Mitochondria are important sensor of apoptosis. $H_2O_2-induced$ cell death rate was enhanced by serum deprivation. In this study, we investigated whether serum deprivation using 0.5 or 3 % FBS induces apoptotic cell death through mitochondrial enzyme activation as compared to 10 % FBS. Apoptotic cell death was observed by chromosome condensation and the increase of sub-G0/G1 population. Serum deprivation reduced cell growth rate, which was confirmed by the decrease of S-phase population in cell cycle. Serum deprivation significantly increased caspase-9 activity and cytochrome c release from mitochondria into cytosol. Serum deprivation-induced mitochondrial changes were also indicated by the increase of ROS production and the activation of mitochondrial enzyme, succinate dehydrogenase. Mitochondrial enzyme activity increased by serum deprivation was reduced by the treatment with rotenone, mitochondrial electron transport inhibitor. In conclusion, serum deprivation induced mitochondrial apoptotic cell death through the elevation of mitochondrial changes such as ROS production, cytochrome c release and caspase-9 activation. It suggests that drug sensitivity could be enhanced by the increase of mitochondrial enzyme activity in serum-deprived condition.
The implications of nutrient starvation due to aging on the degeneration of the retinal pigment epithelium (RPE) is yet to be fully explored. We examined the involvement of AMPK activation in mitochondrial homeostasis and its relationship with the maintenance of a healthy mitochondrial population and epithelial characteristics of RPE cells under nutrient starvation. Nutrient starvation induced mitochondrial senescence, which led to the accumulation of reactive oxygen species (ROS) in RPE cells. As nutrient starvation persisted, RPE cells underwent pathological epithelial-mesenchymal transition (EMT) via the upregulation of TWIST1, a transcription regulator which is activated by ROS-induced NF-κB signaling. Enhanced activation of AMPK with metformin decelerated mitochondrial senescence and EMT progression through mitochondrial biogenesis, primed by activation of PGC1-α. Thus, by facilitating mitochondrial biogenesis, AMPK protects RPE cells from the loss of epithelial integrity due to the accumulation of ROS in senescent mitochondria under nutrient starvation.
${\alpha}$-Curcumene is one of the physiologically active components of Curcuma zedoaria, which is believed to perform anti-tumor activities, the mechanisms of which are poorly understood. In the present study, we investigated the mechanism of the apoptotic effect of ${\alpha}$-curcumene on the growth of human overian cancer, SiHa cells. Upon treatment with ${\alpha}$-curcumene, cell viability of SiHa cells was inhibited > 73% for 48 h incubation. ${\alpha}$-Curcumene treatment showed a characteristic nucleosomal DNA fragmentation pattern and the percentage of sub-diploid cells was increased in a concentration-dependent manner, hallmark features of apoptosis. Mitochondrial cytochrome c activation and an in vitro caspase-3 activity assay demonstrated that the activation of caspases accompanies the apoptotic effect of ${\alpha}$-curcumene, which mediates cell death. These results suggest that the apoptotic effect of ${\alpha}$-curcumene on SiHa cells may converge caspase-3 activation through the release of mitochondrial cytochrome c.
This study sought to evaluate the effects of Asiatic acid in LPS-induced BV2 microglia cells and 1-methyl-4-phenyl-pyridine ($MPP^+$)-induced SH-SY5Y cells, to investigate the potential anti-inflammatory mechanisms of Asiatic acid in Parkinson's disease (PD). SH-SY5Y cells were induced using $MPP^+$ to establish as an in vitro model of PD, so that the effects of Asiatic acid on dopaminergic neurons could be examined. The NLRP3 inflammasome was activated in BV2 microglia cells to explore potential mechanisms for the neuroprotective effects of Asiatic acid. We showed that Asiatic acid reduced intracellular production of mitochondrial reactive oxygen species and altered the mitochondrial membrane potential to regulate mitochondrial dysfunction, and suppressed the NLRP3 inflammasome in microglia cells. We additionally found that treatment with Asiatic acid directly improved SH-SY5Y cell viability and mitochondrial dysfunction induced by $MPP^+$. These data demonstrate that Asiatic acid both inhibits the activation of the NLRP3 inflammasome by downregulating mitochondrial reactive oxygen species directly to protect dopaminergic neurons from, and improves mitochondrial dysfunction in SH-SY5Y cells, which were established as a model of Parkinson's disease. Our finding reveals that Asiatic acid protects dopaminergic neurons from neuroinflammation by suppressing NLRP3 inflammasome activation in microglia cells as well as protecting dopaminergic neurons directly. This suggests a promising clinical use of Asiatic acid for PD therapy.
Aromatic (ar)-turmerone from turmeric oil displays anti-tumorigenesis activity that includes inhibited cell proliferation. This study investigated ar-turmerone-mediated apoptotic protein activation in human lymphoma U937 cells. Ar-turmerone treatment inhibited U937 cell viability in a concentration-dependent fashion, with inhibition exceeding 84%. Moreover, the treatment produced nucleosomal DNA fragmentation and the percentage of sub-diploid cells increased in a concentration-dependent manner; both are hallmarks of apoptosis. The apoptotic effect of ar-turmerone was associated with the induction of Bax and p53 proteins, rather than Bcl-2 and p21. Activation of mitochondrial cytochrome c and caspase-3 demonstrated that the activation of caspases accompanied the apoptotic effect of ar-turmerone, which mediated cell death. These results suggest that the apoptotic effect of ar-turmerone on U937 cells may involve caspase-3 activation through the induction of Bax and p53, rather than Bcl-2 and p21.
Dang, Van Cuong;Kim, Hyoung Kyu;Marquez, Jubert;Kim, Nari;Ko, Kyung Soo;Rhee, Byoung Doo;Han, Jin
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
/
제20권2호
/
pp.213-220
/
2016
Mast cells are primary mediators of allergic inflammation. Beta-1,3-glucan (BG) protects against infection and shock by activating immune cells. Activation of the BG receptor induces an increase in intracellular $Ca^{2+}$, which may induce exocytosis. However, little is known about the precise mechanisms underlying BG activation of immune cells and the possible role of mitochondria in this process. The present study examined whether BG induced mast cell degranulation, and evaluated the role of calcium transients during mast cell activation. Our investigation focused on the role of the mitochondrial calcium uniporter (MCU) in BG-induced degranulation. Black mouse (C57) bone marrow-derived mast cells were stimulated with $0.5{\mu}g/ml$ BG, $100{\mu}g/ml$ peptidoglycan (PGN), or $10{\mu}M$ A23187 (calcium ionophore), and dynamic changes in cytosolic and mitochondrial calcium and membrane potential were monitored. BG-induced mast cell degranulation occurred in a time-dependent manner, and was significantly reduced under calcium-free conditions. Ruthenium red, a mitochondrial $Ca^{2+}$ uniporter blocker, significantly reduced mast cell degranulation induced by BG, PGN, and A23187. These results suggest that the mitochondrial $Ca^{2+}$ uniporter has an important regulatory role in BG-induced mast cell degranulation.
Mitochondria participate in various intracellular metabolic pathways such as generating intracellular ATP, synthesizing several essential molecules, regulating calcium homeostasis, and producing the cell's reactive oxygen species (ROS). Emerging studies have demonstrated newly discovered roles of mitochondria, which participate in the regulation of innate immune responses by modulating NLRP3 inflammasomes. Here, we review the recently proposed pathways to be involved in mitochondria-mediated regulation of inflammasome activation and inflammation: 1) mitochondrial ROS, 2) calcium mobilization, 3) nicotinamide adenine dinucleotide ($NAD^+$) reduction, 4) cardiolipin, 5) mitofusin, 6) mitochondrial DNA, 7) mitochondrial antiviral signaling protein. Furthermore, we highlight the significance of mitophagy as a negative regulator of mitochondrial damage and NLRP3 inflammasome activation, as potentially helpful therapeutic approaches which could potentially address uncontrolled inflammation.
Nicotinamide (NAM) plays essential roles in physiology through facilitating $NAD^+$ redox homeostasis. Importantly, at high doses, it protects cells under oxidative stresses, and has shown therapeutic effectiveness in a variety of disease conditions. In our previous studies, NAM lowered reactive oxygen species (ROS) levels and extended cellular life span in primary human cells. In the treated cells, levels of $NAD^+/NADH$ and SIRT1 activity increased, while mitochondrial content decreased through autophagy activation. The remaining mitochondria were marked with low superoxide levels and high membrane potentials (${\Delta}_{{\Psi}m}$); we posited that the treatment of NAM induced an activation of mitophagy that is selective for depolarized mitochondria, which produce high levels of ROS. However, evidence for the selective mitophagy that is mediated by SIRT1 has never been provided. This study sought to explain the mechanisms by which NAM lowers ROS levels and increases ${\Delta}_{{\Psi}m}$. Our results showed that NAM and SIRT1 activation exert quite different effects on mitochondrial physiology. Furthermore, the changes in ROS and ${\Delta}_{{\Psi}m}$ were not found to be mediated through autophagy or SIRT activation. Rather, NAM suppressed superoxide generation via a direct reduction of electron transport, and increased ${\Delta}_{{\Psi}m}$ via suppression of mitochondrial permeability transition pore formation. Our results dissected the effects of cellular $NAD^+$ redox modulation, and emphasized the importance of the $NAD^+/NADH$ ratio in the mitochondria as well as the cytosol in maintaining mitochondrial quality.
Background: Capparis spinosa L., a Uygur medicine, had been shown to have anti-tumor activity in our early experiments with an N-butanol extract (CSBE) as its active fraction. However, the mechanisms responsible for its effects are not clearly understood. Here, we report that treatment of SGC-7901 cells with CSBE resulted in dose-dependent reduction of cell viability and induction of apoptosis. Materials and Methods: To observe the inhibitory and killing effects of CSBE on SGC-7901, the SRB method was adopted, apoptosis being observed by electron microscopy. To clarify the mechanisms of apoptosis, Western blot and enzyme-labeled methods were used to examine the release of cytochrome c (Cyt c) and the activation of the caspase cascade. Results: By electron microscopy, apoptotic morphologic changes were detectable after CSBE administration. In this study, it was also demonstrated that CSBE induced apoptosis in SGC-7901 cells by inhibiting mPTP open, mitochondrial cytochrome c release, caspase-9 and caspase-3 activation. Conclusions: The findings indicated that CSBE induces aap optosis through mitochondrial pathway.
표고버섯(L. edodes) 중의 mitochondria는 설탕밀도단계기울기법에 따라 분리정제 하였다. 앞서 보고한 바와 같이, 각 파장별 빛조사(400-700nm)에 따른 mitochondrial ATPase와 ATP synthase의 활성도는 680nm와 470nm에서 각각 활성화되었다. 본 연구에서, 400nm 이하의 파장별 빛조사에 따른 mitochondrial ATPase 및 ATP synthase의 활성도는 380nm와 330nm에서 각각 활성화되었으며, 330nm 및 350에서 각각 억제되었다. FAD의 존재하에서, mitochondrial ATP synthase는 활성화 파장 및 억제 파장의 조사에 의하여 활성도가 각각 증가된 반면, mitochondrial ATPase의 활성도는 감소되었다. 그러나, NADH의 존재하에서, 이들 파장의 조사에 의한 효소의 활성도는 변화가 없었다. 또한, 두 효소는 각각의 활성화 파장 및 억제 파장이 조사됨에 따라 $FADH_2$를 FAD로 산화시키는 spectrum을 보였다. 이로써, 이 두 효소는 빛 조사에 의하여 생체내의 산화 환원반응의 산화제로 작용하였으며, 특히 mitochondrial ATP synthase의 활성화에 따른 광유발물질은 mitochondria 중에 존재하는 flavin 또는 flavoprotein으로 추정된다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.