Orostachys japonicus shows various biological activities. However, the molecular mechanisms remain unknown in LPS-stimulated macrophages. Here, we investigated the anti-oxidizing effect of the dichloromethane (DCM) and hexane fractions from O. japonicus (OJD and OJH) against oxidative stress in RAW 264.7 cells stimulated by LPS. OJD and OJH significantly increased the expression of heme oxygenase-1 (HO-1) in a dose- and time-dependent manner. Additionally, it was found that the expression of HO-1 was stimulated by Nrf2 activated via degradation of Keap1. ERK and p38 inhibitors repressed HO-1 induced by OJD and OJH in LPS-stimulated cells, respectively. In conclusion, these results suggest that OJD and OJH may block oxidative damage stimulated by LPS, via increasing the expression of HO-1 and Nrf2, and MAPK signaling pathway.
The stems of Dendrobium moniliforme have been used in traditional herbal medicine for the treatment of fever and lack of body fluid in Korea. In this study, we investigated anti-inflammatory effects of the aqueous extract of D. moniliforme stems (DM) in response to lipoteichoic acid (LTA), a major constituent of the cell wall of Gram-positive bacteria. DM inhibited LTA-induced expression of a pro-inflammatory mediator inducible nitric oxide synthase (iNOS) in the murine macrophages. And DM induced expression of heme oxygenase-1 (HO-1) at the transcriptional level. Conversely, the knockdown of HO-1 expression by siRNA markedly reversed the inhibitory effects of DM on LTA-induced iNOS expression. We also demonstrated that nuclear translocation of Nrf2 was increased following treatment with DM. In addition, DM-mediated Nrf2 activation and HO-1 expression were suppressed by PI3K/Akt and p38 inhibitors; treatment with DM also resulted in phosphorylation of Akt and p38. These results suggest that DM inhibits the expression of iNOS in LTA-stimulated macrophages, and that these effects are mediated by the upregulation of HO-1 expression via PI3K/Akt/p38-Nrf2 signaling.
Jin, Chang Hyun;So, Yang Kang;Han, Sung Nim;Kim, Jin-Baek
Biomolecules & Therapeutics
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제24권5호
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pp.510-516
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2016
Isoegomaketone (IK) was isolated from Perilla frutescens, which has been widely used as a food in Asian cuisine, and evaluated for its biological activity. We have already confirmed that IK induced the HO-1 expression via Nrf2 activation in RAW264.7 cells. In this study, we investigated the effect of IK on the mechanism of HO-1 expression. IK upregulated HO-1 mRNA and protein expression in a dose dependent manner. The level of HO-1 mRNA peaked at 4 h after $15{\mu}M$ IK treatment. To investigate the mechanisms of HO-1 expression modulation by IK, we used pharmacological inhibitors for the protein kinase C (PKC) family, PI3K, and p38 MAPK. IK-induced HO-1 mRNA expression was only suppressed by SB203580, a specific inhibitor of p38 MAPK. ROS scavengers (N-acetyl-L-cysteine, NAC, and glutathione, GSH) also blocked the IK-induced ROS production and HO-1 expression. Furthermore, both NAC and SB203580 suppressed the IK-induced Nrf2 activation. In addition, ROS scavengers suppressed other oxidative enzymes such as catalase (CAT), glutathione S-transferase (GST), and NADH quinone oxidoreductase (NQO-1) in IK-treated RAW264.7 cells. Taken together, it can be concluded that IK induced the HO-1 expression through the ROS/p38 MAPK/Nrf2 pathway in RAW264.7 cells.
Antioxidant effects and nuclear factor E2-related factor-2 (Nrf-2) signal pathway of methanol extract and 4 fractions [n-hexane, methylene chloride, ethyl acetate (EtOAc), and n-butanol fractions] from Petasites japonicus were investigated. The EtOAc fraction showed highest polyphenol and flavonoid contents among other fractions. In addition, EtOAc fraction showed stronger scavenging activity against superoxide anion radical than other fractions. Furthermore, we investigated antioxidants effects of the EtOAc fraction under cellular system using $LLC-PK_1$ cells. The EtOAc fraction dose-dependently increased the antioxidant protein expressions of heme oxygenase 1 (HO-1) and thioredoxin reductase 1 (TrxR1) known to be involved in oxidative stress, through activation of Nrf-2. The treatment of EtOAc fraction ($100{\mu}g/mL$) led to the elevation of the high expression of Nrf-2-dependent factor such as HO-1 and TrxR1. These results indicated that the EtOAc fraction of P. japonicus showed high antioxidant activity by regulation of Nrf-2 signaling pathway.
Kim, Ha Na;Park, Su Bin;Kim, Jeong Dong;Jeong, Jin Boo
한국자원식물학회:학술대회논문집
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한국자원식물학회 2019년도 추계학술대회
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pp.65-65
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2019
In this study, we evaluated the anti-inflammatory effect of extracts of leaves (LCLE) and branches (LCBE) from L. caerulea in LPS-stimulated RAW264.7 cells. Inhibitory effect of LCLE and LCBE against LPS-induced overproduction of NO, iNOS and $IL-1{\beta}$ was higher than LCFE. Furthermore, LCLE and LCBE significantly inhibited the overexpression of COX-2, IL-6 and $TNF-{\alpha}$ in LPS-stimulated RAW264.7 cells. LCLE and LCBE did not inhibited LPS-induced degradation of $I{\kappa}B-{\alpha}$, but blocked the nuclear accumulation of p65. LCLE did not inhibited LPS-induced phosphorylation of ERK1/2 and p38, while LCBE significantly attenuated phosphorylation level of p38. LCLE and LCBE increased HO-1 protein level and decrease of iNOS and $IL-1{\beta}$ expression by LCLE and LCBE was inhibited by HO-1 knockdown. The inhibition of p38 by SB203580 and ROS by NAC blocked HO-1 expression by LCLE and LCBE. LCLE and LCBE increased p38 phosphorylation and the inhibition of ROS by NAC blocked p38 phosphorylation LCLE and LCBE. LCLE and LCBE induced nuclear accumulation of Nrf2, but this was significantly reversed by the inhibition of p38 and ROS. In addition, LCLE and LCBE increased ATF3 expression and decrease of iNOS and $IL-1{\beta}$ expression by LCLE and LCBE was inhibited by ATF3 knockdown. Collectively, LCLE and LCBE inhibited LPS-induced $NF-{\kappa}B$ activation by blocking p65 nuclear accumulation, increased HO-1 expression by ROS/p38/Nrf2 activation, and increased ATF3 expression. Furthermore, LCBE inhibited LPS-induced p38 phosphorylation.
The proteasome plays a major role in the degradation of abnormal proteins within the cell. Therefore, repressed proteasome function is accepted as one of factors contributing the pathogenesis of multiple degenerative diseases. In the present study, we have observed that xanthohumol C, which is one of prenylated flavonoids from hops, increases the expression of the proteasome subunits through the Nrf2 pathway. Treatment of murine renal epithelial TCMK-1 cells with xanthohumol C and its methoxymethoxy-derivative elevated the expression of the Antioxidant Response Element (ARE)-driven reporter gene, as well as Nrf2-target genes including NAD(P)H: quinoneoxidoreductaes 1 (Nqo1). Transcript levels for the catalytic subunits of the proteasome Psmb5 and Psmb6 were increased by these compounds. The activation of the psmb5 promoter by xanthohumol C was abolished when the ARE in this promoter was mutated, indicating that proteasome induction was mediated by the Nrf2-ARE pathway. These results suggest that xanthohumol compounds from hops have a potential benefit on various oxidative stress-associated human diseases through the induction of the proteasome.
Sargassum serratifolium ethanolic extract has been known for strong antioxidant and anti-inflammatory properties. We prepared hexane fraction from the ethanolic extract of S. serratifolium (HSS) to improve biological activities. In this study, we investigated the effects of HSS on the inhibition of tumor necrosis factor (TNF)-${\alpha}$-induced monocyte adhesion to human umbilical vein endothelial cells (HUVECs). We found that HSS suppressed the production of cell adhesion molecules such as intracellular adhesion molecule-1 and vascular cell adhesion molecule-1 in TNF-${\alpha}$-induced HUVECs. Moreover, TNF-${\alpha}$-induced production of monocyte chemoattractant protein 1 and keratinocyte chemoattractant was inhibited by HSS treatment. HSS suppressed TNF-${\alpha}$-induced nuclear factor kappa B ($NF-{\kappa}B$) activation via preventing proteolytic degradation of inhibitor ${\kappa}B-{\alpha}$. HSS induced the production of heme oxygenase 1 via translocation of Nrf2 into the nucleus in TNF-${\alpha}$-treated HUVECs. Overall, HSS alleviated vascular inflammation through the downregulation of $NF-{\kappa}B$ activation and the upregulation of Nrf2 activation in TNF-${\alpha}$-induced HUVECs. These results indicate that HSS may be used as therapeutic agents for vascular inflammatory disorders.
Kim, Ha Na;Park, Su Bin;Kim, Jeong Dong;Jeong, Hyung Jin;Jeong, Jin Boo
한국자원식물학회:학술대회논문집
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한국자원식물학회 2018년도 추계학술대회
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pp.98-98
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2018
In this study, we evaluated the anti-inflammatory effect of extracts of leaves (ST-L) and branches (ST-B) from Sageretia theezans in LPS-stimulated RAW264.7 cells. ST-L and ST-B significantly inhibited the production of the pro-inflammatory mediators such as NO, iNOS, COX-2, $IL-1{\beta}$ and IL-6 in LPS-stimulated RAW264.7 cells. ST-L and ST-B blocked LPS-induced degradation of $I{\kappa}B-{\alpha}$ and nuclear accumulation of p65, which resulted to the inhibition of $NF-{\kappa}B$ activation in RAW264.7 cells. ST-L and ST-B also attenuated the phosphorylation of ERK1/2, p38 and JNK in LPS-stimulated RAW264.7 cells. In addition, ST-L and ST-B increased HO-1 expression in RAW264.7 cells, and the inhibition of HO-1 by ZnPP reduced the inhibitory effect of ST-L and ST-B against LPS-induced NO production in RAW264.7 cells. Inhibition of p38 activation and ROS elimination attenuated HO-1 expression by ST-L and ST-B, and ROS elimination inhibited p38 activation induced by ST-L and ST-B. ST-L and ST-B dramatically induced nuclear accumulation of Nrf2, but this was significantly reversed by the inhibition of p38 activation and ROS elimination. Collectively, our results suggest that ST-L and ST-B exerts potential anti-inflammatory activity by suppressing $NF-{\kappa}B$ and MAPK signaling activation, and activating HO-1 expression through the nuclear accumulation of Nrf2 via ROS-dependent p38 activation. These findings suggest that ST-L and ST-B may have great potential for the development of anti-inflammatory drug to treat acute and chronic inflammatory disorders.
We have previously shown that paraquat (PQ)-induced oxidative stress causes dramatic damage in various human cell lines. Naringenin (NG) is an active flavanone, which has been reported to have beneficial bioactivities, including antioxidative, anti-inflammatory, and antitumorigenic activities, with a relatively low toxicity to normal cells. In this study, we intended to assess the cytoprotective effect of NG against PQ-induced toxicity in the human bronchial epithelial BEAS-2B cell line. Co-treatment with NG in PQ-treated BEAS-2B cells can reduce PQ-induced cellular toxicity. NG can also decrease the generation of intracellular ROS caused by PQ treatment. We also observed that treatment with NG in PQ-exposed BEAS-2B cells can significantly induce the expression of antioxidant-related genes, including GPX2, GPX3, GPX5, and GPX7. NG co-treatment can also activate the NRF2 transcription factor and promote its nuclear translocation. In addition, NG co-treatment can induce the expression of NRF2-downstream target genes such as that of heme oxygenase-1 (HO-1) and NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1 (NQO1). A small interfering RNA study revealed that the knockdown of NRF2 can abrogate NG-mediated protection of the cells from PQ-induced cellular toxicity. We propose that NG effectively alleviates PQ-induced cytotoxicity in human bronchial epithelial BEAS-2B cells through the NRF2-regulated antioxidant defense pathway, and NG might be a good therapeutic candidate molecule in oxidative stress-related diseases.
As the mechanism underlying glucose metabolism regulation by oxymatrine is unclear, this study investigated the effects of oxymatrine on pyroptosis in INS-1 cells. Flow cytometry was employed to examine cell pyroptosis and reactive oxygen species (ROS) production. Cell pyroptosis was also investigated via transmission electron microscopy and lactate dehydrogenase (LDH) release. Protein levels were detected using western blotting and interleukin (IL)-1β and IL-18 secretion by enzyme-linked immunosorbent assay. The caspase-1 activity and DNA-binding activity of nuclear factor kappa B (NF-κB) and nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 protein (Nrf2) were also assessed. In the high glucose and high fat-treated INS-1 cells (HG + PA), the caspase-1 activity and LDH content, as well as Nod-like receptor family pyrin domain containing 3, Gsdmd-N, caspase-1, apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD, IL-1β, and IL-18 levels were increased. Moreover, P65 protein levels increased in the nucleus but decreased in the cytoplasm. Oxymatrine attenuated these effects and suppressed high glucose and high fat-induced ROS production. The increased levels of nuclear Nrf2 and heme oxygenase-1 (HO-1) in the HG + PA cells were further elevated after oxymatrine treatment, whereas cytoplasmic Nrf2 and Keleh-like ECH-associated protein levels decreased. Additionally, the elevated transcriptional activity of p65 in HG + PA cells was reduced by oxymatrine, whereas that of Nrf2 increased. The results indicate that the inhibition of pyroptosis in INS-1 cells by oxymatrine, a key factor in its glucose metabolism regulation, involves the suppression of the NF-κB pathway and activation of the Nrf2/HO-1 pathway.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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