Hae Chan Ha;Dan Zhou;Zhicheng Fu;Moon Jung Back;Ji Min Jang;In Chul Shin;Dae Kyong Kim
Biomolecules & Therapeutics
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v.31
no.5
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pp.550-558
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2023
Hair loss is a common condition that can have a negative impact on an individual's quality of life. The severe side effects and the low efficacy of current hair loss medications create unmet needs in the field of hair loss treatment. Hyaluronan and Proteoglycan Link Protein 1 (HAPLN1), one of the components of the extracellular matrix, has been shown to play a role in maintaining its integrity. HAPLN1 was examined for its ability to impact hair growth with less side effects than existing hair loss treatments. HAPLN1 was predominantly expressed in the anagen phase in three stages of the hair growth cycle in mice and promotes the proliferation of human hair matrix cells. Also, recombinant human HAPLN1 (rhHAPLN1) was shown to selectively increase the levels of transforming growth factor-β receptor II in human hair matrix cells. Furthermore, we observed concomitant activation of the ERK1/2 signaling pathway following treatment with rhHAPLN1. Our results indicate that rhHAPLN1 elicits its cell proliferation effect via the TGF-β2-induced ERK1/2 pathway. The prompt entering of the hair follicles into the anagen phase was observed in the rhHAPLN1-treated group, compared to the vehicle-treated group. Insights into the mechanism underlying such hair growth effects of HAPLN1 will provide a novel potential strategy for treating hair loss with much lower side effects than the current treatments.
We investigated the long term effects of Sopungsungi-won (SP), a Korean traditional formula used for senile constipation and diabetes mellitus, on the development of diabetic nephropathy (DN) in Zucker diabetic fatty (ZDF) rats. ZDF rats were fed regular laboratory chow mixed with SP or rosiglitazone (RSG) for an 8-week period. Kidney hypertrophy was developed with increasing plasma glucose level, and glomerular hypertrophy was improved by 22% and 45% in SP- and RSG-treated rats, respectively. Urinary glucose and albumin excretions were also significantly lower in SP-treated rats than in ZDF control rats. Activation of the mitogen-activated protein kinase (MAPK)-transforming growth factor ${\beta}1$ (TGF ${\beta}1$)-fibronectin pathway in kidney, responsible for glomerular dysfunction, was markedly blunted by SP treatment in a dose dependent manner. Our findings, for the first time, provide strong evidence that long-term administration of SP formula prevents the development and progression of DN in ZDF rats. Human trials are needed to confirm these experimental results.
Objective: The study investigated the biological functions and mechanisms for controlling cashmere growth of Liaoning cashmere goat by ovarian carcinoma immunoreactive antigen-like protein 2 (OCIAD2) and decorin (DCN) genes. Methods: cDNA library of Liaoning cashmere goat was constructed in early stages. OCIAD2 and DCN genes related to cashmere growth were identified by homology analysis comparison. The expression location of OCIAD2 and DCN genes in primary and secondary hair follicles (SF) was performed using in situ hybridization. The expression of OCIAD2 and DCN genes in primary and SF was performed using real-time polymerase chain reaction (PCR). Results: In situ hybridization revealed that OCIAD2 and DCN were expressed in the inner root sheath of Liaoning cashmere goat hair follicles. Real-time quantitative PCR showed that these genes were highly expressed in SF during anagen, while these genes were highly expressed in primary hair follicle in catagen phase. Melatonin (MT) inhibited the expression of OCIAD2 and promoted the expression of DCN. Insulin-like growth factors-1 (IGF-1) inhibited the expression of OCIAD2 and DCN, while fibroblast growth factors 5 (FGF5) promoted the expression of these genes. MT and IGF-1 promoted OCIAD2 synergistically, while MT and FGF5 inhibited the genes simultaneously. MT+IGF-1/MT+FGF5 inhibited DCN gene. RNAi technology showed that OCIAD2 expression was promoted, while that of DCN was inhibited. Conclusion: Activation of bone morphogenetic protein (BMP) signaling pathway up-regulated OCIAD2 expression and stimulated SF to control cell proliferation. DCN gene affected hair follicle morphogenesis and periodic changes by promoting transforming growth $factor-{\beta}$ ($TGF-{\beta}$) and BMP signaling pathways. OCIAD2 and DCN genes have opposite effects on $TGF-{\beta}$ signaling pathway and inhibit each other to affect the hair growth.
Peroxisome proliferators induce hepatic peroxisome proliferation and hepatic tumors in rodents. These chemicals increase the expression of the peroxisomal $\beta$-oxidation pathway and the cytochrome P-450 4A family, which metabolizes lipids, including eicosanoids. Peroxisome proliferators transiently induce increased cell proliferation in vivo. However, peroxisome proliferators are weakly mitogenic and are not co-mitogenic with epidermal growth factor (EGF) in cultured hepatocytes. Earlier study found that the peroxisome proliferator ciprofibrate is cornitogenic with eicosanoids. In order to study possible mechanisms of the comitogenicity of peroxisome proliferator ciprofibrate and eicosanoids' we hypothesized that the co-mitogenicity may result from synergistic or additive increases of second messengers in mitogenic signal pathways. We therefore examined the effect of the peroxisome proliferator ciprofibrate, prostaglandin $F_2_{\alpha}$($PGF_2{\alpha}$) and the combination of ciprofibrate and $PGF_2{\alpha}$ with or without growth factors on the protein kinase C (PKC) activity, and inositol-1, 4, 5-triphosphate ($IP_{3-}$) and intracellular calcium ($[Ca^{2+}]_i$) concentrations in cultured rat hepatocytes. The combination of ciprofibrate and $PGF_2{\alpha}$ significantly increased particulate PKC activity. The combination of ciprofibrate and $PGF_2{\alpha}$ also significantly increased EGF, transforming growth factor-$\alpha$ ($TGF_2{\alpha}$) and hepatic growth factor (HGF)-induced particulate PKC activity. The combination of ciprofibrate and $PGF_2_\alpha$greatly increased $[Ca^{2+}]_i$. However, the increases of PKC activity and $[Ca^{2+}]_i$ by ciprofibrate and $PGF_2{\alpha}$ alone were much smaller. Neither ciprofibrate or $PGF_2{\alpha}$ alone nor the combination of ciprofibrate and $PGF_2{\alpha}$ significantly increased the formation of $IP_3$. The combination of ciprofibrate and $PGF_2{\alpha}$, however, blocked the inhibitory effect of $TGF-{\beta}$ on particulate PKC activity and formation of $IP_3$ induced by EGF. These results show that co-mitogenicity of the peroxisome proliferator ciprofibrate and eicosanoids may result from the increase in particulate PKC activity and intracellular calcium concentration but not from the formation of $IP_3$.
Rani, Shilpa;Sreenivasaiah, Pradeep Kumar;Cho, Chunghee;Kim, Do Han
Molecules and Cells
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v.40
no.1
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pp.66-72
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2017
Pathological hypertrophy of the heart is closely associated with endoplasmic reticulum stress (ERS), leading to maladaptations such as myocardial fibrosis, induction of apoptosis, and cardiac dysfunctions. Salubrinal is a known selective inhibitor of protein phosphatase 1 (PP1) complex involving dephosphorylation of phospho-eukaryotic translation initiation factor 2 subunit $(p-eIF2)-{\alpha}$, the key signaling process in the ERS pathway. In this study, the effects of salubrinal were examined on cardiac hypertrophy using the mouse model of transverse aortic constriction (TAC) and cell model of neonatal rat ventricular myocytes (NRVMs). Treatment of TAC-induced mice with salubrinal ($0.5mg{\cdot}kg^{-1}{\cdot}day^{-1}$) alleviated cardiac hypertrophy and tissue fibrosis. Salubrinal also alleviated hypertrophic growth in endothelin 1 (ET1)-treated NRVMs. Therefore, the present results suggest that salubrinal may be a potentially efficacious drug for treating pathological cardiac remodeling.
Carpal tunnel syndrome (CTS) is one of the most common disorders by under pressure of the median nerve at the wrist in these days. However, pathological mechanism of CTS is unknown. We carried out this study to identify the changes of gene expression and to evaluate possible mechanism in CTS. 120 CTS patients and 30 control patients were included in this study. Patients with a history of diabetes, hypertension, thyroid diseases, and arthritis were excluded. CTS patients were divided to three experimental groups-Mild, Moderate, and Severe group-according to elecrodiagnosis. Radioactive cDNA microarrays (Nylon membrane including 1,152 genes) were used to examine the difference of gene expression profile in CTS. We identified up-regulated genes by more than 2.0 value of z-ratio, and down-regulated genes by less than-2.0 value of z-ratio. 20 genes such as the ITGAL, ITGAM, PECAM1, VIL2, TGFBR2, RAB7, RNF5 and NFKB1 were up-regulated, and 28 genes such as PRG5, CASP8, CDH1, IGFBP5, CBX3, HREV107, PIN, and WINT2 were down-regulated. These genes were related with TGF beta signaling pathway, NF-Kb signaling pathway, antiapoptotic pathway and T cell receptor signaling pathway. However, there were no differences in gene expression profiles according to severities of symptoms. We suggest that CTS could be related with proinflammatory mechanism and antiapoptotic mechanism.
Kim, Kyoung-Woon;Cho, Mi-La;Lee, Sang-Heon;Min, So-Youn;Park, Mi Kyung;Park, Sung-Hwan;Jue, Dae-Myung;Kim, Ho-Youn
IMMUNE NETWORK
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v.3
no.4
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pp.310-319
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2003
Inflammatory mediators has been recognized as an important role in the pathogenesis of rheumatoid arthritis (RA). IL-17 is increasingly recognized as an important regulator of immune and inflammatory responses, including induction of proinflammatory cytokines and osteoclastic bone resorption. Evidence of the expression and proinflammatory activity of IL-17 has been demonstrated in RA synovium and in animal models of RA. However, the signaling pathways that regulate IL-17 production remain unknown. In the present study, we investigated the role of the phosphatidylinositol 3 kinase (PI3K)-Akt pathway in the regulation of IL-17 production in RA. PBMC were separated from RA (n=24) patients, and stimulated with various agents (anti CD3, anti CD28, PHA, ConA, IL-15). IL-17 levels were determined by sandwich ELISA and RT-PCR. The production of IL-17 was significantly increased in cells treated with anti-CD3 antibody, PHA, IL-15 or MCP-1 (P<0.05). ConA also strongly induced IL-17 production (P<0.001), whereas TNF-alpha, IL-1beta, IL-18 or TGF-beta did not. IL-17 was detected in the PBMC of patients with osteoarthritis (OA) but their expression levels were much lower than those of RA PBMC. Anti-CD3 antibody activated the PI3K-Akt pathway and activation of the PI3K-Akt pathway resulted in a pronounced augmentation of nuclear factor kappaB ($NF-{\kappa}B$). IL-17 production by activated PBMC in RA is completely or partially blocked in the presence of $NF-{\kappa}B$ inhibitor PDTC and PI3K-Akt inhibitor, wortmannin and LY294002, respectively. Whereas the inhibition of AP-1 and extracellular signal-regulated kinase (ERK)1/2 did not affect IL-17 production. These results provide new insight into that PI3K/Akt and $NF-{\kappa}B$ dependent signal transduction pathway could be involved in the overproduction of key inflammatory cytokine, IL-17 in rheumatoid arthritis.
The epithelial-mesenchymal transition (EMT) is a cellular process though which an epithelial phenotype can be converted into a phenotype of mesenchymal cells. Under physiological conditions EMT is important for embryogenesis, organ development, wound repair and tissue remodeling. However, EMT may also be activated under pathologic conditions, especially in carcinogenesis and metastatic progression. Major signaling pathways involved in EMT include transforming growth factor ${\beta}(TGF-{\beta})$, Wnt, Notch, Hedgehog and other signaling pathways. These pathways are related to several transcription factors, including Twist, Smads and zinc finger proteins snail and slug. These interact with each other to provide crosstalk between the relevant signaling pathways. This review lays emphasis on studying the relationship between EMT and signaling pathways in carcinogenesis and metastatic progression.
Background: In breast cancer, estrogen receptors have been demonstrated to interact with transcription factors to regulate target gene expression. However, high-throughput identification of the transcription regulation relationship between transcription factors and their target genes in response to estradiol is still in its infancy. Purpose: Thus, the objective of our study was to interpret the transcription regulation network of MCF7 breast cancer cells exposed to estradiol. Methods: In this work, GSE11352 microarray data were used to identify differentially expressed genes (DEGs). Results: Our results showed that the MYB (v-myb myeloblastosis viral oncogene homolog [avian]), PGR (progesterone receptor), and MYC (v-myc myelocytomatosis viral oncogene homolog [avian]) were hub nodes in our transcriptome network, which may interact with ER and, in turn, regulate target gene expression. MYB can up-regulate MCM3 (minichromosome maintenance 3) and MCM7 expression; PGR can suppress BCL2 (B-cell lymphoma 2) expression; MYC can inhibit TGFB2 (transforming growth factor, beta 2) expression. These genes are associated with breast cancer progression via cell cycling and the $TGF{\beta}$ signaling pathway. Conclusion: Analysis of transcriptional regulation may provide a better understanding of molecular mechanisms and clues to potential therapeutic targets in the treatment of breast cancer.
Major characteristics of embryonic stem cells (ESCs) are sustaining of sternness and pluripotency by self-renewal. In this report, transcriptional profiles of the molecules in the developmentally important signaling pathways including Wnt, BMP4, $TGF-\beta$, RTK, Hh, Notch, and JAK/STAT signaling pathways were investigated to understand the self-renewal of mouse ESCs (mESCs), J1 line, and compared with the NIH3T3 cell line and mouse embryonic fibroblast (MEF) cells as controls. In the Wnt signaling pathway, the expression of Wnt3 was seen widely in mESCs, suggesting that the ligand may be an important regulator for self-renewal in mESCs. In the Hh signaling pathway, the expression of Gli and N-myc were observed extensively in mESCs, whereas the expression levels of in a Shh was low, suggesting that intracellular molecules may be essential for the self-renewal of mESCs. IGF-I, IGF-II, IGF-IR and IGF-IIR of RTK signaling showed a lower expression in mESCs, these molecules related to embryo development may be restrained in mESCs. The expression levels of the Delta and HESS in Notch signaling were enriched in mESCs. The expression of the molecules related to BMP and JAK-STAT signaling pathways were similar or at a slightly lower level in mESCs compared to those in MEF and NIH3T3 cells. It is suggested that the observed differences in gene expression profiles among the signaling pathways may contribute to the self-renewal and differentiation of mESCs in a signaling-specific manner.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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