Hwang, Jong Hee;Sung, Dong Kyung;Choi, Chang Won;Kang, Saem;Chang, Yun Sil;Park, Won Soon;Lee, Munhyang
Clinical and Experimental Pediatrics
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v.48
no.5
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pp.545-550
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2005
Purpose : Newborn brain tissue has to be dissociated into a single cell suspension for flow cytometric analysis of cell death during hypoxia-ischemia. Thus the development of a method to dissociate cells from the brain tissue with least damage and maintenance of membrane and antigen integrity remains the challenge for the in vivo application of this technique. We evaluated the efficacy of mechanical or enzymatic (collagenase or tryspin) methods of brain tissue disaggregation. Methods : The extent of the damage to the plasma membrane and loss of the characteristics of the membrane induced with each dissociation method was determined by comparing the flow cytometric results labeled with both fluorescent annexin V and propidium iodide of the newborn rat pup brain tissue in the control group (n=10) and in the 48-hour after hypoxia-ischemia group (n=10). Results : In the control group, the cell percentage of damaged, apoptotic and necrotic cells of both hemispheres with the mechanical dissociation method was significantly increased compared to the trypsin or collagenase method. In the 48-hour after hypoxia-ischemia group, the cell percentage of apoptotic and necrotic cells of the right hemisphere with the collagenase method significantly increased, and live cells significantly decreased compared to the left hemisphere, control group. Although the same trend was observed, the extent of alterations made with the trypsin method was significantly less compared to the collagenase method. Conclusion : The dissociation of neonatal brain tissue for flow cytometric analysis with collagenase was most efficacious with the least cell damage and preservation of the plasma membrane characteristics.
Kim, Yong-Kwan;Yoon, Hye-Hyeon;Lee, Young-Dae;Youn, Dong-Ye;Ha, Tae-Joung;Kim, Ho-Shik;Lee, Jeong-Hwa
Biomolecules & Therapeutics
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v.20
no.1
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pp.68-74
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2012
Anthocyanins have received growing attention as dietary antioxidants for the prevention of oxidative damage. Astrocytes, which are specialized glial cells, exert numerous essential, complex functions in both healthy and diseased central nervous system (CNS) through a process known as reactive astrogilosis. Therefore, the maintenance of glial cell viability may be important because of its role as a key modulator of neuropathological events. The aim of this study was to investigate the effect of anthocyanin on the survival of glial cells exposed to oxidative stress. Our results demonstrated that anthocyanin extracts from black soybean increased survival of U87 glioma cells in a dose dependent manner upon oxygen-glucose deprivation (OGD), accompanied by decrease levels of reactive oxygen species (ROS). While treatment cells with anthocyanin extracts or OGD stress individually activated autophagy induction, the effect was signifi cantly augmented by pretreatment cells with anthocyanin extracts prior to OGD. The contribution of autophagy induction to the protective effects of anthocyanin was verifi ed by the observation that silencing the Atg5 expression, an essential regulator of autophagy induction, reversed the cytoprotective effect of anthocyanin extracts against OGD stress. Treatment of U87 cells with rapamycin, an autophagy inducer, increased cell survival upon OGD stress comparable to anthocyanin, indicating that autophagy functions as a survival mechanism against oxidative stress-induced cytotoxicity in glial cells. Our results, therefore, provide a rationale for the use of anthocyanin as a preventive agent for brain dysfunction caused by oxidative damage, such as a stroke.
The present study investigated the effects of gossypin, 3,3',4',5,7,8-hexahydroxyflavone 8-glucoside, on the toxicity induced by oxidative stress or $\beta$-amyloid ($A_{\beta}$) in primary cultured rat cortical cells. The antioxidant properties of gossypin were also evaluated by cell-free assays. Gossypin was found to inhibit the oxidative neuronal damage induced by xanthinelxanthine oxidase or by a glutathione depleting agent, D,L-buthionine (S,R)-sulfoximine. In addition, gossypin significantly attenuated the neurotoxicity induced by $A_{{\beta}(25-35)}$. Furthermore, gossypin dramatically inhibited lipid peroxidation initiated by $Fe^{2+}$ and ascorbic acid in rat brain homogenates. It also exhibited potent radical scavenging activity generated from 1 ,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl. These results indicate that gossypin exerts neuroprotective effects in the cultured cortical cells by inhibiting oxidative stress- and $A_{\beta}$-induced toxicity, and that the antioxidant properties of gossypin may contribute to its neuroprotective actions.
Journal of Physiology & Pathology in Korean Medicine
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v.18
no.2
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pp.490-495
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2004
Brain cells produce cytokines and chemokines during the inflammatory process of many neuronal diseases both in animal models and in patients. Inflammatory cytokines are the main responsible for the onset of inflammatory cascade. During the past decade, a growing corpus of evidence has indicated an important role of these cytokines in the development of brain damage. ZhenganXifeng-tang (ZGXFT) is a Korean herbal prescription, which has been successfully applied for the treatment of various neuronal diseases. However, its effect in experimental models remains unknown. Astrocytes are predominant neuroglial cells of the central nervous system and are actively involved in cytokine-mediated events in inflammatory disease. An inflammatory response associated with β-amyloid (Aβ) and interleukin (IL)-1β is responsible for the pathology of inflammation disease. To investigate the biological effect of ZGXFT, the author examined cytotoxicity, effect of cytokines (IL-6 and IL-8) secretion and expression of cyclooxygenase-2 (COX-2) on human astrocytoma cell line U373MG stimulated with IL-1β plus M fragment 25-35 (Aβ [25-35]). ZGXFT by itself had no effect on cell viability on human astrocytoma cells. The secretion of IL-6 and IL-8 was inhibited by pre-treatment with ZGXFT in human astrocytoma cells. In addition, the expression of COX-2 was induced by IL-1β plus AB[25-35] and was partially inhibited by treatment with ZGXFT. The author demonstrates the regulatory effects of inflammatory reactions by ZGXFT in human astrocytes for the first time and suggest the anti-inflammatory effect of ZGXFT may reduce and delay pathologic events of inflammatory disease.
Gaire, Bhakta Prasad;Bae, Young Joo;Choi, Ji Woong
Biomolecules & Therapeutics
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v.27
no.6
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pp.522-529
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2019
M1/M2 polarization of immune cells including microglia has been well characterized. It mediates detrimental or beneficial roles in neuroinflammatory disorders including cerebral ischemia. We have previously found that sphingosine 1-phospate receptor subtype 1 ($S1P_1$) in post-ischemic brain following transient middle cerebral artery occlusion (tMCAO) can trigger microglial activation, leading to brain damage. Although the link between $S1P_1$ and microglial activation as a pathogenesis in cerebral ischemia had been clearly demonstrated, whether the pathogenic role of $S1P_1$ is associated with its regulation of M1/M2 polarization remains unclear. Thus, this study aimed to determine whether $S1P_1$ was associated with regulation of M1/M2 polarization in post-ischemic brain. Suppressing $S1P_1$ activity with its functional antagonist, AUY954 (5 mg/kg, p.o.), attenuated mRNA upregulation of M1 polarization markers in post-ischemic brain at 1 day and 3 days after tMCAO challenge. Similarly, suppressing $S1P_1$ activity with AUY954 administration inhibited M1-polarizatioin-relevant $NF-{\kappa}B$ activation in post-ischemic brain. Particularly, $NF-{\kappa}B$ activation was observed in activated microglia of post-ischemic brain and markedly attenuated by AUY954, indicating that M1 polarization through $S1P_1$ in post-ischemic brain mainly occurred in activated microglia. Suppressing $S1P_1$ activity with AUY954 also increased mRNA expression levels of M2 polarization markers in post-ischemic brain, further indicating that $S1P_1$ could also influence M2 polarization in post-ischemic brain. Finally, suppressing $S1P_1$ activity decreased phosphorylation of M1-relevant ERK1/2, p38, and JNK MAPKs, but increased phosphorylation of M2-relevant Akt, all of which were downstream pathways following $S1P_1$ activation. Overall, these results revealed $S1P_1$-regulated M1/M2 polarization toward brain damage as a pathogenesis of cerebral ischemia.
Objectives : In this study, we evaluated the effect of Chungganhaeju-hwan(CGHJH) on hydrogen peroxide($H_2O_2$)-induced and ethanol(EtOH)-induced neuronal damage in vitro and in vivo, respectively. Methods:We carried out the anti-oxidant effects of CGHJH against hydrogen peroxide($H_2O_2$)-induced toxicity in HT22 and PC12 cells using thiazolyl blue tetrazolium bromide. Then, to investigate the protective effect on CGHJH against EtOH-induced memory impairment and hippocampal cell damage in male ICR mice, we performed novel object recognition test(NORT), and analysed the brain tissues after immunohistochemistry and western blotting. Results:CGHJH showed protective effect from $H_2O_2$-induced cell toxicity at doses of $1\sim100{\mu}g$/mL in both HT22 and PC12 cells. CGHJH had also recovery effect from EtOH-induced memory impairment in ICR mice from NORT and it protected hippocampal cells against EtOH toxicity in the result of cresyl violet and NeuN immunoreactivity. Conclusion : These results demonstrate that CGHJH has protective effect in neuronal cells against $H_2O_2$ and EtOH toxicities and this effect could be a main role of recovery effect on EtOH-induced memory loss.
Journal of the Korean Institute of Oriental Medical Informatics
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v.19
no.2
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pp.1-20
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2013
This research observed the interrelations between the active components found specifically in red ginseng and fermented red ginseng from among the variety of ginseng variations and the protective effect and anti-oxidant effect exercised on brain cells in the animal model for MPTP-induced neurotoxic Parkinson's Disease and obtained the following conclusions. The results above comprehensively demonstrated that the fermented red ginseng extract exercised greater protective effects against oxidant brain damage by MPTP when compared to the group administered with the red ginseng extract. This was induced an increase in TH protein expression, and further raised the efficiency of the anti-oxidant enzyme defensive system against neurotoxicity, thereby restraining the lipid peroxidation caused by the active oxygen generated during the course of MPTP metabolism and enhancing the body's defensive capacities in response to tissue damage, thereby demonstrating a protective effect against MPTP induced neurotoxicity.
beta-Amyloid (A$\beta$) peptide is the major component of senile plaques and considered to have a causal role in the development and progression of Alzheimer's disease. There has been compelling evidence supporting that $A\beta$-induced cytotoxicity is mediated through oxidative and/or nitrosative stress. Recently, considerable attention has been focused on dietary manipulation of oxidative and/or nitrosative damage. L-Egrothioneine (EGT) is a low-molecular weight naturally occurring thiol compound of dietary origin which exists in milimolar concentrations in the brain, liver, kindney, erythrocytes, ocular tissues and in seminal fluids of mammals. (omitted)
[ ${\beta}ig-h3$ ] is a secretory protein that is induced by $TGF-{\beta}$ and implicated in various disease conditions including fibrosis. We have previously reported that ${\beta}ig-h3$ expression is implicated in astrocyte response to brain injury. In this study, we further investigated potential roles of ${\beta}ig-h3$ protein in the injured central nervous system (CNS). We specifically assessed whether the treatment of microglial cells with ${\beta}ig-h3$ can regulate microglial activity. Microglial cells are the prime effector cells in CNS immune and inflammatory responses. When activated, they produce a number of inflammatory mediators, which can promote neuronal injury. We prepared conditioned medium from the stable CHO cell line transfected with human ${\beta}ig-h3$ cDNA. We then examined the effects of the conditioned medium on the LPS- or $IFN-{\gamma}-mediated$ induction of proinflammatory molecules in microglial cells. Preincubation with the conditioned medium significantly attenuated LPS-mediated upregulation of $TNF-{\alpha},\;IL-1{\beta}$, iNOS and COX-2 mRNA expression in BV2 murine microglial cells. It also reduced $IFN-{\gamma}-mediated$ upregulation of $TNF-{\alpha}$ and COX-2 mRNA expression but not iNOS mRNA expression. Assays of nitric oxide release correlated with the mRNA data, which showed selective inhibition of LPS-mediated nitric oxide production. Although the regulatory mechanisms need to be further investigated, these results suggest that astrocyte-derived ${\beta}ig-h3$ may contribute to protection of the CNS from immune-mediated damage via controlling microglial inflammatory responses.
Ionizing radiation is a well- known therapy factor for human carcinoma cells. Genotoxic stress mediates cell cycle control, transcription and cellular signaling. In this work, we have used a microarray hybridization approach to characterize the cell type-specific transcriptional response of human carcinoma MCF-7 and HeLa cell line to $\gamma-radiation$, such as 4Gy 4hr. We found that exposure to $\gamma-ray$ alters by at least a $log_2$ factor of 1.0 the expression of known genes. Of the 27 genes affected by irradiation, 11 are down- regulated in MCF-7 cells and 2 genes induced by radiation,15 are repressed in HeLa cells. Many genes were involved in known damage- response pathways for cell cycling, transcription factor and cellular signaling response. However, in MCF-7 cells, we observed gene expression pattern in chromatin, apoptosis, stress, differentiation, cytokine, metabolism, ribosome and calcium. In HeLa cells, it showed clearly the expression changes in adhesion and migration, lysosome, brain, genome instability and translation. These insights reveal new therapy directions for studying the human carcinoma cell response to radiation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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