Bang, Minji;Kim, Do Gyeong;Gonzales, Edson Luck;Kwon, Kyoung Ja;Shin, Chan Young
Biomolecules & Therapeutics
/
제27권6호
/
pp.530-539
/
2019
Brain aging is an inevitable process characterized by structural and functional changes and is a major risk factor for neurodegenerative diseases. Most brain aging studies are focused on neurons and less on astrocytes which are the most abundant cells in the brain known to be in charge of various functions including the maintenance of brain physical formation, ion homeostasis, and secretion of various extracellular matrix proteins. Altered mitochondrial dynamics, defective mitophagy or mitochondrial damages are causative factors of mitochondrial dysfunction, which is linked to age-related disorders. Etoposide is an anti-cancer reagent which can induce DNA stress and cellular senescence of cancer cell lines. In this study, we investigated whether etoposide induces senescence and functional alterations in cultured rat astrocytes. Senescence-associated ${\beta}$-galactosidase (SA-${\beta}$-gal) activity was used as a cellular senescence marker. The results indicated that etoposide-treated astrocytes showed cellular senescence phenotypes including increased SA-${\beta}$-gal-positive cells number, increased nuclear size and increased senescence-associated secretory phenotypes (SASP) such as IL-6. We also observed a decreased expression of cell cycle markers, including PhosphoHistone H3/Histone H3 and CDK2, and dysregulation of cellular functions based on wound-healing, neuronal protection, and phagocytosis assays. Finally, mitochondrial dysfunction was noted through the determination of mitochondrial membrane potential using tetramethylrhodamine methyl ester (TMRM) and the measurement of mitochondrial oxygen consumption rate (OCR). These data suggest that etoposide can induce cellular senescence and mitochondrial dysfunction in astrocytes which may have implications in brain aging and neurodegenerative conditions.
Objective: Improvement of myasthenia gravis through Ortho-Cellular Nutrition Therapy (OCNT). Methods: A 52-year-old patient with myasthenia gravis was prescribed 21 different OCNT treatments, including Cyaplex. Results: Following the administration of OCNT, symptoms such as eyelid ptosis, masticatory dysfunction, diplopia, and fatigue showed improvement. Conclusion: OCNT can assist in alleviating and mitigating symptoms for patients suffering from thymoma and myasthenia gravis.
Autophagy dysfunction is associated with human diseases and conditions including neurodegenerative diseases, metabolic issues, and chronic infections. Additionally, the decline in autophagic activity contributes to tissue and organ dysfunction and aging-related diseases. Several factors, such as down-regulation of autophagy components and activators, oxidative damage, microinflammation, and impaired autophagy flux, are linked to autophagy decline. An autophagy flux impairment (AFI) has been implicated in neurological disorders and in certain other pathological conditions. Here, to enhance our understanding of AFI, we conducted a comprehensive literature review of findings derived from two well-studied cellular stress models: glucose deprivation and replicative senescence. Glucose deprivation is a condition in which cells heavily rely on oxidative phosphorylation for ATP generation. Autophagy is activated, but its flux is hindered at the autolysis step, primarily due to an impairment of lysosomal acidity. Cells undergoing replicative senescence also experience AFI, which is also known to be caused by lysosomal acidity failure. Both glucose deprivation and replicative senescence elevate levels of reactive oxygen species (ROS), affecting lysosomal acidification. Mitochondrial alterations play a crucial role in elevating ROS generation and reducing lysosomal acidity, highlighting their association with autophagy dysfunction and disease conditions. This paper delves into the underlying molecular and cellular pathways of AFI in glucose-deprived cells, providing insights into potential strategies for managing AFI that is driven by lysosomal acidity failure. Furthermore, the investigation on the roles of mitochondrial dysfunction sheds light on the potential effectiveness of modulating mitochondrial function to overcome AFI, offering new possibilities for therapeutic interventions.
Obesity is known to induce inhibition of glucose uptake, reduction of lipid metabolism, and progressive loss of skeletal muscle function, which are all associated with mitochondrial dysfunction in skeletal muscle. Mitochondria are dynamic organelles that regulate cellular metabolism and bioenergetics, including ATP production via oxidative phosphorylation. Due to these critical roles of mitochondria, mitochondrial dysfunction results in various diseases such as obesity and type 2 diabetes. Obesity is associated with impairment of mitochondrial function (e.g., decrease in $O_2$ respiration and increase in oxidative stress) in skeletal muscle. The balance between mitochondrial fusion and fission is critical to maintain mitochondrial homeostasis in skeletal muscle. Obesity impairs mitochondrial dynamics, leading to an unbalance between fusion and fission by favorably shifting fission or reducing fusion proteins. Mitophagy is the catabolic process of damaged or unnecessary mitochondria. Obesity reduces mitochondrial biogenesis in skeletal muscle and increases accumulation of dysfunctional cellular organelles, suggesting that mitophagy does not work properly in obesity. Mitochondrial dysfunction and oxidative stress are reported to trigger apoptosis, and mitochondrial apoptosis is induced by obesity in skeletal muscle. It is well known that exercise is the most effective intervention to protect against obesity. Although the cellular and molecular mechanisms by which exercise protects against obesity-induced mitochondrial dysfunction in skeletal muscle are not clearly elucidated, exercise training attenuates mitochondrial dysfunction, allows mitochondria to maintain the balance between mitochondrial dynamics and mitophagy, and reduces apoptotic signaling in obese skeletal muscle.
Park, Jae-Yong;Hwang, Eun Mi;Park, Nammi;Kim, Eunju;Kim, Dong-Gyu;Kang, Dawon;Han, Jaehee;Choi, Wan Sung;Ryu, Pan-Dong;Hong, Seong-Geun
Molecules and Cells
/
제23권3호
/
pp.357-362
/
2007
There is an increasing demand for high throughput (HTP) methods for gene analysis on a genome-wide scale. However, the current repertoire of HTP detection methodologies allows only a limited range of cellular phenotypes to be studied. We have constructed two HTP-optimized expression vectors generated from the red fluorescent reporter protein (RFP) gene. These vectors produce RFP-tagged target proteins in a multiple expression system using gateway cloning technology (GCT). The RFP tag was fused with the cloned genes, thereby allowing us localize the expressed proteins in mammalian cells. The effectiveness of the vectors was evaluated using an HTP-screening system. Sixty representative human C2 domains were tagged with RFP and overexpressed in HiB5 neuronal progenitor cells, and we studied in detail two C2 domains that promoted the neuronal differentiation of HiB5 cells. Our results show that the two vectors developed in this study are useful for functional gene analysis using an HTP-screening system on a genome-wide scale.
Background: As the major pathophysiological feature of obstructive sleep apnea (OSA), chronic intermittent hypoxia (CIH) is vital for the occurrence of cardiovascular complications. The activation of calpain-1 mediates the production of endothelial reactive oxygen species (ROS) and impairs nitric oxide (NO) bioavailability, resulting in vascular endothelial dysfunction (VED). Ginsenoside Rg1 is thought to against endothelial cell dysfunction, but the potential mechanism of CIH-induced VED remains unclear. Methods: C57BL/6 mice and human coronary artery endothelial cells (HCAECs) were exposed to CIH following knockout or overexpression of calpain-1. The effect of ginsenoside Rg1 on VED, oxidative stress, mitochondrial dysfunction, and the expression levels of calpain-1, PP2A and p-eNOS were detected both in vivo and in vitro. Results: CIH promoted VED, oxidative stress and mitochondrial dysfunction accompanied by enhanced levels of calpain-1 and PP2A and reduced levels of p-eNOS in mice and cellular levels. Ginsenoside Rg1, calpain-1 knockout, OKA, NAC and TEMPOL treatment protected against CIH-induced VED, oxidative stress and mitochondrial dysfunction, which is likely concomitant with the downregulated protein expression of calpain-1 and PP2A and the upregulation of p-eNOS in mice and cellular levels. Calpain-1 overexpression increased the expression of PP2A, reduced the level of p-eNOS, and accelerated the occurrence and development of VED, oxidative stress and mitochondrial dysfunction in HCAECs exposed to CIH. Moreover, scavengers of O2·-, H2O2, complex I or mitoKATP abolished CIH-induced impairment in endothelial-dependent relaxation. Conclusion: Ginsenoside Rg1 may alleviate CIH-induced vascular endothelial dysfunction by suppressing the formation of mitochondrial reactive oxygen species through the calpain-1 pathway.
Mitochondrial injury in renal tubule has been recognized as a major contributor in acute kidney injury (AKI) pathogenesis. Ischemic insult, nephrotoxin, endotoxin and contrast medium destroy mitochondrial structure and function as well as their biogenesis and dynamics, especially in renal proximal tubule, to elicit ATP depletion. Mitochondrial fatty acid ${\beta}$-oxidation (FAO) is the preferred source of ATP in the kidney, and its impairment is a critical factor in AKI pathogenesis. This review explores current knowledge of mitochondrial dysfunction and energy depletion in AKI and prospective views on developing therapeutic strategies targeting mitochondrial dysfunction in AKI.
Aging is defined as physiological dysfunction of the body and a key risk factor for human diseases. During the aging process, cellular senescence occurs in response to various extrinsic and intrinsic factors such as radiation-induced DNA damage, the activation of oncogenes, and oxidative stress. These senescent cells accumulate in many tissues and exhibit diverse phenotypes, such as resistance to apoptosis, production of senescence-associated secretory phenotype, cellular flattening, and cellular hypertrophy. They also induce abnormal dysfunction of the microenvironment and damage neighboring cells, eventually causing harmful effects in the development of various chronic diseases such as diabetes, cancer, and neurodegenerative diseases. Thus, pharmacological interventions targeting senescent cells, called senotherapeutics, have been extensively studied. These senotherapeutics provide a novel strategy for extending the health span and improving age-related diseases. In this review, we discuss the current progress in understanding the molecular mechanisms of senotherapeutics and provide insights for developing senotherapeutics.
Cardiomyopathy is a major cause of death worldwide. Based on pathohistological abnormalities and clinical manifestation, cardiomyopathies are categorized into several groups: hypertrophic, dilated, restricted, arrhythmogenic right ventricular, and unclassified. Dilated cardiomyopathy, which is characterized by dilation of the left ventricle and systolic dysfunction, is the most severe and prevalent form of cardiomyopathy and usually requires heart transplantation. Its etiology remains unclear. Recent genetic studies of single gene mutations have provided significant insights into the complex processes of cardiac dysfunction. To date, over 40 genes have been demonstrated to contribute to dilated cardiomyopathy. With advances in genetic screening techniques, novel genes associated with this disease are continuously being identified. The respective gene products can be classified into several functional groups such as sarcomere proteins, structural proteins, ion channels, and nuclear envelope proteins. Nuclear envelope proteins are emerging as potential molecular targets in dilated cardiomyopathy. Because they are not directly associated with contractile force generation and transmission, the molecular pathways through which these proteins cause cardiac muscle disorder remain unclear. However, nuclear envelope proteins are involved in many essential cellular processes. Therefore, integrating apparently distinct cellular processes is of great interest in elucidating the etiology of dilated cardiomyopathy. In this mini review, we summarize the genetic factors associated with dilated cardiomyopathy and discuss their cellular functions.
미토콘드리아는 세포 에너지 공급을 위한 에너지 대사의 주요 세포 소기관으로 칼슘 조절, 활성 산소(ROS) 생성, 세포 사멸(apoptosis)을 조절하는데도 중요한 역할을 한다. 이러한 미토콘드리아에 발생한 기능 이상은 신경퇴행질환, 루게릭병, 심혈관계 질환, 정신 질환, 당뇨, 암과 같은 다양한 질병과 연관이 있다. 미토콘드리아 기능 이상 관련 질병들은 노화와 관련된 질병이 주를 차지하며, 이 논문에서는 그 중에서도 암에 초점을 맞춰 서술하고자 한다. 미토콘드리아 기능 이상은 발암을 유도하며, 많은 암 종에서 발견된다. 암종에 따라 미토콘드리아 기능 이상을 일으키는 요인들이 다르며, 이러한 변화는 치료 내성, 전이와 같은 암 악성화도 유발한다. 미토콘드리아 기능 이상의 요인으로는 미토콘드리아 수 부족, 주요 물질 제공 불능, ATP 합성 기능 이상 등이 존재하나, 암 발병과 악성화에 영향을 미치는 주요 원인으로 미토콘드리아 DNA (mtDNA)의 감소(depletion)를 들 수 있다. 미토콘드리아 기능 이상은 분자 활성 변화 혹은 발현 변화를 통해 암 악성화를 일으키나, 어떠한 변화가 암 악성화를 야기하는지 구체적으로 알려진 바가 없다. 미토콘드리아 기능 이상과 암의 상관관계는 대부분 미토콘드리아 기능 이상 세포를 이용하여 연구하는데, 그 제작 방법으로는 EtBr에 의한 화학적 방법과 shRNA, Crispr/Cas9과 같은 유전자 수선 (gene editing) 방법 등이 있다. 이러한 기법으로 제작된 미토콘드리아 기능 이상 세포주는 암을 비롯한 미토콘드리아 기능 이상에 의한 다양한 질병 연구에 이용되고 있다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.