Obesity is known to induce inhibition of glucose uptake, reduction of lipid metabolism, and progressive loss of skeletal muscle function, which are all associated with mitochondrial dysfunction in skeletal muscle. Mitochondria are dynamic organelles that regulate cellular metabolism and bioenergetics, including ATP production via oxidative phosphorylation. Due to these critical roles of mitochondria, mitochondrial dysfunction results in various diseases such as obesity and type 2 diabetes. Obesity is associated with impairment of mitochondrial function (e.g., decrease in $O_2$ respiration and increase in oxidative stress) in skeletal muscle. The balance between mitochondrial fusion and fission is critical to maintain mitochondrial homeostasis in skeletal muscle. Obesity impairs mitochondrial dynamics, leading to an unbalance between fusion and fission by favorably shifting fission or reducing fusion proteins. Mitophagy is the catabolic process of damaged or unnecessary mitochondria. Obesity reduces mitochondrial biogenesis in skeletal muscle and increases accumulation of dysfunctional cellular organelles, suggesting that mitophagy does not work properly in obesity. Mitochondrial dysfunction and oxidative stress are reported to trigger apoptosis, and mitochondrial apoptosis is induced by obesity in skeletal muscle. It is well known that exercise is the most effective intervention to protect against obesity. Although the cellular and molecular mechanisms by which exercise protects against obesity-induced mitochondrial dysfunction in skeletal muscle are not clearly elucidated, exercise training attenuates mitochondrial dysfunction, allows mitochondria to maintain the balance between mitochondrial dynamics and mitophagy, and reduces apoptotic signaling in obese skeletal muscle.
Resveratrol, a phytoalexin found in grapes, berries, and peanuts, is one of the most promising agents for cancer prevention. Recent studies show that the antitumor activity of resveratrol occurs through p53-mediated apoptosis. This study demonstrated the mechanism that resveratrol induced apoptosis in human osteosarcoma Saos-2 cells lacking p53. Treatment of osteosarcoma Saos-2 cells with resveratrol resulted in decrease of cell viability, which was revealed as apoptosis characterized by activation of caspase-3 protease as well as cleavage of poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) with change of mitochondrial membrane potential transition. These results suggest that resveratrol may be potentially useful to treat osteosarcoma via activation of caspase protease and mitochondrial dysfunction.
Fungal metabolite, gliotoxin is an epipolythiodioxopiperazin (ETP) class and has various roles including immunomodulatory and apoptotic effects. This study was designed to evaluate the mechanism by which gliotoxin exerts the apoptosis on human promyelocytic leukemic HL-60 cells. Herein, we demonstrated that the gliotoxin decreased the cell viability in a time-dependent manner Gliotoxin-induced cell death was confirmed us apoptosis characterized by chromatin condensation and ladder-pattern fragmentation of genomic DNA. Gliotoxin increased the catalytic activities of caspase-3 and caspase-9. Activation of caspase-3 was further confirmed by degradation of procaspase-3 and poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) by gliotoxin in HL-60 cells. Furthermore, gliotoxin induced the changes of mitochondrial transmembrane potential (MTP). Antioxidants, including GSH and NAC, markedly inhibited apoptosis with conistent suppression of enzymatic activity of caspase-3, caspase-9, and MTP loss in gliotoxin-treated cells. Taken together, we suggest that gliotoxin function as an oxidant and ploys proapoptotic roles in HL-60 cells via activation of intrinsic caspase cascades as well as mitochondrial dysfunction.
Park, Ju-Youn;Ryang, Yong-Suk;Kim, Jong-Bae;Chang, Jae-Ho;Cho, Hyeon-Cheol;Kim, Soo-Ki
Molecular & Cellular Toxicology
/
제4권2호
/
pp.144-149
/
2008
Despite versatile activity (cancericidal, antimicrobial, hypoxia inducible factor (HIF) inhibition, immune deactivation of DNA bis-intercalation agent, echinomycin, its specific mechanism has been elusive. Of these novel mechanisms, we reported that using human colon cancer cells (HT-29), apoptotic machinery induced by echinomycin might be dependent of caspase-3 pathway. Despite a partial enlightenment of prototypic signal path triggered by echinomycin, the role of Bcl-2 in this signaling pathway is unclear. To address this issue, we explored whether or not echinomycin would overcome the anti-apoptotic impact of Bcl-2 in HT-29 cells by the controlled Bcl-2 overexpression. Prior to this proof, we confirmed that echinomycin induces mitochondrial depolarization, then triggering the mitochondrial pathway of apoptosis with an involvement of upstream cas-pases-3. Transiently transfection with inactive Bax-DNA failed to prevent echinomycin-induced apoptosis in HT-29 cells. To dissect the role of Bcl-2 in echinomycin-induced apoptosis, HT-29 cells were transiently transfected with Bcl-2 DNA for overexpression and then treated with echinomycin for 24h. Combined analyses of DNA fragmentation and flow cytometric analysis clearly verified that echinomycin-induced apoptosis was drastically attenuated by Bcl-2 overexpression, whereas a control vector rarely affected echinomycin-induced apoptosis. Collectively, these data verify that Bcl-2 regulates echinomycin-induced apoptosis in HT-29 cells. To my knowledge, this is the first evidence that of diverse, structured minor groove binders (MGB), the prototypic echinomycin might control the apoptotic signaling via Bcl-2-mitochondrial pathway.
An aristolactam-type alkaloid, isolated from Orophea enterocarpa, is enterocarpam-III (10-amino-2,3,4,6-tetramethoxyphenanthrene-1-carboxylic acid lactam). It is cytotoxic to various human and murine cancer cell lines; however, the molecular mechanisms remain unclear. The aims of this study were to investigate cytotoxic effects on and mechanism (s) of human cancer cell death in human hepatocellular carcinoma HepG2 and human invasive breast cancer MDA-MB-231 cells compared to normal murine fibroblast NIH3T3 cells. Cell viability was determined by MTT assay to determine $IC_{10}$, $IC_{20}$ and $IC_{50}$ levels, reactive oxygen species (ROS) production with 2',7'-dichlorohydrofluorescein diacetate and the caspase-3, -8 and -9 activities using specific chromogenic (p-nitroaniline) tetrapeptide substrates, viz., DEVD-NA, IETD-NA and LEHD-NA and employing a microplate reader. Mitochondrial transmembrane potential (MTP) was measured by staining with 3, 3'-dihexyloxacarbocyanine iodide ($DiOC_6$) and using flow cytometry. The compound was cytotoxic to HepG2 and MDA-MB-231 cells with the $IC_{50}$ levels of $26.0{\pm}4.45$ and $51.3{\pm}2.05{\mu}M$, respectively. For murine normal fibroblast NIH3T3 cells, the $IC_{50}$ concentration was $81.3{\pm}10.1{\mu}M$. ROS production was reduced in a dose-response manner in HepG2 cells. The caspase-9 and -3 activities increased in a concentration-dependent manner, whereas caspase-8 activity did not alter, indicating the intrinsic pathway activation. Enterocarpam-III decreased the mitochondrial transmembrane potential (MTP) dose-dependently in HepG2 cells, suggesting that the compound induced HepG2 cell apoptosis via the mitochondrial pathway. In conclusion, enterocarpam-III inhibited HepG2 and MDA-MB-231 cell proliferation and induced human HepG2 cells to undergo apoptosis via the intrinsic (mitochondrial) pathway and induction of caspase-9 activity.
Panngom, Kamonporn;Baik, Ku Youn;Nam, Min-Kyung;Rhim, Hyang-Shuk;Choi, Eun Ha
한국진공학회:학술대회논문집
/
한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
/
pp.199-199
/
2013
The distinctive cellular and mitochondrial dysfunctions of a human epithelial lung cancer cell line (H460) from a human lung fibroblastic normal cell line (MRC5) have been studied by dielectric barrier discharge (DBD) plasma treatment. The DBD plasma device have generated large amount of H2O2 and NOx in culture media which is dependent on plasma exposure time. It is found that the cell number of lung cancer cell H460 has been reduced more than the lung normal cell MRC5 as being increased exposure and incubation time. Also these both cell lines have showed mitochondria fragmentation under 5 minutes' plasma exposure, which is a clue of apoptosis. It is noted in this study that AnnexinV staining has showed not only early apoptosis, but also late apoptosis in lung cancer cell H460. Mitochondria enzyme activity and ATP generation have been also much reduced in lung cancer cell H460. Their mitochondrial membrane potential (${\Delta}{\psi}m$) has been found to be reduced in magnitude and shifted to the induced-potential level of cccp, while MRC5 mitochondrial membrane potential has been shifted slightly to that. These distinctively selective responses of lung cancer cell H460 from lung normal cell MRC5 gives us possibility of applying plasma to cancer therapy.
Stigmalactam, an aristolactam-type alkaloid extracted from Orophea enterocarpa, exerts cytotoxicity against several human and murine cancer cell lines, but the molecular mechanisms remain elusive. The aims of this study were to identify the mode and mechanisms of human cancer cell death induced by stigmalactam employing human hepatocellular carcinoma HepG2 and human invasive breast cancer MDA-MB-231 cells as models, compared to normal murine fibroblasts. It was found that stigmalactam was toxic to HepG2 and MDA-MB-231 cells with $IC_{50}$ levels of $23.0{\pm}2.67{\mu}M$ and $33.2{\pm}4.54{\mu}M$, respectively, using MTT assays. At the same time the $IC_{50}$ level towards murine normal fibroblast NIH3T3 cells was $24.4{\pm}6.75{\mu}M$. Reactive oxygen species (ROS) production was reduced in stigmalactam-treated cells dose dependently after 4 h of incubation, indicating antioxidant activity, measured by using 2',7',-dichlorohydrofluorescein diacetate and flow cytometry. Caspase-3 and caspase-9 activities were increased in a dose response manner, while stigmalactam decreased the mitochondrial transmembrane potential dose-dependently in HepG2 cells, using 3,3'-dihexyloxacarbocyanine iodide and flow cytometry, indicating mitochondrial pathway-mediated apoptosis. In conclusion, stigmalactam from O. enterocarpa was toxic to both HepG2 and MDA-MB-231 cells and induced human cancer HepG2 cells to undergo apoptosis via the intrinsic (mitochondrial) pathway.
Toxoplasma gondii, an intracellular protozoan parasite that infects one-third of the world's population, has been reported to hijack host cell apoptotic machinery and promote either an anti- or proapoptotic program depending on the parasite virulence and load and the host cell type. However, little is known about the regulation of human FHs 74 small intestinal epithelial cell viability in response to T. gondii infection. Here we show that T. gondii RH strain tachyzoite infection or ESP treatment of FHs 74 Int cells induced apoptosis, mitochondrial dysfunction and ER stress in host cells. Pretreatment with 4-PBA inhibited the expression or activation of key molecules involved in ER stress. In addition, both T. gondii and ESP challenge-induced mitochondrial dysfunction and cell death were dramatically suppressed in 4-PBA pretreated cells. Our study indicates that T. gondii infection induced ER stress in FHs 74 Int cells, which induced mitochondrial dysfunction followed by apoptosis. This may constitute a potential molecular mechanism responsible for the foodborne parasitic disease caused by T. gondii.
Yanna Liu;Yuehua Zhang;Zhaorui Ren;Fanyi Zeng;Jingbin Yan
Molecules and Cells
/
제46권4호
/
pp.219-230
/
2023
Down syndrome (DS) is the most common autosomal aneuploidy caused by trisomy of chromosome 21. Previous studies demonstrated that DS affected mitochondrial functions, which may be associated with the abnormal development of the nervous system in patients with DS. Runt-related transcription factor 1 (RUNX1) is an encoding gene located on chromosome 21. It has been reported that RUNX1 may affect cell apoptosis via the mitochondrial pathway. The present study investigated whether RUNX1 plays a critical role in mitochondrial dysfunction in DS and explored the mechanism by which RUNX1 affects mitochondrial functions. Expression of RUNX1 was detected in induced pluripotent stem cells of patients with DS (DS-iPSCs) and normal iPSCs (N-iPSCs), and the mitochondrial functions were investigated in the current study. Subsequently, RUNX1 was overexpressed in N-iPSCs and inhibited in DS-iPSCs. The mitochondrial functions were investigated thoroughly, including reactive oxygen species levels, mitochondrial membrane potential, ATP content, and lysosomal activity. Finally, RNA-sequencing was used to explore the global expression pattern. It was observed that the expression levels of RUNX1 in DS-iPSCs were significantly higher than those in normal controls. Impaired mitochondrial functions were observed in DS-iPSCs. Of note, overexpression of RUNX1 in N-iPSCs resulted in mitochondrial dysfunction, while inhibition of RUNX1 expression could improve the mitochondrial function in DS-iPSCs. Global gene expression analysis indicated that overexpression of RUNX1 may promote the induction of apoptosis in DS-iPSCs by activating the PI3K/Akt signaling pathway. The present findings indicate that abnormal expression of RUNX1 may play a critical role in mitochondrial dysfunction in DS-iPSCs.
This study aimed to investigate the neuroprotective effects of 1-methoxylespeflorin G11 (MLG), a pterocarpan, against glutamate-induced neurotoxicity in neuronal HT22 hippocampal cells. The protective effects of MLG were evaluated using MTT assay and microscopic analysis. The extent of apoptosis was studied using flow cytometric analysis performed on the damaged cells probed with annexin V/propidium iodide. Moreover, mitochondrial reactive oxygen species (ROS) were assessed using flow cytometry through MitoSOXTM Red staining. To determine mitochondrial membrane potential, staining with tetramethylrhodamine and JC-1 was performed followed by flow cytometry. The results demonstrated that MLG attenuates glutamate-induced apoptosis in HT22 cells by inhibiting intracellular ROS generation and mitochondrial dysfunction. Additionally, MLG prevented glutamate-induced apoptotic pathway in HT22 cells through upregulation of Bcl-2 and downregulation of cleaved PARP-1, AIF, and phosphorylated MAPK cascades. In addition, MLG treatment induced HO-1 expression in HT22 cells. These results suggested that MLG exhibits neuroprotective effects against glutamate-induced neurotoxicity in neuronal HT22 cells by inhibiting oxidative stress and apoptosis.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.