Dongkeun Park;Youngim Yu;Ji-hyung Kim;Jongbin Lee;Jongmin Park;Kido Hong;Jeong-Kon Seo;Chunghun Lim;Kyung-Tai Min
Molecules and Cells
/
v.46
no.6
/
pp.374-386
/
2023
Thermal stress induces dynamic changes in nuclear proteins and relevant physiology as a part of the heat shock response (HSR). However, how the nuclear HSR is fine-tuned for cellular homeostasis remains elusive. Here, we show that mitochondrial activity plays an important role in nuclear proteostasis and genome stability through two distinct HSR pathways. Mitochondrial ribosomal protein (MRP) depletion enhanced the nucleolar granule formation of HSP70 and ubiquitin during HSR while facilitating the recovery of damaged nuclear proteins and impaired nucleocytoplasmic transport. Treatment of the mitochondrial proton gradient uncoupler masked MRP-depletion effects, implicating oxidative phosphorylation in these nuclear HSRs. On the other hand, MRP depletion and a reactive oxygen species (ROS) scavenger non-additively decreased mitochondrial ROS generation during HSR, thereby protecting the nuclear genome from DNA damage. These results suggest that suboptimal mitochondrial activity sustains nuclear homeostasis under cellular stress, providing plausible evidence for optimal endosymbiotic evolution via mitochondria-to-nuclear communication.
Among the toxicants in the environment dioxin-like compounds, including TCDD(2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-Dioxin), are well known as carcinogen and teratogen. TCDD the most toxic of these compounds, may result in a wide variety of adverse health effects in humans and environment, including carconogenesis, hepatotoxicity, teratogenesis, and immunotoxicity. Also TCDD increases superoxide, peroxide radicals and induces oxidative stress that leads to breakage of DNA single-strand and mitochondrial dysfunction. Recently, there have been reports that persistent organic pollutants(POPs) may be causing metabolic disease through mitochondrial toxicity. In order to examine if dioxin brings about toxicity on mitochondria directly, we measured the change of the mitochondrial membrane potential after exposure to TCDD using JC-1 dye. After short time exposure of dioxin, mitochondrial depolarization was observed but it recovered to the control level immediately. This TCDD effect on mitochondrial membrane potential was not correlated either to the production of reactive oxygen species(ROS) or extracellular $Ca^{2+}$ by TCDD. Less than 2 hours exposure of TCDD did not show any change in ROS production but 0.25 nM TCDD for 48 hours or 0.5 nM TCDD for 12 hours exposure did increase in ROS production. Under these conditions of ROS production by TCDD, no changes in the mitochondrial membrane potential by TCDD was observed.
PTEN-induced putative kinase 1 (PINK1) is a serine/threonine kinase that phosphorylates several substrates and exerts neuroprotective effects against stress-induced apoptotic cell death. Mutations in PINK1 have been linked to autosomal recessive forms of Parkinson's disease (PD). Mitophagy is a type of autophagy that selectively promotes mitochondrial turnover and prevents the accumulation of dysfunctional mitochondria to maintain cellular homeostasis. Toll-interacting protein (Tollip) was initially identified as a negative regulator of IL-1β receptor signaling, suppressing inflammatory TLR signaling cascades. Recently, Tollip has been reported to play a role in autophagy and is implicated in neurodegeneration. In this study, we determined whether Tollip was functionally linked to PINK1-mediated mitophagy. Our results demonstrated that Tollip promoted the mitochondrial processing of PINK1 and altered the localization of PINK1, predominantly to the cytosol. This action was attributed to increased binding of PINK1 to mitochondrial processing peptidase β (MPPβ) and the subsequent increase in MPPβ-mediated mitochondrial PINK1 cleavage. Furthermore, Tollip suppressed mitophagy following carbonyl cyanide m-chlorophenylhydrazone-induced mitochondrial dysfunction. These findings suggest that Tollip inhibits mitophagy via the PINK1/parkin pathway upon mitochondrial damage, leading to the blockade of PINK1-mediated neuroprotection.
Oxidative stress brings about apoptosis through various mechanisms. In particular, oxidative stress in neuronal cells can causes a variety of brain diseases. This study was conducted to investigate the effect of Bidens tripartita on oxidative stress in neuronal cells. B. tripartita has traditionally been used in Russia as a medicine for diseases such as rhinitis, angina and colitis. Over-production of glutamate induces oxidative stress. When the oxidative stress occurs in the cells, reactive oxygen species (ROS) and Ca2+ increase. In addition, the abrupt decline of mitochondrial membrane potential and the decrease of glutathione related enzymes such as glutathione reductase (GR) and glutathione peroxidase (GPx) are also observed. The samples used in the experiment showed cytoprotective effect in the MTT assay. It also lowered the ROS and Ca2+ level, and increased degree of mitochondrial membrane potential, GR and GPx. As a result, B. tripartita had a positive effect against oxidative stress. Thus, it is expected to have potential for treatment and prevention of degenerative brain diseases such as Alzheimer's disease.
Noh, Yoohun;Cheon, Seungui;Kim, In Hye;Kim, Inyong;Lee, Seung-Ah;Kim, Do-Hee;Jeong, Yoonhwa
BMB Reports
/
v.51
no.8
/
pp.400-405
/
2018
Chronic stress induces neuronal cell death, which can cause nervous system disorders including Parkinson's disease and Alzheimer's disease. In this study, we evaluated the neuroprotective effects of Clematis terniflora extract (CTE) against corticosterone-induced apoptosis in rat pheochromocytoma (PC12) cells, and also investigated the underlying molecular mechanisms. At concentrations of 300 and $500{\mu}g/ml$, CTE significantly decreased apoptotic cell death and mitochondrial damage induced by $200{\mu}M$ corticosterone. CTE decreased the expression levels of endoplasmic reticulum (ER) stress proteins GRP78, GADD153, and mitochondrial damage-related protein BAD, suggesting that it downregulates ER stress evoked by corticosterone. Furthermore, our results suggested that these protective effects were mediated by the upregulation of p-AKT and p-ERK1/2, which are involved in cell survival signaling. Collectively, our results indicate that CTE can lessen neural damage caused by chronic stress.
The study was conducted to investigate the effects of alpha-linolenic acid (ALA) combined with bovine serum albumin (BSA) or methyl-beta-cyclodextrin (MBCD) on plasma and acrosomal membrane damages, mitochondrial activity, morphological abnormality, motility, and oxidative stress in frozen-thawed boar sperm. In previous our study, 3 ng/mL ALA had been shown protective effect during freezing process of boar sperm. Therefore, we used 3 ng/mL ALA in present study and ALA was combined with same molar ratio of BSA or MBCD (ALA+BSA and ALA+MBCD, respectively). To confirm the effect of two carrier proteins, same volume of BSA and MBCD without ALA were added during cryopreservation. Membrane damage, mitochondrial activity, reactive oxygen species (ROS) and lipid peroxidation (LPO) levels were measured using flow cytometry, and movement of sperm tail as motility parameter and morphological abnormality were observed under light microscope. In results, all of sperm parameters were enhanced by ALA combined with BSA or MBCD compared to control groups (p<0.05). Mitochondrial activity, morphological abnormality, ROS and LPO levels in ALA+BSA or MBCD groups were no significant difference compared with ALA, BSA and MBCD treatment groups. On the other hand, plasma and acrosomal membrane intact, and sperm motility in ALA+MBCD group were higher than single treatment groups (p<0.05), whereas ALA+BSA did not differ. Our findings indicate that carrier proteins such as BSA and MBCD could improve the effect of ALA during cryopreservation of boar sperm, and treatment of ALA with carrier proteins enhance membrane integrity, mitochondrial activity through reduction of ROS-induced LPO.
The aim of the present study was to evaluate the effects of two well-known natural antioxidants, vitamin C (VC) and vitamin E (VE), on the antifungal activity of honokiol against Candida albicans. The broth microdilution method was employed to test the antifungal activities of honokiol with or without antioxidants in the medium against C. albicans strain. Intracellular reactive oxygen species and lipid peroxidation were determined by fluorescence staining assay. Mitochondrial dysfunction was assessed by detecting the mitochondrial DNA and the mitochondrial membrane potential. We observed that VC could significantly potentiate the antifungal activities of honokiol while VE reduced the effectiveness of honokiol against C. albicans. In addition, VC accelerated honokiol-induced mitochondrial dysfunction and inhibited glycolysis leading to a decrease in cellular ATP. However, VE could protect against mitochondrial membrane lipid peroxidation and rescue mitochondrial function after honokiol treatment. Our research provides new insight into the understanding of the action mechanism of honokiol and VC combination against C. albicans.
1-Methylated $\beta$-carbolines (harmaline and harmalol) and antioxidants (N-acetylcysteine and ascorbate) reduced the loss of cell viability in differentiated PC 12 cells treated with 5 mM glutamate. $\beta$-Carbolines prevented the glutamate-induced decrease in mitochondrial membrane potential, cytochrome c release and caspase-3 activation in PC 12 cells. $\beta$-Carbolines reduced the formation of reactive oxygen species and depletion of glutathione due to glutamate in PC12 cells. $\beta$-Carbolines revealed a scavenging action on hydrogen peroxide and reduced the iron and EDTA-mediated degradation of 2-deoxy-D-ribose. The results suggest that I-methylated $\beta$-carbolines attenuate the cytotoxic effect of glutamate on PC12 cells by reducing the alteration of mitochondrial membrane permeability that seems to be mediated by oxidative stress.
Inflammation induced by metabolic syndromes, cancers, injuries, and sepsis can alter cellular metabolism by reducing mitochondrial function via oxidative stress, thereby resulting in neuropathy and muscle atrophy. In this study, we investigated whether butyrate, a short chain fatty acid produced by gut microbiota, could prevent mitochondrial dysfunction and muscle atrophy induced by lipopolysaccharide (LPS) in the C2C12 cell line. LPS-activated MAPK signaling pathways increased the levels of the mitochondrial fission signal, p-DRP1 (Ser616), and the muscle atrophy marker, atrogin 1. Interestingly, butyrate significantly inhibited the phosphorylation of JNK and p38 and reduced the atrogin 1 level in LPS-treated C2C12 cells while increasing the phosphorylation of DRP1 (Ser637) and levels of mitofusin2, which are both mitochondrial fusion markers. Next, we investigated the effect of MAPK inhibitors, finding that butyrate had the same effect as JNK inhibition in C2C12 cells. Also, butyrate inhibited the LPS-induced expression of pyruvate dehydrogenase kinase 4 (PDK4), resulting in decreased PDHE1α phosphorylation and lactate production, suggesting that butyrate shifted glucose metabolism from aerobic glycolysis to oxidative phosphorylation. Finally, we found that these effects of butyrate on LPS-induced mitochondrial dysfunction were caused by its antioxidant effects. Thus, our findings demonstrate that butyrate prevents LPS-induced muscle atrophy by improving mitochondrial dynamics and metabolic stress via the inhibition of JNK phosphorylation. Consequently, butyrate could be used to improve LPS-induced mitochondrial dysfunction and myopathy in sepsis.
Mitochondrial heat shock protein 75 (mtHSP75) is a member of the HSP90 family and plays essential roles in refolding proteins of the mitochondrial matrix. Mitochondria provide energy in the form of ATP and generate reactive oxygen species (ROS). Heat shock proteins (HSPs) are activated in response to stress, and protect cells. In this study, we characterized the mtHSP75 of the big-belly seahorse Hippocampus abdominalis. The protein (BsmtHSP75) is encoded by an open reading frame (ORF) of 2,157 nucleotides, has 719 amino acids (aa), and is of molecular mass 82 kDa. BsmtHSP75 has two functional domains, a histidine kinase-like ATPase (HATPase_c) domain (123-276 aa) and an HSP90 family domain (302-718 aa). BsmtHSP75 was expressed in all tested tissues of healthy seahorses. The ovary contained the highest transcription level, followed (in order) by the blood, brain, and muscle. Pouch tissue showed the lowest expression level. The expression of BsmtHSP75 was significantly (P<0.05) up-regulated on viral or bacterial challenge, suggesting that BsmtHSP75 plays a role in the immune defense against bacterial and viral pathogens.
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.