Lycopene, found in tomatoes and tomato products, has antioxidant, anticancer, and anti-inflammatory effects. High-mobility-group box 1 (HMGB1) mediates the pro-inflammatory responses in several inflammatory diseases. In this study, the potential roles of lycopene in the HMGB1-mediated pro-inflammatory gene expressions in the primary human-umbilical-vein endothelial cells (HUVECs) were investigated. The data showed that HMGB1 upregulated the expressions of monocyte chemotactic protein 1 (MCP-1), interleukin-6 (IL-6), secretory phospholipase A2 (sPLA2)-IIA, and prostaglandin E2 (PGE2). Lycopene pre-incubation for 6 h decreased the HMGB1-mediated induction of MCP-1, IL-6, sPLA2-IIA, and PGE2. Further study revealed that the inhibitory effects of lycopene on the HMGB-1 induced expression of pro-inflammatory genes were mediated by the inhibition of two important inflammatory cytokines: tumor necrosis factor (TNF)-${\alpha}$ and nuclear factor (NF)-${\kappa}B$. These results suggest that HMGB1 upregulated the expression of pro-inflammatory genes and lycopene inhibited HMGB-1-induced pro-inflammatory genes by inhibiting TNF-${\alpha}$ and NF-${\kappa}B$. This finding will serve as an important evidence in the development of a new medicine for the treatment of inflammatory diseases.
Cytotoxic Nitric oxide (NO) overproduced by inducible NO Synthase (iNOS or NOS2), which was induced in inflammatory reactions and immune responses directly or indirectly affects the functions as host defense and can cause normal tissue damage. Microarray analysis was performed to identify gene profiles of both NO-dependent and -independent transcripts in RAW 264.7 macrophages that use selective NOS2 inhibitors aminoguanidine ($100\;{\mu}M$) and L-canavanine (1 mM). A total of 3,297 genes were identified that were up- or down-regulated significantly over 2-fold in lipopolysaccharide (LPS)-treated macrophages. NO-dependency was determined in the expressed total gene profiles and also within inflammatory conditions-related functional categories. Out of all the gene profiles, 1711 genes affected NO-dependently and -independently in 567 genes. In the categories of inflammatory conditions, transcripts of 16 genes (Pomp, C8a, Ifih1, Irak1, Txnrd1, Ptafr, Scube1, Cd8a, Gpx4, Ltb, Fasl, Igk-V21-9, Vac14, Mbl1, C1r and Tlr6) and 29 geneas (IL-1beta, Mpa2l, IFN activated genes and Chemokine ligands) affected NO-dependently and -independently, respectively. This NO dependency can be applied to inflammatory reaction-related functional classifications, such as cell migration, chemotaxis, cytokine, Jak/STAT signaling pathway, and MAPK signaling pathway. Our results suggest that LPS-induced gene transcripts in inflammation or infection can be classified into physiological and toxic effects by their dependency on the NOS2-mediated NO release.
Tick saliva is critically important for continuous attachment to the host, blood feeding for days, and transmission of tick-borne pathogens. To characterize the patterns of inflammatory cytokine gene expression during its attachment and blood sucking time, peripheral blood samples of rabbits infested with Haemaphysalis longicornis ticks were collected at different intervals. Blood histamine concentration was evaluated as well as gene encoding IFN-${\gamma}$, TNF-${\alpha}$, IL-2, IL-6, IL-4, and IL-10 were compared with non-infested rabbits. Blood histamine concentration of tick-infested rabbits during fast feeding time was significantly higher than that of non-infested rabbits. In both nymph and adult tick infested rabbits, expression of TNF-${\alpha}$ and IFN-${\gamma}$ genes were decreased significantly (P<0.05), while expression of IL-4, IL-6, and IL-10 were increased 1.3 to 7 folds in adult infested rabbits with the exception of IL-6 that was significantly (P<0.05) decreased in nymph infested rabbits. IL-2 was not expressed in either nymph or adult infestation. H. longicornis saliva is capable of modulate host responses through a complex correlation with histamine and Th1, Th2 mediated cytokines that suppress the inflammatory responses directed toward inflammatory mediators introduced into the host during tick feeding.
Nuclear factor erythroid derived 2-related factor-2 (Nrf2) is a master transcription regulator of antioxidant and cytoprotective proteins that mediate cellular defense against oxidative and inflammatory stresses. Disruption of cellular stress response by Nrf2 deficiency causes enhanced susceptibility to infection and related inflammatory diseases as a consequence of exacerbated immune-mediated hypersensitivity and autoimmunity. The cellular defense capacity potentiated by Nrf2 activation appears to balance the population of $CD4^+$ and $CD8^+$ of lymph node cells for proper innate immune responses. Nrf2 can negatively regulate the activation of pro-inflammatory signaling molecules such as p38 MAPK, NF-${\kappa}B$, and AP-1. Nrf2 subsequently functions to inhibit the production of pro-inflammatory mediators including cytokines, chemokines, cell adhesion molecules, matrix metalloproteinases, COX-2 and iNOS. Although not clearly elucidated, the antioxidative function of genes targeted by Nrf2 may cooperatively regulate the innate immune response and also repress the expression of pro-inflammatory mediators.
Periodontitis is an inflammatory disorder of the periodontium and is characterized by destruction of the tooth supporting tissues, mediated by the upregulation of synthesis and release of a variety of pro-inflammatory factors. Inflammatory cytokines and prostaglandins upregulate RANKL and its subsequent binding to RANK stimulates osteoclast formation, resorption activity, and survival. In our present study, we investigated the effects of HP08-0111, composed of Coptis japonica (Thunb.) Makino, vitamin C and vitamin E, upon inflammatory responses, osteoclastogenesis and alveolar bone loss. HP08-0111 decreased the expression of IL-1$\beta$ and COX2 on LPS-induced RAW 264.7 cells and inhibited osteoclast-specific genes such as c-Fos, MMP-9, and TRAP. HP08-0111 also exhibited protective effects against alveolar bone loss in rats with ligature-induced periodontitis. Our results suggest that HP08-0111 is potentially an important therapeutic tool for the treatment of disorders associated with bone loss such as periodontitis.
The actin cytoskeleton plays an important role in macrophage-mediated inflammatory responses by modulating the activation of Src and subsequently inducing nuclear factor (NF)-${\kappa}B$ translocation. In spite of its critical functions, few papers have examined how the actin cytoskeleton can be regulated by the activation of toll-like receptor (TLR). Therefore, in this study, we further characterized the biological value of the actin cytoskeleton in the functional activation of macrophages using an actin cytoskeleton disruptor, cytochalasin B (Cyto B), and explored the actin cytoskeleton's involvement in morphological changes, cellular attachment, and signaling events. Cyto B strongly suppressed the TLR4-mediated mRNA expression of inflammatory genes such as cyclooxygenase (COX)-2, tumor necrosis factor (TNF)-${\alpha}$, and inducible nitric oxide (iNOS), without altering cell viability. This compound also strongly suppressed the morphological changes induced by lipopolysaccharide (LPS), a TLR4 ligand. Cyto B also remarkably suppressed NO production under non-adherent conditions but not in an adherent environment. Cyto B did not block the co-localization between surface glycoprotein myeloid differentiation protein-2 (MD2), a LPS signaling glycoprotein, and the actin cytoskeleton under LPS conditions. Interestingly, Cyto B and PP2, a Src inhibitor, enhanced the phagocytic uptake of fluorescein isothiocyanate (FITC)-dextran. Finally, it was found that Cyto B blocked the phosphorylation of vasodilator-stimulated phosphoprotein (VASP) at 1 min and the phosphorylation of heat shock protein 27 (HSP27) at 5 min. Therefore, our data suggest that the actin cytoskeleton may be one of the key components involved in the control of TLR4-mediated inflammatory responses in macrophages.
Kim, Ju Hwan;Shin, Chang Yell;Jang, Sun Woo;Kim, Dong-Seok;Lee, Wonae;Kim, Hyung-Gun;Kim, Hak Rim
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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v.25
no.5
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pp.439-448
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2021
DA-9601 is an extract obtained from Artemisia asiatica, which has been reported to have anti-inflammatory effects on gastrointestinal lesions; however, its possible anti-inflammatory effects on the small intestine have not been studied yet. Therefore, in this study, we investigated the protective effects of DA-9601 against the ACF-induced small intestinal inflammation. Inflammation of the small intestine was confirmed by histological studies and the changes in the CD4+ T cell fraction induced by the inflammation-related cytokines, and the inflammatory reactions were analyzed. Multifocal discrete small necrotic ulcers with intervening normal mucosa were frequently observed after treatment with ACF. The expression of IL-6, IL-17, and TNF-α genes was increased in the ACF group; however, it was found to have been significantly decreased in the DA-9601 treated group. In addition, DA-9601 significantly decreased the levels of proinflammatory mediators such as IL-1β, GM-CSF, IFN-γ, and TNF-α; the anti-inflammatory cytokine IL-10, on the other hand, was observed to have increased. It is known that inflammatory mediators related to T cell imbalance and dysfunction continuously activate the inflammatory response, causing chronic tissue damage. The fractions of IFN-γ+ Th1 cells, IL-4+ Th2 cells, IL-9+ Th9 cells, IL-17+ Th17 cells, and Foxp3+ Treg cells were significantly decreased upon DA-9601 treatment. These data suggest that the inflammatory response induced by ACF is reduced by DA-9601 via lowering of the expression of genes encoding the inflammatory cytokines and the concentration of inflammatory mediators. Furthermore, DA-9601 inhibited the acute inflammatory response mediated by T cells, resulting in an improvement in ACF-induced enteritis.
Although exercise-induced growth factors such as Insulin-like growth factor-I (IGF-I) are known to affect various aspects of physiology in skeletal muscle cells, the molecular mechanism by which IGF-I modulates anti-inflammatory effects in these cells is presently unknown. Here, we showed that IGF-I stimulation suppresses the expression of toll-like receptor 4 (TLR4), a key innate immune receptor. A pharmacological inhibitor study further showed that PI3K/Akt signaling pathway is required for IGF-I-mediated negative regulation of TLR4 expression. Furthermore, IGF-I treatment reduced the expression of various NF-${\kappa}B$-target genes such as TNF-${\alpha}$ and IL-6. Taken together, these findings indicate that the anti-inflammatory effect of exercise may be due, at least in part, to IGF-I-induced suppression of TLR4 and subsequent downregulation of the TLR4-dependent inflammatory signaling pathway.
In the gingival tissues of patients with periodontitis, inflammatory responses are mediated by a wide variety of genes. In this study, we screened for differentially expressed genes (DEGs) in periodontitis compared with normal tissue using an annealing control primer (ACP) system. By ACP RT-PCR analysis, we obtained about 160 amplicons, 8 of which were found to be differentially expressed. DEGs in patients with periodontitis were thus successfully and reliably identified by the ACP-based RT PCR technique. The DEGs identified in the screen may also enhance our understanding of the pathogenesis of periodontitis.
Ovarian cancer is possibly the sixth most common malignancy worldwide, in Mexico representing the fourth leading cause of gynecological cancer death more than 70% being diagnosed at an advanced stage and the survival being very poor. Ovarian tumors are classified according to histological characteristics, epithelial ovarian cancer as the most common (~80%). We here used high-density microarrays and a systems biology approach to identify tissue-associated deregulated genes. Non-malignant ovarian tumors showed a gene expression profile associated with immune mediated inflammatory responses (28 genes), whereas malignant tumors had a gene expression profile related to cell cycle regulation (1,329 genes) and ovarian cell lines to cell cycling and metabolism (1,664 genes).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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