Nelumbinis Semen(NS) has been used in traditional medicine to treat diseases such as depression and diarrhea. In inflammatory responses, microglia produces molecules which are known to play roles in the central nervous system. And we previously studied NS inhibited nitric oxide synthase and secretion of tumor necrosis factor alpha. To explore the global gene expression profiles in BV-2 microglial cell line treated with NS, microarray analysis was performed. The cells were treated with LPS or NS plus LPS for 30min, Ih, 3h, and 6h, respectively. Of 45,101 known genes, with cutoff value of 3-fold change in the expression, 340, 644, 280 and 219 genes were upregulated and 503, 570, 694 and 484 were downregulated in NS treated cells at each time point. The results of the present study shows that treatment of NS reversed the LPS-induced upregulation of such genes as Ecoxsackievirus and adenovirus receptor(CAR), pellino 1, and S100P binding protein. It is thought that microarrays will play an ever-growing role in the advance of our understanding of the pharmacologic actions NS.
Using murine immortalized microglial cells (BV-2), we examined the regulation of RANTES production stimulated by lipopolysaccharide (LPS), focusing on the role of mitogen-activated protein kinase (MAPK) and nuclear factor $(NF)-{\kappa}B.$ The result showed that RANTES (regulated upon activation of normal T cell expressed and secreted) was induced at the mRNA and protein levels in a dose- and time-dependent manner in response to LPS. From investigations of second messenger pathways involved in regulating the secretion of RANTES, we found that LPS induced phosphorylation of extracellular signal-regulated kinase (Erk), p38 MAPK and c-Jun-N-terminal kinase (JNK), and activated $(NF)-{\kappa}B.$ To determine whether this MAPK phosphorylation is involved in LPS-stimulated RANTES production, we used specific inhibitors for p38 MAPK and Erk, SB 203580 and PD 98059, respectively. LPS-induced RANTES production was reduced approximately 80% at $25\;{\mu}M$ of SB 203580 treatment. But PD 98059 did not affect RANTES production. Pyrrolidine-dithiocarbamate (PDTC), $(NF)-{\kappa}B$ inhibitor, reduced RANTES secretion. These results suggest that LPS-induced RANTES production in microglial cells (BV-2) is mainly mediated by the coordination of p38 MAPK and $(NF)-{\kappa}B$ cascade.
Jung, Yieun;Ahn, So-Hee;Park, Sang Hui;Choi, Youn-Hee
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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제21권5호
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pp.509-518
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2017
Glioblastoma multiforme (GBM) is the most common primary intracranial tumor in adults and has poor prognosis. The GBM-specific tumor microenvironment (TME) plays a crucial role in tumor progression, immune escape, local invasion, and metastasis of GBM. Here, we demonstrate that hypoxia, reactive oxygen species (ROS), and differential concentration of glucose influence the expression of cytokines and chemokines, such as IL-6, IL-8, and IP-10, in human glial cell lines. Treatment with cobalt chloride ($CoCl_2$) and hydrogen peroxide ($H_2O_2$) significantly increased the expression levels of IL-6, IL-8, and IP-10 in a dose-dependent manner in CRT-MG and U251-MG astroglioma cells, but not in microglia cells. However, we found strikingly different patterns of expression of cytokines and chemokines between $H_2O_2$-treated CRT-MG cells cultured in low- and high-glucose medium. These results suggest that astroglioma and microglia cells exhibit distinct patterns of cytokine and chemokine expression in response to $CoCl_2$ and $H_2O_2$ treatment, and different concentrations of glucose influence this expression under either hypoxic or oxidant-enriched conditions.
목적 : 허혈시 발생되는 저산소중 상태에서는 세포독성을 유발한다고 알려져 있으나 정확한 기전은 아직 규명되지 않았다. 본 연구에서는 뇌허혈로 인한 세포독성의 기전을 유전자 발현을 통하여 살펴보고자 하였다. 방법 : 본 실험에서는 BV-2 microglia 세포주에 12시간 동안의 저산소 상태에서의 유전자 발현을 분석하기 위하여 마이크로에레이를 시행하였다. 결과 : 저산소 상태에서는 정상에 비하여 cathepsin F, growth factor independent 1, calcitonin/calcitonin-related poly, leucine-rich repeat LGI family membrane, dublecortin, cyclohydrolase 1, Ia-associated invariant chain, carbohydrate kinase-like과 erythrocyte protein band 4.1-like 3 등의 유전자 발현이 3배 이상 증가하였다. 한편 neuronal guanine nucleotide exchange factor, Bcl-2-related ovarian killer protein, chemokine (C-X-C motif) ligand 5, RNA binding motif protein 3, interleukin 2 receptor, alpha chain, crystallin zeta, cytochrome P450 subfamily IV B, asparagine synthetase과 moesin 등의 유전자 발현은 0.2배 이하로 감소하였다. 결론 : 이상의 결과는 저산소중에 관여하는 유전자 및 저산소중과 관련된 뇌경색 등의 질환의 기전을 밝히는데 기초적 자료로 이용될 수 있을 것이다.
Objectives : This research was investigated the effect of the Ginseng Radix plus Crataegi Fructus on the gene expression in relation to Alzheimer's disease. Methods : Observed gene expression of the Ginseng Radix plus Crataegi Fructus extract on $IL-1{\beta}$, IL-6, $TNF-{\alpha}$, COX-2, and NOS-II mRNA of BV2 microglia cell line treated with lipopolysacchride. Results : The Ginseng Radix plus Crataegi Fructus extract suppressed the gene expression of $IL-1{\beta}$, IL-6, $TNF-{\alpha}$, COX-2, NOS-II mRNA in BV2 microglia cell line treated with lipopolysacchride. Conclusion : These results suggest that the Ginseng Radix plus Crataegi Fructus extract may be effective for the prevention and treatment of Alzheimer's disease. Investigation into the clinical use of the Ginseng Radix plus Crataegi Fructus extract for Alzheimer's disease is suggested for future research.
Kim, Eun-A;Hahn, Hoh-Gyu;Kim, Tae-Ue;Choi, Soo-Young;Cho, Sung-Woo
BMB Reports
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제43권6호
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pp.413-418
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2010
Beta-Amyloid ($A{\beta}$)-induced neuroinflammation is one of the key events in the development of neurodegenerative disease. We previously reported that KHG21834, a benzothiazole derivative, attenuates $A{\beta}$-induced degeneration of cortical and mesencephalic neurons in vitro. In the present work, we show that KHG21834 reduces $A{\beta}$-mediated neuroinflammation in brain. In vivo intracerebroventricular infusion of KHG21834 leads to decreases in the numbers of activated astrocytes and microglia and level of proinflammatory cytokines such as interleukin-$1{\beta}$ and tumor necrosis factor-$\alpha$ induced by $A{\beta}$ in the hippocampus. This suppression of neuroinflammation is associated with decreased neuron loss, restoration of synaptic dysfunction biomarkers in the hippocampus to control level, and diminished amyloid deposition. These results may suggest the potential therapeutic efficacy of KHG21834 for the treatment of $A{\beta}$-mediated neuroinflammation.
Pinus densiflora belongs to the Pinaceae family which has been widely used for health promoting purposes as folk medicine or as a food. Various curative effects of different parts of the pine have been reported including as a remedy for carcinoma. We examined the effects of pine needle water extracts (PNE) on macrophage function using peritoneal macrophage, pre-osteoclast bone macrophage (Raw 264.7 cell) and brain macrophage (C6 microglia). When peritoneal macrophages were treated with various concentrations of PNE ($1{\sim}100{\mu}g/mL$) for 24 hours, phagocytic activity was significantly increased, whereas it had no effect on tumoricidal activity and NO production. However, the treatment of Raw 264.7 with PNE resulted in the enhancement of NO production at high concentration ($100{\mu}g/mL$). Furthermore, the treatment of C6 with PNE increased the production of NO in a concentration-dependent manner, whereas PNE suppressed NO production in $LPS/IFN-{\gamma}-stimulated$ microglia. These results suggest that PNE has differential immunomodulatory effects on macrophages.
Baek, Sa-Wang;Kim, E. Ray;Kim, Jin-Woong;Kim, Young-Choong
Natural Product Sciences
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제17권3호
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pp.175-180
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2011
Eleven compounds were isolated from fresh leaves of Abies koreana (Pinaceae), and structures of these compounds were determined to be 3-hydroxy-2-methyl-4-pyrone (1), maltol-3-O-${\beta}$-D-glucoside (2), (-)-epicatechin (3), naringenin 7-O-${\beta}$-D-glucopyranoside (4), naringenin-7-O-rhamnoglucoside (5), kaempferol 3-O-${\beta}$-D-glucopyranoside (6), (+)-isolariciresinol (7), secoisolariciresinol (8), rhododendrol (9), ferulic acid (10) and 4-(4-hydroxyphenyl)butan-2-one (rheosmin) (11) by comparing $^1H$-, $^{13}C$-NMR and MS spectroscopic data with reference values. Compounds 3, 5, 7, 8, 9, 10, 11 were isolated for the first time from A. koreana. Among eleven isolates, compounds 1, 7 and 11 showed inhibitory activities against lipopolysaccharide (LPS)-induced nitric oxide (NO) production in BV-2 microglia in a concentration dependent manner.
Brain microglia are phagocytic cells that are the major inflammatory response cells of the central nervous system and widely held to play important pathophysiologic roles in Alzheimer's disease (AD) in both potentially neurotoxic responses and potentially beneficial phagocytic responses. In the study, we examined whether ginsonoside Rg3, a by-product of red ginseng, enhances the microglial phagocytosis of $A{\beta}$. We found that Rg3 promoted $A{\beta}$ uptake, internalization, and digestion. Increased maximal $A{\beta}$ uptake was observed at 4 and 8 h after Rg3 pretreatment (25 ${\mu}g/mL$), and the internalized $A{\beta}$ was almost completely digested from cells within 36 h when pretreated with Rg3 comparing with single non-Rg3-treated groups. The expression of MSRA (type A MSR) was also up-regulated by Rg3 treatment in a dose- and time-dependent manner which was coincidently identified in western blots for MSRA proteins in cytosol. These results indicate that microglial phagocytosis of $A{\beta}$ may be enhanced by Rg3 and the effect of Rg3 on promoting clearance of $A{\beta}$ may be related to the MSRA-associated action of Rg3. Thus, stimulation of the MSRA might contribute to the therapeutic potentials of Rg3 in microglial phagocytosis and digestion in the treatment of AD.
Cells regulate their shapes and motility by sensing the cues from the internal and external microenvironment. Under different circumstances, microglia, the brain resident immune cells, undergo dynamic phenotypic changes, one of which is a remarkable periodic oscillatory migration in vitro. However, very little is known about the kinematic and dynamic perspectives of this oscillatory behavior. In this study, we tracked the changes in cell morphology and nuclear displacement, and visualized the forces using traction force microscopy (TFM). By correlation analyses, we confirmed that the lamellipodia formation preceded the nuclear translocation. Moreover, traction, developed following lamellipodia formation, was found to be localized and fluctuated at two ends of the oscillating cells. Taken together, our results imply that oscillatory microglial cells feature a viscoelastic migration, which will contribute to the field of cell mechanics.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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