Sam Woong Kim;Young Jin Kim;Hyo In Choi;Sang Won Lee;Won-Jae Chi;Woo Young Bang;Tae Wan Kim;Kyu Ho Bang;Sang Wan Gal
Journal of Life Science
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v.34
no.7
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pp.465-475
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2024
Lactiplantibacillus plantarum K9 is a probiotic strain that can be utilized from various bioactive substances isolated from Protaetia brevitarsis seulensis larvae. In this study, a genetic analysis of L. plantarum K9 revealed the existence of a bacterial chromosome and three plasmids. The glycolysis pathway and pentose phosphate pathway were examined for their normal functioning via an analysis of the core metabolic pathways of L. plantarum K9. Since the key enzymes, fluctose-1,6-bisphospatase (EC: 3.1.3.11) and 6-phosphogluconate dehydratase (EC: 4.2.1.12)/2-keto-deoxy-6-phosphogluconate (KDPG) aldolase (EC: 4.2.1.55), of gluconeogenesis and the ED pathway were not identified from the L. plantarum K9 genome, we suggest that gluconeogenesis and the ED pathway are not performed in L. plantarum K9. Additionally, while some enzymes, related to fumarate and malate biosyntheses, involved in the TCA cycle were identified from L. plantarum K9, the enzymes associated with the remaining TCA cycle were absent, indicating that the TCA cycle cannot proceed. Meanwhile, based on our findings, we propose that the oxidative electron transport system performs class IIB-type (bd-type) electron transfer. In summary, we assert that L. plantarum K9 performs homolactic fermentation, executes gluconeogenesis and the pentose phosphate pathway, and carries out energy metabolism through the class IIB-type oxidative electron transport system. Therefore, we suggest that L. plantarum K9 has relatively high lactic acid production, and that it has excellent antibacterial activity, as a result, compared to other lactic acid bacterial strains. Moreover, we speculate that L. plantarum K9 has an oxidative electron transport capability, indicating that it is highly resistant to oxygen and suggesting that it has fine cultivation characteristics, which collectively make it highly suitable for use as a probiotic.
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.
Background: Tuberculous pleural effusion responds well to the anti-tuberculosis agents in general, so no further aggressive therapeutic managements to drain the tuberculous effusion is necessary except in case of diagnostic thoracentesis. But in clinical practice, we often see some patients who later decortication need due to dyspnea caused by pleural thickening despite the completion of anti-tuberculosis therapy in the patients with tuberculous effusion. Especially, the patients with loculated tuberculous effusion might have increased chance of pleural thickening after treatment. The purpose of this study was that intrapleural urokinase instillation could reduce the pleural thickening in the treatment of loculated tuberculous pleural effusion. Methods: Thirty-seven patients initially diagnosed as having loculated tuberculous pleural effusion were randomly assigned to receive either the combined treatment of urokinase instillation and anti-tuberculosis agents(UK group) and anti-tuberculosis agents(Non-UK group) alone. The 16 patients in UK group received a single radiographically guided pig-tail catheter ranging in size from 10 to 12 French. 100,000 units of urokinase was dissolved in 150 ml of normal saline and instilled into the pleural cavity via pig-tail catheter every day, also this group was treated with anti-tuberculosis agents. While the 21 patients in Non-UK group were treated with anti-tuberculosis agents only except diagnostic thoracentesis. Then we evaluated the residual pleural thickening after treatment for their loculated tuberculous pleural effusion between the two groups. Also the duration of symptoms and the pleural fluid biochemistry like WBC counts, pH, lactic dehydrogenase(LDH), glucose, proteins, and adenosine deaminase(ADA) were compared. Results: 1) The residual pleural thickening(RPT)($5.08{\pm}6.77$ mm) of UK group was significantly lower than that($20.3222{\pm}26.37$ mm) of Non-UK group(P<0.05). 2) The duration of symptoms before anti-tuberculosis drug therapy of patients with RPT$\geq$10 mm($5.23{\pm}3.89$ wks) was significantly longer than the patients with RPT<10 mm($2.63{\pm}1.99$ wks)(P<0.05). 3) There were no significant differences in the pleural fluid findings like WBC count, glucose, LDH, proteins, pH, ADA between the patients with RPT$\geq$10 mm and the patients with RPT<10 mm. Conclusion : The treatment of loculated tuberculous pleural effusion with the urokinase instillation via percutaneous transthoraic catheter was effective to reduce the pleural thickening.
This study investigated how dietary fat affects muscle atrophy and lipid metabolism in various muscles during hindlimb immobilization in rats. Twenty-four male Sprague?Dawley rats had their left hindlimb immobilized and were divided into four groups by dietary fat content and composition. The contralateral hindlimb (control) was compared with the immobilized limb in all dietary groups. Rats (n = 6/group) were fed a 4% corn oil diet (CO), 2.6% corn oil + 1.4% fish oil diet (FO), 30% corn oil diet (HCO), or a 30% beef tallow diet (HBT)after their hind limbs were immobilized for 10 days. Data were collected for the gastrocnemius, plantaris and soleus muscles. Muscle atrophy was induced significantly after 10 days of hindlimb immobilization, resulting in significantly decreased muscle mass and total muscle protein content. The protein levels of peroxisome proliferator activated receptor ${\delta}$ (PPAR${\delta}$) in the plantaris, gastrocnemius, and soleus increased following hindlimb immobilization irrespective of dietary fat intake. Interestingly, the PPAR${\delta}$ mRNA level in the plantaris decreased significantly in all groups and that in the FO group was lower than that in the other groups. The soleus PPAR${\delta}$ mRNA level decreased significantly following hindlimb immobilization in the FO group only. Muscle carnitine palmitoyl transferase 1 (mCPT1) mRNA level was not affected by hindlimb immobilization. However, the mCPT1 mRNA level in the FO group was significantly lower in the plantaris but higher in the soleus than that in the other groups. The pyruvate dehydrogenase kinase 4 (PDK4) mRNA level in the plantaris decreased significantly, whereas that in the soleus increased significantly following hindlimb immobilization. The plantaris, but not soleus, PDK4 mRNA level was significantly higher in the FO group than that in the CO group. The increased PPAR${\delta}$ protein level following hindlimb immobilization may have suppressed triglyceride accumulation in muscles and different types of dietary fat may have differentially affected muscle atrophy according to muscle type. Our results suggest that ${\omega}$-3 polyunsaturated fatty acids may suppress muscle atrophy and lipid accumulation by positively affecting the expression level and activity of PPAR${\delta}$ and PPAR${\delta}$-related enzymes, which are supposed to play an important role in muscle lipid metabolism.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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