Kim, Se Young;Jung, Keuk Il;Kim, Sang Hee;Jeon, Sang-Hak
Molecules and Cells
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제26권6호
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pp.576-582
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2008
Nervous system development takes place after positional information has been established along the dorsal-ventral (D/V) axis. The initial subdivision provided by a gradient of nuclear dorsal protein is maintained by the zygotic genes expressed along the D/V axis. In this study, an investigation was conducted to determine the range of Dpp function in repressing the expression of eagle (eg) that is present in intermediate neuroblasts defective (ind) and muscle specific homeobox (msh) gene domain. eg is expressed in neuroblast (NB) 2-4, 3-3 and 6-4 of the msh domain, and NB7-3 of the ind domain at the embryonic stage 11. In decapentaplegic (dpp) loss-of-function mutant embryos, eg was ectopically expressed in the dorsal region, while in dpp gain-of-function mutants produced by sog or sca-GAL4/UAS-dpp, eg was repressed by Dpp. It is worthy of note that Dpp produced from sim;;dpp embryos showed that Dpp could function at long range. However, Dpp produced from en-GAL4/UAS-dpp or wg-GAL4/UAS-dpp primarily acted at short-range. This result demonstrated that this discrepancy seems to be due to the repression of Dpp to EGFR signaling in sim;;dpp embryos. Taken together, these results suggest that Dpp signaling works at short-range, but can function indirectly at long-range by way of repression of EGFR signaling during embryonic neurogenesis.
Dipeptidyl peptidase-4 (DPP-4) 저해제는 부작용이 적어 제2형 당뇨병의 2차 용법으로 널리 사용되고 있다. 우리는 human DPP-4 (hDPP-4) 유전자를 돼지 zygote의 전핵에 주입한 후, 1 세포 단계의 수정란을 외과적 방법으로 이식하였고, 마지막으로 꼬리에서 hDPP-4 유전자가 발현되는 형질 전환 돼지를 생산하는데 성공했다. 이식한 3두의 임신돈에서 16두의 자돈이 생산되었고, 이들 가운데 1두의 수컷 자돈에서 형질전환 개체가 확인되었다. Western blot과 RT-PCR 분석을 통해 hDPP-4가 형질 전환 돼지의 막 세포에서 강하게 발현되고, hDPP-4 유전자가 다양한 조직과 꼬리에서 각각 발현되고 있음을 확인하였다. 이것은 발현 벡터가 형질 전환 돼지에서 정상적으로 발현된다는 것을 시사한다. 이번 연구 결과는 인슐린 저항성에 대한 내분비 기능을 확인하는 모델 동물로, hDPP-4 형질 전환 돼지가 인슐린 저항성에 대한 내분비 기능을 확인할 수 있는 새로운 신약에 대한 검증의 소재로서 가치를 높일 것으로 기대된다.
This study aimed to investigate whether the antidiabetic drugs dipeptidyl peptidase 4 (DPP4) inhibitors such as evogliptin and sitagliptin affect the membrane DPP4 (mDPP4) enzymatic activity and immune function of T helper1 (Th1) cells in terms of cytokine expression and cell profiles. The mDPP4 enzymatic activity, cytokine expression, and cell profiles, including cell counts, cell viability, DNA synthesis, and apoptosis, were measured in pokeweed mitogen (PWM)-activated CD4+CD26+ H9 Th1 cells with or without the DPP4 inhibitors, evogliptin and sitagliptin. PWM treatment alone strongly stimulated the expression of mDPP4 and cytokines such as interleukin (IL)-2, IL-10, tumor necrosis factor-alpha, interferon-gamma, IL-13, and granulocyte-macrophage colony stimulating factor in the CD4+CD26+ H9 Th1 cells. Evogliptin or sitagliptin treatment potently inhibited mDPP4 activity in a dose-dependent manner but did not affect either the cytokine profile or cell viability in PWM-activated CD4+CD26+ H9 Th1 cells. These results suggest that, following immune stimulation, Th1 cell signaling pathways for cytokine expression function normally after treatment with evogliptin or sitagliptin, which efficiently inhibit mDPP4 enzymatic activity in Th1 cells.
Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) infects the lower respiratory airway of humans, leading to severe acute respiratory failure. Unlike human dipeptidyl peptidase 4 (hDPP4), a receptor for MERS-CoV, mouse DPP4 (mDPP4) failed to support MERS-CoV infection. Consequently, diverse transgenic mouse models expressing hDPP4 have been developed using diverse methods, although some models show no mortality and/or only transient and mild-to-moderate clinical signs following MERS-CoV infection. Additionally, overexpressed hDPP4 is associated with neurological complications and breeding difficulties in some transgenic mice, resulting in impeding further studies. Here, we generated stable hDPP4-transgenic mice that were sufficiently susceptible to MERS-CoV infection. The transgenic mice showed weight loss, decreased pulmonary function, and increased mortality with minimal perturbation of overexpressed hDPP4 after MERS-CoV infection. In addition, we observed histopathological signs indicative of progressive pulmonary fibrosis, including thickened alveolar septa, infiltration of inflammatory monocytes, and macrophage polarization as well as elevated expression of profibrotic molecules and acute inflammatory response in the lung of MERS-CoV-infected hDPP4-transgenic mice. Collectively, we suggest that this hDPP4-transgenic mouse is useful in understanding the pathogenesis of MERS-CoV infection and for antiviral research and vaccine development against the virus.
Park, Dong-Seok;Kim, Kyuhee;Jang, Minjoo;Choi, Sun-Cheol
BMB Reports
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제51권12호
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pp.636-641
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2018
DPP4 (dipeptidyl peptidase-4), a highly conserved transmembrane glycoprotein with an exo-peptidase activity, has been shown to contribute to glucose metabolism, immune regulation, signal transduction, and cell differentiation. Here, we show that DPP4 is involved in control of activin/nodal signaling in Xenopus early development. In support of this, gain of function of DPP4 augmented Smad2 phosphorylation as well as expression of target genes induced by activin or nodal signal. In addition, Dpp4 and Xnr1 showed synergistic effect on induction of ectopic dorsal body axis, when co-injected at suboptimal doses in early embryos. Conversely, saxagliptin, a DPP4 inhibitor repressed activin induction of Smad2 phosphorylation. Notably, overexpression of Dpp4 disrupted specification of dorsal body axis of embryo, leading to malformed phenotypes such as spina bifida and a shortened and dorsally bent axis. Together, these results suggest that DPP4 functions as a potentiator of activin/nodal signaling pathway.
International journal of advanced smart convergence
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제7권2호
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pp.101-111
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2018
Celiac disease (CD) is an immune-mediated enteropathy of small intestine diagnosed in both childhood and adulthood. CD is caused by gluten, which produces gliadorphin during its digestion. The enzyme dipeptidyl peptidase-4 (DPP4) breaks gliadorphin down nevertheless the last tripeptide remains and eventually inhibits DPP4, thus slowing down its process. Therefore, the idea is to produce an additional DPP4 enzyme which is crucial. Consequently, the functional DPP4 gene was cloned into pCDNA3 intermediate (FLAG+DPP4) vector and finally a recombinant plasmid pSB1C3 (Andersons promoters+FLAG+DPP4) was constructed using synthetic biology. Normally, a DPP4 inhibitor is used as a cure for diabetes. Another important concern was overexpression of DPP4, which might lead to diabetes, accordingly the work was also performed for the regulation of the DPP4 gene expression. In this regard, three types of Anderson promoters (strong, moderate and weak) were utilized to study the control overexpression. This is the first report of idealistic trial for control the exogenous DPP4 gene-expression by molecular biologic tools.
Objective: Treatment with sulfonylureas in combination with metformin improves glycemic control in type 2 diabetes mellitus (T2DM), but is associated with hypoglycemia and weight gain. This retrospective study aims to compare the effectiveness of dipeptidylpeptidase-4 (DPP-4) inhibitors and sulfonylureas as an add-on therapy to metformin in patients with T2DM. Methods: Data from medical records of 355 T2DM patients received therapy either DPP-4 inhibitors (DPP-4 inhibitor group) or sulfonylurea (SU group) in combination with metformin from 1 March 2009 to 30 September 2011 were retrospectively reviewed. Of total 355 patients, 231 patients were in DPP-4 inhibitor group and 124 patients were in SU group. Baseline Hemoglobin $A_{1c}$ ($HbA_{1c}$) level in SU group was higher than DPP-4 inhibitor group with a statistically significant difference (8.6% vs. 7.8%). Comparative analysis between DPP-4 inhibitor group and SU group was performed for $HbA_{1c}$ values, amounts of $HbA_{1c}$ changes, and rates of $HbA_{1c}$ changes from baseline at 6-month intervals and incidence rates of major cardiocerebral events. Results: SU group showed larger $HbA_{1c}$ changes in both amounts and rates compared to DPP-4 inhibitor group, although statistical significance was not found in all study periods. Proportions of patients with stable $HbA_{1c}$ <6.5% or 7% were significantly higher in DPP-4 inhibitor group than SU group (<6.5%: 30.4% vs. 13.4%, <7%: 72.3% vs. 41.2%). Time to achieve stable $HbA_{1c}$ <6.5% was not significantly different, but time to achieve stable $HbA_{1c}$ <7% was shorter in DPP4 inhibitor group than SU group with a significant difference. The incidence rate of cardiocerebral events in group of patients with or without previous events was 1.7%, not significantly lower than that in DPP-4 inhibitor group (4.0%). For newly encountered cardiocerebral events during the treatment, incidence rates of two groups did not differ significantly. Conclusion: DPP-4 inhibitors were as effective as sulfonylureas in achieving the $HbA_{1c}$ goal of less than 6.5% or 7% and cardiocerebral event rates did not differ between the two drugs.
Park, Seung-Won;Goo, Tae-Won;Choi, Gwang-Ho;Kang, Seok-Woo;Kim, Sung-Wan;Kim, Seong-Ryul
International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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제27권1호
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pp.159-165
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2013
Bone morphogenetic proteins (BMPs) belong to the transforming growth factor (TGF-${\beta}$) superfamily and are involved in osteoblastic differentiation. The largest TGF-${\beta}$ superfamily subgroup shares genetic homology with human BMPs (hBMPs) and silkworm decapentaplegic (dpp). In addition, hBMPs are functionally interchangeable with Drosophila dpp. Bombyx mori dpp may induce bone formation in mammalian cells. To test this hypothesis, we synthesized the 1,285-base pairs cDNA of full-length B. mori dpp using total RNAs obtained from the fat body of 3-day-old of the $5^{th}$ instar larvae and cloned the cDNA into the pCEP4 mammalian expression vector. Next, B. mori dpp was expressed in C3H10T1/2 cells. The target cells transfected with the pCEP4-Bm dpp plasmid showed biological functions similar to those of osteogenic differentiation induction growth factors such as hBMPs. We determined the relative mRNA expression rates of Runt-related transcription factor 2 (RUNX2), osterix, osteocalcin, and alkaline phosphatase (ALP) to validate the osteoblast-specific differentiation effects of B. mori dpp by performing quantitative real-time RT-PCR. Interestingly, mRNA expression levels of the 3 marker genes except RUNX2, in cells expressing B. mori dpp were much higher than those in control cells and C3H10T1/2 cells transfected with pCEP4. These results suggested that B. mori dpp signaling regulates osterix expression during osteogenic differentiation via RUNX2-independent mechanisms.
Kyung-Jin Kim;Jun-Bean Park;Seung-Pyo Lee;Hyung-Kwan Kim;Yong-Jin Kim
Korean Circulation Journal
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제53권12호
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pp.795-810
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2023
Background and Objectives: Myocarditis is a potentially fatal disease, but curative treatments have not yet been established. Myocardial inflammation is an important pathogenesis of this disease, and immunosuppressants such as methylprednisolone and immunoglobulin have been used for treatment; however, the effectiveness needs to be improved. Thalidomide and dipeptidyl peptidase (DPP) 4 inhibitors were recently investigated regarding their immunomodulatory properties. This study aimed to test whether thalidomide or a DPP4 inhibitor (evogliptin) can improve the effectiveness of myocarditis treatment using a rat model of experimental autoimmune myocarditis (EAM). Methods: Rats with or without myocarditis were administered thalidomide at 100 mg/kg/day and DPP4 inhibitor at 10 mg/kg/day orally. Measurement of echocardiography, serum inflammatory cytokines, myocardial histopathological examination, and immunohistochemical staining for leukocytes, macrophages, CD4+ T cells, and cytoskeleton were performed after 3 weeks, and the fibrosis area was measured after 3 and 6 weeks. Results: Thalidomide and DPP4 inhibitor did not reduce the severity of myocarditis compared with the EAM without treatment rats by comparing the echocardiographic data, myocardial CD4+, macrophages, neutrophil infiltrations, and the heart weight/body weight ratio in 3 weeks. The levels of inflammatory cytokines were not lower in the thalidomide and DPP4 inhibitor-treated group than in the untreated group in 3 weeks. In 6 weeks, thalidomide and DPP4 inhibitors did not reduce the fibrosis area compared to untreated groups. Conclusions: Although thalidomide and the DPP4 inhibitor had an immunomodulatory effect and are used against inflammatory diseases, they did not ameliorate myocardial inflammation and fibrosis in this rat model of EAM.
Recent papers have shown that the initial event in the pathogenesis of autoimmune type 1 diabetes (T1D) comprises sensing of molecular patterns released from apoptotic ${\beta}$-cells by innate immune receptors such as toll-like receptor (TLR). We have reported that apoptotic ${\beta}$-cells undergoing secondary necrosis called 'late apoptotic' ${\beta}$-cells stimulate dendritic cells (DCs) and induce diabetogenic T cell priming through TLR2. The role of other innate immune receptors such as TLR7 or TLR9 in the initiation of T1D has also been suggested. We hypothesized that TLR2 blockade could inhibit T1D at the initial step of T1D. Indeed, when a TLR2 agonist, $Pam3CSK_4$ was administered chronically, the development of T1D in nonobese diabetic (NOD) mice was inhibited. Diabetogenic T cell priming by DCs was attenuated by chronic treatment with $Pam3CSK_4$, indicating DC tolerance. For the treatment of established T1D, immune tolerance alone is not enough because ${\beta}$-cell mass is critically reduced. We employed TLR2 tolerance in conjunction with islet transplantation, which led to reversal of newly established T1D. Dipeptidyl peptidase 4 (DPP4) inhibitors are a new class of anti-diabetic agents that have beneficial effects on ${\beta}$-cells. We investigated whether a combination of DPP4 inhibition and TLR2 tolerization could reverse newly established T1D without islet transplantation. We could achieve normoglycemia by TLR2 tolerization in combination with DPP4 inhibition but not by TLR2 tolerization or DPP4 inhibition alone. ${\beta}$-cell mass was significantly increased by combined treatment with TLR2 tolerization and DPP4 inhibition. These results suggest the possibility that a novel strategy of TLR tolerization will be available for the inhibition or treatment of established T1D when combined with measures increasing critically reduced ${\beta}$-cell mass of T1D patients such as DPP4 inhibition or stem cell technology.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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