induced nephrotoxicity. C57BL/6 female mice were administered either saline or 1,000 mg/kg cephalexin intraperitoneally. Mice were sacrificed at 3, 6, and 24 hr after administration. Blood biochemical and histopathological results indicated cephalexin induced nephrotoxicity. Microarray experiment carried out using Affymetrix $GeneChip^{(R)}$. There were 198 informative genes that were significantly expressed >5-fold versus control at 3, 6, and 24 hr (p<0.01), of which 156 and 42 were up-and down-regulated, respectively. Major classes of up-regulated genes at 3, 6 hr included those involved in MAPK/Jak-STAT signaling pathway and immune response such as cytokine-cytokine receptor interaction and complement and coagulation cascades. At 24 hr, up-regulated genes were mainly involved in regeneration/repair and immune response; down-regulated genes were generally associated with transporters and intermediary metabolism. Among the up-regulated genes at 24 hr, several potential biomarkers on nephrotoxicity such as Kim-1, Fga, Timp1, and Slc34a2 were clustered in a same category. In addition, Tnfrsf12a and Lcn2 which were consistently up-regulated (>5 fold) were also included as potential biomarkers. These results may provide clues for elucidating the mechanism of cephalexin induced nephrotoxicity and evaluating potential biomarkers to assess nephrotoxicity.
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