Zhengxuan, Wang;Mingcai, Liang;Hui, Li;Bingxiao, Liu;Lin, Yang
Nutrition Research and Practice
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제16권6호
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pp.729-744
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2022
BACKGROUND/OBJECTIVES: 4-Hydroxy-2-nonenal (HNE) is a biomarker for oxidative stress to induce inflammation. Methionine is an essential sulfur-containing amino acid with antioxidative activity. On the other hand, the evidence on whether and how methionine can depress HNE-derived inflammation is lacking. In particular, the link between the regulation of the nuclear factor-κB (NF-κB) signaling pathway and methionine intake is unclear. This study examined the link between depression from HNE accumulation and the anti-inflammatory function of ⳑ-methionine in rats. MATERIALS/METHODS: Male Wistar rats (3-week-old, weighing 70-80 g) were administered different levels of ⳑ-methionine orally at 215.0, 268.8, 322.5, and 430.0 mg/kg body weight for two weeks. The control group was fed commercial pellets. The hepatic HNE contents and the protein expression and mRNA levels of the inflammatory mediators were measured. The interleukin-10 (IL-10) and glutathione S-transferase (GST) levels were also estimated. RESULTS: Compared to the control group, hepatic HNE levels were reduced significantly in all groups fed ⳑ-methionine, which were attributed to the stimulation of GST by ⳑ-methionine. With decreasing HNE levels, ⳑ-methionine inhibited the activation of NF-κB by up-regulating inhibitory κBα and depressing phosphoinositide 3 kinase/protein kinase B. The mRNA levels of the inflammatory mediators (cyclooxygenase-2, interleukin-1β, interleukin-6, inducible nitric oxide synthase, tumor necrotic factor alpha) were decreased significantly by ⳑ-methionine. In contrast, the protein expression of these inflammatory mediators was effectively down regulated by ⳑ-methionine. The anti-inflammatory action of ⳑ-methionine was also reflected by the up-regulation of IL-10. CONCLUSIONS: This study revealed a link between the inhibition of HNE accumulation and the depression of inflammation in growing rats, which was attributed to ⳑ-methionine availability. The anti-inflammatory mechanism exerted by ⳑ-methionine was to inhibit NF-κB activation and to up-regulate GST.
The present study was attempted to investigate whether polyphenolic compounds isolated from wine, which is brewed from Rubus coreanum Miquel (PCRC), may affect the release of catecholamines (CA) from the isolated perfused adrenal medulla of the spontaneously hypertensive rats (SHRs), and to establish its mechanism of action. PCRC $(20\sim180\;{\mu}g/ml)$ perfused into an adrenal vein for 90 min relatively dose-dependently inhibited the CA secretory responses to ACh (5.32 mM), high $K^+$ (56 mM), DMPP $(100\;{\mu}M)$ and McN-A-343 $(100\;{\mu}M)$. PCRC itself did not affect basal CA secretion (data not shown). Also, in the presence of PCRC $(60\;{\mu}g/ml)$, the CA secretory responses to veratridine (a selective $Na^+$ channel activator $(10\;{\mu}M)$, Bay-K-8644 (a L-type dihydropyridine $Ca^{2+}$ channel activator, $10\;{\mu}M$), and cyclopiazonic acid (a cytoplasmic $Ca^{2+}$-ATPase inhibitor, $10\;{\mu}M$) were significantly reduced, respectively. In the simultaneous presence of PCRC $(60\;{\mu}g/ml)$ and L-NAME (an inhibitor of NO synthase, $30\;{\mu}M$), the inhibitory responses of PCRC on the CA secretion evoked by ACh, high $K^+$, DMPP, and Bay-K-8644 were considerably recovered to the extent of the corresponding control secretion compared with that of PCRC-treatment alone. The level of NO released from adrenal medulla after the treatment of PCRC $(60\;{\mu}g/ml)$ was greatly elevated compared with the corresponding basal level. Taken together, these results demonstrate that PCRC inhibits the CA secretion from the isolated perfused adrenal medulla of the SHRs evoked by stimulation of cholinergic receptors as well as by direct membrane-depolarization. It seems that this inhibitory effect of PCRC is mediated by blocking the influx of calcium and sodium into the adrenal medullary chromaffin cells of the SHRs as well as by inhibition of $Ca^{2+}$ release from the cytoplasmic calcium store at least partly through the increased NO production due to the activation of NO synthase.
The anti-oxidant enzyme heme oxygenase-1 (HO-1) is known to exert anti-inflammatory effects. From a library of pyrazolo[3,4-d]pyrimidines, we identified a novel compound KKC080096 that upregulated HO-1 at the mRNA and protein levels in microglial BV-2 cells. KKC080096 exhibited anti-inflammatory effects via suppressing nitric oxide, interleukin1β (IL-1β), and iNOS production in lipopolysaccharide (LPS)-challenged cells. It inhibited the phosphorylation of IKK and MAP kinases (p38, JNK, ERK), which trigger inflammatory signaling, and whose activities are inhibited by HO-1. Further, KKC080096 upregulated anti-inflammatory marker (Arg1, YM1, CD206, IL-10, transforming growth factor-β [TGF-β]) expression. In 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridinetreated mice, KKC080096 lowered microglial activation, protected the nigral dopaminergic neurons, and nigral damage-associated motor deficits. Next, we elucidated the mechanisms by which KKC080096 upregulated HO-1. KKC080096 induced the phosphorylation of AMPK and its known upstream kinases LKB1 and CaMKKbeta, and pharmacological inhibition of AMPK activity reduced the effects of KKC080096 on HO-1 expression and LPS-induced NO generation, suggesting that KKC080096-induced HO-1 upregulation involves LKB1/AMPK and CaMKKbeta/AMPK pathway activation. Further, KKC080096 caused an increase in cellular Nrf2 level, bound to Keap1 (Nrf2 inhibitor protein) with high affinity, and blocked Keap1-Nrf2 interaction. This Nrf2 activation resulted in concurrent induction of HO-1 and other Nrf2-targeted antioxidant enzymes in BV-2 and in dopaminergic CATH.a cells. These results indicate that KKC080096 is a potential therapeutic for oxidative stress-and inflammation-related neurodegenerative disorders such as Parkinson's disease.
Objective : Pamooltang (PM) and Sipjeondaebotang (SC) are used in Korea to treat many diseases such as sterility, menstrual disorder, and general prostration. We made a comparative study of PM and SC which are different in component ratio between Astragalus membranaceus BUNGE (AC) and Cinnamomum cassia PRESL. (CC). Methods : Anti-oxidation was studied by 1.1.-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) assay and anti-inflammation was investigated by prostaglandin $E_2\;(PGE_2)$ and nitric oxide (NO) inhibition assay. For immune response activities, this study used NO synthesis on RAW 264.7 cells and splenocyte proliferation. Results : The results showed that PM and SC components had no significant effect of anti-oxidation or anti-inflammation. However, we observed their effects upon inducible NO synthesis in Raw 264.7 cells. The SC2 stimulated NO synthesis $11.42\pm1.36{\mu}M$ (control; $0.89\pm0.00{\mu}M$). PM and SC components had the effect of immune response which in a dose-dependent manner significantly induced the splenocyte proliferation. The splenocyte proliferation induced by SC2 was higher than others at the concentration of 1, 10, 100, 1000 and 2000 ${\mu}g/ml$. The SC8 was shown to up-regulate IgG, 100 ${\mu}g/ml$ 3.3 times, 1000 ${\mu}g/ml$ 2.6 times as a control. Conclusions : These results may have important implications for our understanding of the ratios of AC and CC in SC.
Ji, Seon Yeong;Cha, Hee-Jae;Molagoda, Ilandarage Menu Neelaka;Kim, Min Yeong;Kim, So Young;Hwangbo, Hyun;Lee, Hyesook;Kim, Gi-Young;Kim, Do-Hyung;Hyun, Jin Won;Kim, Heui-Soo;Kim, Suhkmann;Jin, Cheng-Yun;Choi, Yung Hyun
Biomolecules & Therapeutics
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제29권6호
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pp.685-696
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2021
In this study, we investigated the inhibitory effect of 5-aminolevulinic acid (ALA), a heme precursor, on inflammatory and oxidative stress activated by lipopolysaccharide (LPS) in RAW 264.7 macrophages by estimating nitric oxide (NO), prostaglandin E2 (PGE2), cytokines, and reactive oxygen species (ROS). We also evaluated the molecular mechanisms through analysis of the expression of their regulatory genes, and further evaluated the anti-inflammatory and antioxidant efficacy of ALA against LPS in the zebrafish model. Our results indicated that ALA treatment significantly attenuated the LPS-induced release of pro-inflammatory mediators including NO and PGE2, which was associated with decreased inducible NO synthase and cyclooxygenase-2 expression. ALA also inhibited the LPS-induced expression of pro-inflammatory cytokines, such as tumor necrosis factor (TNF)-α, interleukin (IL)-1β, and IL-6, reducing their extracellular secretion. Additionally, ALA abolished ROS generation, improved the mitochondrial mass, and enhanced the expression of heme oxygenase-1 (HO-1) and the activation of nuclear translocation of nuclear factor-E2-related factor 2 (Nrf2) in LPS-stimulated RAW 264.7 macrophages. However, zinc protoporphyrin, a specific inhibitor of HO-1, reversed the ALA-mediated inhibition of pro-inflammatory cytokines production and activation of mitochondrial function in LPS-treated RAW 264.7 macrophages. Furthermore, ALA significantly abolished the expression of LPS-induced pro-inflammatory mediators and cytokines, and showed strong protective effects against NO and ROS production in zebrafish larvae. In conclusion, our findings suggest that ALA exerts LPS-induced anti-inflammatory and antioxidant effects by upregulating the Nrf2/HO-1 signaling pathway, and that ALA can be a potential functional agent to prevent inflammatory and oxidative damage.
Jeong Min Lee;Mi-Jin Yim;Hyun-Soo Kim;Seok-Chun Ko;Ji-Yul Kim;Gun-Woo Oh;Kyunghwa Baek;Dae-Sung Lee
Fisheries and Aquatic Sciences
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제25권11호
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pp.579-586
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2022
Research on the potential biological activity of red alga Symphyocladia spp. has been limited to Symphyocladia latiuscula, which is widely used as a food ingredient in Korea. Here, we examined the biological activity of another species, Symphyocladia linearis, which is found in Korea and was reported as a new species in 2013. The aim of this study was to evaluate the antioxidant, anti-inflammatory, and antibacterial properties of a 70% ethanol extract of S. linearis. Antioxidant activity, which was evaluated using radical scavenging assays, revealed half maximal inhibitory concentration values for 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl-hydrate (DPPH) and 2,2'-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS) of 34.57 and 11.70 ㎍/mL algal extract, respectively. Anti-inflammatory activity of the S. linearis ethanolic extract was evaluated using RAW 264.7 cells by measuring the inhibition of lipopolysaccharide-induced nitric oxide (NO) and prostaglandin E2 (PGE2) production. The potential cytotoxicity of NO and PGE2 was first examined, confirming no toxicity at concentrations ranging from 10-100 ㎍/mL. NO production was inhibited 61.1% and 78.0% at 50 and 100 ㎍/mL S. linearis extract, respectively; and PGE2 production was inhibited 69.1%, 83.2%, and 94.8% at 25, 50, and 100 ㎍/mL S. linearis extract, respectively. Thus, the S. linearis extract showed very strong efficacy against PGE2 production. The cellular production of reactive oxygen species, measured using 2',7'-dichlorofluorescin diacetate fluorescence, was inhibited 48.8% by the addition of 100 ㎍/mL S. linearis extract. Antibacterial activity was evaluated using the disc diffusion method and minimum inhibitory concentration (MIC). S. linearis was effective only against gram-positive bacteria, exhibiting antibacterial activity against Staphylococcus aureus with a MIC of 256 ㎍/mL extract and against Bacillus cereus with a MIC of 1,024 ㎍/mL extract. Based on these results, we infer that a 70% ethanolic extract of S. linearis possesses strong anti-inflammatory properties, and therefore has the potential to be used in the prevention and treatment of inflammatory and immune diseases.
Purpose: The depression accompanied with menopuase shows the relation with the dopamine secretion. These studies were undertaken to evaluate the anti- oxidative and neuroprotective effects of Bunsimgieum(BSGE) on dopaminergic neurons. Methods: To estimate the antioxidant effects, we carried out 1.1-diphenyl-2- picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging assay, 2,2'-azinobis-(3-ethylbenzothiazoline -6-sulfonic acid (ABTS) radical cation decolorization assay, and measurement of total polyphenolic content. To evaluate neuroprotective effect of BSGE in vitro, We performed thiazolyl blue tetrazolium bromide (MTT) assay, reactive oxygen species (ROS) creation in SH-SY5Y. Tyrosine hydroxylase (TH) immunocytochemistry, nitric oxide (NO) assay, and TNF-${\alpha}$ assay in primary rat mesencephalic dopaminergic neurons. Results: The DPPH free radical and the ABTS radical cation inhibition activities were increased at a dose dependent manner. Total polyphenolic content was 0.83%. In SH-SY5Y culture, BSGE significantly increased the decreased cell viability by 6-OHDA at the concentrations of 10${\mu}$g/m${\ell}$ in pre-treatment group, 0.1-200${\mu}$g/m${\ell}$ in post-treatment group. The production of ROS induced by 6-OHDA was significantly inhibited in BSGE treated group. In mesencephalic dopaminergic cell culture, the BSGE group reduced the dopaminergic cell loss against 6-OHDA toxicity and the production of No and TNF-${\alpha}$ at the concentration of 5${\mu}$g/m${\ell}$. Conclusion: These results shows that BSGE has antioxidant and neuroprotective effects in the dopaminergic cells through decreasing the production of ROS, NO and TNF-${\alpha}$ which can cause many neurodegenerative changes in brain cell. We suggest that BSGE could be useful for the treatment of postmenopausal depression related with the decrease of dopamine.
Objectives : The aim of this study is to evaluate the potential biological activity of Veronica incana extracts (VIE) through in vitro, ex vivo, and in vivo experiments. Methods : In vitro, we conducted analyses on the total polyphenol (TP) and total flavonoid (TF) levels, alongside DPPHand ABTS radical scavenging activities. Ex vivo evaluations on adipose tissue measured glycerol release as a marker of lipolysis. In LPS-induced RAW 264.7 cells, we quantified nitric oxide (NO) production. Following H2O2 induction in U2OS cells, we performed mitochondrial assays such as MitoSox and MitoTracker. Moreover, Bodipy assays were conducted in 3T3-L1 cells. In vivo, we performed anti-osteoarthritis effect of VIE against monosodium iodoacetate (MIA)-induced osteoarthritis in rats. Results : The results presented encompass a myriad of models, from cell culture to animal experiments as well as ex vivo studies. VIE demonstrated high TP and TF contents, potent DPPH and ABTS scavenging activities, and regulated glycerol release. Moreover, the inhibition of NO production in LPS-induced inflammation was notably confirmed and the reduction of lipid droplets was distinctly shown. Furthermore, in H2O2-induced U2OS cells, MitoSox was effectively reduced while MitoTracker noticeably increased. In vivo assays confirmed a significant increase in hindpaw weight distribution (HWD) decreased by MIA after VIE treatment. Additionally, VIE inhibited serum inflammatory cytokines (TNF-𝛼, IL-6, and IL-1𝛽) and MDA levels in joint tissue. Conclusion : In conclusion, Veronica incana exhibited various pharmacological effects including antioxidant, anti-obesity, and anti-inflammatory properties.
본 연구에서는 참도박 에탄올 추출물(GEHEE)의 항염증 효과를 알아보기 위해 lipopolysaccharide에 의해 활성화된 대식세포로부터 분비되는 염증매개인자들의 발현량과 마우스 모델을 이용한 귀 부종 및 조직학적 관찰 실험을 진행하였다. 그 결과 염증을 유발하는 대표적 물질인 NO 및 사이토카인[interleukin(IL)-6, $IL-1{\beta}$ 및 tumor necrosis factor $receptor-{\alpha}$]의 분비량이 GEHEE 농도 의존적으로 유의적 감소를 보였다. 또한 전사인자인 nuclear $factor-{\kappa}B$의 활성과 인산화효소인 mitogen-activated protein kinases(p38, JNK 및 ERK)의 발현량이 억제됨을 확인함에 따라 염증작용 기전에서 이들의 활성 억제가 NO 및 사이토카인 분비량 조절에 영향을 미침을 확인하였다. 동물모델을 이용한 실험에서는 croton oil로 부종을 유발한 마우스 귀 조직에 GEHEE를 처리하였을 때 항염증제인 prednisolone 처리구와 유사한 수준으로 경피 및 진피의 두께가 감소한 것을 확인하였으며, 조직 내 침윤되는 mast cell의 수도 현저히 억제됨을 확인하였다. 따라서 본 연구 결과는 참도박 에탄올 추출물의 항염증 효능을 가진 기능성 소재로의 이용 가능성을 제시한다.
Recently, Korean ginseng, as immuno-activator, was actively investigated on its effect and mechanism. But purified fermented red ginseng (PFRG) has not been researched enough compared to red ginseng (RG, steamed and dried root of Panax ginseng C. A. Meyer, family Araliaceae) and fermented red ginseng (FRG, fermented red ginseng by Lactobacillus brevis 13094). In this study, we examined RG, FRG and PFRG to compare their anti-inflammatory effect by LPS. According to the result, RAW 264.7 cells survival rates did not largely change by RG and FRG. Only PFRG expressed weak toxicity at 10 ug/ml. The expression of iNOS and production of Nitric Oxide (NO) decreased depending on the concentration of RG, FRG and PFRG. And the expression of COX-2 also decreased. We tried western blotting for detecting that the expression of iNOS, COX-2 was caused by NF-${\kappa}B$. The result supported that the inhibition of NF-${\kappa}B$ by RG, FRG and PFRG suppressed the expression of iNOS, COX-2 and affected the production of TNF-${\alpha}$. While the anti-inflammatory effect was confirmed from all three types of red ginseng (RG, FRG, PFRG), the effect of PFRG was superior to others. Further research is required on other effects of PFRG.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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