Green tea polyphenols (GTP) have been demonstrated to suppress tumorigenesis in several chemical-induced animal carcinogenesis models, and predicted as promising chemopreventive agents in human. Recent studies of GTP extracts showed the involvement of mitogen-activated protein kinases (MAPKs) in the regulation of Phase II enzymes gene expression and induction of apoptosis. In the current work we compared the biological actions of five green tea catechins: (1) induction of ARE reporter gene, (2) activation of MAP kinases, (3) cytotoxicity in human hepatoma HepG2-C8 cells, and (4) caspase activation in human cervical squamous carcinoma HeLa cells. For the induction of phase IIgene assay, (-)-epigallocatechin-3-gallate (EGCG) and (-)-epicatechin-3-gallate (ECG) potently induced antioxidant response element (ARE)-mediated luciferase activity, with induction observed at 25 $\mu\textrm{m}$with EGCG. The induction of ARE reporter gene appears to be structurally related to the 3-gallate group. Comparing the activation of MAPK by the five polyphenols, only EGCG showed potent activation of all three MAPKs (ERK, JNK and p38) in a dose- and time-dependent manner, whereas EGC activated ERK and p38. In the concentration range of 25 $\mu\textrm{m}$ to 1 mM, EGCG and ECG strongly suppressed HepG2-ARE-C8 cell-growth. To elucidate the mechanisms of green tea polyphenol-induced apoptosis, we measured the activation of an important cell death protein, caspase-3 induced by EGCG, and found that caspase-3 was activated in a dose- and time-dependent manner. Interestingly, the activation of caspase-3 was a relatively late event (peaked at 16 h), whereas activation of MAPKs was much earlier (peaked at 2 h). It is possible, that at low concentrations of EGCG, activation of MAPK leads to ARE-mediated gene expression including phase II detoxifying enzymes. Whereas at higher concentrations of EGCG, sustained activation of MAPKs such as JNK leads to apoptosis. These mechanisms are currently under investigation in our laboratory. As the most abundant catechin in GTP extract, we found that EGCG potently induced ARE-mediated gene expression, activated MAP kinase pathway, stimulated caspase-3 activity, and induced apoptosis. These mechanisms together with others, may contribute to the overall chemopreventive function of EGCG itself as well as the GTP.
본 연구는 복합추출물(익모초, 어성초, 진피)의 생리활성을 측정하여 식·의약품, 화장품 등의 소재로서의 가능성을 확인하고자 하였다. 복합추출물은 열수 추출하였으며, 세포독성, 항산화, 항염증, MAPKs 등의 평가는 ELISA 및 western blot을 통해 확인하였다. 그 결과, 총 폴리페놀 함량은 35.53±0.48 mg GAE/g, 플라보노이드 함량은 8.18±0.16 mg QE/g으로 나타났으며, DPPH 와 ABTS radical 소거능은 농도 의존적으로 증가하였다. 대조군과 비교하여 세포독성은 400 ㎍/㎖ 농도까지 100% 이상의 생존율이 나타났으며, NO 및 염증성 사이토카인을 유의하게 감소시켰다. 또한, 복합추출물은 MAPKs(ERK, JNK, p38) 단백질 발현을 유의하게 억제시켰다. 이러한 결과는 복합추출물이 산화적 손상 및 염증에 사용될 수 있음을 나타낸다. 따라서 본 연구 결과는 식·의약품, 화장품용 복합소재의의 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
The purpose of this study was to investigate the anti-inflammatory effects of aqueous extract from Belamcanda chinensis (BC) on the RAW 264.7 cells. To evaluate the anti-inflammatory effects of BC, we examined the cytokine productions including nitric oxide (NO), interleukin (IL)-1b, IL-6 and tumor necrosis factor-a (TNF-a) in lipopolysaccharide (LPS)-induced RAW 264.7 cells and also inhibitory mechanisms such as mitogen-activated protein kinases (MAPKs) and nuclear factor kappa B (NF-kB) using Western blot. BC inhibited LPS-induced production of NO, IL-6 and TNF-a but not of IL-1b in RAW 264.7 cells. BC respectively inhibited the activation of MAPKs such as c-Jun NH2-terminal kinase (JNK) and p38 but not of extracelluar signal-regulated kinase (ERK 1/2) and NF-kB in the LPS-stimulated RAW 264.7 cells. Taken together, Our results showed that BC down-regulated LPS-induced NO, IL-6 and TNF-a productions mainly through JNK and p38 MAPK pathway.
Shikonin is a chemically characterized component of traditional herbal medicine, the root of Lithospermum erythrorhizon and has been shown to possess antitumor activities. Here we investigated anticancer potential of shikonin and its possible mechanism of action in LLC cells. Shikonin inhibited the proliferation of LLC cells in a concentration-dependent manner. It was also demonstrated that shikonin induced apoptosis in LLC cells by Annexin V staining and TUNEL staining analysis. Shikonin treatment was caused that decrease of Bcl-2, activation of caspases and cleavage of PARP. And shikonin also induced that the activation of mitogen-activated protein kinases (MAPKs), such as extracellular signal-regulated kinase (ERK), c-Jun N-terminal kinase (JNK) and p38. Interestingly, the cell proliferation inhibition induced by shikonin was recovered by specific inhibitors of JNK and p38 but the inhibitor of MEK, the upstream kinase of ERK, did not recover. Additionally, shikonin administration at doses of 5 mg/kg in C57BL/6 mice strongly inhibited the primary tumor growth of LLC. Taken together, these results suggest that shikonin may suppress LLC cell proliferation by inducing an apoptotic process via activation of caspases and MAPKs
MAPKs는 다양한 세포자극에 반응하는 중요한 세포신호전달경로이며, 특히 세포의 생존과 사멸과정에 관여한다고 알려져 있다. 그러나 위궤양의 진행에 있어 MAPKs의 세포특이적 활성에 관한 연구결과들에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 이부프로펜에 의해 유도된 위궤양의 진행에 있어 활성화된 MAPKs가 다양한 세포들에 어떻게 분포하는지를 실험하였다. 위궤양 유발은 200 mg/kg 이부프로펜을 하루에 8시간간격으로 3번 투여하였다. 동물부검은 이부프로펜을 투여한 후 24, 48, 72시간에 실시하였고, 위조직은 면역조직화학 및 웨스턴블랏에 사용되었다. 활성화된 p-ERK는 정상 랫드 위점막상피의 위상피증식층에서만 주로 발현되었으나, 이부프로펜을 투여한 후 24시간째에는 위기저부의 벽세포들에서 강하게 발현되었다. 이부프로펜을 투여 후 48시간 경과한 군에 있어서는 위궤양에 인접한 위점막상피 또는 위궤양 기저부의 결합조직에 나타난 신생혈관, 염증세포 및 육아조직에서 p-ERK가 강하게 발현되었다. 반면에 p-JNK는 초기 위점막손상을 나타내는 위표면점막상피와 샘위의 점막상피세포의 핵에서 주로 발현되었다. 점차적으로 p-JNK는 위궤양 기저부의 결합조직내에 침윤된 염증세포, 섬유모세포에서 특히 강하게 염색되었다. P-p38 양성세포는 위점막의 결합조직내에서 분산되어 관찰되었으며, 특히 위궤양 기저부의 결합조직내로 침윤된 대식 세포에 강한 염색성을 나타내었다. 이상의 연구결과는 각각의 MAPK들이 위궤양진행에 있어 특정세포들의 활성화에 관여하는 것으로 보여진다.
본 연구에서는 브로콜리 잎 헥산 분획물의 항염 효과를 평가하여 기능성 식품 및 화장품 소재로의 적용 가능성을 확인하였다. LPS-자극된 RAW264.7 세포에서 전염증성 사이토카인의 생성, iNOS와 COX-2의 발현, MAPK (ERK, JNK, p38) 및 브로콜리 잎 헥산 분획을 사용한 NF-κB의 인산화를 분석하였다. 브로콜리 잎 헥산 분획은 TNF-α, IL-4, IL-6, IL-1β 등의 전염증성 사이토카인의 분비와 iNOS와 COX-2의 발현을 억제했습니다. 또한, 브로콜리 잎 헥산 분획물은 MAPK와 NFκB의 인산화를 감소시켰다. 따라서 브로콜리 잎 헥산 분획물은 식품 및 화장품에서 천연 항염증 소재로 적용 가능성이 있는 것으로 판단된다. 향후 항염증 기전 및 주요 생리활성 물질의 규명에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.
Since exercise training induces mechanical stress to the heart, we examined the activation pattern of mitogen-activated protein kinase(MAPK)s signaling pathway by immunohistochemistry. The immunoreactions of MAPKs signaling with c-fos and Schiff's reaction were increased in the cardiac muscle of exercised rat compared to normal one except immunoreaction for MEK1/2 and ERK1/2 and p38. However, the immunoreaction of phospho-JNK and phospho-p38 with early gene c-fos were arrested markedly in water extract of Alliium sativum (WEAS) treated rat compared to exercised one. Since MAPKs signaling does play a protective role in response to pathological stimulus in the heart, results in the present study suggest that WEAS may act as a alleviating agent for exercise-induced stress to. heart through regulating MAPKs signaling activation.
자외선은 가시 광선보다 파장이 짧은 전자기파이며, 오존층을 통과하는 자외선이 피부 노화의 주요 원인이다. 피부 조직을 자외선에 만성적으로 노출 시키면 인간 각질 형성 세포에서 Mitogen-activated Protein Kinases (MAPKs) 신호 전달 경로가 활성화되어 매트릭스 metalloproteinases (MMPs) 생성이 증가한다. 본 연구에서는 제주도의 초본 추출물을 대상으로 자외선 자극을 통해 인간 각질 형성 세포(HaCaTs)의 항 노화 효과에 대해 조사 하였다. 우리는 자외선 유도 된 각질 형성 세포에서 MMP-1 유전자와 단백질 발현 수준을 측정 하였으며 그 결과, Thymus quinquecostatus 추출물(TQE)은 자외선 조사된 HaCaT 세포에서 의해 농도 의존적으로 MMP-1의 발현을 유의하게 감소시키는 것으로 확인되었다. 또한, TQE는 MAPK 신호 전달요소 인 ERK1/2, JNK1/2 및 p38 단백질의 자외선 유도에 따른 인산화를 유의 적으로 감소시켰다. 이러한 결과는 MAPKs 경로가 인간 각질 세포에서 UV 유도 MMP-1 생산에 대한 TQE의 억제 효과에 기여할 수 있음을 시사한다. 우리의 결과는 아마도 인간 각질형성 세포에서 TQE가 자외선 유도된 MMP-1 생산을 억제하는 피부 노화 소재로 활용될 수 있음을 시사한다.
Objective : The purpose of this study was to investigate the anti-inflammatory effects of aqueous extract from Scolopendrae Corpus (SC) on lipopolysaccharide (LPS)-induced inflammatory response. Methods : To evaluate the anti-inflammatory effects of SC, we examined the inflammatory mediators such as nitric oxide (NO) and pro-inflammatory cytokines (TNF-a, inteleukin (IL)-$1{\beta}$ and IL-6) on RAW 264.7 cells. We also examined molecular mechanisms such as mitogen-activated protein kinases (MAPKs) and inhibitory kappa B a ($I{\kappa}$-Ba) using western blot. Furthermore, we also investigated the effect of SC on LPS-induced endotoxin shock. Results : Extract from SC itself had not any cytotoxic effect in RAW 264.7 cells. Aqueous extract from SC inhibited LPS-induced NO production and iNOS expression. SC pre-treatment also inhibited IL-$1{\beta}$, IL-6 production in RAW 264.7 cells. To investigate inhibitory effects of SC on inflammatory mediators, activation of MAPKs was examined. SC inhibited the phosphorylation of p38 kinases (p38), c-Jun $NH_2$-terminal kinase (JNK) and also the degradation of $I{\kappa}$-$B{\alpha}$ in RAW 264.7 cells stimulated with LPS. Furthermore, SC administration reduced LPS-induced endotoxin shock. Conclusion : SC down-regulated LPS-induced production of inflammatory mediators through inhibition of activation of p38, JNK and degradation of $I{\kappa}$-$B{\alpha}$. Taken together, our results suggest that SC may be a beneficial drug against inflammatory diseases such as sepsis.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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