Ko, Hae Li;Jegal, Kyung Hwan;Song, Si Yeon;Kim, Nan Ee;Kang, Jiwon;Byun, Sung Hui;Kim, Young Woo;Cho, Il Je;Kim, Sang Chan
The Korea Journal of Herbology
/
v.30
no.6
/
pp.7-15
/
2015
Objectives : Rosa laevigata Michx. has been used for the treatment of renal disease in traditional Korean medicine. In this study, we investigated cytoprotective effect of R. laevigata water extract (RLE) against oxidative stress induced by arachidonic acid (AA) + iron.Methods : To evaluate the protective effects of RLE against AA + iron-induced oxidative stress in HepG2 cell, cell viability and changes on apoptosis-related proteins were assessed by MTT and immunoblot analyses. The effects of RLE on reduced glutathione level, production of reactive oxygen species and mitochondrial membrane potential were also monitored. Furthermore, to verify underlying molecular mechanism, NF-E2-related factor 2 (Nrf2) was examined by immunoblot analysis. Additionally, Nrf2 transactivation and its downstream target genes expression were also determined by reporter gene and realtime RT-PCR analyses.Results : RLE pretreatment (30-300 μg/ml) prevented cells from AA + iron-mediated cell death in a concentration dependent manner. In addition, 100 μg/ml RLE inhibited AA + iron-induced glutathione depletion, reactive oxygen species production and mitochondrial dysfunction. RLE accumulated nuclear Nrf2 and also transactivated Nrf2, which was evidenced by antioxidant response element- and glutathione S-transferase A2-driven luciferase activities and mRNA level of glutamate-cysteine ligase catalytic subunit, NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1 and sestrin 2. Moreover, protective effect of RLE against AA + iron was abolished in Nrf2 knockout cells.Conclusions : These results indicate that RLE has the ability to protect hepatocyte against oxidative stress through Nrf2 activation.
Airborne particulate matter (PM) is an environmentally hazardous pollutant that originates from various sources. PM is comprised of solid particles and liquid droplets of diverse composition and size. Hazardous chemical compositions of PM include elemental and organic carbon, organic compounds, biological compounds and metals. Upon acute and chronic PM exposure, toxic contaminants enter and accumulate within physiological systems and prompt cell structure changes accompanied with intracellular endoplasmic reticulum stress, mitochondrial dysfunction, oxidative stress, inflammation, lipid accumulation, and cell cycle arrest. Ultimately, these cellular response leads to the development of key characteristics of aging. In addition, PM internalization enhances autophagy reflux and lysosomal dysfunction, which is involved in cell aging. Previous studies have emphasized a positive association between PM and increased mortality or decreased lifespan, although these are evidenced mostly by observational studies. Direct evidence of the link between PM and aging is still limited. This review evaluates the evidence from not only observational studies but also in vitro and in vivo evidence of PM on aging progression and age-related diseases development. This evidence is based on age-associated cellular changes including endoplasmic reticulum stress, mitochondrial dysfunction, oxidative stress, inflammation, adipose accumulation, autophagy, which strengthen the association between PM exposure and aging. Understanding the underlying cellular responses under PM may allow for the development of new therapeutic targets for PM-induced aging.
In this review, we discuss the genes and the related signal pathways that regulate aging and longevity by reviewing recent findings of genetic longevity models in rodents in reference to findings with lower organisms. We also paid special attention to the genes and signals mediating the effects of calorie restriction (CR), a powerful intervention that slows the aging process and extends the lifespan in a range of organisms. An evolutionary view emphasizes the roles of nutrient-sensing and neuroendocrine adaptation to food shortage as the mechanisms underlying the effects of CR. Genetic and non-genetic interventions without CR suggest a role for single or combined hormonal signals that partly mediate the effect of CR. Longevity genes fall into two categories, genes relevant to nutrient-sensing systems and those associated with mitochondrial function or redox regulation. In mammals, disrupted or reduced growth hormone (GH)-insulin-like growth factor (IGF)-1 signaling robustly favors longevity. CR also suppresses the GH-IGF-1 axis, indicating the importance of this signal pathway. Surprisingly, there are very few longevity models to evaluate the enhanced anti-oxidative mechanism, while there is substantial evidence supporting the oxidative stress and damage theory of aging. Either increased or reduced mitochondrial function may extend the lifespan. The role of redox regulation and mitochondrial function in CR remains to be elucidated.
Cytoplasmic male sterility (CMS) is a maternally inherited trait leading to loss of the ability to produce fertile pollen and is extensively used in hybrid crop breeding. Ogura-CMS was originally generated by insertion of orf138 upstream of atp8 in the radish mitochondrial genome and transferred to Brassica crops for hybrid breeding. Gene expression changes by dysfunctional mitochondria in Ogura-CMS result in pollen developmental defects, but little is known about gene expression patterns in vegetative tissue. To examine the interaction between nuclear and organellar regulation of gene expression, microarray and subsequent gene expression experiments were conducted with leaves of $F_1$ hybrid Chinese cabbage derived from self-incompatible (SI) or Ogura-CMS parents (Brassica rapa ssp. pekinensis). Out of 24,000 genes deposited on a KBGP24K microarray, 66 genes were up-regulated and 26 genes were down-regulated by over 2.5 fold in the CMS leaves. Up-regulated genes included stress-response genes and mitochondrial protein genes, while genes for ascorbic acid biosynthesis and thylakoid proteins were down-regulated. Most of the major component genes for light reactions of photosynthesis were highly expressed in leaves of both SI and CMS plants, but most of the corresponding proteins were found to be greatly reduced in leaves of CMS plants, indicating posttranscriptional regulation. Reduction in thylakoid proteins and chlorophylls led to reduction in photosynthetic efficiency and chlorosis of Ogura-CMS at low temperatures. This research provides a foundation for studying chloroplast function regulated by mitochondrial signal and for using organelle genome introgression in molecular breeding.
Im, Chang-Nim;Zheng, Ying;Kim, Sun Hye;Huang, Tai-Qin;Cho, Du-Hyong;Seo, Jeong-Sun
Interdisciplinary Bio Central
/
v.5
no.4
/
pp.9.1-9.7
/
2013
Introduction: Tumor necrosis factor receptor-associated protein 1 (TRAP1) is a mitochondrial heat shock protein (HSP), which belongs to HSP90 family. It plays important roles in regulating mitochondrial integrity, protecting against oxidative stress, and inhibiting cell death. Recent studies suggest that TRAP1 is linked to mitochondria and its metabolism. In this study, we established TRAP1 transgenic mice and performed partial hepatectomy (PH) on wild-type (WT) and TRAP1 transgenic mice to investigate the function of TRAP1 during liver regeneration. Results and Discussion: We found that TRAP1 was highly expressed in liver as well as kidney. In addition, liver regeneration slightly decreased together with increased fatty liver and inflammation at 72 hr after PH in TRAP1 transgenic mice compared with WT control group mice. Concomitantly, we observed decreased levels of p38 protein in TRAP1 transgenic mice compared with WT control group mice. These results suggest that TRAP1 plays a critical role in liver energy balance by regulating lipid accumulation during liver regeneration. Conclusions and Prospects: To our knowledge, we reported, for the first time, that liver regeneration slightly reduced together with increased fat accumulations after PH in TRAP1 transgenic mice compared with WT control group mice. Concomitantly, we observed decreased levels of p38 protein in TRAP1 transgenic mice compared with WT control group mice. Overexpression of TRAP1 might affect liver regeneration via disturbing mitochondrial function leading to fatty liver in vivo.
Coenzyme $Q_{10}$ ($CoQ_{10}$, or ubiquinone) is an electron carrier of the mitochondrial respiratory chain (electron transport chain) with antioxidant properties. In view of the involvement of $CoQ_{10}$ in oxidative phosphorylation and cellular antioxidant protection a deficiency in this quinone would be expected to contribute to disease pathophysiology by causing a failure in energy metabolism and antioxidant status. Indeed, a deficit in $CoQ_{10}$ status has been determined in a number of neuromuscular and neurodegenerative disorders. Primary disorders of $CoQ_{10}$ biosynthesis are potentially treatable conditions and therefore a high degree of clinical awareness about this condition is essential. A secondary loss of $CoQ_{10}$ status following HMG-CoA reductase inhibitor (statins) treatment has been implicated in the pathophysiology of the myotoxicity associated with this pharmacotherapy. $CoQ_{10}$ and its analogue, idebenone, have been widely used in the treatment of neurodegenerative and neuromuscular disorders. These compounds could potentially play a role in the treatment of mitochondrial disorders, Parkinson's disease, Huntington's disease, amyotrophic lateral sclerosis, Friedreich's ataxia, and other conditions which have been linked to mitochondrial dysfunction. This article reviews the physiological roles of $CoQ_{10}$, as well as the rationale and the role in clinical practice of $CoQ_{10}$ supplementation in different neurological diseases, from primary $CoQ_{10}$ deficiency to neurodegenerative disorders. These will help in future for treatment of patients suffering from neurodegenerative disease.
Mitochondrial DNA (mtDNA) deletion is a well-known marker for oxidative stress and aging and also contributes to their unfavorable effects in cultured cells and animal tissues. This study was conducted to investigate the effect of ionizing radiation (IR) on mtDNA deletion and the involvement of reactive oxygen species (ROS) in this process in human lung fibroblast (IMR-90) cells. Young IMR-90 cells at population doubling (PD) 39 were irradiated with $^{137}Cs$$\gamma$-rays and the intracellular ROS level was determined by 2',7'-dichlorofluorescein diacetate (DCFH-DA) and mtDNA common deletion (4977bp) was detected by nested PCR. Old cells at PD 55 and $H_2O_2$-treated young cells were compared as the positive control. IR increased the intracellular ROS level and mtDNA 4977 bp deletion in IMR-90 cells dose-dependently. The increases of ROS level and mtDNA deletion were also observed in old cells and $H_2O_2$-treated young cells. To confirm the increased ROS level is essential for mtDNA deletion in irradiated cells, the effects of N-acetylcysteine (NAC) on IRinduced ROS and mtDNA deletion were examined. 5 mM NAC significantly attenuated the IR-induced ROS increase and mtDNA deletion. These results suggest that IR induces the mtDNA deletion and this process is mediated by ROS in IMR-90 cells.
Kim, Doo-San;Hwangbo, Yong;Cheong, Hee-Tae;Park, Choon-Keun
Journal of Animal Reproduction and Biotechnology
/
v.35
no.1
/
pp.58-64
/
2020
This present study was conducted to investigate protective effect of discontinuous Percoll gradient containing alpha-linolenic acid (ALA) before freezing process on viability, acrosome damage, mitochondrial activity, and oxidative stress of frozen-thawed boar spermatozoa. The separation of spermatozoa by discontinuous Percoll gradient was performed by different concentration of Percoll solution (45/90%) containing ALA combined with bovine serum albumin (BSA), and collected sperm in each Percoll layer was cryopreserved. To evaluate viability, acrosome damage, mitochondrial activity, and reactive oxygen species (ROS) level of frozen-thawed sperm, flow cytometry was used. Morphological abnormalities were observed under light microscope. In results, viability of sperm from 90% Percoll layer was higher than control and 45% Percoll group (p < 0.05). Separated sperm in 90% Percoll layer had lower acrosome damage and morphological abnormalities than control as well as viability, whereas 45% Percoll group was higher (p < 0.05). Similar with acrosome damage and abnormalities, mitochondrial activity was slightly enhanced and the population of live sperm with high ROS level was decreased by 90% Percoll separation, however, there was no significant difference. Supplementation of 3 ng/mL ALA into Percoll solution increased sperm viability and decreased population of live sperm with high ROS compared to control (p < 0.05). In conclusion, discontinuous Percoll gradient before freezing process could improve efficiency of cryopreservation of boar sperm through selection of sperm with high freezing resistance, and supplement of ALA during Percoll gradient might contribute suppression of ROS generation via stabilizing of plasma membrane during cryopreservation.
Parkinson's disease (PD), one of common neurodegenerative diseases, is caused by the death of dopaminergic neurons in the substantia nigra pars compacta. The loss of dopaminergic neurons in PD is associated with oxidative stress and mitochondrial dysfunction. Hyperoside (quercetin 3-O-${\beta}$-D-galactopyranoside) was reported to have protective properties against oxidative stress by reducing intracellular reactive oxygen species (ROS) and increasing antioxidant enzyme activity. In this study, we examined the neuroprotective effect of hyperoside against 1-methyl-4-phenyl pyridinium ($MPP^+$)-induced cell model of PD and the underlying molecular mechanisms. Hyperoside significantly decreased $MPP^+$-induced cell death, accompanied by a reduction in poly ADP-ribose polymerase (PARP) cleavage. Furthermore, it attenuated $MPP^+$-induced intracellular ROS and disruption of mitochondrial membrane potential (MMP), with the reduction of Bax/Bcl-2 ratio. Moreover, hyperoside significantly increased the phosphorylation of Akt, but it has no effects on $GSK3{\beta}$ and MAPKs. Pharmacological inhibitor of PI3K/Akt abolished the cytoprotective effects of hyperoside against $MPP^+$. Taken together, these results demonstrate that hyperoside significantly attenuates $MPP^+$-induced neurotoxicity through PI3K/Akt signaling pathways in SH-SY5Y cells. Our findings suggest that hyperoside might be one of the potential candidates for the treatment of PD.
Epalrestat (EPS) is a brain penetrant aldose reductase inhibitor, an approved drug currently used for the treatment of diabetic neuropathy. At near-plasma concentration, EPS induces glutathione biosynthesis, which in turn reduces oxidative stress in the neuronal cells. In this study, we found that EPS reduces neurodegeneration by inhibiting reactive oxygen species (ROS)-induced oxidative injury, mitochondrial membrane damage, apoptosis and tauopathy. EPS treatment up to 50 µM did not show any toxic effect on SH-SY5Y cell line (neuroblastoma cells). However, we observed toxic effect at a concentration of 100 µM and above. At 50 µM concentration, EPS showed better antioxidant activity against H2O2 (100 µM)-induced cytotoxicity, ROS formation and mitochondrial membrane damage in retinoic acid-differentiated SH-SY5Y cell line. Furthermore, our study revealed that 50 µM of EPS concentration reduced the glycogen synthase kinase-3 β (GSK3-β) expression and total tau protein level in H2O2 (100 µM)-treated cells. Findings from this study confirms the therapeutic efficacy of EPS on regulating Alzheimer's disease (AD) by regulating GSK3-β and total tau proteins phosphorylation, which helped to restore the cellular viability. This process could also reduce toxic fibrillary tangle formation and disease progression of AD. Therefore, it is our view that an optimal concentration of EPS therapy could decrease AD pathology by reducing tau phosphorylation through regulating the expression level of GSK3-β.
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.