소 난자의 체외성숙 과정에서 세포질 내 단백질의 생산과 축적의 변화는 핵 및 세포질 성숙과 밀접한 관계가 있다는 보고가 있지만, 난자의 성숙과 관련된 특정 단백질의 종류에 대한 보고는 없었다. 따라서 본 연구는 한우 난자의 체외성숙과 관련된 단백질의 생산 및 축적의 변화와 그 종류에 대해서 검토하였다. 체외성숙 시간(4.5, 9, 13.5, 18 및 24시간)에 따른 배양액 내의 단백질 합성의 변화는 2D gel electrophoresis를 이용하였고, 단백질 spot에 대해서는 peptide mass fingerprinting(PMF) 방법을 이용하였다. 또한 단백질 측정 시간에 신선 체외성숙 배양액으로 교환 후 난포란의 핵성숙과 배발달율을 검토하였다. 그 결과 한우 난포란의 체외성숙 시간에 따라 배양액에서 단백질의 양 및 질적인 변화를 확인하였다. 그리고 총 296개 단백질 spot들을 확인하였고, 그 중 30개 spot에서 유의적인 변화가 인정되었다. 또한 유의적인 변화를 보인 spot에 대한 PMF 분석을 통하여 Apolipoprotein A-1 precursor, Alpha enolase, Aldose reductase, 43kDa collectin precursor, Heat shock 27kDa protein, Plasminogen activator inhibitor-1 precursor, Thrombospondin 1 및 Transitional endoplasmic reticulum ATPase가 동정되었다 그리고 총 단백질 합성 경향은 0∼4.5 시간에는 감소하였고, 13.5∼18시간에 증가 한 후 다시 감소하는 경향을 나타내었으며, 단백질의 종류도 시간대별로 현저한 변화가 있었다. 한편 단백질을 측정하는 시기에 신선 체외성숙 배양액으로 교환한 후 난포란의 핵성숙 및 배발달율을 검토한 결과 18시간 체외성숙군에서 9시간째의 교환이 유의적으로 높은 핵성숙을 나타내었으나, 배발달율에서는 유의성이 인정되지 않았다. 그러나 24시간 체외성숙군에서 18시간째의 배양액 교환은 8세포기 및 배반포 발달율이 유의적(P<0.05)으로 높았다. 연구 결과로부터 소 난자의 체외성숙 시간에 따른 단백질 합성 경향의 차이를 확인하였고, 유의적인 변화를 나타낸 8가지의 단백질을 분리할 수 있었으며, 향후 이들 작용기전에 대한 연구가 필요하다고 사료된다.
We investigated whether prunetin affects the proteolytic activity, secretion, and gene expression of matrix metalloproteinase-3 (MMP-3) in primary cultured rabbit articular chondrocytes, as well as in vivo production of MMP-3 in the rat knee joint to evaluate the potential chondroprotective effect of prunetin. Rabbit articular chondrocytes were cultured in a monolayer, and reverse transcriptionpolymerase chain reaction (RT-PCR) was used to measure interleukin-$1{\beta}$ (IL-$1{\beta}$)-induced expression of MMP-3, MMP-1, MMP-13, a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs-4 (ADAMTS-4), and ADAMTS-5. In rabbit articular chondrocytes, the effects of prunetin on IL-$1{\beta}$-induced secretion and proteolytic activity of MMP-3 were investigated using western blot analysis and casein zymography, respectively. The effect of prunetin on MMP-3 protein production was also examined in vivo. The results were as follows: (1) prunetin inhibited the gene expression of MMP-3, MMP-1, MMP-13, ADAMTS-4, and ADAMTS-5; (2) prunetin inhibited the secretion and proteolytic activity of MMP-3; (3) prunetin suppressed the production of MMP-3 protein in vivo. These results suggest that prunetin can regulate the gene expression, secretion, and proteolytic activity of MMP-3, by directly acting on articular chondrocytes.
Park, Jin Sung;Kim, Dong Kyu;Shin, Hyun-Dae;Lee, Hyun Jae;Jo, Ho Seung;Jeong, Jin Hoon;Choi, Young Lac;Lee, Choong Jae;Hwang, Sun-Chul
Biomolecules & Therapeutics
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v.24
no.2
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pp.163-170
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2016
We examined whether apigenin affects the gene expression, secretion and activity of matrix metalloproteinase-3 (MMP-3) in primary cultured rabbit articular chondrocytes, as well as in vivo production of MMP-3 in the knee joint of rat to evaluate the potential chondroprotective effects of apigenin. Rabbit articular chondrocytes were cultured in a monolayer, and reverse transcription - polymerase chain reaction (RT-PCR) was used to measure interleukin-$1{\beta}$ (IL-$1{\beta}$)-induced expression of MMP-3, MMP-1, MMP-13, a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs-4 (ADAMTS-4), and ADAMTS-5. In rabbit articular chondrocytes, the effects of apigenin on IL-$1{\beta}$-induced secretion and proteolytic activity of MMP-3 were investigated using western blot analysis and casein zymography, respectively. The effect of apigenin on MMP-3 protein production was also examined in vivo. In rabbit articular chondrocytes, apigenin inhibited the gene expression of MMP-3, MMP-1, MMP-13, ADAMTS-4, and ADAMTS-5. Furthermore, apigenin inhibited the secretion and proteolytic activity of MMP-3 in vitro, and inhibited production of MMP-3 protein in vivo. These results suggest that apigenin can regulate the gene expression, secretion, and activity of MMP-3, by directly acting on articular chondrocytes.
Radixin, encoded by a gene on chromosome 11, plays important roles in cell motility, invasion and tumor progression. However, its function in pancreatic cancer remains elusive. In this study, radixin gene expression was suppressed with a lentivirus-mediated short-hairpin RNA (shRNA) method. We found that radixin shRNA caused down-regulation of radixin in PANC-1 cells, associated with inhibition of pancreatic cancer cell proliferation, survival, adhesion and invasive potential in vitro. When radixin-silenced cells were implanted in nude mice, tumor growth and microvessel density were significantly inhibited as compared to blank control cells or nonsense shRNA control cells. Thrombospondin-1 (TSP-1) and E-cadherin were up-regulated in radixin-silenced PANC-1 cells. Our results suggest that radixin might play a critical role in pancreatic cancer progression, possibly through invvolvement of down-regulation of TSP-1 and E-cadherin expression.
The hemolytic uremic syndrome (HUS) is a rare disease of microangiopathic hemolytic anemia, low platelet count and renal impairment. HUS usually occurs in young children after hemorrhagic colitis by shigatoxin-producing enterohemorrhagic E. coli (D+HUS). HUS is the most common cause of acute renal failure in infants and young children, and is a substantial cause of acute mortality and morbidity; however, renal function recovers in most of them. About 10% of children with HUS do not reveal preceding diarrheal illness, and is referred to as D- HUS or atypical HUS. Atypical HUS comprises a heterogeneous group of thrombomicroangiopathy (TMA) triggered by non-enteric infection, virus, drug, malignancies, transplantation, and other underlying medical condition. Emerging data indicate dysregulation of alternative complement pathway in atypical HUS, and genetic analyses have identified mutations of several regulatory genes; i.e. the fluid phase complement regulator Factor H (CFH), the integral membrane regulator membrane cofactor protein (MCP; CD46) and the serine protease Factor I (IF). The uncontrolled activation of the complement alternative pathway results in the excessive consumption of C3. Plasma exchange or plasma infusion is recommended for treatment of, and has dropped the mortality rate. However, overall prognosis is poor, and many patients succumb to end-stage renal disease. Clinical presentations, response to plasma therapy, and outcome after renal transplantation are influenced by the genotype of the complement regulators. Thrombotic thrombocytopenic purpura (TTP), another type of TMA, occurs mainly in adults as an acquired disease accompanied by fever, neurologic deficits and renal abnormalities. However, less frequent cases of congenital or hereditary TTP associated with ADAMTS-13 (a disintegrin and metalloprotease, with thrombospondin 1-like domains 13) gene mutations have been reported, also. Recent advances in molecular genetics better allow various HUS to be distinguished on the basis of their pathogenesis. The genetic analysis of HUS is important in defining the underlying etiology, predicting the genotype-related outcome and optimizing the management of the patients.
We investigated whether luteolin affects the gene expression, secretion and activity of matrix metalloproteinase-3 (MMP-3) in primary cultured rabbit articular chondrocytes, as well as production of MMP-3 in the rat knee to evaluate the potential chondroprotective effects of luteolin. Rabbit articular chondrocytes were cultured in a monolayer and IL-$1{\beta}$-induced gene expression levels of MMP-3, MMP-1, MMP-13, a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs-4 (ADAMTS-4), ADAMTS-5 and type II collagen were measured by reverse transcription - polymerase chain reaction (RT-PCR). Effects of luteolin on interleukin- $1{\beta}$ (IL-$1{\beta}$)-induced secretion and enzyme activity of MMP-3 in rabbit articular chondrocytes were investigated by western blot analysis and casein zymography, respectively. The effect of luteolin on MMP-3 protein production was also examined in vivo. The results were as follows: (1) luteolin inhibited the gene expression levels of MMP-3, MMP-1, MMP-13, ADAMTS-4 and ADAMTS-5. However, it increased the gene expression level of collagen in rabbit articular chondrocytes; (2) luteolin inhibited the secretion and activity of MMP-3; (3) luteolin inhibited in vivo production of MMP-3 protein. These results suggest that luteolin can regulate the gene expression, secretion and activity of MMP-3, by directly acting on articular chondrocytes.
Cells consistently face stressful conditions, which cause them to modulate a variety of intracellular processes and adapt to these environmental changes via regulation of gene expression. Hyperosmotic and oxidative stresses are significant stressors that induce cellular damage, and finally cell death. In this study, oligonucleotide microarrays were employed to investigate mRNA level changes in cells exposed to hyperosmotic or oxidative conditions. In addition, since heat shock protein 70 (HSP70) is one of the most inducible stress proteins and plays pivotal role to protect cells against stressful condition, we performed microarray analysis in HSP70-overexpressing cells to identify the genes expressed in a HSP70-dependent manner. Under hyperosmotic or oxidative stress conditions, a variety of genes showed altered expression. Downregulation of protein phosphatase1 beta (PP1 beta) and sphingosine-1-phosphate phosphatase 1 (SPPase1) was detected in both stress conditions. Microarray analysis of HSP70-overexpressing cells demonstrated that diverse mRNA species depend on the level of cellular HSP70. Genes encoding Iysyl oxidase, thrombospondin 1, and procollagen displayed altered expression in all tested conditions. The results of this study will be useful to construct networks of stress response genes.
Apoptosis and compensatory proliferation, two intertwined cellular processes essential for both development and adult homeostasis, are often initiated by the mis-regulation of centrosomal proteins, damaged DNA, and defects in mitosis. Fly Anastral spindle 3 (Ana3) is a member of the pericentriolar matrix proteins and known as a key component of centriolar cohesion and basal body formation. We report here that ana3m19 is a suppressor of lethality induced by the overexpression of Sol narae (Sona), a metalloprotease in a disintegrin and metalloprotease with thrombospondin motif (ADAMTS) family. ana3m19 has a nonsense mutation that truncates the highly conserved carboxyl terminal region containing multiple Armadillo repeats. Lethality induced by Sona overexpression was completely rescued by knockdown of Ana3, and the small and malformed wing and hinge phenotype induced by the knockdown of Ana3 was also normalized by Sona overexpression, establishing a mutually positive genetic interaction between ana3 and sona. p35 inhibited apoptosis and rescued the small wing and hinge phenotype induced by knockdown of ana3. Furthermore, overexpression of Ana3 increased the survival rate of irradiated flies and reduced the number of dying cells, demonstrating that Ana3 actively promotes cell survival. Knockdown of Ana3 decreased the levels of both intra- and extracellular Sona in wing discs, while overexpression of Ana3 in S2 cells dramatically increased the levels of both cytoplasmic and exosomal Sona due to the stabilization of Sona in the lysosomal degradation pathway. We propose that one of the main functions of Ana3 is to stabilize Sona for cell survival and proliferation.
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition
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v.42
no.10
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pp.1552-1559
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2013
Rubus coreanus Miquel (RCM) has been used as one of the Korean traditional medicines for prostate health. In addition, recent studies have reported that RCM reduced chronic inflammatory diseases such as cancer, and rheumatoid arthritis. Therefore, in this study, we investigated the effects of unripe and ripe RCM on inflammationrelated gene expressions in LPS-stimulated mouse peritoneal macrophages. Mice were fed with 2% unripe RCM (U2), 10% unripe RCM (U10), 2% ripe RCM (R2), and 10% ripe RCM (R10) for 8 weeks. Peritoneal macrophages were isolated and stimulated with LPS then proinflammatory mediators (TNF-${\alpha}$, IL-$1{\beta}$, and IL-6), and prostaglandin E2 ($PGE_2$) productions were assessed. Moreover, gene expression profiles were analyzed by cDNA microarray method. Unripe and ripe RCM significantly reduced TNF-${\alpha}$ production but only unripe RCM decreased IL-$1{\beta}$ and IL-6 production. RCM intake significantly reduced inflammatory-related gene expressions such as arachidonate 5-lipoxygenase, interleukin 11, and nitric oxide synthase 2. Furthermore, unripe and ripe RCM significantly decreased ceruloplasmin, tissue plasminogen activator, thrombospondin 1, and vascular endothelial growth factor A expression which modulates symptoms of chronic inflammatory diseases. RCM intake also significantly increased hypoxia inducible factor 3, alpha which is the negative regulators of hypoxia-inducible gene expression. Furthermore, only unripe RCM reduced chemokine (C-C motif) ligand 8, chemokine (C-X-C motif) ligand 14, and phospholipase A2 expression. In this study, we showed that RCM had anti-inflammatory effects by suppression of pro-inflammatory mediator expressions and may reduce chronic inflammatory disease progress through regulation of gene expressions. These findings suggest that RCM might be used as a potential functional material to reduce chronic inflammatory responses.
A disintegrin-like and metalloprotease (reprolysin type) with thrombospondin type 1 motif (ADAMTS1) plays a critical role in follicular rupture and represents a major advance in the proteolytic events that control ovulation. In this study, a 9,026-bp DNA sequence containing the full coding region, all 8 introns and part of the 5'and 3' untranslated region of the porcine ADAMTS1 gene was obtained. Analysis of the ADAMTS1 gene using the porcine radiation hybrid panel indicated that pig ADAMTS1 is closely linkage with microsatellite marker S0215, located on SSC13q49. The open reading frame of its cDNA covered 2,844 bp and encoded 947 amino acids. The coding region of porcine ADAMTS1 as determined by sequence alignments shared 85% and 81% identity with human and mouse cDNAs, respectively. The deduced protein contained 947 amino acids showing 85% sequence similarity both to the human and mouse proteins, respectively. Comparative sequencing of three pig breeds revealed one single nucleotide polymorphism (SNP) within exon 7 of which a G-C substitution at position 6006 changes a codon for arginine into a codon for proline. The substitution was situated within a PvuII recognition site and developed as a PCR-RFLP marker for further use in population variation investigations and association analysis with litter size. Allele frequencies of this SNP were investigated in seven pig breeds/lines. An association analysis in a new Qingping female line suggested that different ADAMTS1 genotypes have significant differences in litter size (p<0.01).
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