We explored the role of phosphodiesterase 4 (PDE4) on parathyroid (PTH)-induced signaling in osteoblasts. PTH was shown to increase the activity of PDE, mainly PDE4, in osteoblasts, which is partly attributable to elevated PDE4B and PDE4D mRNA expression. The use of PDE4 inhibitor strengthened the PTH-induced extracellular signal-regulated kinase (ERK) and p38 MAP kinase (MAPK) activation. Furthermore, the PDE4 inhibitor stimulated PTH-induced receptor activator of nuclear factor-${\kappa}B$ ligand (RANKL) expression in osteoblasts, which in turn increased osteoclast formation. Taken together, these data suggest the negative role of PDE4 on PTH-induced signaling in osteoblasts.
To determine the regulatory roles of phosphodiesterase (PDE) inhibitors on $PGE_2$-induced osteoclastogenesis, we investigated the effect of PDE inhibitors on osteoclast formation in the presence of $PGE_2$. Among PDE isozyme specific inhibitors, milrinone, a selective PDE3 inhibitor, and rolipram, a specific PDE4 inhibitor, increased $PGE_2$-induced osteoclast formation in cocultures of mouse bone marrow cells and osteoblasts. To verify that whether the PDE3 and PDE4 inhibitors act indirectly on osteoblasts, we measured the concentration of intracellular cAMP in osteoblasts. Treatment of milrinone or rolipram increased $PGE_2$-stimulated cAMP levels in osteoblasts. Furthermore, northern blot analysis revealed that the PDE3 and PDE4 inhibitors works synergistically with $PGE_2$ to increase the expression of TRANCE mRNA in osteoblasts. On the contrary, the PDE3 and PDE4 inhibitors did not augment the number of osteoclasts differentiated from bone marrow cells by $PGE_2$. In conclusion, the stimulation of $PGE_2$-induced osteoclast formation by the PDE3 and PDE4 inhibitors are attributable to their indirect effect on osteoblasts, not to their direct effect on bone marrow-derived osteoclast precursors.
Phosphodiesterase (PDE)는 세포내의 cAMP를 분해하는 효소로 세포의 신호 전달에 중요한 기능을 수행하는 것으로 알려져 왔다. 각각의 PDE들은 N-말단의 서열을 통해 세포 내 특정 부위로 이동되어 기능을 수행한다. 이전의 연구를 통해 바다달팽이인 군소에서 새롭게 클로닝된 ApPDE4 long-form이 원형질막과 시냅스전 뉴런의 말단에 발현됨을 확인하였다. 그러나, 현재까지 이러한 세포내 작용부위로의 이동, 즉 타겟팅(targeting)에 필요한 최소부위가 어디인지, 이러한 타겟팅이 세포에 미치는 영향은 무엇인지는 보고되지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 이를 알아보기 위해 첫째, 원형질막으로 타겟팅에 필요한 최소부위를 알아 보고자 하였다. 이를 위해 다양한 결실돌연변이체를 제작하고, 이들의 이동과 분포를 확인한 결과, N-말단 13개의 아미노산만으로도 원형질막으로 타기팅에 충분하다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, ApPDE4 N-말단의 20개 아미노산을 mRFP에 융합해서 만든 ApPDE4(N20)-mRFP를 HEK293T 세포에 과발현시킨 결과, 기포(bleb)가 생성되는 세포의 비정상적인 형태 변화가 관찰 되었다. 이러한 형태적 변화는 ApPDE4가 원형질막으로 타겟팅되는 것과 관련이 있었다. 대표적인 인지질의 하나인 PI4,$5P_2$에 선택적으로 결합함으로써 원형질막으로 타겟팅되는 단백질인 mRFP-$PLC{\delta}1$(PH)의 과발현도 ApPDE4(N20)-mRFP와 비슷한 세포의 형태적 변화가 유도됨을 확인할 수 있었다. ApPDE4의 N-말단은 PI4,$5P_2$와 같은 인지질과의 결합으로 원형질막으로 타겟팅될 수 있고, 형태적 변화를 유도하는 가능성을 제시한다.
고려인삼학회 1998년도 Advances in Ginseng Research - Proceedings of the 7th International Symposium on Ginseng -
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pp.216-223
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1998
Cyclic nucleotide phosphodiesterases (PDEs) represent the unique enzymatic system degrddinf cAMP and cGMP which play a major role in the regulation of cell physiology. To investigate a possible molecular mechanism of ginsenosides, their activities were evaluated on PDEs which are recently described is new therapeutic targets. PDEs are classified into 7 families according to their genes (PDEI to PDE7) and are differently distributed in tissues. The IC50 values of ginsenosides were determined on PDEI to PDE 5 chromatographically isolatetl from bovine aorta. The results show that total ginseng saponin extract preferentially inhibits PDE 1 and PDE4 at concentrations nearby 200 ug/ml. Protopanaxadiol (PPD) fraction acts preferentially on PDE4 with and IC50 value of 100 nlml and inhibits also PDEI and PDE5 at 14 to 2 fold higher concentrations, respectively. Protopanaxatriol (PPT) fraction preferentially inhibits PDE 1 with and IC50 value of 170 ug/ml. Compound Rgl, originated from PPT fraction, and RC3 (5) represent the most active compounds towards PDE 1 with IC50 values around 80 UM. However Rg3 (R), epimer of Rgl (5) has no effect on the various PDEs tested, excepted on PDE3 rich is sligthly sensitive Compound Rbl, originated from PPD, acts on both PDEI and PDE4. It if two fold less active than Rgl and Rg3 (5) on PDEI. Taken together, these results mainly suggest that PDEI and PDE4 inhibitions could be a molecular mechanism which would participate in ginsenoside mechanisms, especially the effect of PPD on blood vessel and on CNS.
Kim, Jae-Hwan;Ovilo, Cristina;Park, Eung-Woo;Fernndez, Almudena;Lee, Jun-Heon;Jeon, Jin-Tae;Lee, Jung-Gyu
BMB Reports
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제41권6호
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pp.466-471
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2008
Three isoforms of pig PDE4B were cloned and classified as two forms: PDE4B1 and PDE4B3, which contain UCR1 and UCR2; and PDE4B2, which contains only UCR2. The amino acid sequences of each isoform showed good conservation in human and rat. PDE4B2 is expressed in a wide range of tissues, but PDE4B1 and PDE4B3 are not. Using an informative SNP for the Iberian x Landrace intercross detected from intron 12, a linkage map was constructed. The location of PDE4B was estimated at 123.6 cM outside of the QTL-CI (124-128 cM) for IMF. However, the QTL-CI for IMF was reconfirmed with high significance, and its position was narrowed down to an interval of 4 cM (the region defined by markers PDE4B and SW1881). Using radiation hybrid mapping, LEPR, LEPROT, DNAJC6, AK3L1 and AK3L2 were selected as positional and/or functional candidates related to the QTL.
Selective inhibition of seven new PDE inhibitors on cyclic nucleotide PDE isozymes was investigated. Three PDE isozymes (PDE I, II and III) of guinea pig left ventricular muscles were used. All tested agents inhibited cyclic AMP hydrolysis by PDE III IN A concentration-dependent manner. Some agents represented more potent and selective inhibitory effect on PDE III than that of imazodan.
미만성 거대 B 세포 림프종(DLBCL)은 비호지킨 림프종에서 가장 흔한 형태이다. DLBCL에서 약물치료에 대한 연구가 많은 진전을 보였지만, 아직 많은 환자의 경우 DLBCL로 인한 사망률이 상당하다. 따라서 DLBCL에 대한 이해와 새로운 표적 치료제의 개발이 필요하다. PDE (인산이에스테르 가수분해효소)4B는 최근 시행된 유전자 발현 프로파일링에서 약제내성을 가지는 DLBCL에서 과발현 되는 유전자로 밝혀졌다. PDE4B의 주된 역할은 이차전달자인 고리형 AMP (cylclic AMP, cAMP)를 5'AMP로의 가수분해를 촉진시켜 cAMP를 비활성화 시키는 것이다. cAMP는 B 세포에서 세포증식 저해와 세포사멸을 유도하고 PDE4B는 B 세포에서 이러한 cAMP의 기능을 소멸시키는 것으로 알려져 있다. 그러나 PDE4B의 과발현이 어떤 기작에 의한 것인지는 연구가 미비하다. 본 논문에서는 비정상적으로 발현된 마이크로 RNA (microRNA, miRNA)가 PDE4B의 과발현에 관련되어 있을 것이라는 가정하에 실험을 진행하였다. PDE4B 3'-UTR에는 세 개의 miR-23b 예상 결합부위가 존재하고, 이는 luciferase reporter assay를 통해서 확인하였다. 흥미롭게도, miR-23b 결합 부위들은 인간에서부터 도마뱀에 이르기까지 진화적으로 보존되어 있었고, 이는 세포 생리학적 측면에서 PDE4B-miR-23b 사이의 상호작용이 중요한 역할을 수행함을 암시하고 있다. miR-23b의 과발현은 PDE4B의 mRNA 발현을 감소시키고 세포내의 cAMP의 농도를 증가시켰다. 뿐만 아니라, miR-23b의 발현은 아데닐산고리화효소(adenylyl cyclase)의 활성약제인 forskolin이 처리된 경우에만 DLBCL 세포들의 증식과 생존을 억제하였다. 이는 miR-23b는 PDE4B 발현을 감소시킴으로써 세포증식과 생존을 조절함을 보여주는 것이다. 이를 통해 생각해 볼 때, miR-23b는 PDE4B를 억제함으로써 DLBCL에서 나타나는 항암제 내성을 극복할 수 있고, 따라서 miR-23b는 잠재적 종양 억제자로서 효과적인 치료적 타겟으로 예상된다.
To determine the regulatory roles of PDE4 inhibitor on LPS-induced osteoclastogenesis, we investigated the effect of a PDE4 inhibitor on osteoclast formation in the presence of LPS. A specific PDE4 inhibitor, rolipram, increased LPS-induced osteoclast formation in cocultures. To verify that whether rolipram acts indirectly on osteoblasts, we investigated the TRANCE and COX-2 mRNA expression levels in osteoblasts. Treatment of rolipram increased the expression of TRANCE and COX-2 mRNA in osteoblasts stimulated by LPS. On the contrary, rolipram did not augment the number of osteoclasts differentiated from bone marrow cells by LPS. In conclusion, the stimulation of LPS-induced osteoclast formation by the PDE4 inhibitor are attributable to its indirect effect on osteoblasts, not to their direct effect on bone marrow-derived osteoclast precursors.
The practice turn in the science education community emphasizes students' engagement in the activities that scientists and engineers actually do when they see, explain, and critique a phenomenon, or solve a problem. This turn highlights the importance of science learning environments for students. Consequently, the purpose of this study was the examination of relevant literature with the aim of proposing theoretically and empirically derived teaching strategies for students' productive disciplinary engagement (PDE) through model-based learning (MBL) in science classrooms. To this end, collected literature focusing on PDE and MBL was analyzed to better understand 1) how teachers can foster students' PDE in science classrooms, 2) how PDE can be connected to MBL, and 3) what supports are required for students' PDE through MBL. As a result of our analysis, a close relationship between PDE and MBL was identified. Importantly, this research reveals the promise of MBL for supporting students' PDE through the problematizing, authority, accountability, and resources. Further, our literature examination provided a better understanding of what supports are required for students' engagement in PDE through MBL and why this matters in the context of the practice turn in science education.
Phosphodiesterase(PDE)는 세포내에서 cAMP를 분해하는 효소로 세포의 신호 전달에 중요한 기능을 수행하는 것으로 알려져 왔다. 이전의 연구를 통해 군소에서 클로닝된 PDE4 long-form의 N-말단에 위치하는 16개 아미노산만으로 충분히 원형질막에 타기팅됨을 알 수 있었다. 본 연구에서는 ApPDE4의 N-말단 16개(L(N16))를 주형으로 해서 9-11번째와 15번째 아미노산들(RHW-C)을 무작위적으로 아마노산에 돌연변이를 주어서 세포내 타기팅에 미치는 영향을 분석해 보았다. 본 연구를 통해 원형질막과 골지체로 타기팅되는 돌연변이체들과 골지체로만 타기팅되는 돌연변이체들과, 소포체와 골지체로 동시에 타기팅되는 돌연변이체들과, 세포질에만 위치하는 돌연변이체들을 얻을 수 있었다. 또한, 이러한 타기팅에 palmitoylation이 영향을 주는지 확인하기 위해 palmitoylation 억제제인 2-BR을 처리해보니 대부분의 돌연변이체에서 원형질막 타기팅이 사라지는 것을 확인하였다. 이를통해 palmitoylation이 ApPDE4 돌연변이체들의 원형질막 타기팅에 중요하다는 사실을 확인할 수 있었다. 또한, 이들 돌연변이체들중 골지체로만 타기팅되는 L(N16,C3S/VV/G)-mRFP와 L(N16,C3S/LFS/R)-mRFP와 L(N16,EPL/R)-mRFP들의 경우는 골지체 타기팅에 인지질 중에 하나인 PI4P가 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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