Akt는 다양한 세포에서 성장, 발달, 증식, 분화와 같은 생리적 활성에 중요한 역할을 하고 골격근 세포에서 Akt는 재생 및 비대와 위축을 조절한다고 알려져 있다. 골격근 세포의 분화에 있어서 Akt의 역할을 밝히고자 본 연구를 수행하였다. 골격근 세포를 분화 시키기 위해 고밀도 및 저농도의 serum 상태에서 배양하며, 분화된 C2C12 근아세포는 둥근 모양에서 다핵을 가진 긴 모양으로 바뀐다. 이러한 형태학적 변화는 분화 시킨 후 2일부터 일어났다. 또한, 골격근 분화 표지인자인 myogenin D와 myogenin G의 발현은 2일 후 관찰되었다. C2C12 세포주에 Akt1 또는 Akt2의 발현을 저하시키면 이와 더불어 골격근으로의 분화도 저해됨을 확인하였고, 이와는 반대로 Akt1 또는 Akt2를 과발현 시키면 골격근으로 분화가 촉진됨을 알 수 있었다. 이와 더불어 Akt의 활성은 분화유도 2일 후부터 관찰되었고 7일 이후로는 감소하였다. Kruppel-like factor 4의 발현은 6일부터 증가하는 것이 관찰이 되었다. Kruppel-like factor 4의 발현 또한 Akt1 또는 Akt2의 발현양이 감소된 C2C12 근아세포에서 줄어들어 있는 것을 확인하였다. 또한 Kruppel-like factor 4의 프로모터 부위에 대한 전사조절능력이 Akt1 또는 Akt2의 발현을 저하시켰을 때 같이 떨어짐을 확인하였다. 이러한 결과들로 보아 Akt가 골격근 분화를 조절하는데 있어 중요하며, Kruppel-like factor 4 발현이 이를 조절하는 데 있어 중요한 역할을 할 것이라 판단된다.
Kwon, Kisang;Suh, Hyun-Woo;Kim, Hong Geun;Kwon, O-Yu
대한의생명과학회지
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제26권1호
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pp.37-41
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2020
The hemolymph of Korean rhinoceros Allomyrina dichotoma consists of blood and lymph in which various kinds of proteins function physiologically. We have previously demonstrated that A. dichotoma hemolymph has the potential to treatment and prevent diabetes through activating transcription factor 3-gene (ATF3) regulation. In this study, we investigate the expression of Kruppel-like factor 4 (KLF4) in A. dichotoma hemolymph-treated INS-1 pancreatic β-cells. The new findings show that A. dichotoma hemolymph, which upregulates KLF4 gene expression in a dose-dependent and time-dependent manner. In addition, hemolymph combine with mild endoplasmic reticulum (ER) stress, which also differentially regulates KLF4 gene expression. These results may provide insights to KLF4 gene-related disease therapies through KLF4 gene regulation.
Cancer stem cells (CSCs) are rare subpopulations within tumors which are recognized as culprits in cancer recurrence, drug resistance and metastasis. However, the molecular mechanisms of how CSCs are regulated remain elusive. Kr$\ddot{u}$ppel-like factors (KLFs) are evolutionarily conserved zinc finger-containing transcription factors with diverse functions in cell differentiation, proliferation, embryogenesis and pluripotency. Recent progress has highlighted the significance of KLFs, especially KLF4, in cancer and CSCs. Therefore, for better therapeutics of cancer disease, it is crucial to develop a deeper understanding of the mechanisms of how KLF4 regulate CSC functions. Herein we summarized the current understanding of the transcriptional regulation of K LF4 in CSCs, and discussed the functional implications of targeting CSCs for potential cancer therapeutics.
We investigated the contribution of genetic variations of KLF5 to basal metabolic rate (BMR) and resting metabolic rate (RMR) and the inhibition of obesity in Korean children. A variation of KLF5 (rs3782933) was genotyped in 62 Korean children. Using multiple linear regression analysis, we developed a model to predict BMR in children. We divided them into several groups; normal versus overweight by body mass index (BMI) and low BMR versus high BMR by BMR. There were no differences in the distributions of alleles and genotypes between each group. The genetic variation of KLF5 gene showed a significant correlation with several clinical factors, such as BMR, muscle, low-density lipoprotein cholesterol, and insulin. Children with the TT had significantly higher BMR than those with CC (p=0.030). The highest muscle was observed in the children with TT compared with CC (p=0.032). The insulin and C-peptide values were higher in children with TT than those with CC (p=0.029 vs. p=0.004, respectively). In linear regression analysis, BMI and muscle mass were correlated with BMR, whereas insulin and C-peptide were not associated with BMR. In the high-BMR group, we observed that higher muscle, fat mass, and C-peptide affect the increase of BMR in children with TT (p < 0.001, p < 0.001, and p=0.018, respectively), while Rohrer's index could explain the usual decrease in BMR (adjust $r^2$=1.000, p < 0.001, respectively). We identified a novel association between TT of KLF5 rs3782933 and BMR in Korean children. We could make better use of the variation within KLF5 in a future clinical intervention study of obesity.
An accurate diagnostic marker for detecting early-stage hepatocellular carcinoma (eHCC) is clinically important, since early detection of HCC remarkably improves patient survival. From the integrative analysis of the transcriptome and clinicopathologic data of human multi-stage HCC tissues, we were able to identify barrier-to-autointegration factor 1 (BANF1), procollagen-lysine, 2-oxoglutarate 5-dioxygenase 3 (PLOD3) and splicing factor 3b subunit 4 (SF3B4) as early HCC biomarkers which could be detected in precancerous lesions of HCC, with superior capabilities to diagnose eHCC compared to the currently popular HCC diagnostic biomarkers: GPC3, GS, and HSP70. We then showed that SF3B4 knockdown caused G1/S cell cycle arrest by recovering $p27^{kip1}$ and simultaneously suppressing cyclins, and CDKs in liver cancer cells. Notably, we demonstrated that aberrant SF3B4 overexpression altered the progress of splicing progress of the tumor suppressor gene, kruppel like factor 4 (KLF4), and resulted in non-functional skipped exon transcripts. This contributes to liver tumorigenesis via transcriptional inactivation of $p27^{kip1}$ and simultaneous activation of Slug genes. Our results suggest that SF3B4 indicates early-stage HCC in precancerous lesions, and also functions as an early-stage driver in the development of liver cancer.
The gastrointestinal tract forms the largest surface in our body with constantly being exposed to various antigens, which provides unique microenvironment for the immune system in the intestine. Accordingly, the gut epithelium harbors the most T lymphocytes in the body as intraepithelial lymphocytes (IELs), which are phenotypically and functionally heterogeneous populations, distinct from the conventional mature T cells in the periphery. IELs arise either from pre-committed thymic precursors (natural IELs) or from conventional CD4 or CD8αβ T cells in response to peripheral antigens (induced IELs), both of which commonly express CD8α homodimers (CD8αα). Although lineage commitment to either conventional CD4 T helper (Th) or cytotoxic CD8αβ T cells as well as their respective co-receptor expression are mutually exclusive and irreversible process, CD4 T cells can be redirected to the CD8 IELs with high cytolytic activity upon migration to the gut epithelium. Recent reports show that master transcription factors for CD4 and CD8 T cells, ThPOK (Th-inducing BTB/POZ-Kruppel-like factor) and Runx3 (Runt related transcription factor 3), respectively, are the key regulators for re-programming of CD4 T cells to CD8 lineage in the intestinal epithelium. This review will focus on the unique differentiation process of IELs, particularly lineage re-commitment of CD4 IELs. [BMB Reports 2016; 49(1): 11-17]
Malignant meningiomas often show invasive growth that makes complete tumor resection challenging, and they are more prone to recur after radical resection. Invasive meningioma associated transcript 1 (IMAT1) is a long noncoding RNA located on Homo sapiens chromosome 17 that was identified by our team based on absolute expression differences in invasive and non-invasive meningiomas. Our studies indicated that IMAT1 was highly expressed in invasive meningiomas compared with non-invasive meningiomas. In vitro studies showed that IMAT1 promoted meningioma cell invasion through the inactivation of the Krüppel-like factor 4 (KLF4)/hsa-miR22-3p/Snai1 pathway by acting as a sponge for hsa-miR22-3p, and IMAT1 knockdown effectively restored the tumor suppressive properties of KLF4 by preserving its tumor suppressor pathway. In vivo experiments confirmed that IMAT1 silencing could significantly inhibit the growth of subcutaneous tumors and prolong the survival period of tumor-bearing mice. Our findings demonstrated that the high expression of IMAT1 is the inherent reason for the loss of the tumor suppressive properties of KLF4 during meningioma progression. Therefore, we believe that IMAT1 may be a potential biological marker and treatment target for meningiomas.
Nontypeable H. influenzae (NTHi), a Gram-negative obligate human pathogen, causes pneumonia, chronic bronchitis, and otitis media, and the respiratory epithelium is the first line of defense that copes with the pathogen. In an effort to identify transcriptional responses of human respiratory epithelial cells to infection with NTHi, we examined its differential gene expression using high density cDNA microarrays. BEAS-2B human bronchial epithelial cells were exposed to NTHi for 3 hand 24 h, and the alteration of mRNA expression was analyzed using microarrays consisting of 8,170 human cDNA clones. The results indicated that approximately 2.6% of the genes present on the microarrays increased in expression over 2-fold and 3.8% of the genes decreased during the 24-h infection period. Upregulated genes included cytokines (granulocyte-macrophage colony stimulating factor 2, granulocyte chemotactic protein 2, IL-6, IL-10, IL-8), transcription factors (Kruppel-like factor 7, CCAAT/enhancer binding protein $\beta$, E2F-1, NF-$\kappa$B, cell surface molecules (CD74, ICAM-1, ICAM-2, HLA class I), as well as those involved in signal transduction and cellular transport. Selected genes were further confirmed by reverse-transcription-PCR. These data expand our knowledge of host cellular responses during NTHi infection and should provide a molecular basis for the study of host-NTHi interaction.
To verified the target genes of miR-34c, bioinformatics software was used to predict the targets of miR-34c. Three possible target genes of miR-34c related to spermatogenesis and male reproductive development: zinc finger protein 148 (ZNF148), kruppel-like factor 4 (KLF4), and platelet-derived growth factor receptor alpha (PDGFRA) were predicted. Then, the expression of miR-34c and its target genes were detected in swine testicular tissue at different developmental stages by quantitative polymerase chain reaction. The results suggested that the expression of PDGFRA has the highest negative correlation with miR-34c. Then immunohistochemical staining was done to observe the morphology of swine testicular tissue at 2-days and 3, 4, 5-months of age, which indicated that PDGFRA was mainly expressed in the support cells near the basement membrane during the early development stages of testicular tissue, but that the expression of PDGFRA was gradually reduced in later stages. Therefore, western blot analyzed that the highest expression of PDGFRA was generated in 2-days old testicular tissues and the expression levels reduced at 3 and 4-months old, which correlated with the results of immunohistochemical staining. In conclusion, PDGFRA is a target gene of miR-34c.
Postmenopausal osteoporosis (PMOP) is a common systemic skeletal disease characterized by reduced bone mass and microarchitecture deterioration. Although differentially expressed SOX5 has been found in bone marrow from ovariectomized mice, its role in osteogenic differentiation in human mesenchymal stem cells (hMSCs) from bone marrow in PMOP remains unknown. In this study, we investigated the biological function of SOX5 and explore its molecular mechanism in hMSCs from patients with PMOP. Our findings showed that the mRNA and protein expression levels of SOX5 were upregulated in hMSCs isolated from bone marrow samples of PMOP patients. We also found that SOX5 overexpression decreased the alkaline phosphatase (ALP) activity and the gene expression of osteoblast markers including Collagen I, Runx2 and Osterix, which were increased by SOX5 knockdown using RNA interference. Furthermore, $TNF-{\alpha}$ notably upregulated the SOX5 mRNA expression level, and SOX5 knockdown reversed the effect of $TNF-{\alpha}$ on osteogenic differentiation of hMSCs. In addition, SOX5 overexpression increased Kruppel-like factor 4 (KLF4) gene expression, which was decreased by SOX5 silencing. KLF4 knockdown abrogated the suppressive effect of SOX5 overexpression on osteogenic differentiation of hMSCs. Taken together, our results indicated that $TNF-{\alpha}$-induced SOX5 upregulation inhibited osteogenic differentiation of hMSCs through KLF4 signal pathway, suggesting that SOX5 might be a novel therapeutic target for PMOP treatment.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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