Severe acute respiratory syndrome CoV-2 (SARS-CoV-2) is responsible for the current coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic. Signaling pathways that are essential for virus production have potential as therapeutic targets against COVID-19. In this study, we investigated cellular responses in two cell lines, Vero and Calu-3, upon SARS-CoV-2 infection and evaluated the effects of pathway-specific inhibitors on virus production. SARS-CoV-2 infection induced dephosphorylation of STAT1 and STAT3, high virus production, and apoptosis in Vero cells. However, in Calu-3 cells, SARS-CoV-2 infection induced long-lasting phosphorylation of STAT1 and STAT3, low virus production, and no prominent apoptosis. Inhibitors that target STAT3 phosphorylation and dimerization reduced SARS-CoV-2 production in Calu-3 cells, but not in Vero cells. These results suggest a necessity to evaluate cellular consequences upon SARS-CoV-2 infection using various model cell lines to find out more appropriate cells recapitulating relevant responses to SARS-CoV-2 infection in vitro.
Colorectal cancer (CRC) is the third most common malignancy and fourth most common cause of cancer mortality worldwide. Untreated chronic inflammation in the intestine ranks among the top three high-risk conditions for colitis-associated colorectal cancer (CAC). Signal Transducer and Activator of Transcription 3 (STAT3) protein is a member of the STAT family of transcription factors often deregulated in CRC. In this review, we try to emphasize the critical role of STAT3 in CAC as well as the crosstalk of STAT3 with inflammatory cytokines, nuclear factor (NF)-${\kappa}B$, PI3K/Akt, Mammalian Target of Rapamycin (mTOR), Notch, $Wnt/{\beta}$-catenin and microRNA (MiR) pathways. STAT3 is considered as a primary drug target to treat CAC in humans and rodents. Also we updated the findings for inhibitors of STAT3 with regard to effects on tumorigenesis. This review will hopefully provide insights on the use of STAT3 as a therapeutic target in CAC.
The importance of signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) signaling in gastric carcinogenesis was firmly evaluated in the previous studies. Fully activated STAT3 induces various target genes involving tumor invasion and epithelial-mesenchymal transition (EMT), and mediates interaction between cancer cells and microenvironmental immune cells. Thus, suppression of STAT3 activity is an important issue for inhibition of gastric carcinogenesis and invasion. Unfortunately, data from clinical studies of direct inhibitor targeting STAT3 have been disappointing. SH2-containing protein tyrosine phosphatase 1 (SHP-1) effectively dephosphorylates and inhibits STAT3 activity, which has not been extensively studied gastric cancer research field. However, by summarizing recent data, it is evident that protein and gene expression of SHP-1 are minimal in gastric cancer cells, and induction of SHP-1 effectively downregulates phosphorylated STAT3 and inhibits cellular invasion in gastric cancer cells. Several SHP-1 inducers have been investigated in the experimental studies, including proton pump inhibitor, arsenic trioxide, and other natural compounds. Taken together, we suggest that modulation of SHP-1/STAT3 signaling axis may present a new way for treatment of gastric cancer, and development of effective SHP-1 inducer may be an important task in the future search field of gastric cancer.
Yuan, Yuan;Fan, Jie-Lin;Yao, Fang-Ling;Wang, Kang-Tao;Yu, Ying;Carlson, Jennifer;Li, Ming
Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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제16권8호
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pp.3117-3120
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2015
Objective: Interferon-${\gamma}$ (IFN-${\gamma}$) and signal transducers and activators of transcription (STATs) each play an important role in carcinogenesis associated with viral infection. Cervical cancer is almost invariably associated with infection by human papillomavirus (HPV), and previous studies suggested that dysregulation of the signal pathway involved in IFN-${\gamma}$ and STATs is associated. Our objective was to evaluate the association of SNPs in STAT2, STAT3, and IFN-${\gamma}$ with cervical cancer susceptibility in Chinese Han women in Hunan province. Materials and Methods: Genomic DNA was extracted from peripheral blood samples of 234 cervical cancer patients and 216 healthy female controls. STAT2 and STAT3 genotyping was performed using polymerase chain reaction-restriction enzyme (PCR-RE) analysis. IFN-${\gamma}$ genotyping was detected by PCR-amplification of specific allele (PASA). Results: For STAT2 rs2066807 polymorphisms, there was no significant difference of genotype distribution (P=0.827) and allele frequencies (P=0.830, OR=1.09, 95% CI: 0.51-2.31) between cases and controls. For STAT3 rs957970 polymorphisms, there was no significant difference of genotype distribution (P=0.455) and allele frequencies (P=0.560, OR=0.92, 95% CI: 0.71-1.20) between cases and controls. For IFN-${\gamma}$ +874A/T polymorphisms, there was no significant difference of genotype distribution (P=0.652) and allele frequencies (P=0.527, OR=1.12, 95% CI: 0.79-1.59) between cases and controls. Conclusion: These results suggest that polymorphisms in STAT2, STAT3 and IFN-${\gamma}$ genes are not likely to be strong predictors of cervical cancer in Han women in southern China.
Deep hypothermic circulatory arrest(DHCA), in which systemic temperatures of 2$0^{\circ}C$ or less are used to allow temporary cessation of the circulation, is an useful adjunct in cardiac surgery. Because man in natural circumstances is never exposed to the extreme hypothermic condition, however, one of the controversial aspects is appropriate blood gas management($\alpha$STAT versus PH-STAT) during DHCA. This study aims to compare $\alpha$STAT with PH-STAT management for control of blood gases in experimental cardiopulmonary bypass(CPB) circuits with a membrane oxygenator. Fourteen young pigs were assigned to one of two strategies of gas manipulation. After a median sternotomy, CPB was established. Core cooling was initiated and continued until nasopharyngeal temperature fell below 2$0^{\circ}C$. The flow rate was set at 2,500 ml/min. Once their temperatures were below 2$0^{\circ}C$, the animals were subjected to circulatory arrest for 40mins. During cooling, blood gas was maintained according to either $\alpha$$\alpha$STAT or pH-STAT strategies. After DHCA, the body was rewarmed to normal body temperature. Arterial blood gases were measured before the onset of CPB, before cooling, before DHCA, at the point of 27$^{\circ}C$ during re-warming, on completion of re-warming. Cooling time was significantly shorter in $\alpha$-STAT than PH-STAT strategy, while there was no significant differences in rewarming time between two groups. Carbon dioxide was added between 5.5 and 3.0% in PH-STAT, while no carbon dioxide was added in $\alpha$STAT management. Amounts of oxygen administration were gradually lowered as temperature decreased. In this way, criteria of PH, PaCO, and PaO adjustments were satisfied in both $\alpha$STAT and PH-STAT management groups.
Sukjin Ou;Tae Yoon Kim;Euitaek Jung;Soon Young Shin
BMB Reports
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제57권5호
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pp.238-243
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2024
Bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BM-MSCs) can differentiate into endothelial cells in an inflammatory microenvironment. However, the regulatory mechanisms underlying this process are not entirely understood. Here, we found that TIE2 in BM-MSCs was upregulated at the transcriptional level after stimulation with tumor necrosis factor-alpha (TNFα), a major pro-inflammatory cytokine. Additionally, the STAT-binding sequence within the proximal region of TIE2 was necessary for TNFα-induced TIE2 promoter activation. TIE2 and STAT3 knockdown reduced TNFα-induced endothelial tube formation in BM-MSCs. Among the major TNFα-activated MAP kinases (ERK1/2, JNK1/2, and p38 MAPK) in BM-MSCs, only inhibition of the p38 kinase abrogated TNFα-induced TIE2 upregulation by inhibiting the JAK-STAT signaling pathway. These findings suggest that p38 MAP contributes to the endothelial differentiation of BM-MSCs by activating the JAK-STAT-TIE2 signaling axis in the inflammatory microenvironment.
Background: The transcription factor signal transducer and activator of transcription 3 (Stat3)is constitutively activated in many human cancers. It promotes tumor cell proliferation,inhibits apoptosis, induces angiogenesis and metastasis, and suppresses antitumor hostimmune responses. Therefore, Stat3 has emerged as a promising molecular target for cancertherapies. In this study, we evaluated the Stat3-suppressive activity of 38 herbal medicinestraditionally used in Korea.Methods: Medicinal herb extracts in 70% ethanol were screened for their ability to suppressStat3 in the A549 human lung cancer cell line. A Stat3-responsive reporter assay system wasused to detect intracellular Stat3 activity in extract-treated cells, and Western blot analyseswere performed to measure the expression profiles of Stat3-regulated proteins.Results: Fifty percent of the 38 extracts possessed at least mild Stat3-suppressive activities(i.e., activity less than 75% of the vehicle control). Ethanol extracts of Bupleurum falcatumL., Taraxacum officinale Weber, Solanum nigrum L., Ulmus macrocarpa Hance, Euonymus alatusSieb., Artemisia capillaris Thunb., and Saururus chinensis (Lour.) Baill inhibited up to 75% of thevehicle control Stat3 activity level. A549 cells treated with these extracts also had reducedBcl-xL, Survivin, c-Myc, and Mcl-1 expression.Conclusion: Many medicinal herbs traditionally used in Korea contain Stat3 activity-suppressing substances. Because of the therapeutic impact of Stat3 inhibition, these resultscould be useful when developing novel cancer therapeutics from medicinal herbs.
Veena Jaganivasan;Dona Samuel Karen;Bavya Chandrasekhar
Journal of Integrative Natural Science
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제16권3호
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pp.81-95
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2023
Colorectal cancer is one of the most common types of cancer worldwide, ranking third after lung and breast cancer in terms of global prevalence. With an expected 1.93 million new cases and 935,000 deaths in 2020, it is more prevalent in males than in women. Evidence has shown that during the later stages of colon cancer, STAT1 promotes tumor progression by promoting cell survival and resistance to chemotherapy. Recent studies have shown that inhibiting STAT1 pathway leads to a reduction in tumor cell proliferation and growth, and can also promote apoptosis in colon cancer cells. One of the recent approaches in the field of drug discovery is drug repurposing. In drug repurposing approach we have virtually screened FDA database against STAT1 protein and their interactions have been studied through Molecular docking. Cross docking was performed with the top 10 compounds to be more specific with STAT1 comparing the affinity with STAT2, STAT3, STAT4, STAT5a, STAT5b and STAT6. The drugs that showed higher affinity were subjected to Conceptual - Density functional theory. Besides, the Molecular dynamic simulation was also carried out for the selected leads. We also validated in-vitro against colon cancer cell lines. The results showed mainly Acetyldigitoxin has shown better binding to the target. From this study, we can predict that the drug Acetyldigitoxin has shown noticeable inhibitory efficiency against STAT1, which in turn can also lead to the reduction of tumor cell growth in colon cancer.
목적 : 이 연구는 봉독이 사람의 난소암 세포인 SKOV3와 PA-1에서 death receptor의 발현을 높여 세포자멸사를 촉진함으로써 암세포의 성장을 억제하는지 밝히고자 하였다. 방법 : 난소암의 세포자멸사의 관찰에는 DAPI, TUNEL staining assay를 시행하였으며, 세포자멸사 조절 단백질의 변동 관찰에는 western blot analysis를 시행하였고, 난소암 세포에서 death receptor의 변화를 관찰하기 위해 RT-PCR analysis를 시행하였다. 결과 : 1. DAPI, TUNEL staining assay 결과, 봉독은 투여량에 따라 세포자멸사의 유도를 통해 SKOV3와 PA-1 난소암세포의 증식을 억제하였고, 세포자멸사와 동반하여 DR4와 DR6의 발현이 두 암세포 모두에서 증가하였고, DR3의 출현은 PA-1 세포에서 증가하였다. 2. Death Receptor의 발현 증가에 따라 caspase-3, 8, 9 and Bax를 포함하는 세포자멸사 촉진 단백질의 발현이 동반하여 상승하였고 JAK2, STAT3의 인산화와 Bcl-2의 발현은 억제되었다. 3. siRNA 처리 시 봉독에 의한 DR3, DR4, DR6 발현증가와 STAT3의 활성억제가 역전되었다. 결론 : 이러한 결과는 봉독이 난소암 세포에서 DR3, DR4, DR6의 증가와 JAK2/STAT3 pathway의 억제를 통하여 세포자멸사를 유발한다는 것을 시사하며, 난소암의 예방과 치료에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
Signal transducer and activator of transcription 4 (STAT4) is one of the important mediators in generating inflammation and immune responses. To address the role of Stat4 in carrageenan induced acute inflammation, we performed paw edema measurement and 7.4 k mouse cDNA microarray analysis in carrageenan induced acute inflammation in Stat4 knockout (-/-) mice. Male BALB/c (n=8) and Stat4 -/- (n=5) were used and paw edema was induced with injection of $30\;{\mu}L$ of 1% carrageenan into plantar surface of right hind paw. Next, we isolated the mRNA in mouse whole brain and analyzed cDNA microarray profiles for the changes of the brain expression in Stat4 -/- mice. Interestingly, the increase in paw volume of Stat4 -/- mice was reduced by about 30% as compared to that of wild type. The cDNA microarray analysis revealed the altered expressions of several cytokines (Tnf, Il6, and Il4) and pain-associated proteins (Ptgs2, Gabra6, and Gabbr1) in Stat4 -/- mice. Our results suggest that Stat4 may be related to the inhibitory responses on carrageenan induced acute inflammation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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