Su, Shu;Zhou, Hao;Xue, Meng;Liu, Jing-Yu;Ding, Lei;Cao, Meng;Zhou, Zhen-Xian;Hu, Hong-Min;Wang, Li-Xin
Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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제14권5호
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pp.3109-3116
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2013
The majority of hepatocellular carcinoma (HCC) patients have a poor prognosis with current therapies, and new approaches are urgently needed. We have developed a novel therapeutic cancer vaccine platform based on tumor cell derived autophagosomes (DRibbles) for cancer immunotherapy. We here evaluated the effectiveness of DRibbles-pulsed dendritic cell (DC) immunization to induce anti-tumor immunity in BALB/c mouse HCC and humanized HCC mouse models generated by transplantation of human HCC cells (HepG2) into BALB/c-nu mice. DRibbles were enriched from H22 or BNL cells, BALB/c-derived HCC cell lines, by inducing autophagy and blocking protein degradation. DRibbles-pulsed DC immunization induced a specific T cell response against HCC and resulted in significant inhibition of tumor growth compared to mice treated with DCs alone. Antitumor efficacy of the DCs-DRibbles vaccine was also demonstrated in a humanized HCC mouse model. The results indicated that HCC/DRibbles-pulsed DCs immunotherapy might be useful for suppressing the growth of residual tumors after primary therapy of human HCC.
Objectives: This study evaluated the effect of aqueous extract from roots of Siberian ginseng on mTORC1 pathway. Methods: mTORC1 activity was measured by the phosphorylation status of p70 S6 kinase (S6K) in HeLa cells as well as the brain, liver and muscle tissues in diabetic db/db mice. Autophagy induction after the treatment of Siberian ginseng extract was evaluated by monitoring the conversion of cytoplasmic LC3I into lipidated LC3II in cultured human HeLa GFP-LC3 cells. Cell cycle analysis was performed in HeLa cells treated with Siberian ginseng using flow cytometry. Results: Among >2,800 plant products used for oriental medicine, Siberian ginseng was found to inhibit mTORC1 to phosphorylate S6 kinsase (S6K) in HeLa cells as well as the brain, liver and muscle tissues in diabetic db/db mice. Siberian ginseng-mediated mTORC1 activity was reversible unlike the prolonged suppression of mTORC1 by rapamycin when HeLa cells were grown in fresh media after the removal of the inhibitors. Siberian ginseng extract at concentrations to inhibit mTORC1 was not overly cytotoxic in cultured HeLa cells whereas rapamycin was obviously cytotoxic. The conversion of cytoplasmic LCI into lipidated LCII was increased by fivefold in HeLa GFP-LC3 cells treated with Siberian ginseng extract. Progression of cell cycle was attenuated at G2/M phase by the treatment of Siberian ginseng extract. Conclusions: These results suggest that the aqueous extract of Siberian ginseng possibly plays a good therapeutic role in various diseases involving mTORC1 signaling.
FAM176A (family with sequence similarity 176 member A) is a novel molecule related to programmed cell death. A decreased expression of FAM176A has been found in several types of human tumors in including lung cancers. In the present study, we investigated the biological activities of FAM176A on the human non-small cell lung cancer cell line H1299 cells. We constructed a recombinant adenovirus 5-FAM176A vector (Ad5-FAM176A) and evaluated the expression and anti-tumor activities in vitro. Cell viability analysis revealed that the adenovirus-mediated increase of FAM176A inhibited the growth of the tumor cells in a dose- and time-dependent manner. This inhibitory effect was mediated by both autophagy and apoptosis that involved caspase activation. In addition, cell cycle analysis suggested that Ad5-FAM176A could induce cell cycle arrest at the G2/M phase, all of which suggested that adenovirus-mediated FAM176A gene transfer might present a new therapeutic approach for lung cancer treatment.
Kim, Song-In;Lee, Won-Ki;Kang, Sang-Soo;Lee, Sue-Young;Jeong, Myeong-Ja;Lee, Hee-Jae;Kim, Sung-Soo;Johnson, Gall V.W.;Chun, Wan-Joo
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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제15권2호
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pp.107-114
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2011
Neurofibrillary tangle (NFT) is a characteristic hallmark of Alzheimer's disease. GSK3β has been reported to play a major role in the NFT formation of tau. Dysfunction of autophagy might facilitate the aggregate formation of tau. The present study examined the role of GSK3${\beta}$-mediated phosphorylation of tau species on their autophagic degradation. We transfected wild type tau (T4), caspase-3-cleaved tau at Asp421 (T4C3), or pseudophosphorylated tau at Ser396/Ser404 (T4-2EC) in the presence of active or enzyme-inactive GSK3${\beta}$. Trehalose and 3-methyladenine (3-MA) were used to enhance or inhibit autophagic activity, respectively. All tau species showed increased accumulation with 3-MA treatment whereas reduced with trehalose, indicating that tau undergoes autophagic degradation. However, T4C3 and T4-2EC showed abundant formation of oligomers than T4. Active GSK3${\beta}$ in the presence of 3-MA resulted in significantly increased formation of insoluble tau aggregates. These results indicate that GSK3${\beta}$-mediated phosphorylation and compromised autophagic activity significantly contribute to tau aggregation.
Seo, Jeongbin;Jung, Juneyoung;Jang, Dae Sik;Kim, Joungmok;Kim, Jeong Hee
Biomolecules & Therapeutics
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제25권6호
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pp.618-624
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2017
Betulinic acid (BA), a natural pentacyclic triterpene found in many medicinal plants is known to have various biological activity including tumor suppression and anti-inflammatory effects. In this study, the cell-death induction effect of BA was investigated in BV-2 microglia cells. BA was cytotoxic to BV-2 cells with $IC_{50}$ of approximately $2.0{\mu}M$. Treatment of BA resulted in a dose-dependent chromosomal DNA degradation, suggesting that these cells underwent apoptosis. Flow cytometric analysis further confirmed that BA-treated BV-2 cells showed hypodiploid DNA content. BA treatment triggered apoptosis by decreasing Bcl-2 levels, activation of capase-3 protease and cleavage of PARP. In addition, BA treatment induced the accumulation of p62 and the increase in conversion of LC3-I to LC3-II, which are important autophagic flux monitoring markers. The increase in LC3-II indicates that BA treatment induced autophagosome formation, however, accumulation of p62 represents that the downstream autophagy pathway is blocked. It is demonstrated that BA induced cell death of BV-2 cells by inducing apoptosis and inhibiting autophagic flux. These data may provide important new information towards understanding the mechanisms by which BA induce cell death in microglia BV-2 cells.
Park, Jun Yeon;Choi, Pilju;Kim, Ho-kyong;Kang, Ki Sung;Ham, Jungyeob
Journal of Ginseng Research
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제40권1호
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pp.62-67
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2016
Background: Ginseng, which is widely used in functional foods and as an herbal medicine, has been reported to reduce the proliferation of prostate cancer cells by mechanisms that are not yet fully understood. Methods: This study was designed to investigate the changes in ginsenoside content in ginseng after treatment with a microwave-irradiation thermal process and to verify the anticancer effects of the extracts. To confirm the anticancer effect of microwave-irradiated processed ginseng (MG), it was tested in three human prostate cancer cell lines (DU145, LNCaP, and PC-3 cells). Involvements of apoptosis and autophagy were assessed using Western blotting. Results: After microwave treatment, the content of ginsenosides Rg1, Re, Rb1, Rc, Rb2, and Rd in the extracts decreased, whereas the content of ginsenosides 20(S)-Rg3, 20(R)-Rg3, Rk1, and Rg5 increased. Antiproliferation results for the human cancer cell lines treated with ginseng extracts indicate that PC-3 cells treated with MG showed the highest activity with an half maximal inhibitory concentration of $48{\mu}g/mL$. We also showed that MG suppresses the growth of human prostate cancer cell xenografts in athymic nude mice as an in vivo model. This growth suppression by MG is associated with the inductions of cell death and autophagy. Conclusion: Therefore, heat processing by microwave irradiation is a useful method to enhance the anticancer effect of ginseng by increasing the content of ginsenosides Rg3, Rg5, and Rk1.
Nicotinamide (NAM) plays essential roles in physiology through facilitating $NAD^+$ redox homeostasis. Importantly, at high doses, it protects cells under oxidative stresses, and has shown therapeutic effectiveness in a variety of disease conditions. In our previous studies, NAM lowered reactive oxygen species (ROS) levels and extended cellular life span in primary human cells. In the treated cells, levels of $NAD^+/NADH$ and SIRT1 activity increased, while mitochondrial content decreased through autophagy activation. The remaining mitochondria were marked with low superoxide levels and high membrane potentials (${\Delta}_{{\Psi}m}$); we posited that the treatment of NAM induced an activation of mitophagy that is selective for depolarized mitochondria, which produce high levels of ROS. However, evidence for the selective mitophagy that is mediated by SIRT1 has never been provided. This study sought to explain the mechanisms by which NAM lowers ROS levels and increases ${\Delta}_{{\Psi}m}$. Our results showed that NAM and SIRT1 activation exert quite different effects on mitochondrial physiology. Furthermore, the changes in ROS and ${\Delta}_{{\Psi}m}$ were not found to be mediated through autophagy or SIRT activation. Rather, NAM suppressed superoxide generation via a direct reduction of electron transport, and increased ${\Delta}_{{\Psi}m}$ via suppression of mitochondrial permeability transition pore formation. Our results dissected the effects of cellular $NAD^+$ redox modulation, and emphasized the importance of the $NAD^+/NADH$ ratio in the mitochondria as well as the cytosol in maintaining mitochondrial quality.
Purpose: Vesicle-associated membrane protein 8 (VAMP8) is a soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor receptor protein that participates in autophagy by directly regulating autophagosome membrane fusion and has been reported to be involved in tumor progression. Nevertheless, the expression and prognostic value of VAMP8 in breast cancer (BC) remain unknown. This study aimed to evaluate the clinical significance and biological function of VAMP8 in BC. Methods: A total of 112 BC samples and 30 normal mammary gland samples were collected. The expression of VAMP8 was assessed in both BC tissues and normal mammary gland tissues via a two-step immunohistochemical detection method. Results: The expression of VAMP8 in BC tissues was significantly higher than that in normal breast tissues. Furthermore, increased VAMP8 expression was significantly correlated with tumor size (p=0.007), lymph node metastasis (p=0.024) and recurrence (p=0.001). Patients with high VAMP8 expression had significantly lower cumulative recurrence-free survival and overall survival (p<0.001 for both) than patients with low VAMP8 expression. In multivariate logistic regression and Cox regression analyses, lymph node metastasis and VAMP8 expression were independent prognostic factors for BC. Conclusion: VAMP8 is significantly upregulated in human BC tissues and can thus be a practical and potentially effective surrogate marker for survival in BC patients.
Parkinson's disease (PD) is one of the most common neurodegenerative diseases in the elderly population and is caused by the loss of dopaminergic neurons. PD has been predominantly attributed to mitochondrial dysfunction. The structural alteration of α-synuclein triggers toxic oligomer formation in the neurons, which greatly contributes to PD. In this article, we discuss the role of several familial PD-related proteins, such as α-synuclein, DJ-1, LRRK2, PINK1, and parkin in mitophagy, which entails a selective degradation of mitochondria via autophagy. Defective changes in mitochondrial dynamics and their biochemical and functional interaction induce the formation of toxic α-synuclein-containing protein aggregates in PD. In addition, these gene products play an essential role in ubiquitin proteasome system (UPS)-mediated proteolysis as well as mitophagy. Interestingly, a few deubiquitinating enzymes (DUBs) additionally modulate these two pathways negatively or positively. Based on these findings, we summarize the close relationship between several DUBs and the precise modulation of mitophagy. For example, the USP8, USP10, and USP15, among many DUBs are reported to specifically regulate the K48- or K63-linked de-ubiquitination reactions of several target proteins associated with the mitophagic process, in turn upregulating the mitophagy and protecting neuronal cells from α-synuclein-derived toxicity. In contrast, USP30 inhibits mitophagy by opposing parkin-mediated ubiquitination of target proteins. Furthermore, the association between these changes and PD pathogenesis will be discussed. Taken together, although the functional roles of several PD-related genes have yet to be fully understood, they are substantially associated with mitochondrial quality control as well as UPS. Therefore, a better understanding of their relationship provides valuable therapeutic clues for appropriate management strategies.
Background: Clinical dexamethasone (DEX) treatment or stress in bovines results in extensive physiological changes with prominent hyperglycemia and neutrophils dysfunction. Objectives: To elucidate the effects of DEX treatment in vivo on cellular energy status and the underlying mechanism in circulating neutrophils. Methods: We selected eight-month-old male bovines and injected DEX for 3 consecutive days (1 time/d). The levels of glucose, total protein (TP), total cholesterol (TC), and the proinflammatory cytokines interleukin (IL)-1β, IL-6 and tumor necrosis factor (TNF)-α in blood were examined, and we then detected glycogen and adenosine triphosphate (ATP) content, phosphofructosekinase-1 (PFK1) and glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) activity, glucose transporter (GLUT)1, GLUT4, sodium/glucose cotransporter (SGLT)1 and citrate synthase (CS) protein expression and autophagy levels in circulating neutrophils. Results: DEX injection markedly increased blood glucose, TP and TC levels, the Ca2+/P5+ ratio and the neutrophil/lymphocyte ratio and significantly decreased blood IL-1β, IL-6 and TNF-α levels. Particularly in neutrophils, DEX injection inhibited p65-NFκB activation and elevated glycogen and ATP contents and SGLT1, GLUT1 and GR expression while inhibiting PFK1 activity, enhancing G6PDH activity and CS expression and lowering cell autophagy levels. Conclusions: DEX induced neutrophils glucose uptake by enhancing SGLT1 and GLUT1 expression and the transformation of energy metabolism from glycolysis to pentose phosphate pathway (PPP)-tricarboxylic acid (TCA) cycle. This finding gives us a new perspective on deeper understanding of clinical anti-inflammatory effects of DEX on bovine.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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