Kim, Seung Hyun;Oh, Ki-Wook;Jin, Hee Kyung;Bae, Jae-Sung
BMB Reports
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v.51
no.11
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pp.545-546
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2018
With emerging evidence on the importance of non-cell autonomous toxicity in neurodegenerative diseases, therapeutic strategies targeting modulation of key immune cells. including microglia and Treg cells, have been designed for treatment of ALS and other neurodegenerative diseases. Strategy switching the patient's environment from a pro-inflammatory toxic to an anti-inflammatory, and neuroprotective condition, could be potential therapy for neurodegenerative diseases. Mesenchymal stem cells (MSCs) regulate innate and adaptive immune cells, through release of soluble factors such as $TGF-{\beta}$ and elevation of regulatory T cells (Tregs) and T helper-2 cells (Th2 cells), would play important roles, in the neuroprotective effect on motor neuronal cell death mechanisms in ALS. Single cycle of repeated intrathecal injections of BM-MSCs demonstrated a clinical benefit lasting at least 6 months, with safety, in ALS patients. Cytokine profiles of CSF provided evidence that BM-MSCs, have a role in switching from pro-inflammatory to anti-inflammatory conditions. Inverse correlation of $TGF-{\beta}1$ and MCP-1 levels, could be a potential biomarker to responsiveness. Thus, additional cycles of BM-MSC treatment are required, to confirm long-term efficacy and safety.
Loh, So Hee;Park, Jin-Yeon;Cho, Eun Hee;Nah, Seung-Yeol;Kang, Young-Sun
Journal of Ginseng Research
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v.41
no.1
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pp.1-9
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2017
Panax ginseng Meyer, belonging to the genus Panax of the family Araliaceae, is known for its human immune system-related effects, such as immune-boosting effects. Ginseng polysaccharides (GPs) are the responsible ingredient of ginseng in immunomodulation, and are classified as acidic and neutral GPs. Although GPs participate in various immune reactions including the stimulation of immune cells and production of cytokines, the precise function of GPs together with its potential receptor(s) and their signal transduction pathways have remained largely unknown. Animal lectins are carbohydrate-binding proteins that are highly specific for sugar moieties. Among many different biological functions in vivo, animal lectins especially play important roles in the immune system by recognizing carbohydrates that are found exclusively on pathogens or that are inaccessible on host cells. This review summarizes the immunological activities of GPs and the diverse roles of animal lectins in the immune system, suggesting the possibility of animal lectins as the potential receptor candidates of GPs and giving insights into the development of GPs as therapeutic biomaterials for many immunological diseases.
With the growing interest in companion animals and the rapidly expanding animal healthcare and pharmaceuticals market worldwide. With the advancements in RNAsequencing (RNA-seq) technology, it has become a valuable tool for understanding biological processes in companion animals and has multiple applications in animal healthcare. Historically, veterinary diagnoses and treatments relied solely on clinical symptoms and drugs used in human diseases. However, RNA-seq has emerged as an effective technology for studying companion animals, providing insights into their genetic information. The sequencing technology has revealed that not only messenger RNAs (mRNAs) but also noncoding RNAs (ncRNAs) such as long ncRNAs and microRNAs can serve as biomarkers. Based on the examination of RNA-seq applications in veterinary medicine, particularly in dogs and cats, this review concludes that RNA-seq has significant potential as a diagnostic and research tool. It has enabled the identification of potential biomarkers for cancer and other diseases in companion animals. Further research and development are required to maximize the utilization of RNA-seq for improved disease diagnosis and therapeutic targeting in companion animals.
Cancer stem cells (CSCs) are a rare subpopulation of cancer cells that exhibit stem cell-like characteristics, including self-renewal and differentiation in a multi-stage lineage state via symmetric or asymmetric division, causing tumor initiation, heterogeneity, progression, and recurrence and posing a major challenge to current anticancer therapy. Despite the importance of CSCs in carcinogenesis and cancer progression, currently available anticancer therapeutics have limitations for eradicating CSCs. Moreover, the efficacy and therapeutic windows of currently available anti-CSC agents are limited, suggesting the necessity to optimize and develop a novel anticancer agent targeting CSCs. Ginseng has been traditionally used for enhancing immunity and relieving fatigue. As ginseng's long history of use has demonstrated its safety, it has gained attention for its potential pharmacological properties, including anticancer effects. Several studies have identified the bioactive principles of ginseng, such as ginseng saponin (ginsenosides) and non-saponin compounds (e.g., polysaccharides, polyacetylenes, and phenolic compounds), and their pharmacological activities, including antioxidant, anticancer, antidiabetic, antifatigue, and neuroprotective effects. Notably, recent reports have shown the potential of ginseng-derived compounds as anti-CSC agents. This review investigates the biology of CSCs and efforts to utilize ginseng-derived components for cancer treatment targeting CSCs, highlighting their role in overcoming current therapeutic limitations.
The emergence of antibiotic-resistant bacterial strains is one of the most critical problems of modern medicine. Bacteriophages have been suggested as an alternative therapeutic agent for such bacterial infections. In the present study, we examined the therapeutic potential of phage Kpn5 in the treatment of Klebsiella pneumoniae B5055-induced burn wound infection in a mouse model. An experimental model of contact burn wound infection was established in mice employing K. pneumoniae B5055 to assess the efficacy of phage Kpn5 in vivo. Survival and stability of phage Kpn5 were evaluated in mice and the maximum phage count in various organs was obtained at 6 h and persisted until 36 h. The Kpn5 phage was found to be effective in the treatment of Klebsiella-induced burn wound infection in mice when phage was administered immediately after bacterial challange. Even when treatment was delayed up to 18 h post infection, when all animals were moribund, approximately 26.66% of the mice could be rescued by a single injection of this phage preparation. The ability of this phage to protect bacteremic mice was demonstrated to be due to the functional capabilities of the phage and not due to a nonspecific immune effect. The levels of pro-inflammatory cytokines (IL-$1{\beta}$ and TNF-${\alpha}$) and anti-inflammatory cytokines (IL-10) were significantly lower in sera and lungs of phage-treated mice than phage untreated control mice. The results of the present study bring out the potential of bacteriophage therapy as an alternate preventive approach to treat K. pneumoniae B5055-induced burn wound infections. This approach not only helps in the clearance of bacteria from the host but also protects against the ensuing inflammatory damage due to the exaggerated response seen in any infectious process.
Park, Jin-Soo;Kim, Hyun Kuk;Kang, Eun-Young;Cho, RyeonJin;Oh, Yeon-Mok
Tuberculosis and Respiratory Diseases
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v.82
no.2
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pp.158-165
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2019
Background: A recent study reported that mesenchymal stem cells possess potential cellular therapeutic properties for treating patients with chronic obstructive pulmonary disease, which is characterized by emphysema. We examined the potential therapeutic effect of Wharton's Jelly-derived mesenchymal stem cells (WJMSCs), following pretreatment with pioglitazone, in lung regeneration mouse emphysema models. Methods: We used two mouse emphysema models, an elastase-induced model and a cigarette smoke-induced model. We intravenously injected WJMSCs ($1{\times}10^4/mouse$) to mice, pretreated or not, with pioglitazone for 7 days. We measured the emphysema severity by mean linear intercepts (MLI) analysis using lung histology. Results: Pioglitazone pretreated WJMSCs (pioWJMSCs) were associated with greater lung regeneration than non-augmented WJMSCs in the two mouse emphysema models. In the elastase-induced emphysema model, the MLIs were $59.02{\pm}2.42{\mu}m$ (n=6), $72.80{\pm}2.87{\mu}m$ (n=6), for pioWJMSCs injected mice, and non-augmented WJMSCs injected mice, respectively (p<0.01). Both pioWJMSCs and non-augmented WJMSCs showed regenerative effects in the cigarette smoke emphysema model (MLIs were $41.25{\pm}0.98$ [n=6] for WJMSCs and $38.97{\pm}0.61{\mu}m$ [n=6] for pioWJMSCs) compared to smoking control mice ($51.65{\pm}1.36{\mu}m$, n=6). The mean improvement of MLI appeared numerically better in pioWJMSCs than in non-augmented WJMSCs injected mice, but the difference did not reach the level of statistical significance (p=0.071). Conclusion: PioWJMSCs may produce greater lung regeneration, compared to non-augmented WJMSCs, in a mouse emphysema model.
Inflammatory reactions activated by lipopolysaccharide (LPS) of gram-negative bacteria can lead to severe septic shock. With the recent emergence of multidrug-resistant gram-negative bacteria and a lack of efficient ways to treat resulting infections, there is a need to develop novel anti-endotoxin agents. Antimicrobial peptides have been noticed as potential therapeutic molecules for bacterial infection and as candidates for new antibiotic drugs. We previously designed the 9-meric antimicrobial peptide Pro9-3 and it showed high antimicrobial activity against gram-negative bacteria. Here, to further examine its potency as an anti-endotoxin agent, we examined the anti-endotoxin activities of Pro9-3 and elucidated its mechanism of action. We performed a dye-leakage experiment and BODIPY-TR cadaverine and limulus amebocyte lysate assays for Pro9-3 as well as its lysine-substituted analogue and their enantiomers. The results confirmed that Pro9-3 targets the bacterial membrane and the arginine residues play key roles in its antimicrobial activity. Pro9-3 showed excellent LPS-neutralizing activity and LPS-binding properties, which were superior to those of other peptides. Saturation transfer difference-nuclear magnetic resonance experiments to explore the interaction between LPS and Pro9-3 revealed that Trp3 and Tlr7 in Pro9-3 are critical for attracting Pro9-3 to the LPS in the gram-negative bacterial membrane. Moreover, the anti-septic effect of Pro9-3 in vivo was investigated using an LPS-induced endotoxemia mouse model, demonstrating its dual activities: antibacterial activity against gram-negative bacteria and immunosuppressive effect preventing LPS-induced endotoxemia. Collectively, these results confirmed the therapeutic potential of Pro9-3 against infection of gram-negative bacteria.
Hyun Jung Kim;Yea Bin Cho;Kyun Heo;Ji Woong Kim;Ha Gyeong Shin;Eun-bi Lee;Seong-Min Park;Jong Bae Park;Sukmook Lee
BMB Reports
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v.57
no.4
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pp.188-193
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2024
Gastric cancer (GC), a leading cause of cancer-related mortality, remains a significant challenge despite recent therapeutic advancements. In this study, we explore the potential of targeting cell surface glucose-regulated protein 94 (GRP94) with antibodies as a novel therapeutic approach for GC. Our comprehensive analysis of GRP94 expression across various cancer types, with a specific focus on GC, revealed a substantial overexpression of GRP94, highlighting its potential as a promising target. Through in vitro and in vivo efficacy assessments, as well as toxicological analyses, we found that K101.1, a fully human monoclonal antibody designed to specifically target cell surface GRP94, effectively inhibits GC growth and angiogenesis without causing in vivo toxicity. Furthermore, our findings indicate that K101.1 promotes the internalization and concurrent downregulation of cell surface GRP94 on GC cells. In conclusion, our study suggests that cell surface GRP94 may be a potential therapeutic target in GC, and that antibody-based targeting of cell surface GRP94 may be an effective strategy for inhibiting GRP94-mediated GC growth and angiogenesis.
Gastric cancer (GC) is the fourth most common cause of cancer-related death globally. The classification of advanced GC (AGC) according to molecular features has recently led to effective personalized cancer therapy for some patients. Specifically, AGC patients whose tumor cells express high levels of human epidermal growth factor receptor 2 (HER2) can now benefit from trastuzumab, a humanized monoclonal Ab that targets HER2. However, patients with HER2negative AGC receive limited clinical benefit from this treatment. To identify potential immune therapeutic targets in HER2negative AGC, we obtained 40 fresh AGC specimens immediately after surgical resections and subjected the CD45+ immune cells in the tumor microenvironment to multi-channel/multi-panel flow cytometry analysis. Here, we report that HER2 negativity associated with reduced overall survival (OS) and greater tumor infiltration with neutrophils and non-classical monocytes. The potential pro-tumoral activities of these cell types were confirmed by the fact that high expression of neutrophil or non-classical monocyte signature genes in the gastrointestinal tumors in The Cancer Genome Atlas, Genotype-Tissue Expression and Gene Expression Omnibus databases associated with worse OS on Kaplan-Meir plots relative to tumors with low expression of these signature genes. Moreover, advanced stage disease in the AGCs of our patients associated with greater tumor frequencies of neutrophils and non-classical monocytes than early stage disease. Thus, our study suggests that these 2 myeloid populations may serve as novel therapeutic targets for HER2negative AGC.
Breast cancer continues to pose a substantial worldwide health challenge, thereby requiring the development of innovative strategies to discover new therapeutic interventions. Signal Transducer and Activator of Transcription 3 (STAT-3) has been identified as a significant factor in the development of several types of cancer, including breast cancer. This is primarily attributed to its diverse functions in promoting tumour formation and conferring resistance to therapeutic interventions. This study presents an in silico drug repositioning approach that focuses on identifying specific inhibitors of STAT-3 for the purpose of treating breast cancer. We initially examined the structural and functional attributes of STAT-3, thereby elucidating its crucial involvement in cellular signalling cascades. A comprehensive virtual screening was performed on a diverse collection of drugs that have been approved by the FDA from zinc15 database. Various computational techniques, including molecular docking, cross docking, and cDFT analysis, were utilised in order to prioritise potential candidates. This prioritisation was based on their predicted binding energies and outer molecular orbital reactivity. The findings of our study have unveiled a Dihydroergotamine and Paritaprevir that have been approved by the FDA and exhibit considerable promise as selective inhibitors of STAT-3. In conclusion, the utilisation of our in silico drug repositioning approach presents a prompt and economically efficient method for the identification of potential compounds that warrant subsequent experimental validation as selective STAT-3 inhibitors in the context of breast cancer. The present study highlights the considerable potential of employing computational strategies to expedite the drug discovery process. Moreover, it provides valuable insights into novel avenues for targeted therapeutic interventions in the context of breast cancer treatment.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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