Kim, Nyoung-Ji;Kwon, Tae-Ho;Jang, Yong-Suk;Yang, Moon-Sik;Kim, Dae-Hyuk
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제10권3호
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pp.287-292
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2000
Recombinant Aspergillus niger was constructed to express and secrete a biologically active murine granulaocyte macrophage-colony stimulating factor (mGM-CSF). A 500 bp fragment encoding the signal peptide and terminator of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (gpd). The hygromycin phosphotrasferase gene (hph) was used as a selection marker for the fungal transformants. An expression vector was introduced into A. niger ATCC 9642, and a Northern blot analysis indicated the presence of a considerable amount of transcripts from the introduced mGM-CSF. The biological activity of recombinant mGM-CSF (rmGM-CSF) isolated from the culture filtrate was confirmend by measuring the proliferationof the GM-CSF dependent FDC-P1 cell line. It appeared that rmGM-CSF was amenable to the proteolytic activity produced by A. niger, since biological actibity was only observed when the transformants were grown in a protease-repressing medium, and the activity of rmGM-CSF dramatically decreased with an increase of age of the culture. The yield of rmGM-CSF, as determined by ELISA. was 640 ng/l of culture filtrate. Accordingly, its specific activity is estimated to be approximately two-and-a-half times higher than that of a commercial preparation from E. coli.
Flos Lonicerae Japonicae (the flower buds of Lonicera japonica Thunberg) has been used as an antibacterial and antiviral drug in Korean Medicine. The aim of this study is to evaluate the effect of Flos Lonicerae Japonicae water extract (FL) on the production of cytokines in RAW 264.7 mouse macrophages stimulated by lipopolysaccharide (LPS). After 24 h treatment, the production of various cytokines from RAW 264.7 was measured with multiplex cytokine assay using Bio-Plex 200 suspension array system. FL at concentrations of 50, 100, and 200 ㎍/mL significantly inhibited productions of tumor necrosis factor-α, macrophage inflammatory protein (MIP)-1β, and MIP-2 in LPS-stimulated RAW 264.7 cells; FL at concentrations of 100 and 200 ㎍/mL significantly inhibited productions of leukemia inhibitory factor, LIX (CXCL5), and RANTES in LPS-stimulated RAW 264.7 cells; FL at concentrations of 200 ㎍/mL significantly inhibited productions of granulocyte-macrophage colony-stimulating factor and macrophage colony-stimulating factor in LPS-stimulated RAW 264.7 cells; FL at concentrations of 50 and 100 ㎍/mL significantly increased productions of interleukin (IL)-10 in LPS-stimulated RAW 264.7 cells; FL at concentrations of 50, 100, and 200 ㎍/mL significantly increased productions of IL-6 and interferon gamma-induced protein-10 in LPS-stimulated RAW 264.7 cells; FL at concentrations of 100 and 200 ㎍/mL significantly increased productions of monocyte chemoattractant protein-1 in LPS-stimulated RAW 264.7 cells. Taken together, these data mean that FL might modulate productions of cytokines, chemokines, and growth factor in LPS-stimulated macrophages. Further study needs to verify the exact mechanism for modulatory activities of FL with macrophages.
Burns are one of the most devastating forms of trauma and wound healing is a complex and multicellular process, which is executed and regulated by signaling networks involving numerous growth factors, cytokines, and chemokines. Recombinant human granulocyte macrophage colony-stimulating factor (rhGM-CSF) was specifically produced from rice cell culture through use of a recombinant technique in our laboratory. The effect of rhGM-CSF on promotion of deep second-degree burn wound healing on the back skin of a hamster model was evaluated through a randomized and double-blind trial. As macroscopic results, hamster skins of the experimental groups showed earlier recovery by new epidermis than the control groups. Immunohistochemical reactions of proliferating cell nuclear antigen and transforming growth factor-b1, which are indicators of cell proliferation, were more active in the experimental group, compared with the control group. On electron microscopy, basal cells in the epidermis of the experimental group showed oval nuclei, prominent nucleoli, numerous mitochondria and abundant free ribosomes. In addition, fibroblasts contained well-developed rough endoplasmic reticulum with dilated cisternae. Bundles of collagen fibrils filled the extracellular spaces. Particularly, ultrastructural features indicating active metabolism for regeneration of injured skin at 15 days after burn injury, including abundant euchromatin, plentiful free ribosomes, and numerous mitochondria, were observed. These findings suggest that use of rhGM-CSF could result in accelerated deep second-degree burn wound healing in animal models.
Objectives : Hibisci Flos has long been used for inflammatory diseases in traditional Korean medicine. However, little scientific investigation has been carried out. The aim of the present study is to investigate the effect of Hibisci Flos water extract (HF) on inflammatory cytokines production in Raw 264.7 cells stimulated by lipopolysaccaride (LPS). Method : HF was prepared by extracting with boiling water for 2 hours. We observed the cell viability of mouse macrophage Raw 264.7, the production of nitric oxide (NO) and the inflammatory cytokines such as interleukin (IL)-4, IL-5, IL-10, IL-15, tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$), interferon-gamma (IFN-${\gamma}$), vascular endothelial growth factor (VEGF), granulocyte macrophage-colony stimulating factor (GM-CSF), and macrophage colony-stimulating factor (M-CSF) in Raw 264.7 cells stimulated by LPS. Result : The MTT assay was carried out to check the cellular toxicity of HF. No significant toxicity was observed in the experiment. HF significantly inhibited the increase of NO in the macrophages induced by LPS after 24 hour treatment. HF significantly inhibited the production of IL-4, IL-5, IL-10, IL-15, TNF-${\alpha}$, IFN-${\gamma}$, VEGF, GM-CSF and M-CSF in the Raw 264.7 cells induced by LPS in the concentration of $25{\mu}g/mL$ or higher. Conclusion : These results suggest that HF might have regulatory effects on LPS-induced inflammatory cytokine production, which might explain its beneficial effect in the treatment of inflammatory disease.
LEE BO-YE;LEE JEONG-HYUN;YOON HOON-SEOK;KANG KYUNG HO;KIM KYUNG-NAM;KIM JAE-HONG;KIM JU-KON;KIM JEONG-KOOK
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제15권6호
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pp.1304-1309
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2005
The production of therapeutic proteins for human diseases in plants results in many economic benefits, including reduced risk of animal virus contamination, high yields, and reduced production and storage costs. Human cytokines, interleukin-11 (hlL-11) and granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (hGM-CSF), cDNAs were introduced into rice or tobacco, using either the maize ubiquitin promoter or the 35S promoter. The primary hIL-11 transgenic rice plants exhibited stunted growth and a sterile phenotype, whereas the hIL-11 transgenic tobacco plants did not. This suggests that hIL-11 expression in rice disrupts the normal growth and development of the plant. The regeneration efficiency of rice calli transformed with hGM-CSF was found to be approximately a quarter of that seen with the hIL-11, suggesting that hGM-CSF expression is more deleterious to the regeneration of rice calli than is hIL-11. However, the surviving hGM-CSF transgenic rice plants exhibited a normal phenotype of growth. Therefore, it appears that only those transgenic rice lines that expressed the human cytokines in small quantities were able to survive the selection process.
Recombinant human granulocyte-macrophage colony stimulating factor (hGM-CSF) regulates proliferation and differentiation of hematopoietic progenitor cells and modulates function of the mature hematopoietic cells. In the previous study, we reported that hGM-CSF could be produced in transgenic rice cell suspension culture, termed rhGM-CSF. In the present study we examined the single and repeated dose toxicity of rice cells-derived hGM-CSF in SD rats. During single dose toxicity study for 7 days, there were no any toxic effects at any dose of from 10 to $1000{\mu}g/kg$. The lethal dose ($LD_{50}$) was not found in this range. Moreover, repeated dose toxicity study of 14-days period and at the doses of 50 and $200{\mu}g/kg$ (i. v.) of rhGM-CSF did not show any changes in food and water intake. There were also no significant changes in both body and organ weights between the control and the test groups. The hematological and blood biochemical parameters were statistically not different in all the groups. These results suggest that rhGM-CSF has no toxicity in SD rats.
Recombinant human granulocyte-macrophage colony stimulating factor (hGM-CSF) is a glycoprotein and hematopoietic growth factors that regulates the proliferation of myeloid precursor cells and activates mature granulocytes and macrophages. In a previous study, we reported that hGM-CSF could be produced in transgenic rice cell suspension culture, termed rhGM-CSF. In the present study, we examined the repeated dose toxicity of rhGM-CSF in SD rats. The repeated dose toxicity study was performed at each dose of 50 and 200 ${\mu}g/kg$ subcutaneous administration of rhGM-CSF everyday for 28-days period. The results did not show any changes in food and water intake. There were also no significant changes in both body and organ weights between the control and the tested groups. The hematological and blood biochemical parameters were statistically not different in all groups. These results suggest that rhGM-CSF may show no repeated dose toxicity in SD rats under the conditions.
Sucrose 의 경우 저농도에서는 후반부로 갈수록 세포생장 속도는 현저히 감소하는데 비해 hGM-CSF 생산은 후반부에 급격히 증가함을 확인하였다. 고농도 sucrose를 사용하는 경우에는 lag phase가 길어지는 동안에 hGM-CSF의 생산이 증가하였다. 따라서 배양 초기에는 고농도 sucrose가, 배양 후반에는 저농도 sucrose로 존재하는 경우에 hGM-CSF를 많이 얻을 수 있었다. Nitrogen source의 농도는 60.52 mM과 121.04 mM일 때가 세포의 생장이나 hGM-CSF의 생산을 증가시켰으며, phosphate의 경우에는 4.96 mM 일 때가 대조구인 2.48 mM 일 때보다 hGM-CSF의 생산을 3 배 증가시켰다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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