PURPOSE: This study investigated the protective role of high-intensity interval training against acute liver injury induced by D-galactosamine (D-Gal)/lipopolysaccharide (LPS). METHODS: A total of 30 male BALB/c mice aged 5-week were randomly assigned to high-intensity, interval training group (EX, n=10) or control group in cage (Non-EX, n=20) for 10 weeks. Peritoneal injection of D-Gal (700 mg/kg body weight) and LPS ($10{\mu}g/kg$ body weight) was applied to induce acute liver injury, and liver tissue was harvested 6 hours after the injection. Hematoxylin and Eosin (H&E) staining was used for liver histology. Real-time PCR was used to quantify expression of pro-inflammatory and anti-inflammatory genes in the liver. RESULTS: The liver histology showed that D-Gal/LPS treatment resulted in hepatic damage and increased number of neutrophils in conjunction with upregulation of hepatic IL-6 and $TNF-{\alpha}$ mRNAs and downregulation of hepatic $PPAR{\alpha}$ and SIRT1 mRNAs. On the other hand, the 10-week interval training resulted in a significant improvement in cardiorespiratory fitness assessed as run time to exhaustion on a treadmill. In addition, the interval training attenuated the D-Gal/LPS-induced liver damage and increased number of neutrophil in conjunction with downregulation of hepatic IL-6 and $TNF-{\alpha}$ mRNAs and upregulation of hepatic $PPAR{\alpha}$ and SIRT1 mRNAs. CONCLUSIONS: This study suggests that high-intensity interval training suppresses the D-Gal and LPS-induced acute liver damage and inflammatory responses.
Gossypol, a natural phenolic aldehyde present in cotton plants, was originally used as a means of contraception, but is currently being studied for its anti-proliferative and anti-metastatic effects on various cancers. However, the intracellular mechanism of action regarding the effects of gossypol on pancreatic cancer cells remains unclear. Here, we investigated the anti-cancer effects of gossypol on human pancreatic cancer cells (BxPC-3 and MIA PaCa-2). Cell counting kit-8 assays, annexin V/propidium iodide staining assays, and transmission electron microscopy showed that gossypol induced apoptotic cell death and apoptotic body formation in both cell lines. RNA sequencing analysis also showed that gossypol increased the mRNA levels of CCAAT/enhancer-binding protein homologous protein (CHOP) and activating transcription factor 3 (ATF3) in pancreatic cancer cell lines. In addition, gossypol facilitated the cleavage of caspase-3 via protein kinase RNA-like ER kinase (PERK), CHOP, and Bax/Bcl-2 upregulation in both cells, whereas the upregulation of ATF was limited to BxPC-3 cells. Finally, a three-dimensional culture experiment confirmed the successful suppression of cancer cell spheroids via gossypol treatment. Taken together, our data suggest that gossypol may trigger apoptosis in pancreatic cancer cells via the PERK-CHOP signaling pathway. These findings propose a promising therapeutic approach to pancreatic cancer treatment using gossypol.
Tumor necrosis factor alpha (TNF-α) is a principal regulator of inflammation and immunity. The proinflammatory properties of TNF-α can be attributed to its ability to activate the enzyme cytosolic phospholipase A2 (cPLA2), which generates potent inflammatory lipid mediators, eicosanoids. L-glutamine (Gln) plays physiologically important roles in various metabolic processes. We have reported that Gln has a potent anti-inflammatory activity via rapid upregulation of mitogen-activated protein kinases (MAPKs) phosphatase (MKP)-1, which preferentially dephosphorylates the key proinflammatory enzymes, p38 MAPK and cytosolic phospholipase A2 (cPLA2). In this study, we have investigated whether Gln could inhibit TNF-α-induced cPLA2 activation. Gln inhibited TNF-α-induced increases in cPLA2 phosphorylation in the lungs and blood levels of the cPLA2 metabolites, leukotrine B4 (LTB4) (lipoxygenase metabolite) and prostaglandin E2 (PGE2) (cyclooxygenase metabolite). TNF-α increased p38 and cPLA2 phosphorylation and blood levels of LTB4 and PGE2, which were blocked by the p38 inhibitor SB202190. Gln inhibited TNF-α-induced p38 and cPLA2 phosphorylation and production of the cPLA2 metabolites. Such inhibitory activity of Gln was no longer observed in MKP-1 small interfering RNA-pretreated animals. Our data indicate that Gln inhibited TNF-α-induced cPLA2 phosphorylation through MKP-1 induction/p38 inhibition, and suggest that the utility of Gln in inflammatory diseases in which TNF-α plays a major role in their pathogenesis.
Objectives : Neuroinflammation is characterized by microglial activation and the expression of major inflammatory mediators. The present study investigated the inhibitory effect of ginsenoside Rg1 ($GRg_1$), a principle active ingredient in Panax ginseng, on pro-inflammatory cytokines and microglial activation induced by systemic lipopolysaccharide (LPS) treatment in the mouse brain tissue. Methods : Varying doses of $GRg_1$ was orally administered (10, 20, and 30 mg/kg) 1 h before the LPS injection (3 mg/kg, intraperitoneally). The mRNA expression of pro-inflammatory cytokines in the brain tissue was measured using the quantitative real-time PCR method at 4 h after the LPS injection, Microglial activation was evaluated using western blotting and immunohistochemistry against ionized calcium binding adaptor molecule 1 (Iba1) in the brain tissue. Cyclooxigenase-2 (COX-2) expressions also observed using western blotting and immunohistochemistry at 4 h after the LPS injection, In addition, double-immunofluorescent labeling of tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$) and COX-2 with microglia and neurons was processed in the brain tissue. Results : $GRg_1$ (30 mg/kg) significantly attenuated the upregulation of TNF-${\alpha}$, interleukin (IL)-$1{\beta}$ and IL-6 mRNA in the brain tissue at 4 h after LPS injection. Morphological activation and Iba1 protein expression of microglia induced by systemic LPS injection were reduced by the $GRg_1$ (30 mg/kg) treatment. Upregulation of COX-2 protein expression in the brain tissue was also attenuated by the $GRg_1$ (30 mg/kg) treatment. Conclusion : The results suggest that $GRg_1$ is effective in the early stage of neuroinflammation which causes neurodegenerative diseases.
Kim, Nan-Hyung;Jeong, Jong Heon;Park, Yu Jeong;Shin, Hui Young;Choi, Woo Kyoung;Lee, Kyeong;Lee, Ai-Young
Biomolecules & Therapeutics
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제30권5호
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pp.465-472
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2022
Melanoma is one of the most aggressive skin cancers. Hypoxia contributes to the aggressiveness of melanoma by promoting cancer growth and metastasis. Upregulation of cyclin D1 can promote uncontrolled cell proliferation in melanoma, whereas stimulation of cytotoxic T cell activity can inhibit it. Epithelial mesenchymal transition (EMT) plays a critical role in melanoma metastasis. Hypoxia-inducible factor-1α (HIF-1α) is a main transcriptional mediator that regulates many genes related to hypoxia. CoCl2 is one of the most commonly used hypoxia-mimetic chemicals in cell culture. In this study, inhibitory effects of IDF-11774, an inhibitor of HIF-1α, on melanoma growth and metastasis were examined using cultured B16F10 mouse melanoma cells and nude mice transplanted with B16F10 melanoma cells in the presence or absence of CoCl2-induced hypoxia. IDF-11774 reduced HIF-1α upregulation and cell survival, but increased cytotoxicity of cultured melanoma cells under CoCl2-induced hypoxia. IDF-11774 also reduced tumor size and local invasion of B16F10 melanoma in nude mice along with HIF-1α downregulation. Expression levels of cyclin D1 in melanoma were increased by CoCl2 but decreased by IDF-11774. Apoptosis of melanoma cells and infiltration of cytotoxic T cells were increased in melanoma after treatment with IDF-11774. EMT was stimulated by CoCl2, but restored by IDF11774. Overall, IDF-11774 inhibited the growth and metastasis of B16F10 melanoma via HIF-1α downregulation. The growth of B16F10 melanoma was inhibited by cyclin D1 downregulation and cytotoxic T cell stimulation. Metastasis of B16F10 melanoma was inhibited by EMT suppression.
Leptin, an adipose tissue-derived hormone, has exhibited the potent hepatotoxic effects. However, the underlying molecular mechanisms are not fully understood. In this study, we have elucidated the mechanisms by which leptin exerts cytotoxic effects in hepatocytes, particularly focusing on the role of interleukin-1β (IL-1β) signaling. Leptin significantly induced maturation and secretion of IL-1β in cultured rat hepatocytes. Interestingly, inhibition of IL-1β signaling by pretreatment with an IL-1 receptor antagonist (IL-1Ra) or gene silencing of type I IL-1 receptor (IL-1R1) markedly abrogated leptin-induced cell cycle arrest. The critical role of IL-1β signaling in leptin-induced cell cycle arrest is mediated via upregulation of p16, which acts as an inhibitor of cyclin-dependent kinase. In addition, leptin-induced apoptotic cell death was relieved by inhibition of IL-1β signaling, as determined by annexin V/7-AAD binding assay. Mechanistically, IL-1β signaling contributes to apoptotic cell death and cell cycle arrest by suppressing AKT and activation of p38 mitogen-activated protein kinase (p38MAPK) signaling pathways. Involvement of IL-1β signaling in cytotoxic effect of leptin was further confirmed in vivo using hepatocyte specific IL-1R1 knock out (IL-1R1 KO) mice. Essentially similar results were obtained in vivo, where leptin administration caused the upregulation of apoptotic markers, dephosphorylation of AKT, and p38MAPK activation were observed in wild type mice liver without significant effects in the livers of IL-1R1 KO mice. Taken together, these results demonstrate that IL-1β signaling critically contributes to leptin-induced cell cycle arrest and apoptosis, at least in part, by modulating p38MAPK and AKT signaling pathways.
Antidiabetic activity and mechanism of Supungsungihyan(SPSGH) were examined in db/db mice, which is a spontaneously hyperglycemic, hyperinsulinemic and obese animal model. SPSGH and acarbose were administered orally for 4 weeks. Fasting and non-fasting serum glucose, glycated hemoglobin and trig-lyceride of SPSGH treated group were all reduced when compared with those of db/db control group. At 12th week after birth, SPSGH increased an insulin secretion although statistic significance was not seen. Total activities of sucrose, maltase and lactase in SPSGH treated group were not significantly different from those in db/db control. On the other hand, sucrase and maltase activities in acarbose treated groups were increased. Effect of SPSGH on mRNA expression of glucose transporter(GLUT-4) was also examined by RT-PCR and in vitro transcription with co-amplification of rat $\beta$-actin gene as an internal standard. Muscular GLUT-4 mRNA expression in SPSGH treated group was increased significantly. These results may suggest that SPSGH lowered blood glucose ascribing to upregulation of muscular GLUT-4 mRNA expression.
Korean mistletoe has a variety of biological effects, such as immunoadjuvant activities. This study investigates the effects of Korean mistletoe lectin (Viscum album L. var. coloratum agglutinin, VCA) on human T lymphocytes to determine whether VCA acts as an immunomodulator. Purified human T-lymphocytes were cultured with VCA and RNA from each point was analyzed using Affymetrix human genome chips containing 22,500 probe sets which represents more than 18,000 transcripts derived from 14,500 human genes. As a result, there was a striking upregulation of genes coding for chemokines. Seventeen genes out of 50 coding for proteins with chemokine activity were upregulated including CXCL9 and IL-8 which are related to the treatment of cancer. In addition, 28 cytokine genes were upregulated including IL-1, IL-6, IL-8, IFN-$\gamma$, and TNF-$\alpha$. Taken together, the data suggest that Korean mistletoe lectin, in parallel with European mistletoe, has an ability to modulate human T cell function.
The plant flavonoids, including apigenin which is found in especially high concentrations in edible plants, are reported to protect against chronic diseases including several types of cancer. We observed that apigenin inhibited not only the growth of human melanoma cell line SK-MEL 28 but also the telomerase activity. We also noted the telomerase activity inhibition by genistein, a tyrosine kinase inhibitor found in soybean, which suggests that the telomerase activity of SK-MEL 28 cells may be regulated by the protein phosphorylation. Furthermore, we observed that apigenin induced SK-MEL 28 cell apoptosis with p53 upregulation. Taken together, our results indicate that apigenin plays a role as an antimelanoma component in edible plants.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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