Purpose: Colorectal cancer, which is one of the most commonly diagnosed cancers in developing and developed countries, is highly associated with obesity. The association is largely attributed to changes to western style diets in those countries containing high-fat and high-energy. Luteolin (LUT) is a known potent inhibitor of inflammation, obesity, and cancer. In this study, we investigated the effects of LUT on chemical-induced colon carcinogenesis in high fat diet (HFD)-fed obese mice. Methods: Five-week-old male C57BL/6 mice received a single intraperitoneal injection of azoxymethane (AOM) at a dose of 12.5 mg/kg body weight. Mice were then divided into four groups (n = 10) that received one of the following diets for 11 weeks after the AOM injection: normal diet (ND); HFD; HFD with 0.0025% LUT (HFD LL); HFD with 0.005% LUT (HFD HL). One week after AOM injection, animals received 1~2% dextran sodium sulfate in their drinking water over three cycles consisting of five consecutive days each that were separated by 16 days. Results: Body weight, ratio of colon weight/length, and tumor multiplicity increased significantly in the HFD group compared to the ND group. Luteolin supplementation of the HFD significantly reduced the ratio of colon weight/length and colon tumors, but not body weight. The levels of plasma $TNF-{\alpha}$ and colonic expression of inducible nitric oxide synthase (iNOS) and cyclooxygenase-2 protein increased in response to HFD, but were suppressed by LUT supplementation. Immunohistochemistry analysis also showed that iNOS expression was decreased by LUT. Conclusion: Consumption of LUT may reduce the risk of obesity-associated colorectal cancer by suppression of colonic inflammation.
Portulaca oleracea L. (PL) has been used in traditional medicine herb for treatment of various diseases, such as diarrhea, dysentery, and skin inflammation. Previous studies have shown that the PL regulates the inflammation by inhibition of pro-inflammatory cytokines. Although PL might have improvement effects of intestinal function and bioactive effects, there are not enough studies to demonstrate. This study investigated the effects of KDC16-2 on the improvement of intestinal function and anti-inflammatory effects in vivo and in vitro. The improvement effect of intestinal function was measured fecal amount, water content and intestinal transit rate in KDC16-2 treated ICR mice. As results, compared with the control group, the KDC16-2 group showed a significant increase in wet fecal weight, dry fecal weight and fecal water content. The intestinal transit rate of KDC16-2 group was significantly increased. Based on the results, KDC16-2 is considered to have effects on improving intestinal function. The effect of anti-inflammatory demonstrated by using dextran sulfate sodium (DSS)-induced colitis mice. The mice were administered 3% DSS along with KDC16-2 (100, 300 mg/kg) for 14 days. DSS-induced colitis mice were significantly ameliorated in KDC16-2 treated group, including body weight loss, colon length shortening, tight junction protein of colon and histological colon injury. The levels of inflammatory mediators (IgG2a, IgA, C-reactive protein and Myeloperoxidase) and pro-inflammatory cytokines (tumor necrosis factor (TNF)-${\alpha}$, Interleukin (IL)-6) which are involved in inflammatory responses were increased in the DSS-treated group as compared to those in the control group, and the levels were significantly decreased in the KDC16-2 groups. In addition, we investigated the impact of KDC16-2 on lipopolysaccharide (LPS)-induced inflammatory responses in J774A.1 cells. KDC16-2 inhibited production of prostaglandin E2 (PGE2) and reactive oxygen species (ROS). These results suggested that the KDC16-2 could effectively alleviate the dysfunction of intestinal and inflammatory mediators. Thus, these KDC16-2 can be potentially used as health functional food of intestinal.
Ren, Jie;Li, Puze;Yan, Dong;Li, Min;Qi, Jinsong;Wang, Mingyong;Zhong, Genshen;Wu, Minna
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.31
no.10
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pp.1409-1419
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2021
A growing number of healthy dietary ingredients in fruits and vegetables have been shown to exhibit diverse biological activities. Phloretin, a dihydrochalcone flavonoid that is abundant in apples and pears, has anti-inflammatory effects on ulcerative colitis (UC) mice. The gut microbiota and metabolism are closely related to each other due to the existence of the food-gut axis in the human colon. To investigate the interplay of faecal metabolites and the microbiota in UC mice after phloretin treatment, phloretin (60 mg/kg) was administered by gavage to ameliorate dextran sulfate sodium (DSS)-induced UC in mice. Gut microbes and faecal metabolite profiles were detected by high-throughput sequencing and liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS) analysis, respectively. The correlations between gut microbes and their metabolites were evaluated by Spearman correlation coefficients. The results indicated that phloretin reshaped the disturbed faecal metabolite profile in UC mice and improved the metabolic pathways by balancing the composition of faecal metabolites such as norepinephrine, mesalazine, tyrosine, 5-acetyl-2,4-dimethyloxazole, and 6-acetyl-2,3-dihydro-2-(hydroxymethyl)-4(1H)-pyridinone. Correlation analysis identified the relations between the gut microbes and their metabolites. Proteus was negatively related to many faecal metabolites, such as norepinephrine, L-tyrosine, laccarin, dopamine glucuronide, and 5-acetyl-2,4-dimethyloxazole. The abundance of unidentified Bacteriodales_S24-7_group was positively related to ecgonine, 15-KETE and 6-acetyl-2,3-dihydro-2-(hydroxymethyl)-4(1H)-pyridinone. The abundance of Christensenellaceae_R-7_group was negatively related to the levels of 15-KETE and netilmicin. Stenotrophomonas and 15-KETE were negatively related, while Intestinimonas and alanyl-serine were positively related. In conclusion, phloretin treatment had positive impacts on faecal metabolites in UC mice, and the changes in faecal metabolites were closely related to the gut microbiota.
Park, Seok Man;Lee, Se Hui;Jeong, Da un;Cho, Su-Jung;Shin, Mi-Rae;Park, Hae-Jin;Roh, Seong-Soo
The Korea Journal of Herbology
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v.37
no.1
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pp.19-29
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2022
Objectives : Although the pharmacological effects of anti-inflammatory and antioxidant action of Atractylodes macrocephala Koidzumi water extract (AM) have been proven from many studies, reports on the antioxidant effect of AM on ulcerative colitis (UC) are scarce. Therefore, we aimed at evaluating the anti-oxidant effect of AM on the DSS-induced UC model. Methods : To induce ulcerative colitis, 8-week-old male Balb/c mice received 5% DSS in drinking water for 1 week. After 1 week of adaptation, mice were divided into four groups (n=8 each) for use as normal (Normal), DSS Control (Control), DSS + AM 100 mg/kg (AM100)-treatment, DSS + AM 200 mg/kg (AM200)-treatment. After 1 week of the experiment, the animals were sacrificed, and the extracted colon tissue was analyzed for protein through western blot. Results : As a result of confirming the macroscopic changes in colon tissues to confirm the therapeutic effects of AM, the decrease in colon length was suppressed in the AM treatment group compared to the control group. In addition, as a result of biochemical analysis, AM administration significantly reduced serum glutamic oxalacetic transaminase, glutamic pyruvate transaminase levels and tissue malondialdehyde levels. As a result of confirming the protein expression level through western blot, AM administration significantly decreased the expression of NADPH-related proteins such as NOX2, p22phox, and iNOS, but significantly increased the expression of SOD, catalase, and GPx-1/2. Conclusions : AM may improve DSS-induced UC in mice by modulating NADPH and antioxidant-related proteins. In conclusion, AM showed an antioxidant effect through the improvement of oxidative stress on UC.
Seok, Ju Hyung;Kim, Dae Hyun;Kim, Hye Jih;Jo, Hang Hyo;Kim, Eun Young;Jeong, Jae-Hwang;Park, Young Seok;Lee, Sang Hun;Kim, Dae Joong;Nam, Sang Yoon;Lee, Beom Jun;Lee, Hyun Jik
Journal of Veterinary Science
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v.23
no.5
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pp.74.1-74.16
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2022
Background: Previous studies have presented evidence to support the significant association between red meat intake and colon cancer, suggesting that heme iron plays a key role in colon carcinogenesis. Epigallocatechin-3-gallate (EGCG), the major constituent of green tea, exhibits anti-oxidative and anti-cancer effects. However, the effect of EGCG on red meat-associated colon carcinogenesis is not well understood. Objectives: We aimed to investigate the regulatory effects of hemin and EGCG on colon carcinogenesis and the underlying mechanism of action. Methods: Hemin and EGCG were treated in Caco2 cells to perform the water-soluble tetrazolium salt-1 assay, lactate dehydrogenase release assay, reactive oxygen species (ROS) detection assay, real-time quantitative polymerase chain reaction and western blot. We investigated the regulatory effects of hemin and EGCG on an azoxymethane (AOM) and dextran sodium sulfate (DSS)-induced colon carcinogenesis mouse model. Results: In Caco2 cells, hemin increased cell proliferation and the expression of cell cycle regulatory proteins, and ROS levels. EGCG suppressed hemin-induced cell proliferation and cell cycle regulatory protein expression as well as mitochondrial ROS accumulation. Hemin increased nuclear factor erythroid-2-related factor 2 (Nrf2) expression, but decreased Keap1 expression. EGCG enhanced hemin-induced Nrf2 and antioxidant gene expression. Nrf2 inhibitor reversed EGCG reduced cell proliferation and cell cycle regulatory protein expression. In AOM/DSS mice, hemin treatment induced hyperplastic changes in colon tissues, inhibited by EGCG supplementation. EGCG reduced the hemin-induced numbers of total aberrant crypts and malondialdehyde concentration in the AOM/DSS model. Conclusions: We demonstrated that EGCG reduced hemin-induced proliferation and colon carcinogenesis through Nrf2-inhibited mitochondrial ROS accumulation.
Background: Mesenchymal stem cells (MSCs) have been investigated as therapeutic agents for inflammatory bowel disease (IBD). Stimulation of MSCs with pro-inflammatory cytokines is an approach to enhance their immunomodulatory effects. However, further investigation is required to support their application in immune-mediated disorders and companion animals. Objectives: This study aimed to assess the therapeutic effect of tumor necrosis factor (TNF)-α-stimulated feline adipose tissue-derived MSCs (fAT-MSCs) in a dextran sulfate sodium (DSS)-induced colitis mouse model. Methods: Colitis mice was made by drinking water with 3% DSS and fAT-MSCs were injected intraperitoneally. Colons were collected on day 10. The severity of the disease was evaluated and compared. Raw 264.7 cells were cultured with the conditioned medium to determine the mechanism, using quantitative real-time polymerase chain reaction and enzyme-linked immunosorbent assay. Results: TNF-α-stimulated fAT-MSCs more improved severity of DSS-induced colitis in disease activity, colon length, histologic score, and inflammatory cytokine. In sectionized colon tissues, the group comprising TNF-α-stimulated fAT-MSCs had higher proportion of CD11b+CD206+ macrophages than in the other groups. In vitro, TNF-α-stimulation increased cyclooxygenase-2 (COX-2) expression and prostaglandin E2 (PGE2) secretion from fAT-MSCs. The conditioned medium from TNF-α-stimulated fAT-MSCs enhanced the expression of interleukin-10 and arginase-1 in LPS-activated Raw 264.7 cells. Conclusions: These results represent that TNF-α-stimulated fat-mscs ameliorate the inflamed colon more effectively. Furthermore, we demonstrated that the effectiveness was interlinked with the COX-2/PGE2 pathway.
Hyeonjin Kim;Soohyun Jeong;Sung Wook Kim;Hyung-Jin Kim;Dae Yong Kim;Tae Han Yook;Gabsik Yang
Journal of Pharmacopuncture
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v.27
no.2
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pp.59-69
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2024
This study investigates the therapeutic potential of Indigo Naturalis (IN) in treating a Inflammatory Bowel Disease (IBD). The objective is to comprehensively examine the effects and pharmacological mechanisms of IN on IBD, assessing its potential as an novel treatment for IBD. Analysis of 11 selected papers is conducted to understand the effects of IN, focusing on compounds like indirubin, isatin, indigo, and tryptanthrin. This study evaluates their impact on Disease Activity Index (DAI) score, colon length, mucosal damage, and macrophage infiltration in Dextran Sulfate Sodium (DSS)-induced colitis mice. Additionally, It investigate into the anti-inflammatory mechanisms, including Aryl hydrocarbon Receptor (AhR) pathway activation, Nuclear Factor kappa B (NF-κB)/nod-like receptor family pyrin domain containing 3 (NLRP3)/Interleukin 1 beta (IL-1β) inhibition, and modulation of Toll-like receptor 4 (TLR4)/myeloid differentiation primary response 88 (MYD88)/NF-κB and Mitogen Activated Protein Kinase (MAPK) pathways. Immunomodulatory effects on T helper 17 (Th17)/regulatory T cell (Treg cell) balance and Glycogen synthase kinase-3 beta (GSK3-β) expression are also explored. Furthermore, the study addresses the role of IN in restoring intestinal microbiota diversity, reducing pathogenic bacteria, and increasing beneficial bacteria. The findings reveal that IN, particularly indirubin and indigo, demonstrates significant improvements in DAI score, colon length, mucosal damage, and macrophage infiltration in DSS-induced colitis mice. The anti-inflammatory effects are attributed to the activation of the AhR pathway, inhibition of inflammatory pathways, and modulation of immune responses. These results exhibit the potential of IN in IBD treatment. Notably, the restoration of intestinal microbiota diversity and balance further supports its efficacy. IN emerges as a promising and effective treatment for IBD, demonstrating anti-inflammatory effects and positive outcomes in preclinical studies. However, potential side effects necessitate further investigation for safe therapeutic development. The study underscores the need for future research to explore a broader range of active ingredients in IN to enhance therapeutic efficacy and safety.
Inflammatory bowel disease is an immune disorder associated with chronic mucosal inflammation and severe ulceration in the gastrointestinal tract. Antibodies against proinflammatory cytokines, including TNF${\alpha}$, are currently used as promising therapeutic agents against the disease. Stabilization of the transcript is a crucial post-transcriptional process in the expression of proinflammatory cytokines. In the present study, we assessed the expression and histological distribution of the HuR protein, an important transcript stabilizer, in tissues from experimental animals and patients with Crohn's disease. The total and cytosolic levels of the HuR protein were enhanced in the intestinal epithelia from dextran sodium sulfate (DSS)-treated mice compared to those in control tissues from normal mice. Moreover, the expression of HuR was very high only in the mucosal and glandular epithelium, and the relative localization of the protein was sequestered in the lower parts of the villus during the DSS insult. The expression of HuR was significantly higher in mucosal lesions than in normal-looking areas. Consistent with the data from the animal model, the expression of HuR was confined to the mucosal and glandular epithelium. These results suggest that HuR may contribute to the post-transcriptional regulation of proinflammatory genes during early mucosal insults. More mechanistic investigations are warranted to determine the potential use of HuR as a predictive biomarker or a promising target against IBD.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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