Ju, Sung Mi;Youn, Gi Soo;Cho, Yoon Shin;Choi, Soo Young;Park, Jinseu
BMB Reports
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제48권3호
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pp.172-177
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2015
Upregulation of pro-inflammatory mediators contributes to ${\beta}$-cell destruction and enhanced infiltration of immune cells into pancreatic islets during development of type 1 diabetes mellitus. In this study, we examined the regulatory effects and the mechanisms of action of celastrol against cytotoxicity and pro-inflammatory immune responses in the RINm5F rat pancreatic ${\beta}$-cell line stimulated with a combination of interleukin-1 beta, tumor necrosis factor-alpha, and interferon-${\gamma}$. Celastrol significantly restored cytokine-induced cell death and significantly inhibited cytokine-induced nitric oxide production. In addition, the protective effect of celastrol was correlated with a reduction in pro-inflammatory mediators, such as inducible nitric oxide synthase, cyclooxygenase-2, and CC chemokine ligand 2. Furthermore, celastrol significantly suppressed cytokine-induced signaling cascades leading to nuclear factor kappa B (NF-${\kappa}B$) activation, including $I{\kappa}B$-kinase (IKK) activation, $I{\kappa}B$ degradation, p65 phosphorylation, and p65 DNA binding activity. These results suggest that celastrol may exert its cytoprotective activity by suppressing cytokine-induced expression of pro-inflammatory mediators by inhibiting activation of NF-${\kappa}B$ in RINm5F cells.
A tissue cultured wild ginseng (TCWG) suspension was inoculated with lactic acid bacteria and fermented to improve the functionality of TCWG. The utilization of TCWG was increased directly using the freeze-dried powder. The optimal ratio of TCWG powder and water for fermentation was 1:19 (5%), which was selected by measuring the fluidity and viable cell count according to concentration. The effects on ADH activation and immune cell activation by each ferments with 10 kinds of Lactobacillus sp. strains were examined. The ferments with the Lactobacillus casei KFRI 692 strain showed 5.4 times higher ADH activity and 1.3 times higher ALDH activity than the non-fermented TCWG powder (control). The level of NO production and cytotoxicity was also measured by Raw 264.7 cells. The ferment with the Lac. casei KFRI 692 strain showed the highest level of NO production and lower cytotoxicity than the others. Therefore, the Lac. casei KFRI 692 strain was selected as a strain for fermentation of a TCWG suspension to maximize its functionality. To identify the optimal fermentation time of the selected Lac. casei KFRI 692 strain on the 5% TCWG suspension, the viable cell count of lactic acid bacterial and the changes in pH were observed for 72 hours. 24-hrs was found to be the optimal fermentation time. In this way, fermented TCWG with lactic acid bacteria showed higher ADH activation efficacy and immune cell activation than non-fermented TCWG.
Background: The effect of ginsenoside Rh2 (G-Rh2) on mast cell-mediated anaphylaxis remains unclear. Herein, we investigated the effects of G-Rh2 on OVA-induced asthmatic mice and on mast cell-mediated anaphylaxis. Methods: Asthma model was established for evaluating airway changes and ear allergy. RPMCs and RBL-2H3 were used for in vitro experiments. Calcium uptake, histamine release and degranulation were detected. ELISA and Western blot measured cytokine and protein levels, respectively. Results: G-Rh2 inhibited OVA-induced airway remodeling, the production of TNF-α, IL-4, IL-8, IL-1β and the degranulation of mast cells of asthmatic mice. G-Rh2 inhibited the activation of Syk and Lyn in lung tissue of OVA-induced asthmatic mice. G-Rh2 inhibited serum IgE production in OVA induced asthmatic mice. Furthermore, G-Rh2 reduced the ear allergy in IgE-sensitized mice. G-Rh2 decreased the ear thickness. In vitro experiments G-Rh2 significantly reduced calcium uptake and inhibited histamine release and degranulation in RPMCs. In addition, G-Rh2 reduced the production of IL-1β, TNF-α, IL-8, and IL-4 in IgE-sensitized RBL-2H3 cells. Interestingly, G-Rh2 was involved in the FcεRI pathway activation of mast cells and the transduction of the Lyn/Syk signaling pathway. G-Rh2 inhibited PI3K activity in a dose-dependent manner. By blocking the antigen-induced phosphorylation of Lyn, Syk, LAT, PLCγ2, PI3K ERK1/2 and Raf-1 expression, G-Rh2 inhibited the NF-κB, AKT-Nrf2, and p38MAPK-Nrf2 pathways. However, G-Rh2 up-regulated Keap-1 expression. Meanwhile, G-Rh2 reduced the levels of p-AKT, p38MAPK and Nrf2 in RBL-2H3 sensitized IgE cells and inhibited NF-κB signaling pathway activation by activating the AKT-Nrf2 and p38MAPK-Nrf2 pathways. Conclusion: G-Rh2 inhibits mast cell-induced allergic inflammation, which might be mediated by the AKT-Nrf2/NF-kB and p38MAPK-Nrf2/NF-κB signaling pathways.
NF-${\kappa}B$/Rel transcription factor family participates in diverse biological processes including embryo development, hematopoiesis, immune regulation, as well as neuronal functions. In this review, the NF-${\kappa}B$/Rel signal transduction pathways and their important roles in the regulation of immune system will be discussed. NF-${\kappa}B$/Rel members execute distinct functions in multiple immune cell types via the regulation of target genes essential for cell proliferation, survival, effector functions, cell trafficking and communication, as well as the formation of lymphoid architecture. Consequently, proper activation of NF-${\kappa}B$/Rel during immune responses to allergens, auto-antigens, allo-antigens, and pathogenic infection is crucial for the integrity of host innate and adaptive immunity.
Recent years have seen an explosion of new knowledge defining the molecular events that are critical for development and activation of immune cells. Much of this new information has come from a careful molecular dissection of key signal transduction pathways that are initiated when immune cell receptors are engaged. In addition to the receptors themselves and critical effector molecules, these signaling pathways depend on adapters, proteins that have no intrinsic effector function but serve instead as scaffolds to nucleate multimolecular complexes. This review summarizes some of what has been learned about one such adapter protein, SH2 domain-containing leukocyte phosphoprotein of 76 kDa (SLP-76), and how it regulates and integrates signals after engagement of immunoreceptors and integrins on various immune cell lineages.
Dendritic cells (DCs) are professional antigen-presenting cells (APCs) that bridge innate and adaptive immune responses, thereby leading to immune activation. DCs have been known to recognize pathogen-associated molecular patterns such as lipopolysaccharides (LPS) and nucleic acids via their pattern recognition receptors, which trigger signaling of their maturation and effector functions. Furthermore, DCs take up and process antigens as a form of peptide loaded on the major histocompatibility complex (MHC) and present them to T cells, which are responsible for the adaptive immune response. Conversely, DCs can also play a role in inducing immune suppression under specific circumstances. From this perspective, the role of DCs is related to tolerance rather than immunity. Immunologists refer to these special DCs as tolerogenic DCs (tolDCs). However, the definition of tolDCs is controversial, and there is limited information on their development and characteristics. In this review, we discuss the current concept of tolDCs, cutting-edge methods for generating tolDCs in vitro, and future applications of tolDCs, including clinical use.
Cytokines influence the overall cancer immune cycle by triggering tumor antigen expression, antigen presenting, immune cell priming and activation, effector immune cell recruitment and infiltration to cancer, and cancer killing in the tumor microenvironment (TME). Therefore, cytokines have been considered potential anti-cancer immunotherapy, and cytokine-based anti-cancer therapies continue to be an active area of research and development in the field of cancer immunotherapy, with ongoing clinical trials exploring new strategies to improve efficacy and safety. In this review, we examine past and present clinical developments for major anticancer cytokines, including interleukins (IL-2, IL-15, IL-12, IL-21), interferons, TGF-beta, and GM-CSF. We identify the current status and changes in the technology platform being applied to cytokine-based immune anti-cancer therapeutics. Through this, we discuss the opportunities and challenges of cytokine-based immune anti-cancer treatments in the current immunotherapy market and suggest development directions to enhance the clinical use of cytokines as immuno-anticancer drugs in the future.
Osteoblasts are affected by TNF-${\alpha}$ overproduction by immune cells during inflammation. It has been suggested that functional $NF-{\kappa}B$ sites are involved in TNF-${\alpha}$-induced bone resorption. Thus, we explored the effect of pyrrolidine dithiocarbamate (PDTC), which potently blocks the activation of nuclear factor $(NF-{\kappa}B)$, on the induction of TNF-${\alpha}$-induced activation of JNK/SAPK, AP-1, cytochrome c, caspase and apoptosis in MC3T3E1 osteoblasts. Pretreatment of the cells with PDTC blocked TNF-${\alpha}$-induced $NF-{\kappa}B$ activation. TNF-${\alpha}$-induced activation of AP-1, another nuclear transcription factor, was suppressed by PDTC. The activation of c-Jun N-terminal kinase, implicated in the regulation of AP-1, was also down regulated by PDTC. TNF-${\alpha}$-induced apoptosis, release of cytochrome c and subsequent activation of caspase-3 were abolished by PDTC. TNF-${\alpha}$-induced apoptosis was partially blocked by Ac-DEVD-CHO, a caspase-3 inhibitor, suggesting that caspase-3 is involved in TNF-${\alpha}$-mediated signaling through $NF-{\kappa}B$ in MC3T3E1 osteoblasts. Thus, these results demonstrate that PDTC, has an inhibitory effect on TNF-${\alpha}$-mediated activation of JNK/SAPK, AP-1, cytochrome c release and subsequent caspase-3, leading to the inhibition of apoptosis. Our study may contribute to the treatment of TNF-${\alpha}$-associated immune and inflammatory diseases such as rheumatoid arthritis and periodontal diseases.
Lee, Jeon-Soo;Lee, Joo Young;Lee, Mi Young;Hwang, Daniel H.;Youn, Hyung Sun
Molecules and Cells
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제25권2호
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pp.253-257
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2008
Acrolein is a highly electrophilic ${\alpha},{\beta}$-unsaturated aldehyde present in a number of environmental sources, especially cigarette smoke. It reacts strongly with the thiol groups of cysteine residues by Michael addition and has been reported to inhibit nuclear $factor-{\kappa}B$ ($NF-{\kappa}B$) activation by lipopolysaccharide (LPS). The mechanism by which it inhibits $NF-{\kappa}B$ is not clear. Toll-like receptors (TLRs) play a key role in sensing microbial components and inducing innate immune responses, and LPS-induced dimerization of TLR4 is required for activation of downstream signaling pathways. Thus, dimerization of TLR4 may be one of the first events involved in activating TLR4-mediated signaling pathways. Stimulation of TLR4 by LPS activates both myeloid differential factor 88 (MyD88)- and TIR domain-containing adapter inducing $IFN{\beta}$ (TRIF)-dependent signaling pathways leading to activation of $NF-{\kappa}B$ and IFN-regulatory factor 3 (IRF3). Acrolein inhibited $NF-{\kappa}B$ and IRF3 activation by LPS, but it did not inhibit $NF-{\kappa}B$ or IRF3 activation by MyD88, inhibitor ${\kappa}B$ kinase $(IKK){\beta}$, TRIF, or TNF-receptor-associated factor family member-associated $NF-{\kappa}B$ activator (TANK)-binding kinase 1 (TBK1). Acrolein inhibited LPS-induced dimerization of TLR4, which resulted in the down-regulation of $NF-{\kappa}B$ and IRF3 activation. These results suggest that activation of TLRs and subsequent immune/inflammatory responses induced by endogenous molecules or chronic infection can be modulated by certain chemicals with a structural motif that enables Michael addition.
Immune checkpoint inhibitors (ICIs) have been changing the paradigm of cancer treatment. However, immune-related adverse effects (irAEs) have also increased with the exponential increase in the use of ICIs. ICIs can break up the immunologic homeostasis and reduce T-cell tolerance. Therefore, inhibition of immune checkpoint can lead to the activation of autoreactive T-cells, resulting in various irAEs similar to autoimmune diseases. Gastrointestinal toxicity, endocrine toxicity, and dermatologic toxicity are common side effects. Neurotoxicity, cardiotoxicity, and pulmonary toxicity are relatively rare but can be fatal. ICI-related gastrointestinal toxicity, dermatologic toxicity, and hypophysitis are more common with anti- CTLA-4 agents. ICI-related pulmonary toxicity, thyroid dysfunction, and myasthenia gravis are more common with PD-1/PD-L1 inhibitors. Treatment with systemic steroids is the principal strategy against irAEs. The use of immune-modulatory agents should be considered in case of no response to the steroid therapy. Treatment under the supervision of multidisciplinary specialists is also essential, because the symptoms and treatments of irAEs could involve many organs. Thus, this review focuses on the mechanism, clinical presentation, incidence, and treatment of various irAEs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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