Nam, Yun Sung;Suh, Jung Sook;Song, Hyun Ju;Sohn, Uy Dong
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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제17권2호
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pp.139-147
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2013
Lysolipids such as LPA, S1P and SPC have diverse biological activities including cell proliferation, differentiation, and migration. We investigated signaling pathways of LPA-induced contraction in feline esophageal smooth muscle cells. We used freshly isolated smooth muscle cells and permeabilized cells from cat esophagus to measure the length of cells. Maximal contraction occurred at $10^{-6}M$ and the response peaked at 30s. To identify LPA receptor subtypes in cells, western blot analysis was performed with antibodies to LPA receptor subtypes. LPA1 and LPA3 receptor were detected at 50 kDa and 44 kDa. LPA-induced contraction was almost completely blocked by LPA receptor (1/3) antagonist KI16425. Pertussis toxin (PTX) inhibited the contraction induced by LPA, suggesting that the contraction is mediated by a PTX-sensitive G protein. Phospholipase C (PLC) inhibitors U73122 and neomycin, and protein kinase C (PKC) inhibitor GF109203X also reduced the contraction. The PKC-mediated contraction may be isozyme-specific since only $PKC{\varepsilon}$ antibody inhibited the contraction. MEK inhibitor PD98059 and JNK inhibitor SP600125 blocked the contraction. However, there is no synergistic effect of PKC and MAPK on the LPA-induced contraction. In addition, RhoA inhibitor C3 exoenzyme and ROCK inhibitor Y27632 significantly, but not completely, reduced the contraction. The present study demonstrated that LPA-induced contraction seems to be mediated by LPA receptors (1/3), coupled to PTX-sensitive G protein, resulting in activation of PLC, PKC-${\varepsilon}$ pathway, which subsequently mediates activation of ERK and JNK. The data also suggest that RhoA/ROCK are involved in the LPA-induced contraction.
During the last decade, enormous progress has been made on the biological significance of apoptosis. Since ras is among the most central molecule in signaling, we asked if ras regulates apoptotic pathway. We have previously shown that H-ras, but not N-ras, induces an invasiveness and motility in human breast epithelial cells (MCF10A), while both H-ras and N-ras induce transformed phenotype. In this study, we wished to seek a chemopreventive agent that effectively induces apoptosis in H-ras-activated cells. Here we show that capsaicin, the major pungent phytochemical in red pepper, induces caspase 3-involved apoptosis selectively in H-ras activated MCF10A cells while the parental MCF10A cells are not effected. In order to study the molecular mechanisms for the increased sensitivity of H-ras MCF10A cells to capsaicin-induced apoptosis, activation of ras downstream signaling molecules, mitogen-activated protein kinases (MAPKinases), upon capsaicin treatment was investigated. Phosphorylated forms of JNK1 and p38 MAPKinase were prominently increased whereas activated ERK-1/2 was decreased by capsaicin in ras-activated cells. The parental cells did not respond to capsaicin, suggesting that capsaicin selectively induces apoptosis through modulating activities of ras downstream signaling molecules in H-ras-activated cells. Studies using chemical inhibitors (CPT-cAMP, SB203580 and PD98059) and dominant negative constructs of JNKl, p38 and MEK show that activation of JNK1 and p38 MAPKinase, but not ERK-1/2, is critical for ras-mediated apoptosis by capsaicin.
Background: We investigated whether wogonin and apigenin significantly affect the epidermal growth factor receptor (EGFR) signaling pathway involved in MUC5AC mucin gene expression, and production from cultured airway epithelial cells; this was based on our previous report that apigenin and wogonin suppressed MUC5AC mucin gene expression and production from human airway epithelial cells. Methods: Confluent NCI-H292 cells were pretreated with wogonin or apigenin for 15 minutes or 24 hours and then stimulated with epidermal growth factor (EGF) for 24 hours or the indicated periods. Results: We found that incubation of NCI-H292 cells with wogonin or apigenin inhibited the phosphorylation of EGFR. The downstream signals of EGFR such as phosphorylation of MEK1/2 and ERK1/2 were also inhibited by wogonin or apigenin. Conclusion: The results suggest that wogonin and apigenin inhibits EGFR signaling pathway, which may explain how they inhibit MUC5AC mucin gene expression and production induced by EGF.
Song, Yong-Seok;Kim, Man Sub;Lee, Dong Hun;Oh, Doek-Kun;Yoon, Do-Young
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제25권5호
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pp.589-597
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2015
It has been reported that overexpression of MUC5AC induced by excessive inflammation leads to airway obstruction in respiratory diseases such as chronic obstructive pulmonary disease and asthma. 15-Hydroxyeicosatetraenoic acid (15-HETE) has been reported to have anti-inflammatory effects, but the role of 15-HETE in respiratory inflammation has not been determined. Therefore, the aim of this study was to investigate the effects of 15-HETE on MUC5AC expression and related pathways. In this study, phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA) was used to stimulate NCI-H292 bronchial epithelial cells in order to examine the effects of 15-HETE. 15-HETE inhibited PMA-induced expression of MUC5AC mRNA and secretion of MUC5AC protein. Moreover, 15-HETE regulated matrix metallopeptidase 9 (MMP-9), mitogen-activated protein kinase kinase (MEK), and extracellular signal-regulated kinase (ERK). In addition, 15-HETE decreased the nuclear translocation of specificity protein-1 (Sp-1) transcription factor and nuclear factor κB (NF-κB). Furthermore, 15-HETE enhanced the transcriptional activity of peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ) as a PPARγ agonist. This activity reduced the phosphorylation of protein kinase B (PΚB/Akt) by increasing the expression of phosphatase and tensin homolog (PTEN). In conclusion, 15-HETE regulated MUC5AC expression via modulating MMP-9, MEK/ERK/Sp-1, and PPARγ/PTEN/Akt signaling pathways in PMA-treated respiratory epithelial cells.
이전 연구들에서 rutin과 quercetin을 포함한 여러 flavonoids의 암예방 활성이 보고되었으나, rutin의 경우 섭취 시 체내에서 HVA, HPAA, DHT라는 대사체로 변형되어 흡수된다. 그러나, 이들 대사체와 관련한 암예방 효능 및 그 분자생물학적 작용기작에 대한 연구 결과는 보고된 바가 없어, 본 연구에서 이를 규명하였다. DHT는 EGF로 유도된 세포 변형을 억제하였으며, AP-1 전사인자의 활성 또한 억제하였다. DHT는 Raf-1 효소 활성을 효과적으로 저해하므로서 MEK 및 ERK의 인산화를 억제하였으며, Raf-1과 ATP는 비경쟁적으로 직접 결합하여 Raf-1 효소 활성을 저해한다는 사실을 밝혀내었다. 이와는 대조적으로, rutin은 EGF로 유도된 세포 변형, AP-1 활성, ERK 신호전달체계, Raf-1 효소 활성을 억제하지 못하였다. 이상의 연구결과는 DHT의 암예방 활성이 발암과정과 밀접한 연관이 있는 Raf-1 효소 활성을 억제하여 세포 변형을 억제하는 것과 관련되어 있다는 것을 제시한다.
Objective: To verify the expression of leptin receptor (OB-R) in oocytes and preimplantation embryos, the involvement of mitogen activated protein kinase (MAPK or Erk1/2) in the leptin signaling, and effect of leptin on the oocyte maturation in mice. Method: RT-PCR analysis of OB-R was conducted in germinal vesicle (GV)-intact and MII stage oocytes, and 1, 2, 8-cell embryos and blastocysts. Germinal vesicle breakdown (GVB), polar body extrusion, monitored in the presence or absence of leptin ($1{\mu}M$). Following the leptin treatment, temporal changes in MAPK activity were verified by immunoprecipitation and in vitro kinase assay in MII oocytes. Results: The expression of OB-R mRNA was found in GV and MII oocyte but not in the embryos. MAPK activity of the MII oocytes was significantly increased by brief incubation in the HTF supplemented with leptin ($1{\mu}M$). Priming of PD098059, a MEK inhibitor to leptin treatment attenuated the activation of MAPK by leptin in MII oocytes. Following 24 hrs of culture of the GV oocytes, leptin significant increased the GVB and 1 st polar body extrusion. Conclusion: This result suggested that functional interaction between leptin and OB-R resulted in potentiation of MAPK (Erk1/2) activity in MII oocytes through MEK activation and that leptin might be a local regulator of meiotic maturation of the mouse oocytes.
Vemurafenib has recently been used as drug for treatment of melanomas with $BRAF^{V600E}$ mutation. Unfortunately, treatment with only vemurafenib has not been sufficiently effective, with recurrence after a short period. In this study, three vemurafenib-resistant $BRAF^{V600E}$ melanoma cell lines, $A375P^R$, $A375M^R$ and SKMEL-$28^R$, were established from the original A375P, A375M and SKMEL-28 cell lines. Examination of the molecular mechanisms showed that the phosphorylation levels of MEK and ERK, which play key roles in the RAS/RAF/MEK/ERK signaling pathway, were reduced in these three cell lines, with increased phosphorylation levels of pAKTs limited to SKMEL-$28^R$ cells. Treatment of SKMEL-$28^R$ cells with 100 nM paclitaxel resulted in increased apoptosis and decreased cellular proliferation, invasion and colony formation via reduction of expression levels of EGFR and pAKTs. Moreover, vemurafenib-induced pAKTs in SKMEL-$28^R$ were decreased by treatment with an AKT inhibitor, MK-2206. Taken together, our results revealed that resistance mechanisms of $BRAF^{V600E}$-mutation melanoma cells to vemurafenib depended on the cell type. Our results suggested that paclitaxel should be considered as a drug in combination with vemurafenib to treat melanoma cells.
Recent studies have suggested that the RAS protein activator like-1 (RASAL1) functions as a tumor suppressor in vitro and may play an important role in the development of gastric cancer. However, whether or not RASAL1 suppresses tumor growth in vivo remains to be determined. In the present study, we investigated the role of RASAL1 in gastric carcinogenesis using an in vivo xenograft model. A lentiviral RASAL1 expression vector was constructed and utilized to transfect the human poorly differentiated gastric adenocarcinoma cell line, BGC-823. RASAL1 expression levels were verified by quantitative real-time RT-PCR and Western blotting analysis. Then, we established the nude mice xenograft model using BGC-823 cells either over-expressing RASAL1 or normal. After three weeks, the results showed that the over-expression of RASAL1 led to a significant reduction in both tumor volume and weight compared with the other two control groups. Furthermore, in xenograft tissues the increased expression of RASAL1 in BGC-823 cells caused decreased expression of p-ERK1/2, a downstream moleculein the RAS/RAF/MEK/ERK signal pathway. These findings demonstrated that the over-expression of RASAL1 could inhibit the growth of gastric cancer by inactivation of the RAS/RAF/MEK/ERK pathway in vivo. This study indicates that RASAL1 may attenuate gastric carcinogenesis.
Corticotropin releasing factor (CRF) mediates various responses to stress through CRF receptors 1 and 2. CRF receptor 2 has two forms, $2{\alpha}$ and $2{\beta}$ each of which appears to have distinct roles. Here we used dopaminergic neuron-derived MN9D cells to investigate the function of CRF receptor 2 in dopamine neurons. We found that n-butyrate, a histone deacetylase inhibitor, induced MN9D cell differentiation and increased gene expression of all CRF receptors. CRF receptor $2{\beta}$ was minimally expressed in MN9D cells; however, its expression dramatically increased during differentiation. CRF receptor $2{\beta}$ expression levels appeared to correlate with neurite outgrowth, suggesting CRF receptor $2{\beta}$ involvement in neuronal differentiation. To validate this statement, we made a CRF receptor $2{\beta}$-overexpressing $MN9D/CRFR2{\beta}$ stable cell line. This cell line showed robust neurite outgrowth and GAP43 overexpression, together with MEK and ERK activation, suggesting MN9D cell neuronal differentiation. From these results, we conclude that CRF receptor $2{\beta}$ plays an important role in MN9D cell differentiation by activating the MEK/ERK signaling pathway.
본 연구는 재래감귤종의 하나인 진귤 과피 추출물이 산화적 스트레스에 의한 MMP-1의 발현 조절에 미치는 효과를 확인하기 위해 수행되었다. $H_2O_2$를 피부세포에 처리하여 산화적 스트레스를 유도한 결과 노화 유발에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 MMP-1의 발현량이 증가하였고 진귤과피 추출물의 처리는 산화적 스트레스에 의해 증가된 MMP-1의 활성을 현저히 감소시켰다. 이러한 활성 조절이 ERK signaling을 통해 조절되는지 확인한 결과 산화적 스트레스에 의해 증가된 ERK의 인산화는 진귤과피 추출물의 처리로 억제되었고 MEK 억제재인 U0216을 처리하였을 경우 MMP-1의 활성도 또한 저해시키는 것을 확인하였다. 이상의 결과로 보아 $H_2O_2$에 의해 유도된 산화적 스트레스는 MMP-1의 발현을 촉진시켰고 진귤과피 추출물은 ERK 신호전달 경로를 통해 MMP-1의 발현을 조절하는 것으로 보여진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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