JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제14권5호
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pp.649-657
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2014
In this study, the effects of the frequency-dependent characteristics of through-silicon vias (TSVs) on the performance of 3D ICs are examined by evaluating a typical interconnection structure, which is composed of 32-nm CMOS inverter drivers and receivers connected through TSVs. The frequency-domain model of TSVs is extracted in S-parameter from a 3D electromagnetic (EM) method, where the dimensional variation effect of TSVs can be accurately considered for a comprehensive parameter sweep simulation. A parametric analysis shows that the propagation delay increases with the diameter and height of the TSVs but decreases with the pitch and liner thickness. We also investigate the crosstalk effect between TSVs by testing different signaling conditions. From the simulations, the worst signal integrity is observed when the signal experiences a simultaneously coupled transition in the opposite direction from the aggressor lines. Simulation results for nine-TSV bundles having regular and staggered patterns reveal that the proposed method can characterize TSV-based 3D interconnections of any dimensions and patterns.
According to the expansion of lifespan, neuronal disorder based on inflammation has been social problem. Therefore, we isolated shikonin from Lithospermum erythrorhizon and evaluated anti-inflammatory effects of shikonin in lipopolysaccharide (LSP)-stimulated BV2 microglial cells. Shikonin dose-dependently inhibits the expression of the proinflammatory mediators, nitric oxide (NO), prostaglandin $E_2$ ($PGE_2$), and tumor necrosis factor-${\kappa}B$ (TNF-${\alpha}$) as well as their main regulatory genes and products such as inducible NO synthase (iNOS), cyclooxygenase-2 (COX-2), and TNF-${\alpha}$ in LPS-stimulated BV2 microglial cells. Additionally, shikonin suppressed the LPS-induced DNA-binding activity of nuclear factor-${\kappa}B$ (NF-${\kappa}B$) to regulate the key regulatory genes of the proinflammatory mediators, such as iNOS, COX-2, and TNF-${\alpha}$, accompanied with downregulation of reactive oxygen species (ROS) generation. The results indicate that shikonin may downregulate the expression of proinflammatory genes involved in the synthesis of NO, $PGE_2$, and TNF-${\alpha}$ in LPS-treated BV2 microglial cells by suppressing ROS and NF-${\kappa}B$. Taken together, our results revealed that shikonin exerts downregulation of proinflammatory mediators by interference the ROS and NF-${\kappa}B$ signaling pathway.
Interplay between calcium ions ($Ca^{2+}$) and reactive oxygen species (ROS) delicately controls diverse pathophysiological functions of vascular smooth muscle cells (VSMCs). However, details of the $Ca^{2+}$ and ROS signaling network have been hindered by the absence of a method for dual measurement of $Ca^{2+}$ and ROS. Here, a real-time monitoring system for $Ca^{2+}$ and ROS was established using a genetically encoded hydrogen peroxide indicator, HyPer, and a ratiometric $Ca^{2+}$ indicator, fura-2. For the simultaneous detection of fura-2 and HyPer signals, 540 nm emission filter and 500 nm~ dichroic beamsplitter were combined with conventional exciters. The wide excitation spectrum of HyPer resulted in marginal cross-contamination with fura-2 signal. However, physiological $Ca^{2+}$ transient and hydrogen peroxide were practically measurable in HyPer-expressing, fura-2-loaded VSMCs. Indeed, distinct $Ca^{2+}$ and ROS signals could be successfully detected in serotonin-stimulated VSMCs. The system established in this study is applicable to studies of crosstalk between $Ca^{2+}$ and ROS.
A variety of ligands differ in their capacity to bind the receptor, elicit gene expression, and modulate physiological responses. Such receptors include Toll-like receptors (TLRs), which recognize various patterns of pathogens and lead to primary innate immune activation against invaders, and G-protein coupled receptors (GPCRs), whose interaction with their cognate ligands activates heterotrimeric G proteins and regulates specific downstream effectors, including immuno-stimulating molecules. Once TLRs are activated, they lead to the expression of hundreds of genes together and bridge the arm of innate and adaptive immune responses. We characterized the gene expression profile of Toll-like receptor 4 (TLR4) in RAW 264.7 cells when it bound with its ligand, 2-keto-3-deoxyoctonate (KDO), the active part of lipopolysaccharide. In addition, to determine the network communications among the TLR, Janus kinase (JAK)/signal transducer and activator of transcription (STAT), and GPCR, we tested RAW 264.7 cells with KDO, interferon-${\beta}$, or cAMP analog 8-Br. The ligands were also administered as a pair of double and triple combinations.
Systemic acquired resistance is a form of inducible resistance that is triggered in systemic healthy tissues of local-infected plants. Several candidate signaling molecules emerged in the past two years, including the methylated derivatives of well-known defense hormones salicylic acid (SA) and jasmonic acid (JA). In our present study, the symptom on Cucumber mosaic virus (CMV) infected Arabidopsis leaves in 0.1 mM SA or 0.06 mM JA pre-treated plants was lighter (less reactive oxygen species accumulation and less oxidative damages) than that of the control group. JA followed by SA (JA${\rightarrow}$SA) had the highest inhibitory efficiency to CMV replication, higher than JA and SA simultaneous co-pretreatment (JA+SA), and higher than a JA or a SA single pretreatment. The crosstalk between the two hormones was further investigated at the transcriptional levels of pathogenesis-related genes. The time-course measurement showed JA might play a more important role in the interaction between JA and SA.
Jo, Su-Hyun;Lee, Seung-Hyun;Kim, Kyong-Tai;Choi, Se-Young
International Journal of Oral Biology
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제44권2호
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pp.50-54
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2019
Melatonin is a neurotransmitter that modulates various physiological phenomena including regulation and maintenance of the circadian rhythm. Nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) play an important role in oral functions including orofacial muscle contraction, salivary secretion, and tooth development. However, knowledge regarding physiological crosstalk between melatonin and nAChRs is limited. In the present study, the melatonin-mediated modulation of nAChR functions using bovine adrenal chromaffin cells, a representative model for the study of nAChRs, was investigated. Melatonin inhibited the nicotinic agonist dimethylphenylpiperazinium (DMPP) iodide-induced cytosolic free $Ca^{2+}$ concentration ($[Ca^{2+}]_i$) increase and norepinephrine secretion in a concentration-dependent manner. The inhibitory effect of melatonin on the DMPP-induced $[Ca^{2+}]_i$ increase was observed when the melatonin treatment was performed simultaneously with DMPP. The results indicate that melatonin inhibits nAChR functions in both peripheral and central nervous systems.
Kim, Min-Jung;Yun, Hee;Kim, Dong-Hyun;Kang, Insug;Choe, Wonchae;Kim, Sung-Soo;Ha, Joohun
Journal of Ginseng Research
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제38권1호
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pp.16-21
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2014
Ginseng saponins exert various important pharmacological effects with regard to the control of many diseases, including cancer. In this study, the anticancer effect of ginsenosides on human cancer cells was investigated and compared. Among the tested compounds, ginsenoside-Rh2 displays the highest inhibitory effect on cell viability in HepG2 cells. Ginsenoside-Rh2, a ginseng saponin isolated from the root of Panax ginseng, has been suggested to have potential as an anticancer agent, but the underlying mechanisms remain elusive. In the present study, we have shown that cancer cells have differential sensitivity to ginsenoside-Rh2-induced apoptosis, raising questions regarding the specific mechanisms responsible for the discrepant sensitivity to ginsenoside-Rh2. In this study, we demonstrate that AMP-activated protein kinase (AMPK) is a survival factor under ginsenoside-Rh2 treatment in cancer cells. Cancer cells with acute responsiveness of AMPK display a relative resistance to ginsenoside-Rh2, but cotreatment with AMPK inhibitor resulted in a marked increase of ginsenoside-Rh2-induced apoptosis. We also observed that p38 MAPK (mitogen-activated protein kinase) acts as another survival factor under ginsenoside-Rh2 treatment, but there was no signaling crosstalk between AMPK and p38 MAPK, suggesting that combination with inhibitor of AMPK or p38 MAPK can augment the anticancer potential of ginsenoside Rh2.
Kim, Ki-Hye;Yang, Chul-Su;Shin, A-Rum;Jeon, So-Ra;Park, Jeong-Kyu;Kim, Hwa-Jung;Jo, Eun-Kyeong
IMMUNE NETWORK
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제11권2호
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pp.123-133
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2011
Background: Mycobacterium tuberculosis (Mtb) heparin binding hemagglutinin (HBHA) is an Ag known to evoke effective host immune responses during tuberculosis infection. However, the molecular basis of the host immune response to HBHA has not been fully characterized. In this study, we examined the molecular mechanisms by which HBHA can induce the expression of proinflammatory cytokines in macrophages. Methods: HBHA-induced mRNA and protein levels of proinflammatory cytokines were determined in bone marrow-derived macrophages (BMDMs) using RT-PCR and ELISA analysis. The roles of intracellular signaling pathways for NF-${\kappa}B$, PI3-K/Akt, and MAPKs were investigated in macrophage proinflammatory responses after stimulation with HBHA. Results: HBHA robustly activated the expression of mRNA and protein of both TNF-${\alpha}$ and IL-6, and induced phosphorylation of NF-${\kappa}B$, Akt, and MAPKs in BMDMs. Both TNF-${\alpha}$ and IL-6 production by HBHA was regulated by the NF-${\kappa}B$, PI3-K, and MAPK pathways. Furthermore, PI3-K activity was required for the HBHA-induced activation of ERK1/2 and p38 MAPK, but not JNK, pathways. Conclusion: These data suggest that mycobacterial HBHA significantly induces proinflammatory responses through crosstalk between the PI3-K and MAPK pathways in macrophages.
Cheong-Whan Chae;Gun Choi;You Ji Kim;Mingug Cho;Yoo-Wook Kwon;Hyo-Soo Kim
BMB Reports
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제56권9호
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pp.482-487
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2023
Hematopoiesis is regulated by crosstalk between long-term repopulating hematopoietic stem cells (LT-HSCs) and supporting niche cells in the bone marrow (BM). Here, we describe the role of KAI1, which is mainly expressed on LT-HSCs and rarely on other hematopoietic stem-progenitor cells (HSPCs), in niche-mediated LT-HSC maintenance. KAI1 activates TGF-β1/Smad3 signal in LT-HSCs, leading to the induction of CDK inhibitors and inhibition of the cell cycle. The KAI1-binding partner DARC is expressed on macrophages and stabilizes KAI1 on LT-HSCs, promoting their quiescence. Conversely, when DARC+ BM macrophages were absent, the level of surface KAI1 on LT-HSCs decreases, leading to cell-cycle entry, proliferation, and differentiation. Thus, KAI1 acts as a functional surface marker of LT-HSCs that regulates dormancy through interaction with DARC-expressing macrophages in the BM stem cell niche. Recently, we showed very special and rare macrophages expressing α-SMA+ COX2+ & DARC+ induce not only dormancy of LT-HSC through interaction of KAI1-DARC but also protect HSCs by down-regulating ROS through COX2 signaling. In the near future, the strategy to combine KAI1-positive LT-HSCs and α-SMA/Cox2/DARC triple-positive macrophages will improve the efficacy of stem cell transplantation after the ablative chemo-therapy for hematological disorders including leukemia.
Park, Hong-Jai;Kim, Do-Hyun;Lim, Sang-Ho;Kim, Won-Ju;Youn, Jeehee;Choi, Youn-Soo;Choi, Je-Min
IMMUNE NETWORK
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제14권1호
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pp.21-29
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2014
Follicular helper T ($T_{FH}$) cells are recently highlighted as their crucial role for humoral immunity to infection as well as their abnormal control to induce autoimmune disease. During an infection, na$\ddot{i}$ve T cells are differentiating into $T_{FH}$ cells which mediate memory B cells and long-lived plasma cells in germinal center (GC). $T_{FH}$ cells are characterized by their expression of master regulator, Bcl-6, and chemokine receptor, CXCR5, which are essential for the migration of T cells into the B cell follicle. Within the follicle, crosstalk occurs between B cells and $T_{FH}$ cells, leading to class switch recombination and affinity maturation. Various signaling molecules, including cytokines, surface molecules, and transcription factors are involved in $T_{FH}$ cell differentiation. IL-6 and IL-21 cytokine-mediated STAT signaling pathways, including STAT1 and STAT3, are crucial for inducing Bcl-6 expression and $T_{FH}$ cell differentiation. $T_{FH}$ cells express important surface molecules such as ICOS, PD-1, IL-21, BTLA, SAP and CD40L for mediating the interaction between T and B cells. Recently, two types of microRNA (miRNA) were found to be involved in the regulation of $T_{FH}$ cells. The miR-17-92 cluster induces Bcl-6 and $T_{FH}$ cell differentiation, whereas miR-10a negatively regulates Bcl-6 expression in T cells. In addition, follicular regulatory T ($T_{FR}$) cells are studied as thymus-derived $CXCR5^+PD-1^+Foxp3^+\;T_{reg}$ cells that play a significant role in limiting the GC response. Regulation of $T_{FH}$ cell differentiation and the GC reaction via miRNA and $T_{FR}$ cells could be important regulatory mechanisms for maintaining immune tolerance and preventing autoimmune diseases such as systemic lupus erythematosus (SLE) and rheumatoid arthritis (RA). Here, we review recent studies on the various factors that affect $T_{FH}$ cell differentiation, and the role of $T_{FH}$ cells in autoimmune diseases.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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