The expression of phase II detoxifying enzymes is affected by a variety of compounds and the induction of the enzymes plays an essential role in chemoprevention. A variety of phytochemicals such as sulfur-containing chemoprotective agents (SCC) may trigger cellular signals and activate phase II gene expression through ARE activation. see induces glutathione S-transferases. Studies were conducted to investigate the role of mitogen-activated protein (MAP) kinase and phosphatidylinositol 3-kinase (PI3-kinase) in the induction of GST (e.g. rGSTA2) by sec. We also studied the MAP kinase pathway responsible for the GST expression by see and compared that with the pathway activated by oxidative stress as a result of sulfur amino acids deprivation (SAAD). see inhibited phosphorylation of ERK1/2 although the effect of see on JNK and p38 MAP kinase was minimal. Wortmannin and LY294002. PI3-kinase inhibitors. abolished the increases in rGSTA2 mRNA and protein levels by SCC. Deprivation of cystine and methionine caused oxidative stress in H4IIE cells. as evidenced by a decrease in the reduced glutathione and an increase in prooxidant production. Electrophoretic mobility shift assay revealed that the ARE complex consisting of Nrf-1/2 and Maf proteins was activated 12~48 h. The rGSTA2 mRNA and protein levels were increased by SAAD. Activation of ARE and induction of rGSTA2 were both completely inhibited by PI3-kinase inhibitors. Inhibition of p38 MAP kinase by SB203580 prevented the ARE-mediated rGSTA2 induction. The results of this study showed that PI3-kinase might play an essential role in the ARE-mediated rGSTA2 induction by see or SAAD and that the dual MAP kinase pathways were responsible for the enzyme induction.
He, Mei Tong;Lee, Ah Young;Park, Chan Hum;Cho, Eun Ju
Nutrition Research and Practice
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제13권4호
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pp.279-285
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2019
BACKGROUND/OBJECTIVES: Excessive production of reactive oxygen species (ROS) such as hydroxyl (${\cdot}OH$), nitric oxide (NO), and hydrogen peroxide ($H_2O_2$) is reported to induce oxidative stress. ROS generated by oxidative stress can potentially damage glial cells in the nervous system. Cordyceps militaris (CM), a kind of natural herb widely found in East Asia. In this study, we investigated the free radical scavenging activity of the CM extract and its neuroprotective effects in $H_2O_2$-induced C6 glial cells. MATERIALS/METHODS: The ethanol extract of CM ($100-1,000{\mu}g/mL$) was used to measure DPPH, ${\cdot}OH$, and NO radical scavenging activities. In addition, hydrogen peroxide ($H_2O_2$)-induced C6 glial cells were treated with CM at $0.5-2.5{\mu}g/mL$ for measurement of cell viability, ROS production, and protein expression resulting from oxidative stress. RESULTS: The CM extract showed high scavenging activities against DPPH, ${\cdot}OH$, and NO radicals at concentration of $1,000{\mu}g/mL$. Treatment of CM with $H_2O_2$-induced oxidative stress in C6 glial cells significantly increased cell viability, and decreased ROS production. Cyclooxygenase-2 and inducible nitric oxide synthase protein expression was down-regulated in CM-treated groups. In addition, the protein expression level of phospho-p38 mitogen-activated protein kinase (p-p38 MAPK), phospho-c-Jun N-terminal kinase (p-JNK), and phospho-extracellular regulated protein kinases (p-ERK) in $H_2O_2$-induced C6 glial cells was down-regulated upon CM administration. CONCLUSION: CM exhibited radical scavenging activity and protective effect against $H_2O_2$ as indicated by the increased cell viability, decreased ROS production, down-regulation of inflammation-related proteins as well as p-p38, p-JNK, and p-ERK protein levels. Therefore, we suggest that CM could play the protective role from oxidative stress in glial cells.
Mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascades are conserved signaling modules in the eukaryotic cells. They are involved in many major cell processes in fungi such as stress responses, vegetative growth, pathogenicity, secondary metabolism and cell wall integrity. In this review, we summarized the advances of research on the MAPK signaling pathways in Alternaria species. As major phytopathogenic fungi, Alternaria species reduce crop production. In contrast to the five MAPK pathways known in yeast, only three MAPK pathways as Fus3/Kss1-type, Hog1-type, and Slt2-type have been characterized in Alternaria. The Fus3/Kss1-type MAPK pathway participates in regulation of vegetative growth, conidiation, production of some cell-wall-degrading enzymes and pathogenicity. The Hog1-type pathway is involved in osmotic and oxidative stress, fungicides susceptibility and pathogenicity. The Slt2-type MAP kinases play an important role on maintaining cell wall integrity, pathogenicity and conidiation. Although recent advances on the MAPK pathways in Alternaria spp. reveal many important features on the pathogenicity, there are many unsolved problems regarding to the unknown MAP kinase cascade components and network among other major signal transduction. Considering the economic loss induced by Alternaria spp., more researches on the MAPK pathways will need to control the Alternaria diseases.
The cyclopentenone prostaglandins (cyPGs) prostaglandin $A_1$ ($PGA_1$) and 15-deoxy-${\Delta}^{12,14}$-prostaglandin $J_2$ (15d-$PGJ_2$) have been reported to exhibit antiinflammatory activity in activated monocytes/macrophages. However, the effects of these two cyPGs on the expression of cytokine genes may differ. In this study, we investigated the mechanism of action of $PGA_1$ in lipopolysaccharide (LPS)-induced expression of inter leu kin (IL)-10 mRNA in mouse peritoneal macrophages. 15d-$PGJ_2$ inhibited expression of LPS-induced IL-10, whereas $PGA_1$ increased LPS-induced IL-10 expression. This synergistic effect of $PGA_1$ on LPS-induced IL-10 expression reached a maximum as early as 2 h after simultaneous $PGA_1$ and LPS treatment ($PGA_1$/LPS), and did not require new protein synthesis. The synergistic effect of $PGA_1$ was inhibited by GW9662, a specific peroxisome proliferator-activated receptor ${\gamma}(PPAR{\gamma})$ antagonist, and Bay-11-7082, a NF-${\kappa}B$ inhibitor. The extracellular signal-regulated kinases (ERK) inhibitor PD98059 increased the expression of $PGA_1$/LPS-induced IL-10 mRNA, rather than inhibiting the IL-10 expression. Moreover, $PGA_1$ inhibited LPS-induced ERK phosphorylation. The synergistic effect of $PGA_1$ on LPS-induced IL-10 mRNA and protein production was inhibited by p38 inhibitor PD169316, and $PGA_1$ increased LPS-induced p38 phosphorylation. In the case of stress-activated protein kinase/c-Jun $NH_2$-terminal kinase (SAPK/JNK), the SAPK/JNK inhibitor SP600125 did not inhibit IL-10 mRNA synthesis but inhibited the production of IL-10 protein remarkably. These results suggest that the synergistic effect of $PGA_1$ on LPS-induced IL-10 expression is NF-${\kappa}B$-dependent and mediated by mitogen-activated protein (MAP) kinases, p38, and SAPK/JNK signaling pathways, and also associated with the $PPAR{\gamma}$ pathway. Our data may provide more insight into the diverse mechanisms of $PGA_1$ effects on the expression of cytokine genes.
Lee, Jae Seung;Park, Sun Joo;Cho, You Sook;Huh, Jin Won;Oh, Yeon-Mok;Lee, Sang-Do
Tuberculosis and Respiratory Diseases
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제78권1호
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pp.8-17
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2015
Background: AMP-activated protein kinase (AMPK) not only functions as an intracellular energy sensor and regulator, but is also a general sensor of oxidative stress. Furthermore, there is recent evidence that it participates in limiting acute inflammatory reactions, apoptosis and cellular senescence. Thus, it may oppose the development of chronic obstructive pulmonary disease. Methods: To investigate the role of AMPK in cigarette smoke-induced lung inflammation and emphysema we first compared cigarette smoking and polyinosinic-polycytidylic acid [poly(I:C)]-induced lung inflammation and emphysema in $AMPK{\alpha}1$-deficient ($AMPK{\alpha}1$-HT) mice and wild-type mice of the same genetic background. We then investigated the role of AMPK in the induction of interleukin-8 (IL-8) by cigarette smoke extract (CSE) in A549 cells. Results: Cigarette smoking and poly(I:C)-induced lung inflammation and emphysema were elevated in $AMPK{\alpha}1$-HT compared to wild-type mice. CSE increased AMPK activation in a CSE concentration- and time-dependent manner. 5-Aminoimidazole-4-carboxamide-1-${\beta}$-4-ribofuranoside (AICAR), an AMPK activator, decreased CSE-induced IL-8 production while Compound C, an AMPK inhibitor, increased it, as did pretreatment with an $AMPK{\alpha}1$-specific small interfering RNA. Conclusion: $AMPK{\alpha}1$-deficient mice have increased susceptibility to lung inflammation and emphysema when exposed to cigarette smoke, and AMPK appears to reduce lung inflammation and emphysema by lowering IL-8 production.
한국독성학회 2002년도 Molecular and Cellular Response to Toxic Substances
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pp.191-191
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2002
Inflammatory as well as oxidative tissue damage has been associated with pathophysiology of Alzheimer's disease (AD), and nonsteroidal anti-inflammatory drugs have been shown to retard the progress of AD. In this study, we have investigated the molecular mechanisms underlying oxidative and inflammatory cell death induced by beta-amyloid (Abeta), a neurotoxic peptide associated with senile plaques formed in the brains of patients with AD, in cultured PC12 cells.(omitted)
Hong, So-hyeon;Hwang, Hwan-Jin;Kim, Joo Won;Kim, Jung A.;Lee, You Bin;Roh, Eun;Choi, Kyung Mook;Baik, Sei Hyun;Yoo, Hye Jin
Journal of Ginseng Research
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제44권4호
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pp.664-671
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2020
Background: Ginsenoside compound-Mc1 (Mc1) is a member of the deglycosylated ginsenosides obtained from ginseng extract. Although several ginsenosides have a cardioprotective effect, this has not been demonstrated in ginsenoside Mc1. Methods: We treated H9c2 cells with hydrogen peroxide (H2O2) and ginsenoside Mc1 to evaluate the antioxidant effects of Mc1. The levels of antioxidant molecules, catalase, and superoxide dismutase 2 (SOD2) were measured, and cell viability was determined using the Bcl2-associated X protein (Bax):B-cell lymphoma-extra large ratio, a cytotoxicity assay, and flow cytometry. We generated mice with high-fat diet (HFD)-induced obesity using ginsenoside Mc1 and assessed their heart tissues to evaluate the antioxidant effect and the fibrosis-reducing capability of ginsenoside Mc1. Results: Ginsenoside Mc1 significantly increased the level of phosphorylated AMP-activated protein kinase (AMPK) in the H9c2 cells. The expression levels of catalase and SOD2 increased significantly after treatment with ginsenoside Mc1, resulting in a decrease in the production of H2O2-mediated reactive oxygen species. Treatment with ginsenoside Mc1 also significantly reduced the H2O2-mediated elevation of the Bax:Bcl2 ratio and the number of DNA-damaged cells, which was significantly attenuated by treatment with an AMPK inhibitor. Consistent with the in vitro data, ginsenoside Mc1 upregulated the levels of catalase and SOD2 and decreased the Bax:B-cell lymphoma-extra large ratio and caspase-3 activity in the heart tissues of HFD-induced obese mice, resulting in reduced collagen deposition. Conclusion: Ginsenoside Mc1 decreases oxidative stress and increases cell viability in H9c2 cells and the heart tissue isolated from HFD-fed mice via an AMPK-dependent mechanism, suggesting its potential as a novel therapeutic agent for oxidative stress-related cardiac diseases.
Apoptosis signal-regulating kinase 1 (ASK1) is a mitogenactivated protein kinase (MAPK) kinase kinase that activates JNK and p38 kinases. ASK1 is activated by various stresses, such as reactive oxygen species (ROS), endoplasmic reticulum (ER) stress, lipopolysaccharide (LPS) and calcium influx which are thought to be responsible for the pathogenesis or exacerbations of various human diseases. Recent studies revealed the involvement of ASK1 in ROS- or ER stressrelated diseases, suggesting that ASK1 may be a potential therapeutic target of various human diseases. In this review, we focus on the current findings for the relationship between pathogenesis and ASK1-MAPK pathways.
Mitogen-activated protein kinases (MAPK) affect the activation of activator protein-1 (AP-1), which plays an important role in regulating a range of cellular processes. However, the roles of these signaling factors on hydrogen peroxide ($H_2O_2$)-induced cell death are unclear. This study examined the effects of $H_2O_2$ on the activation of MAPK and AP-1 by exposing the cells to $H_2O_2$ generated by either glucose oxidase or a bolus addition. Exposing BJAB or Jurkat cells to $H_2O_2$ affected the activities of MAPK differently according to the method of $H_2O_2$ exposure. $H_2O_2$ increased the AP-1-DNA binding activity in these cells, where continuously generated $H_2O_2$ led to an increase in mainly the c-Fos, FosB and c-Jun proteins. The c-Jun-$NH_2$-terminal kinase (JNK)-mediated activation of c-Jun was shown to be related to the $H_2O_2$-induced cell death. However, the suppression of $H_2O_2$-induced oxidative stress by either JNK inhibitor or c-Jun specific antisense transfection was temporary in the cells exposed to glucose oxidase but not to a bolus $H_2O_2$. This was associated with the disruption of death signaling according to the severe and prolonged depletion of reduced glutathione. Overall, these results suggest that $H_2O_2$ may decide differently the mode of cell death by affecting the intracellular redox state of thiol-containing antioxidants, and this depends more closely on the duration exposed to $H_2O_2$ than the concentration of this agent.
Kim, Seonyoung;Kang, Seok-Seong;Choi, Soo-Im;Kim, Gun-Hee;Imm, Jee-Young
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제29권1호
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pp.11-20
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2019
Ecklonia cava, an edible marine brown alga (Laminariaceae), is a rich source of bioactive compounds such as fucoidan and phlorotannins. Ecklonia cava extract (ECE) was prepared using 70% ethanol extraction and ECE contained 67% and 10.6% of total phlorotannins and dieckol, respectively. ECE treatment significantly inhibited receptor activator of nuclear $factor-{\kappa}B$ ligand (RANKL)-induced osteoclast differentiation of RAW 264.7 cells and pit formation in bone resorption assay (p <0.05). Moreover, it suppressed RANKL-induced $NF-{\kappa}B$ and mitogen-activated protein kinase signaling in a dose dependent manner. Downregulated osteoclast-specific gene (tartrate-resistant acid phosphatase, cathepsin K, and matrix metalloproteinase-9) expression and osteoclast proliferative transcriptional factors (nuclear factor of activated T cells-1 and c-fos) confirmed ECE-mediated suppression of osteoclastogenesis. ECE treatment ($100{\mu}g/ml$) increased heme oxygenase-1 expression by 2.5-fold and decreased intercellular reactive oxygen species production during osteoclastogenesis. The effective inhibition of RANKL-stimulated osteoclast differentiation and oxidative stress by ECE suggest that ECE has therapeutic potential in alleviating osteoclast-associated disorders.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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