Src-family kinases are critically involved in the control of cytoskeleton organization and in the generation of integrin-dependent signaling responses, inducing tyrosine phosphorylation of many signaling and cytoskeletal proteins. Activity of the Src family of tyrosine kinases is tightly controlled by inhibitory phosphorylation of a carboxy-terminal tyrosine residue, inducing an inactive conformation through binding with its SH2 domain. Dephosphorylation of C-ter tyrosine, as well as its deletion of substitution with phenylalanine in oncogenic Src kinases, leads to autophosphorylation at a tyrosine in the activation loop, thereby leading to enhanced Src activity. Beside this phophorylation/dephosphorylation circuitry, cysteine oxidation has been recently reported as a further mechanism of enzyme activation. Mounting evidence describes Src activation via its redox regulation as a key outcome in several circumstances, including growth factor and cytokines signaling, integrin-mediated cell adhesion and motility, membrane receptor cross-talk as well in cell transformation and tumor progression. Among the plethora of data involving Src kinase in physiological and pathophysiological processes, this review will give emphasis to the redox component of the regulation of this master kinase.
Andrographolide, the main compound of Andrographis paniculata (A. paniculata), shows various biological properties including anti-viral, anti-inflammatory, anti-diabetic, and hepatoprotective effects. Our previous study has shown that A. paniculata extract exerts antiaging effects by activation of stemness in epidermal stem cells (EpSCs). In this study, we investigated the effect of andrographolide as a main compound of A. paniculata on EpSCs and its mechnism of action using several in vitro assays. Andrographolide increased the proliferation of EpSCs and induced cell cycle progression. Additionally, andrographolide increased VEGF production and the expression of stem cell markers integrin ${\beta}1$ and p63. Furthermore, phosphorylation levels of extracellular signal-regulated kinase 1/2 (ERK1/2), S6 ribosomal protein (S6RP) and Akt were increased by andrographolide. Taken together, these results indicate that andrographolide-induced proliferation of EpSCs is mediated by the ERK1/2, Akt-dependent pathway with increased production of VEGF and upregulated stemness through integrin ${\beta}1$ and p63.
Complement fragment iC3b serves as a major opsonin for facilitating phagocytosis via its interaction with complement receptors CR3 and CR4, also known by their leukocyte integrin family names, αMβ2 and αXβ2, respectively. Although there is general agreement that iC3b binds to the αM and αX I-domains of the respective β2-integrins, much less is known regarding the regions of iC3b contributing to the αX I-domain binding. In this study, using recombinant αX I-domain, as well as recombinant fragments of iC3b as candidate binding partners, we have identified two distinct binding moieties of iC3b for the αX I-domain. They are the C3 convertase-generated N-terminal segment of the C3b α'-chain (α'NT) and the factor I cleavage-generated N-terminal segment in the CUBf region of α-chain. Additionally, we have found that the CUBf segment is a novel binding moiety of iC3b for the αM I-domain. The CUBf segment shows about a 2-fold higher binding activity than the α'NT for αX I-domain. We also have shown the involvement of crucial acidic residues on the iC3b side of the interface and basic residues on the I-domain side.
Cudrania tricuspidata (C. tricuspidata), a medicinal plant widely employed throughout Asia in ethnomedicine, has various bioactive properties, including antidiabetic, antiobesity, antitumor, and anti-inflammatory activities. In addition, the C. tricuspidata root extract reportedly inhibits platelet aggregation. Therefore, we focused on the active substances present in the C. tricuspidata extract. Sanggenon N (SN) is a flavonoid found in the root bark of C. tricuspidata. In the present study, we examined the inhibitory effects of SN on platelet aggregation, phosphoproteins, thromboxane A2 generation, and integrin αIIbβ3 activity. SN inhibited collagen-induced human platelet aggregation in a dose-dependent manner without cytotoxicity. Furthermore, SN suppressed Ca2+ mobilization and influx through associated signaling molecules, such as inositol 1, 4, 5-triphosphate receptor I (Ser1756), and extracellular signal-regulated kinase. In addition, SN inhibited thromboxane A2 generation and associated signaling molecules, including cytosolic phospholipase A2 and mitogen-activated protein kinase p38. Finally, SN could inhibit integrin (αIIb/β3) activity by regulating vasodilator-stimulated phosphoprotein and Akt. Collectively, SN possesses potent antiplatelet effects and is a potential therapeutic drug candidate to prevent platelet-related thrombosis and cardiovascular disease.
Morus alba, a popular medicinal plant belonging to the family Moraceae, has long been used commonly in traditional medicine and has various physiological activities, including antidiabetic, anti-microbial, diuretic, anti-oxidant, and anti-cancer activities. Morusinol was isolated from the root bark of M. alba; however, its biological effects have not yet been reported. Therefore, we examined the inhibitory effects of morusinol on human platelet aggregation, Ca2+ mobilization, and αIIb/β3 activity. Our data showed that collagen-induced human platelet aggregation was inhibited by morusinol without cytotoxicity. In this study, we examined whether morusinol inhibits platelet aggregation through the regulation of integrin αIIb/β3 and its associated signaling molecules. We observed that morusinol inhibited αIIb/β3 activation by regulating vasodilator-stimulated phosphoprotein, phosphatidylinositol-3 kinase, Akt (protein kinase B), and glycogen synthase kinase-3α/β. These results show that morusinol inhibited fibronectin adhesion, fibrinogen binding, and clot retraction. Taken together, morusinol shows strong antiplatelet and anti-clot retraction effects and is a potential therapeutic drug candidate to prevent platelet-related thrombosis and cardiovascular disease.
Hyunseo Lim;Young Ho Choe;Jaeho Lee;Gi Eun Kim;Jin Won Hyun;Young-Min Hyun
IMMUNE NETWORK
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v.24
no.3
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pp.23.1-23.14
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2024
Adipose tissue, well known for its endocrine function, plays an immunological role in the body. The inflamed adipose tissue under LPS-induced systemic inflammation is characterized by the dominance of pro-inflammatory immune cells, particularly neutrophils. Although migration of macrophages toward damaged or dead adipocytes to form a crown-like structure in inflamed adipose tissue has been revealed, the neutrophilic interaction with adipocytes or the extracellular matrix remains unknown. Here, we demonstrated the involvement of adhesion molecules, particularly integrin α6β1, of neutrophils in adipocytes or the extracellular matrix of inflamed adipose tissue interaction. These results suggest that disrupting the adhesion between adipose tissue components and neutrophils may govern the accumulation of excessive neutrophils in inflamed tissues, a prerequisite in developing anti-inflammatory therapeutics by inhibiting inflammatory immune cells.
Tooth loss in elderly is mainly caused by alveolar bone loss via severe periodontitis. Although the severity of periodontitis is known to be affected by age, the aging process or the genetic changes during the aging of periodontal tissue cells are not well characterized. In this study, we investigated the effect of in vitro aging on the change of gene expression pattern in periodontal fibroblasts. Gingival fibroblasts (GF) and periodontal ligament fibroblasts (PDL) were obtained from two young patients and replicative senescence was induced by sequential subcultivation. When more than 90% cells were positively stained with senescence-associated ${\beta},-galactosidase$, those cells were regarded as aged cells. In aged GF and PDL, the level of phosphorylated retinoblastoma (RB) and $p16^{INK4A}$ protein was significantly decreased and increased, respectively. However, the protein level of p53 and p21, well known senescence-inducing genes, did not increase in aged GF and PDL. Although $p27^{Kip1}$ and $p15^{INK4B}$, another cyclin-dependent kinase inhibitors, were reported to be involved in replicative senescence of human cells, they were decreased in aged GF and PDL. Because senescent cells showed flattened and enlarged cell shape and are known to have increased focal adhesion, we examined the protein level of several integrins. Aged GF and PDL showed increased protein level of integrin ${\alpha}2$, ${\alpha}v$, and ${\beta}1$. When the gene expression profiles of actively proliferating young cells and aged cells were compared by cDNA microarray of 3,063 genes and were confirmed by reverse transcription-polymerase chain reaction, 7 genes and 15 genes were significantly and commonly increased and decreased, respectively, in aged GF and PDL. Among them, included are the genes that were known to be involved in the regulation of cell cycle, gene transcription, or integrin signaling. The change of gene expression pattern in GF and PDL was minimally similar to that of oral keratinocyte. These results suggest that $p16^{INK4A}/RB$ might be involved in replicative senescence of periodontal fibroblasts and the change of gene expression profile during aging process is cell type specific.
Objective : Protein disulfide isomerase (PDI) acts as a chaperone on the cell surface, and it has been reported that PDI is associated with the tumor cell migration and invasion. The aims of this study are to investigate the anti-migration effect of bacitracin, which is an inhibitor of PDI, and the associated factor in this process. Methods : U87-MG glioma cells were treated with bacitracin in 1.25, 2.5, 3.75, and 5.0 mM concentrations. Western blot with caspase-3 was applied to evaluate the cytotoxicity of bacitracin. Adhesion, morphology, migration assays, and organotypic brain-slice culture were performed to evaluate the effect of bacitracin to the tumor cell. Western blot, PCR, and gelatin zymography were performed to investigate the associated factors. Thirty glioma tissues were collected following immunohistochemistry and Western blot. Results : Bacitracin showed a cytotoxicity in 3rd (p<0.05) and 4th (p<0.001) days, in 5.0 Mm concentration. The cell adhesion significantly decreased and the cells became a round shape after treated with bacitracin. The migration ability, the expression of phosphorylated focal adhesion kinase (p-FAK) and matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) decreased in a bacitracin dose- and time-dependent manner. The U87-MG cells exhibited low-invasiveness in the 2.5 mM, compared with the untreated in organotypic brain-slice culture. PDI was expressed in the tumor margin, and significantly increased with histological glioma grades (p<0.001). Conclusion : Bacitracin, as a functional inhibitor of PDI, decreased the phosphorylated FAK and the secreted MMP-2, which are the downstream of integrin and play a major role in cell migration and invasion, might become one of the feasible therapeutic strategies for glioblastoma.
The modulation of leukocyte cell surface adhesion molecules may influence the development of cellular events that determine the course of the inflammatory process. Direct interaction between activated T cells and monocytes resulted in a large production of $IL-1{\beta}$ by monocytes. In this reactions, adhesion molecules play an important part, yet the role of them in Tmonocytes interaction remain unclear. This study was undertaken in an effort to elucidate, 1) the influence of 1.25(OH)$_2D_3-induced$ differentiation on the monocyte responsiveness to direct contact with T lymphocytes, and 2) the role of adhesion molecules on the T-monocyte direct interaction. Initially, I observed that direct contact of monocyte cell line THP-1 with stimulated fixed T cell line HuT78 markedly induces IL-1${\beta}$ production by THP-1. $IL-1{\beta}$ production was higher when THP-1 had been previously exposed to 1.25(OH)$_2D_3$ as compared to control, with ${\alpha}$- 1.25(OH)$_2D_3$ dose-dependent and exposure time-dependent manner. It was shown that 1.25(OH)$_2D_3$ also increased the expression of ${\beta}_2$ integrin adhesion receptor Mac-1(CD11b/CD18) dose- and timedependently, but did not increase the expression of human leukocyte antigen- D(HLA-D) and intercellular adhesion molecule-1(ICAM-1). The $IL-1{\beta}$ producing activity of THP-1 cells correlated well with the ability to induce the Mac-1 expression on THP-1 surface. Monoclonal antibody raised against relevant cell surface glycoproteins on THP-1 were tested for their ability to block the response of THP-1 to T cells. Antibody to Mac-1 only partially blocked $IL-1{\beta}$ production by THP-1, whereas antibodies to ICAM-1 and HLA-D did not. These data indicate that regulation of Mac-1 expression on THP-1 cells can alter the responsiveness of these cells to contact by activated T cells, however other unknown structures on the THP-1 cells may be involved in this process also.
Glycosaminoglycans (GAGs) and chitosan have been used as matrix materials to support the dermal part of skin equivalent which is used for both pharmacological and toxicological evaluations of drugs potentially used for dermatological diseases. However, their biological roles of GAGs and chitosan in the skin equivalent are still unknown. In the present study, we evaluated whether GAGs and chitosan directly affect keratinocyte stem cells (KSCs) and their transit-amplifying cells (TA cells). Among supporting matrix materials, chitosan significantly increased the number of ${\alpha}6$$integrin^{high}/CD71^{high}$ human keratinocyte TA cells by 48.5%. In quantitative real-time RT-PCR analysis, chitosan significantly increased CD71 and CD200 gene transcription whereas not ${\alpha}6$ integrin. In addition, the level of the gene transcription of both keratin 1 (K1) and K10 in the chitosan-treated human keratinocytes was significantly lower than those of control, suggesting that chitosan inhibit keratinocyte differentiation. We also found that N-acetyl-D-glucosamine (NAG) and $\beta$-(1-4)-linked D-glucosamine (D-glc), two components of chitosan, have no effect on the expression of CD71, K1, and K10, suggesting that each monomer component of chitosan is not enough to regulate the number of epidermal keratinocyte lineage. Conclusively, chitosan increases keratinocyte TA cell population which may contribute to the cellular mass expansion of the epidermal part of a skin equivalent system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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