Shim, Soojin;Im, Young Bin;Jung, Myunghwan;Park, Woo Bin;Yoo, Han Sang
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.28
no.10
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pp.1736-1748
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2018
Brucella abortus can survive and replicate within host macrophages, and great efforts have been made to demonstrate the genes involved in pathogenicity, such as internalization, in Brucella research. Here, intracellular responses were compared between THP-1 macrophage cells stimulated with B. abortus wild-type and four mutants (C1, C10, C27, and C32) using microarray to demonstrate the role of genes related to intracellular survival and replication. These mutants were generated by deleting genes encoding BAB_RS13225 (4-hydrobenzoate 3-monooxygenase, PHBH), BAB_RS00455 (heme exporter protein cytochrome C, CcmC), BAB_RS03675 (exopolyphosphatase, PPX), and BAB_RS13225 (peptidase M24). The results showed that mutants C1 and C10 induced significant suppression of survival levels and cytokine expression relative to wild-type in the THP-1 macrophage cells. These findings suggest that the BAB_RS13225 and BAB_RS00455 genes play important roles in survival within human macrophages. Conversely, mutants C27 and C32 induced significantly higher survival level than wild-type in the cells inhibiting cellular signal transduction. It is assumed that the BAB_RS03675 and BAB_RS13225 genes play a role in cellular resistance to B. abortus. Therefore, the disrupted genes are involved in B. abortus intracellular growth, and especially in its survival, and they could be effective targets for understanding the intracellular bacterium, B. abortus.
Mechesso, Abraham F.;Quah, Yixian;Park, Seung-Chun
Journal of Ginseng Research
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v.45
no.1
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pp.75-85
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2021
Background: Invasive infections due to foodborne pathogens, including Salmonella enterica serovar Typhimurium, are prevalent and life-threatening. This study aimed to evaluate the effects of ginsenoside Rg3 (Rg3) on the adhesion, invasion, and intracellular survival of S. Typhimurium. Methods: The impacts of Rg3 on bacterial growth and host cell viability were determined using the time kill and the 3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide assays, respectively. Gentamicin assay and confocal microscopic examination were undertaken to determine the effects of Rg3 on the adhesive and invasive abilities of S. Typhimurium to Caco-2 and RAW 264.7 cells. Quantitative reverse transcription polymerase chain reaction was performed to assess the expression of genes correlated with the adhesion, invasion, and virulence of S. Typhimurium. Results: Subinhibitory concentrations of Rg3 significantly reduced (p < 0.05) the adhesion, invasion, and intracellular survival of S. Typhimurium. Rg3 considerably reduced (p < 0.05) the bacterial motility as well as the release of nitrite from infected macrophages in a concentration-dependent manner. The expression of genes related to the adhesion, invasion, quorum sensing, and virulence of S. Typhimurium including cheY, hilA, OmpD, PrgK, rsgE, SdiA, and SipB was significantly reduced after Rg3 treatment. Besides, the compound downregulated rac-1 and Cdc-42 that are essential for actin remodeling and membrane ruffling, thereby facilitating Salmonella entry into host cells. This report is the first to describe the effects of Rg3 on "trigger" entry mechanism and intracellular survival S. Typhimurium. Conclusion: Rg3 could be considered as a supplement agent to prevent S. Typhimurium infection.
Background: Brucella infection induces brucellosis, a zoonotic disease. The intracellular circulation process and virulence of Brucella mainly depend on its type IV secretion system (T4SS) expressing secretory effectors. Secreted protein BspJ is a nucleomodulin of Brucella that invades the host cell nucleus. BspJ mediates host energy synthesis and apoptosis through interaction with proteins. However, the mechanism of BspJ as it affects the intracellular survival of Brucella remains to be clarified. Objectives: To verify the functions of nucleomodulin BspJ in Brucella's intracellular infection cycles. Methods: Constructed Brucella abortus BspJ gene deletion strain (B. abortus ∆BspJ) and complement strain (B. abortus pBspJ) and studied their roles in the proliferation of Brucella both in vivo and in vitro. Results: BspJ gene deletion reduced the survival and intracellular proliferation of Brucella at the replicating Brucella-containing vacuoles (rBCV) stage. Compared with the parent strain, the colonization ability of the bacteria in mice was significantly reduced, causing less inflammatory infiltration and pathological damage. We also found that the knockout of BspJ altered the secretion of cytokines (interleukin [IL]-6, IL-1β, IL-10, tumor necrosis factor-α, interferon-γ) in host cells and in mice to affect the intracellular survival of Brucella. Conclusions: BspJ is extremely important for the circulatory proliferation of Brucella in the host, and it may be involved in a previously unknown mechanism of Brucella's intracellular survival.
A Superoxide Dismutase (SOD) gene from the obligate intracellular bacterium Orientia tsutsugamushi has been cloned by using the polymerase chain reaction with degenerate oligonucleotide primers corresponding to conserved regions of known SODs. Nucleotide sequencing revealed that the predicted amino acid sequence was significantly more homologous to known iron-containing SODs (FeSOD) than to manganese-containing SODs (MnSOD). Conserved regions in bacterial FeSOD could also be seen. Isolation of the oriential SOD gene may provide an opportunity to examine its role in the intracellular survival of this bacterium.
Reyes, Alisha Wehdnesday Bernardo;Arayan, Lauren Togonon;Huy, Tran Xuan Ngoc;Vu, Son Hai;Min, Wongi;Hur, Jin;Kim, Suk
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.30
no.4
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pp.482-489
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2020
We previously identified β-sitosterol (BS) as one of the most abundant compounds found in Korean red ginseng oil. BS is a widely prevalent vegetable-derived phytosterol with many known health benefits. Here, we investigated the efficacy of BS against Brucella (B.) abortus infection. BS showed no effect on bacterial growth but attenuated internalization, intracellular survival and MAPKs-linked intracellular signaling in RAW264.7 cells. BS treatment in cells is also associated with increased nitrite concentration during infection at 24 h. Slightly enhanced resistance to B. abortus infection was observed in mice orally given BS, which could be mediated by induced production of proinflammatory cytokines. Taken together, our study demonstrates the contribution of BS treatment against B. abortus infection although further investigation is encouraged to maximize its beneficial effects against intracellular infection.
Eight bacterial strains were examined whether they have phoP/phoQ genes which were known to be involved in the intracellular survival of Salmonella typhimurium. The phoP/phoQ operon were known to sense the stimuli of the genes involved in the adaptation of the environment. Using 514-basepairs EcoRV DNA fragment of phoP region of Salmonella typhimurium as a probe, dot blot hybridization were performed. Chromosomal DNAs of Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Serratia marscescens, Enterobacter cloacae, Salmonella typhimurium, Escherichia coli, Shigella dysenteriae, and Listeria monocytogenes were examined by DNA hybridization assay. Against our expectation, intracellular pathogen, L. monocytogenes, did not have similar DNA sequences to phoP/phoQ of S. typhimurium, while E. coli, S. dysenteriae, and E. cloacae showed the positive signal even though they were not intracellular pathogens. This result suggested that the phoP/PhoQ operon was absent in intracellular pathogenic bacterias other than S. typhimurium. Rather it was found in phylogenetically closer bacterias to S. typhimurium, which were not able to survive in intracellular environment. Some different mechanism, which is not dependent on phoP/PhoQ operon, could be involved in the intracelluar survival of L. monocytogenes.
Kim, Jin-Woo;Yang, Seul-Gi;Park, Hyo-Jin;Kim, Ju Hwan;Lee, Dong-Mok;Woo, Seong-Min;Kim, Hyun-Jeong;Kim, Hyun Ah;Jeong, Jae-Hoon;Lee, Min Ji;Koo, Deog-Bon
Journal of Animal Reproduction and Biotechnology
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v.35
no.2
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pp.207-213
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2020
Cryopreservation is used for blastocyst preservation of most mammalian embryos and is an important technique for breeding. We aimed to compare the efficiency of the cryopreservation method using the standard Cryotop device and the ReproCarrier device, a domestic product manufactured in Korea. The efficacy of the two devices was analyzed based on the survival rate, intracellular levels of reactive oxygen species (ROS), and apoptosis of the vitrified bovine blastocysts. The survival rates of the vitrified-warmed blastocysts were similar between the ReproCarrier group (58.4 ± 17.7%) and Cryotop group (59.9 ± 14.1%). Intracellular ROS levels and apoptotic index were determined by DCFDA staining and TUNEL assay. Changes in intracellular ROS levels, number of total nuclei, and cellular apoptosis of vitrified blastocysts after cryopreservation were not significantly different between the two groups. These results indicate that the ReproCarrier device method is as effective as the standard Cryotop method for vitrification of bovine blastocysts in vitro.
Free-living amoebae ingest several kinds of bacteria. In other words, the bacteria can survive within free-living amoeba. To determine how Escherichia coli K1 isolate causing neonatal encephalitis and non-pathogenic K12 interact with free-living amoebae, e.g., Acanthamoeba castellanii (T1), A. astronyxis (T7), Naegleria fowleri, association, invasion and survival assays were performed. To understand pathogenicity of free-living amoebae, in vitro cytotoxicity assay were performed using murine macrophages. T1 destroyed macrophages about 64% but T7 did very few target cells. On the other hand, N. fowleri which needed other growth conditions rather than Acanthamoeba destroyed more than T1 as shown by lactate dehydrogenase (LDH) release assay. In association assays for E. coli binding to amoebae, the T7 exhibited significantly higher association with E. coli, compared with the T1 isolates (P<0.01). Interestingly, N. fowleri exhibited similar percentages of association as T1. Once E. coli bacteria attach or associate with free-living amoeba, they can penetrate into the amoebae. In invasion assays, the K1 (0.67%) within T1 was observed compared with K12 (0%). E. coli K1 and K12 exhibited high association with N. fowleri and bacterial CFU. To determine the fate of E. coli in long-term survival within free-living amoebae, intracellular survival assays were performed by incubating E. coli with free-living amoebae in PBS for 24 h. Intracellular E. coli K1 within T1 (2.5%) and T7 (1.8%) were recovered and grown, while K12 were not found. N. fowleri was not invaded and here it was not recovered.
Vitrification methods are commonly used for mammalian reproduction through the long-term storage of blastocyst produced in vitro. However, the survival and quality of embryos following vitrification are significantly low compared with blastocyst from in vitro production (IVP). This study evaluates that the survival of frozen-thawed bovine embryos was relevant to mitochondrial superoxide derived mitochondrial activity. Here we present supplementation of the cryopreservation medium with Mito-TEMPO (0.1 µM) induced a significant (p < 0.001; non-treated group: 56.8 ± 8.7%, reexpanded at 24 h vs Mito-TEMPO treated group: 77.5 ± 8.9%, re-expanded at 24 h) improvement in survival rate of cryopreserved-thawed bovine blastocyst. To confirm the quality of vitrified blastocyst after thawing, DNA fragmentation of survived embryos was examined by TUNEL assay. As a result, TUNEL positive cells rates of frozen-thawed embryos were lower in the Mito-TEMPO treated group (4.2 ± 1.4%) than the non-treated group (7.1 ± 3.5%). In addition, we investigated the intracellular ROS and mitochondrial specific superoxide production using DCF-DA and Mito-SOX staining in survived bovine embryos following vitrification depending on Mito-TEMPO treatment. As expected, intracellular ROS levels and superoxide production of vitrified blastocysts after cryopreservation were significantly reduced (p < 0.05) according to Mito-TEMPO supplement in freezing medium. Also, mitochondrial activity measured by MitoTracker Orange staining increased in the frozen-thawed embryos with Mito-TEMPO compared with non-treated group. These results indicate that the treatment of Mito-TEMPO during cryopreservation might induce reduction in DNA fragmentation and apoptosis-related ROS production, consequently increasing mitochondrial activation for developmental capacity of frozen-thawed embryos.
Fluoxetine (FLX), a selective serotonin reuptake inhibitor antidepressant, exhibits various other mechanisms of action in numerous cell types and has been shown to induce cell death in cancer cells, paving the way for its potential use in cancer therapy. The aim of this study was to determine the off-target effects of the anti-depressant drug FLX, on the human ovarian granulosa tumor COV434 cells stimulated by forskolin (FSK), by measuring the real-time kinetics of intracellular cyclic AMP (cAMP), ATP level, cytoplasmic calcium ([Ca2+]cyt) and survival of COV434 cells. We show that incubating COV434 cells with FLX (between 0.6 and 10 μM) induces a decrease in intracellular cAMP response to FSK, a drop in ATP content and stimulates cytoplasmic Ca2+ accumulation in COV434 cells. Only the highest concentrations of FLX (5-10 μM) diminished cell viability. The present report is the first to identify an action mechanism of FLX in human tumor ovarian cells COV434 cells and thus opening the way to potential use of fluoxetine as a complementary tool, in granulosa tumor treatments.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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