피노실빈은 소나무 등에서 흔히 관찰되는 스틸벤노이드이다. 혈관내피세포에서 ~pM에서 ~nM 정도의 낮은 농도의 피노실빈은 세포성장, 세포이동, 항염증반응을 유도한다. 그러나 최근에 고농도의 피노실빈이 소 대동맥 내피세포의 세포사를 유발하고 있음이 보고되었으나, 그 자세한 기전이나 경로 연구가 미흡하여 이번 연구에서 고농도 피노실빈의 세포사 유발 경로를 규명하기 위한 실험을 수행하였다. 고농도의 피노실빈은 caspase-3 절단, 포스파티딜 세린의 플립플롭, 핵 분절 등을 유도하는 것으로 보아 세포사멸을 통한 세포사를 유발함을 알았다. 또한 혈청기아나 100 μM etoposide에 의하여 촉발하는 caspase-3 활성/핵분절이 추가적으로 증가하는 현상이 관찰되었다. 이는 피노실빈이 일으키는 세포사멸은 혈청기아나 etoposide에 의해 일어나는 세포사멸과는 다른 경로로 진행됨을 의미하므로 고농도의 피노실빈에 의해 촉발되는 세포신호전달을 탐색한 결과, JNK와 eNOS가 관여함을 알았다. 두 신호전달 물질 중에 어느 것이 피노실빈 유도 세포사에 중요한 지를 알기 위한 추가적인 실험을 진행하였다. 그 결과, JNK 억제자인 SP-600125는 피노실빈에 의한 세포사멸을 억제하였으나, eNOS 억제자인 L-NAME은 아무런 영향이 없는 것으로 보아 JNK가 피노실빈에 의해 유발되는 세포사멸에 관여하는 세포신호 전달물질임을 알았다.
Although many plant-derived phenolic compounds display antioxidant effects in biological systems, their mechanism of action remains controversial. In this study, the mechanism by which p-coumaric acid (p-CA) performs its antioxidant action was investigated in bovine aortic endothelial cells under oxidative stress due to high levels of glucose (HG) and arachidonic acid (AA), a free fatty acid. p-CA prevented lipid peroxidation and cell death due to HG+AA without affecting the production of reactive oxygen species. The antioxidant effect of p-CA was not decreased by buthionine-(S,R)-sulfoximine, an inhibitor of cellular GSH synthesis. In contrast, pretreatment with p-CA caused the induction of peroxidases that decomposed t-butyl hydroperoxide in a p-CA-dependent manner. Furthermore, the antioxidant effect of p-CA was significantly mitigated by methimazole, which was shown to inhibit the catalytic activity of 'p-CA peroxidases' in vitro. Therefore, it is suggested that the induction of these previously unidentified 'p-CA peroxidases' is responsible for the antioxidant effect of p-CA.
항산화 기능과 면역 억제 기능을 갖는 것으로 알려진 melatonin이 혈관 내피층에서는 어떤 기능을 갖는지 알기 위한 일련의 실험을 수행하였다. 본 연구의 실험 결과, 혈관기능과 관련된 혈관내피세포의 성장, 사멸, 이동에 melatonin은 특이적인 효과를 나타내지 않았고, 백혈구의 혈관내피세포 부착과 백혈구 동종간의 응집에도 melatonin의 역할이 관찰되지 않았다. 이와는 대조적으로 melatonin은 PP2A를 통해 eNOS의 활성을 억제하여 산화질소의 양을 감소시키고, 이로 인해 혈관내피세포의 탈착이 유발되는 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 종합해보면, 혈액 내 고농도의 melatonin은 PP2A 및 eNOS의 활성을 변화시켜 혈관내피세포의 탈착을 상승시킴으로써 혈관내에서 발생할 수 있는 혈전 형성에 의한 병리적 현상을 유발할 수 있다.
So-Hap-Hyang-Won, a traditional oriental medicine used in the treatment of stroke patients, was examined for its ability to reverse the cell damage caused by lipid peroxidation products and oxidative stress in bovine aortic endothelial cells (BAEC). The effects of herbal medicine on cell proliferation and recovery of oxidative damaged situation were studied in BAEC, which was considered an appropriate in vitro model for stroke resulting from various vascular diseases prevalent in advanced age. In a clinical study of stroke patients, So-Hap-Hyang-Won appeared to improve considerably arm and leg movements as well as consciousness disturbance condition, compared with other traditional medicines used for stroke. When BAEC were treated with extracts of the lyophilized herbal medicines, only that of So-Hap-Hyang-Won stimulated cell proliferation and showed no toxicity even at high concentrations. In studies of BAEC treated with extracts of the lyophilized material of the 14 components of So-Hap-Hyang-Won, only the extract of Foeniculi Fructus stimulated cell growth at all concentrations tested. Moreover, when cells were treated with Foeniculi Fructus (10 and 100 mg/ml) extract after prior exposure to t-BHP ($l0\mu\textrm{M}$) or HNE ($0.2\mu\textrm{M}$), lipid peroxidation products which are known to be involved in aging and vascular diseases, or after the exposure to SIN-l ($500\mu\textrm{M}$), which generates nitric oxide (NO) and other reactive oxygen species, there was substantial recovery from the oxidative damage, presumably due to the radical-scavenging effect of Foeniculi Fructus extract. Foeniculi Fructus not only showed stimulatory effects on cell growth and cell damage repair in BAEC, but also appeared to show the most anti-aging activity among all the herbal components of So-Hap-Hyang-Won.
Park, Jung-Hyun;Cho, Du-Hyong;Hwang, Yun-Jin;Lee, Jee Young;Lee, Hyeon-Ju;Jo, Inho
Biomolecules & Therapeutics
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제28권6호
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pp.549-560
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2020
Although DNA damage responses (DDRs) are reported to be involved in nitric oxide (NO) production in response to genotoxic stresses, the precise mechanism of DDR-mediated NO production has not been fully understood. Using a genotoxic agent aphidicolin, we investigated how DDRs regulate NO production in bovine aortic endothelial cells. Prolonged (over 24 h) treatment with aphidicolin increased NO production and endothelial NO synthase (eNOS) protein expression, which was accompanied by increased eNOS dimer/monomer ratio, tetrahydrobiopterin levels, and eNOS mRNA expression. A promoter assay using 5'-serially deleted eNOS promoters revealed that Tax-responsive element site, located at -962 to -873 of the eNOS promoter, was responsible for aphidicolin-stimulated eNOS gene expression. Aphidicolin increased CREB activity and ectopic expression of dominant-negative inhibitor of CREB, A-CREB, repressed the stimulatory effects of aphidicolin on eNOS gene expression and its promoter activity. Co-treatment with LY294002 decreased the aphidicolin-stimulated increase in p-CREB-Ser133 level, eNOS expression, and NO production. Furthermore, ectopic expression of dominant-negative Akt construct attenuated aphidicolin-stimulated NO production. Aphidicolin increased p-ATM-Ser1981 and the knockdown of ATM using siRNA attenuated all stimulatory effects of aphidicolin on p-Akt-Ser473, p-CREB-Ser133, eNOS expression, and NO production. Additionally, these stimulatory effects of aphidicolin were similarly observed in human umbilical vein endothelial cells. Lastly, aphidicolin increased acetylcholine-induced vessel relaxation in rat aortas, which was accompanied by increased p-ATM-Ser1981, p-Akt-Ser473, p-CREB-Ser133, and eNOS expression. In conclusion, our results demonstrate that in response to aphidicolin, activation of ATM/Akt/CREB/eNOS signaling cascade mediates increase of NO production and vessel relaxation in endothelial cells and rat aortas.
Anti-metastatic activities of IH901, an intestinal bacterial metabolic derivative formed from Ginseng protopanaxadiol saponins, was determined in vitro and in vivo. Under in vitro conditions, IH901 inhibited the migration of bovine aortic endothelial cells 25 times stronger than suramin and suppressed the invasion of HT1080 human fibrosarcoma cells into reconstituted basement membrane components of Matrigel 1000 times stronger than RGDS peptide. IH901 also showed inhibitory effect on type-IV collagenase secretion from HT 1080 cells and platelet aggregation. When the anti-metastatic activity of IH901 was evaluated in comparison with that of 5-FU using a spontaneous lung metastatic model of Lewis lung carcinoma, the administration of IH901 (10 mg/kg p. o.) to tumor-bearing mice led to a significant decrease in lung metastasis (43% of untreated control), which was slightly more effective than that obtained with 5-FU (56% of control). Thus, IH901 seems to exhibit its anti-metastatic activity partly through the inhibition of tumor invasion which results from the blockade of type IV collagenase secretion and also through anti-platelet and anti-angiogenic activities.
Chronic (>24 h) exposure of arsenite, an environmental toxicant, has shown the decreased nitric oxide (NO) production in endothelial cells (EC) by decreasing endothelial NO synthase (eNOS) expression and/or its phosphorylation at serine 1179 ($eNOS-Ser^{1179}$ in bovine sequence), which is associated with increased risk of vascular diseases. Here, we investigated the acute (<24 h) effect of arsenite on NO production using bovine aortic EC (BAEC). Arsenite acutely increased the phosphorylation of $eNOS-Thr^{497}$, but not of $eNOS-Ser^{116}$ or $eNOS-Ser^{1179}$, which was accompanied by decreased NO production. The level of eNOS expression was unaltered under this condition. Treatment with arsenite also induced reactive oxygen species (ROS) production, and pretreatment with a ROS scavenger N-acetyl-L-cysteine (NAC) completely reversed the observed effect of arsenite on $eNOS-Thr^{497}$ phosphorylation. Although protein kinase C (PKC) and protein phosphatase 1 (PP1) were reported to be involved in $eNOS-Thr^{497}$ phosphorylation, treatment with PKC inhibitor, Ro318425, and overexpression of various PKC isoforms did not affect the arsenite-stimulated $eNOS-Thr^{497}$ phosphorylation. In contrast, treatment with PP1 inhibitor, calyculin A, mimicked the observed effect of arsenite on $eNOS-Thr^{497}$ phosphorylation. Lastly, we found decreased cellular PP1 activity in arsenite-treated cells, which was reversed by NAC. Overall, our study demonstrates firstly that arsenite acutely decreases NO production at least in part by increasing $eNOS-Thr^{497}$ phosphorylation via ROS-PP1 signaling pathway, which provide the molecular mechanism underlying arsenite-induced increase in vascular disease.
Bovine aortic endothelial cells(BAEC) produce two variant forms of laminin with a subunit composition of AB1B2 and A'B1B2. Analyses of the intracellular assembly of these subunits revealed that the B1B2 dimer formed first, and that A or A' joined to form the AB1B2 or A'B1B2 trimer. Angiostatic steroids shifted the relative size of the A and A' monomer pool in BAEC, and competition between the A and A' subunits in joining the B1B2 dimer produced AB1B2 and A'B1B2 in different ratios. This result suggests that subunit replacement is the general mechanism for producing laminin variants by various cells for tissue morphogenesis. When laminin subunits in BAEC were cross-linked with dithio-bis-succinimidylpropionate(DSP) and immunoprecipitated with anti-Iaminin antiserum, monomeric A,A',B1 and B2 monomers and the B1B2 dimer migrated as extremely large molecules in sodium dodecyl sulfate gel electrophoresis under nonreducing conditions. When the crosslinking disulfide bonds were cleaved under reducing conditions, they migrated as the usual subunits. This result suggests that molecular chaperones were involved in the process of the assembly and replacement of laminin subunits.
The purpose of this study is to prove the angiogenesis effects of WhaYoungJiTongTang (hereinafter referred to as the 'WYJTT'). For the study, by utilizing liver cancer cell line; SK-HEP-1, lung cancer cell line: A549, stomach cancer cell line: AGS and bovine capillary endothelial cell: BCE, the effects of the WYJTT on toxicity and proliferation ability of cells and the effects on anti-angiogenesis of bovine capillary endothelial cell and of mice's aorta were studied. 1. Cell viability assay In comparison with the control group, when $100{\mu}g/ml$ of WYJTT was injected, the viability was reduced in SK-Hep-1, $400{\mu}g/ml$ in A549 and $200{\mu}g/ml$ in AGS. 2. Cell proliferation assay In comparison with the control group, when $600{\mu}g/ml$ of WYITT was injected, DNA synthesis was reduced to 35.1% in the SK-Hep-1, 56.0% in A549, and 25.8% in BCE (bovine capillary endothelial cell); and when $400{\mu}g/ml$ was injected, DNA synthesis was reduced to 12.1 in AGS. 3. Tube formation assay In the event that BCE is injected with WYJTT in each of its content gradient, the anti-angiogenesis was effective in amounts of $400{\mu}g/ml$ with 6 hours of the treatment. 4. Aortic ring assay In comparison with the control group, the angiogenesis was restricted to the remarkable degree in amount of $200{\mu}g/ml$: 10% in $400{\mu}g/ml$; and fully inhibited in each of $800{\mu}g/ml$ and $1600{\mu}g/ml$. As a result of the experiments mentioned above, WYJTT showed its anti-angiogenesis effects against cancer cell line.
Gilson Khang;John M. Rhee;Lee, Jin-Ho;Lee, Ilwoo;Lee, Hai-Bang
Macromolecular Research
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제8권6호
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pp.276-284
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2000
A wettability chemogradient on poly(L-lactide-co-glycolide) (PLGA) films was prepared by treating the films in air with corona from a knife-type electrode whose power increases gradually along the sample length. The PLGA surfaces oxidized gradually with the increasing corona power, and the wettability chemogradient was created on the surfaces as evidenced by the measurement of water contact angles and electron spectroscopy for chemical analysis. The wettability chemogradient PLGA surfaces were used to investigate the interaction of four different types of cells such as hepatoma (Hep G2), osteoblast (MG 63), bovine aortic endothelial (CPAE), and fibroblast (NIH/3T3) cells in terms of the surface hydrophilicity/hydrophobicity of PLGA. The cells adhered and grown on the chemogradient surface along the sample length were counted and observed by scanning electron microscopy. It was observed that the cells were adhered, spread, and grown more onto the positions with moderate hydrophilicity of the wettability chemogradient PLGA surface than the more hydrophobic or hydrophillic positions, regardless of the cell types used. The maximum adhesion and growth of the cells appeared at around water contact angles of 53~55°. This result seems closely related with the serum protein adsorption on the surface; the serum proteins were also adsorbed more onto the positions with moderate hydrophilicity of the wettability chemogradient surface. It seems that the wettability plays important roles for cell adhesion, spreading and growth on the PLGA surface. The surface modification technique used in this study may be applicable tothe area of tissue engineering for the improvement of tissue compatibility of films- or scaffold-type substrates.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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