Increased oxidative stress by abnormal mitochondrial function can damage cell signal transduction and gene expression, and induce insulin resistance or diabetes. Autophagy, however, improve insulin resistance by clearance of malfunctioning mitochondria. Exercise also recovers the muscle dysfunction and degeneration by activating mitochondrial biogenesis. As it seems that exercise and autophagy might act as an orchestrated network to induce mitochondrial biogenesis, we investigated whether autophagy is involved in AMPK signal pathway stimulated by exercise or AICAR to increase mitochondrial biogenesis. And it showed that PGC-1 and mtTFA, but not autophagy marker LC3 mRNA expression were significantly increased by 6 hr of acute exercise. On the other hand, PGC-1 and mtTFA mRNA expression were upregulated by AICAR treatment to C2C12 myotube. However these genes were not inhibited by LC3 siRNA transfection. These results provide the evidence that autopahgy affects on mitochondrial biogenesis through different signal pathway from AMPK signal transduction.
Su, Weipeng;Xu, Wen;Zhang, Hao;Ying, Zhixiong;Zhou, Le;Zhang, Lili;Wang, Tian
Nutrition Research and Practice
/
v.11
no.2
/
pp.121-129
/
2017
BACKGROUND/OBJECTIVES: The study was conducted to evaluate the effects of dietary leucine supplementation on mitochondrial biogenesis and energy metabolism in the liver of normal birth weight (NBW) and intrauterine growth-retarded (IUGR) weanling piglets. MATERIALS/METHODS: A total of sixteen pairs of NBW and IUGR piglets from sixteen sows were selected according to their birth weight. At postnatal day 14, all piglets were weaned and fed either a control diet or a leucine-supplemented diet for 21 d. Thereafter, a $2{\times}2$ factorial experimental design was used. Each treatment consisted of eight replications with one piglet per replication. RESULTS: Compared with NBW piglets, IUGR piglets had a decreased (P < 0.05) hepatic adenosine triphosphate (ATP) content. Also, IUGR piglets exhibited reductions (P < 0.05) in the activities of hepatic mitochondrial pyruvate dehydrogenase (PDH), citrate synthase (CS), ${\alpha}$-ketoglutarate dehydrogenase (${\alpha}$-KGDH), malate dehydrogenase (MDH), and complexes I and V, along with decreases (P < 0.05) in the concentration of mitochondrial DNA (mtDNA) and the protein expression of hepatic peroxisome proliferator-activated receptor-${\gamma}$ coactivator $1{\alpha}$ (PGC-$1{\alpha}$). Dietary leucine supplementation increased (P < 0.05) the content of ATP, and the activities of CS, ${\alpha}$-KGDH, MDH, and complex V in the liver of piglets. Furthermore, compared to those fed a control diet, piglets given a leucine-supplemented diet exhibited increases (P < 0.05) in the mtDNA content and in the mRNA expressions of sirtuin 1, PGC-$1{\alpha}$, nuclear respiratory factor 1, mitochondrial transcription factor A, and ATP synthase, $H^+$ transporting, mitochondrial F1 complex, ${\beta}$ polypeptide in liver. CONCLUSIONS: Dietary leucine supplementation may exert beneficial effects on mitochondrial biogenesis and energy metabolism in NBW and IUGR weanling piglets.
Kang, Seok Yong;Hyun, Sun Young;Kwon, Yedam;Park, Yong-Ki;Jung, Hyo Won
The Korea Journal of Herbology
/
v.34
no.6
/
pp.99-107
/
2019
Objective : The present study was conducted to investigate the effects of Chaenomelis Fructus (CF) on the regulation of biogenesis in C2C12 mouse skeletal muscle cells. Methods : C2C12 myoblasts were differentiated into myotubes in 2% horse serum-containing medium for 5 days, and then treated with CF extract at different concentrations for 48 hr. The expression of muscle differentiation markers, myogenin and myosin heavy chain (MHC) and mitochondrial biogenesis-regulating factors, peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1alpha (PGC1α), sirtuin1 (Sirt1), nuclear respiratory factor1 (NRF1) and transcription factor A, mitochondrial (TFAM), and the phosphorylation of AMP-activated protein kinase (AMPK) and acetyl-CoA carboxylase (ACC) were determined in C2C12 myotubes by reverse transcriptase (RT)-polymerase chain reaction (RT-PCR) and western blot, respectively. The cellular glucose levels and total ATP contents were measured by cellular glucose uptake and ATP assays, respectively. Results : Treatment with CF extract (0.01, 0.02, and 0.05 mg/㎖) significantly increased the expression of MHC protein in C2C12 myotubes compared with non-treated cells. CF extract significantly increased the expression of PGC1α and TFAM in the myotubes. Also, CF extract significantly increased glucose uptake levels and ATP contents in the myotubes. Conclusion : CF extract can stimulate C2C12 myoblasts differentiation into myotubes and increase energy production through upregulation of the expression of mitochondrial biogenetic factors in C2C12 mouse skeletal muscle cell. This suggests that CF can help to improve skeletal muscle function with stimulation of the energy metabolism.
MicroRNAs (miRNAs) have been reported to be involved in many neurodegenerative diseases. The present study focused on the role of hsa-miR-144-3p in one of the neuro-degenerative diseases, Parkinson's disease (PD). Our study showed a remarkable down-regulation of miR-144-3p expression in 1-methyl-4-phenyl-1, 2, 3, 6-tetrahydropyridine (MPTP)-treated SH-SY5Y cells. MiR-144-3p was then overexpressed and silenced in human SH-SY5Y cells by miRNA-mimics and miRNA-inhibitor transfections, respectively. Furthermore, ${\beta}$-amyloid precursor protein (APP) was identified as a target gene of miR-144-3p via a luciferase reporter assay. We found that miR-144-3p overexpression significantly inhibited the protein expression of APP. Since mitochondrial dysfunction has been shown to be one of the major pathological events in PD, we also focused on the role of miR-144-3p and APP in regulating mitochondrial functions. Our study demonstrated that up-regulation of miR-144-3p increased expression of the key genes involved in maintaining mitochondrial function, including peroxisome proliferator-activated receptor ${\gamma}$ coactivator-$1{\alpha}$(PGC-$1{\alpha}$), nuclear respiratory factor 1 (NRF-1) and mitochondrial transcription factor A (TFAM). Moreover, there was also a significant increase in cellular ATP, cell viability and the relative copy number of mtDNA in the presence of miR-144-3p overexpression. In contrast, miR-144-3p silencing showed opposite effects. We also found that APP overexpression significantly decreased ATP level, cell viability, the relative copy number of mtDNA and the expression of these three genes, which reversed the effects of miR-144-3p overexpression. Taken together, these results show that miR-144-3p plays an important role in maintaining mitochondrial function, and its target gene APP is also involved in this process.
Na, Jee Yoon;Seok, Jin;Park, Sohae;Kim, Jung Seok;Kim, Gi Jin
Clinical and Experimental Reproductive Medicine
/
v.45
no.1
/
pp.10-16
/
2018
Objective: Placental oxidative stress is known to be a factor that contributes to pregnancy failure. The aim of this study was to determine whether selenium could induce antioxidant gene expression and regulate invasive activity and mitochondrial activity in trophoblasts, which are a major cell type of the placenta. Methods: To understand the effects of selenium on trophoblast cells exposed to hypoxia, the viability and invasive activity of trophoblasts were analyzed. The expression of antioxidant enzymes was assessed by reverse-transcription polymerase chain reaction. In addition, the effects of selenium treatment on mitochondrial activity were evaluated in terms of adenosine triphosphate production, mitochondrial membrane potential, and reactive oxygen species levels. Results: Selenium showed positive effects on the viability and migration activity of trophoblast cells when exposed to hypoxia. Interestingly, the increased heme oxygenase 1 expression under hypoxic conditions was decreased by selenium treatment, whereas superoxide dismutase expression was increased in trophoblast cells by selenium treatment for 72 hours, regardless of hypoxia. Selenium-treated trophoblast cells showed increased mitochondrial membrane potential and decreased reactive oxygen species levels under hypoxic conditions for 72 hours. Conclusion: These results will be used as basic data for understanding the mechanism of how trophoblast cells respond to oxidative stress and how selenium promotes the upregulation of related genes and improves the survival rate and invasive ability of trophoblasts through regulating mitochondrial activity. These results suggest that selenium may be used in reproductive medicine for purposes including infertility treatment.
Kim, Changhee;Kim, Mi-Bo;Lee, Seung-Ho;Kim, Ye-Jin;Hwang, Jae-Kwan
Korean Journal of Food Science and Technology
/
v.49
no.6
/
pp.685-692
/
2017
Mitochondrial biogenesis-a process that leads to an increment in the number and density of mitochondria, improves physical performance and body health by enhancing exercise capacity. In the present study, we investigated the stimulatory effect of Ashitaba and red ginseng complex (ARC) on exercise capacity in L6 skeletal muscle cells and mice. In L6 skeletal muscle cells, ARC increased the mitochondrial contents and ATP production by activating AMP-activated protein kinase (AMPK), sirtuin 1 (SIRT1), and peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator-1 alpha (PGC-$1{\alpha}$) and up-regulating the mRNA expression of nuclear respiratory factor-1 (NRF-1) and mitochondrial transcription factor A (TFAM). In the animal experiments, mice treated with ARC showed an increment in exercise capacity as compared with mice treated with Ashitaba extract or red ginseng extract alone. These studies indicate that ARC might serve as a potential natural candidate for enhancing exercise capacity by stimulation of mitochondrial biogenesis.
The peroxisome proliferator-activated receptor ${\alpha}$ ($PPAR{\alpha}$) is a nuclear transcription factor that plays a central role in lipid and lipoprotein metabolism. To investigate whether swim training improves obesity and lipid metabolism through $PPAR{\alpha}$ activation in female sham-operated (Sham) and ovariectomized (OVX) mice, we measured body weight, visceral adipose tissue mass, serum free fatty acid at 6 weeks as well as the expression of hepatic $PPAR{\alpha}$ target genes involved in fatty acid oxidation. Swim-trained mice had decreased body weight, visceral adipose tissue mass and serum free fatty acid levels compared to high fat diet fed control mice in both female Sham and OVX mice. These reductions were more prominent in OVX than in Sham mice. Swim training significantly increased hepatic mRNA levels of $PPAR{\alpha}$ target genes responsible for mitochondrial fatty acid ${\beta}$-oxidation, such as carnitine palmitoyltransgerase-1 (CPT-1), very long chain acyl-CoA dehydrogenase (VLCAD), and medium chain acyl-CoA dehydrogenase (MCAD) in OVX mice. However, swim trained female Sham mice did not increase hepatic mRNA levels of $PPAR{\alpha}$ target genes responsible for mitochondrial fatty acid ${\beta}$-oxidation compared to Sham control mice. These results indicate that swim training differentially regulates body weight and adipose tissue mass between OVX and Sham mice, at least in part due to differences in liver $PPAR{\alpha}$ activation.
Purpose: Mitochondria play a crucial role in preserving skeletal muscle mass, and damage to mitochondria leads to muscle mass loss. This study investigated the effects of oxypeucedanin hydrate, a furanocoumarin isolated from Angelica dahurica radix, on myogenesis and mitochondrial function in vitro and in zebrafish models. Methods: C2C12 myotubes cultured in media containing 0.1, 1, 10, or 100 ng/mL oxypeucedanin hydrate were immunostained with myosin heavy chain (MHC), and then multinucleated MHC-positive cells were counted. The expressions of markers related to muscle differentiation, muscle protein degradation, and mitochondrial function were determined by quantitative reverse transcription polymerase chain reaction. To investigate the effects of oxypeucedanin hydrate on mitochondrial dysfunction, Tg(Xla.Eef1a1:mito-EGFP) zebrafish embryos were treated with 5-fluorouracil, leucovorin, and irinotecan (FOLFIRI) with or without oxypeucedanin hydrate and analyzed for mito-EGFP intensity and mitochondrial length. Results: Oxypeucedanin hydrate significantly increased MHC-positive multinucleated myotubes (≥ 3 nuclei) and increased the expression of the myogenic marker myosin heavy chain 4. However, it decreased the expressions of muscle-specific RING finger protein 1 and muscle atrophy f-box (markers of muscle protein degradation). Furthermore, oxypeucedanin hydrate enhanced the expressions of markers of mitochondrial biogenesis (peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator 1 alpha, transcription factor a mitochondrial, succinate dehydrogenase complex flavoprotein subunit A, and cytochrome c oxidase subunit 1) and mitochondrial fusion (optic atrophy 1). However, it reduced the expression of dynamin-related protein 1 (a mitochondrial fission regulator). Consistently, oxypeucedanin hydrate reduced FOLFIRI-induced mitochondrial dysfunction in the skeletal muscles of zebrafish embryos. Conclusion: The study indicates that oxypeucedanin hydrate promotes myogenesis by improving mitochondrial function, and thus, suggests oxypeucedanin hydrate has potential use as a nutritional supplement that improves muscle mass and function.
FoxO3a is a member of the forkhead box class O (FoxO) transcription factor family and an important regulator of apoptosis. This work aimed to elucidate the involvement of FoxO3a in transforming growth factor-${\beta}1$(TGF-${\beta}1$)-induced apoptosis in FaO rat hepatoma cells. TGF-${\beta}1$ caused a time-dependent activation of FoxO3a and a subsequent increase in FoxO response-element-containing luciferase reporter activity, which was Akt-sensitive. The FaO cells stably transfected with a wild type FoxO3a were more susceptible to the formation of apoptotic bodies, populations of sub-G1 apoptotic cells, and collapse of the mitochondrial-membrane potential triggered by TGF-${\beta}1$. In contrast, transfection with small-interfering RNA (siRNA) oligonucleotide specific for FoxO3a significantly inhibited caspase activation in FaO cells treated with TGF-${\beta}1$. It thus appears that FoxO3a plays a crucial mediatory role in the TGF-${\beta}1$ signaling pathway leading to apoptosis.
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition
/
v.44
no.3
/
pp.324-330
/
2015
In this study, the anti-diabetic activity of a cold water extract of Korean mistletoe (KME) was investigated in C57BL/6J Lep ob (ob/ob) mice. Oral administration of KME (50 or 100 mg/kg/d) significantly inhibited the level of blood glucose of ob/ob mice after 5 days from the beginning of KME treatment. And the anti-diabetic effect of KME was stabilized 10 days after oral administration, showing a substantial reduction of blood glucose levels by more than 20% as compared with control mice. The results of oral glucose tolerance test (OGTT) revealed that oral administration of KME gave rise to a remarkable improvement in overall glucose response. Oral administration of KME in ob/ob diabetic mice also significantly reduced blood total cholesterol (TCHO) and triglyceride (TG) levels compared with the diabetic control mice. Moreover, in an in vitro experiment using C2C12 myotubes, treatment of KME prominently increased glucose uptake. Interestingly, KME significantly increased the expression of peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-${\alpha}$ ($PGC-1{\alpha}$), a head regulator of mitochondrial biogenesis and oxidative metabolism, and $PGC-1{\alpha}$-associated genes such as glucose transporter type 4 (GLUT4), estrogen-related receptor-${\alpha}$ ($ERR-{\alpha}$), nuclear respiratory factor-1 (NRF-1), and mitochondrial transcription factor A (TmfA) in C2C12 cells. These results suggest that KME has potential as a novel therapeutic agent for diabetes, and its anti-diabetic activity may be related to the regulation of mitochondrial biogenesis.
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.