• Journal of Ginseng Research
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• 제43권2호
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• pp.172-178
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• 2019

Inflammation is an innate immune response that protects the body from pathogens, toxins, and other dangers and is initiated by recognizing pathogen-associated molecular patterns or danger-associated molecular patterns by pattern-recognition receptors expressing on or in immune cells. Intracellular pattern-recognition receptors, including nucleotide-binding oligomerization domain-like receptors (NLRs), absent in melanoma 2, and cysteine aspartate-specific protease (caspase)-4/5/11 recognize various pathogen-associated molecular patterns and danger-associated molecular patterns and assemble protein complexes called "inflammasomes." These complexes induce inflammatory responses by activating a downstream effector, caspase-1, leading to gasdermin D-mediated pyroptosis and the secretion of proinflammatory cytokines, such as interleukin $(IL)-1{\beta}$ and IL-18. Ginsenosides are natural steroid glycosides and triterpene saponins found exclusively in the plant genus Panax. Various ginsenosides have been identified, and their abilities to regulate inflammatory responses have been evaluated. These studies have suggested a link between ginsenosides and inflammasome activation in inflammatory responses. Some types of ginsenosides, including Rh1, Rg3, Rb1, compound K, chikusetsu saponin IVa, Rg5, and Rg1, have been clearly demonstrated to inhibit inflammatory responses by suppressing the activation of various inflammasomes, including the NLRP3, NLRP1, and absent in melanoma 2 inflammasomes. Ginsenosides have also been shown to inhibit caspase-1 and to decrease the expression of $IL-1{\beta}$ and IL-18. Given this body of evidence, the functional relationship between ginsenosides and inflammasome activation provides new insight into the understanding of the molecular mechanisms of ginsenoside-mediated antiinflammatory actions. This relationship also has applications regarding the development of antiinflammatory remedies by ginsenoside-mediated targeting of inflammasomes, which could be used to prevent and treat inflammatory diseases.

• BMB Reports
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• 제55권9호
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• pp.447-452
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• 2022

Neurogenic differentiation 1 (NeuroD1) is an essential transcription factor for neuronal differentiation, maturation, and survival, and is associated with inflammation in lipopolysaccharide (LPS)-induced glial cells; however, the concrete mechanisms are still ambiguous. Therefore, we investigated whether NeuroD1-targeting miRNAs affect inflammation and neuronal apoptosis, as well as the underlying mechanism. First, we confirmed that miR-30a-5p and miR-153-3p, which target NeuroD1, reduced NeuroD1 expression in microglia and astrocytes. In LPS-induced microglia, miR-30a-5p and miR-153-3p suppressed pro-inflammatory cytokines, reactive oxygen species, the phosphorylation of c-Jun N-terminal kinase, extracellular-signal-regulated kinase (ERK), and p38, and the expression of cyclooxygenase and inducible nitric oxide synthase (iNOS) via the NF-κB pathway. Moreover, miR-30a-5p and miR-153-3p inhibited the expression of NOD-like receptor pyrin domain containing 3 (NLRP3) inflammasomes, NLRP3, cleaved caspase-1, and IL-1β, which are involved in the innate immune response. In LPS-induced astrocytes, miR-30a-5p and miR-153-3p reduced ERK phosphorylation and iNOS expression via the STAT-3 pathway. Notably, miR-30a-5p exerted greater anti-inflammatory effects than miR-153-3p. Together, these results indicate that miR-30a-5p and miR-153-3p inhibit MAPK/NF-κB pathway in microglia as well as ERK/STAT-3 pathway in astrocytes to reduce LPS-induced neuronal apoptosis. This study highlights the importance of NeuroD1 in microglia and astrocytes neuroinflammation and suggests that it can be regulated by miR-30a-5p and miR-153-3p.

• 대한임상검사과학회지
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• 제54권3호
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• pp.201-208
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• 2022

Neuroinflammation is defined as a neurological inflammation within the brain and the spinal cord. In neuroinflammation, microglia are the tissue-resident macrophages of the central nervous system, which act as the first line of defense against harmful pathogens. Dexmedetomidine (Dex) has an anti-inflammatory effect in many neurological conditions. Additionally, the microRNA-30a-5p (miR-30a-5p) mimic has been proven to be effective in macrophages in inflammatory conditions. This study aimed to investigate the synergistic anti-inflammatory effects of both miR-30a-5p and Dex in lipopolysaccharide (LPS)-induced BV2 cells. This study showed that miR-30a-5p and Dex decreased nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-κB) translocation in LPS-induced BV2 cells. MiR-30a-5p and Dex alleviated tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) and interleukin-6 (IL-6), LPS-induced phosphorylation c-Jun N-terminal kinases (JNK), extracellular signal-regulated kinase (ERK) and p38. Also, the expression of the NOD-like receptor pyrin domain containing 3 inflammasome (NLRP3), cleaved caspase-1, and ASC was inhibited. Furthermore, LPS-stimulated nitric oxide (NO) production, inducible nitric oxide synthase (iNOS), and cyclooxygenase-2 (COX-2) expression were attenuated by Dex and miR-30a-5p. Our results indicate that a combination of Dex and miR-30a-5p, attenuates NF-κB activation, the mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway, and inflammatory mediators involved in LPS-induced inflammation and inhibits the activation of the NLRP3 inflammasome in LPS-activated BV2 cells.

• IMMUNE NETWORK
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• 제12권6호
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• pp.284-290
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• 2012

Innate immune cells sense and respond to the cytoplasmic infection of bacterial pathogens through NLRP3, NLRC4 or AIM2 inflammasome depending on the unique molecular pattern of invading pathogens. The infection of flagellin- or type III secretion system (T3SS)-containing Gram-negative bacteria such as Salmonella enterica serovar Typhimurium (S. typhimurium) or Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) triggers NLRC4-dependent caspase-1 activation leading to the secretion of proinflammatory cytokines such as interleukin-1-beta (IL-$1{\beta}$) and IL-18. Previous studies have shown that apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD (ASC) is also required for Salmonella-induced caspase-1 activation, but it is still unclear how ASC contributes to the activation of NLRC4 inflammasome in response to S. typhimurium infection. In this study, we demonstrate that S. typhimurium triggers the formation of ASC oligomer in a potassium depletion-independent manner as determined by in vitro crosslinking and in situ fluorescence imaging. Remarkably, inhibition of potassium efflux failed to block Salmonella-promoted caspase-1 activation and macrophage cell death. These results collectively suggest that ASC is substantially oligomerized to facilitate the activation of caspase-1 in response to S. typhimurium infection. Contrary to NLRP3 inflammasome, intracellular potassium depletion is not critical for NLRC4 inflammasome signaling by S. typhimurium.

• 생명과학회지
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• 제28권2호
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• pp.240-246
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• 2018

원심성, 구심성 교감신경 신호는 고혈압 및 심부전의 발생과 밀접한 관련이 있다. 혈관 내 카테터를 이용한 교감신경절제술(RDM)은 난치성 고혈압의 대체치료로 시행되어 왔다. 시술과 관련하여 장기간 신장의 안정성에 대해서는 보고가 있었으나 단기간 심근의 안정성에 대한 연구 결과는 없었다. 저자들은 RDN 시술로 인한 교감신경차단 후 염증성 심근손상이 발생할 수 있음을 가정하여 실험으로 검증하고자 하였다. 25마리의 암컷돼지를 3군으로 나누고-정상대조군(n=5), Sham군(n=5), RDN 시술군(n=15)-RDN 시술군을 시술 후 sacrifice 시기에 따라 다시 세분하였다-시술 후 즉시 sacrifice한 RDN-0 (n=5), 시술 1주 후 sacrifice한 RDN-1 (n=5), 시술 2주 후 sacrifice한 RDN-2 (n=5). 조영제의 영향을 배제하기 위해 설정했던 Sham군과 정상대조군 간에는 의미있는 차이를 보이지 않았다. $IL-1{\beta}$, $TNF-{\alpha}$ 등의 염증 싸이토카인은 시술 1주 후 증가하여 2주째 감소하였다. 항염증 싸이토카인 IL-10은 시술 직후부터 증가하여 2주째 감소하였다. Inflammasome에 의해 위험신호(danger signal)를 전달받고 활성화되는 Caspase-1 및 inflammasome을 매개하는 도메인 ASC는 시술 직후 활성화되어 발현이 증가하였고 2주까지 지속되었다. 그러나 caspase-1을 매개할 것으로 추정되었던 NLRP3 inflammasome의 발현은 의미있는 차이를 보이지 않았다. RDN 시술에 의한 교감신경차단은 caspase-1, $IL-1{\beta}$ 등의 활성화에 의해 염증성 심근손상을 초래할 수 있으며 RDN 시술 후에는 그 위험성을 고려해야 하겠다. NLRP3 외에 다른 NLRP inflammasome pathway의 관련성에 대한 추가연구가 필요하다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제30권3호
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• pp.246-256
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• 2022

The present study focused on the potential mechanism of betulin (BT), a pentacyclic triterpenoid isolated from the bark of white birch (Betula pubescens), against chronic alcohol-induced lipid accumulation and metaflammation. AML-12 and RAW 264.7 cells were administered ethanol (EtOH), lipopolysaccharide (LPS) or BT. Male C57BL/6 mice were fed Lieber-DeCarli liquid diets containing 5% EtOH for 4 weeks, followed by single EtOH gavage on the last day and simultaneous treatment with BT (20 or 50 mg/kg) by oral gavage once per day. In vitro, MTT showed that 0-25 mM EtOH and 0-25 µM BT had no toxic effect on AML-12 cells. BT could regulate sterolregulatory-element-binding protein 1 (SREBP1), lipin1/2, P2X7 receptor (P2X7r) and NOD-like receptor family, pyrin domains-containing protein 3 (NLRP3) expressions again EtOH-stimulation. Oil Red O staining also indicated that BT significantly reduced lipid accumulation in EtOH-stimulated AML-12 cells. Lipin1/2 deficiency indicated that BT might mediate lipin1/2 to regulate SREBP1 and P2X7r expression and further alleviate lipid accumulation and inflammation. In vivo, BT significantly alleviated histopathological changes, reduced serum alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST) and triglyceride (TG) levels, and regulated lipin1/2, SREBP1, peroxisome proliferator activated receptor α/γ (PPARα/γ) and PGC-1α expression compared with the EtOH group. BT reduced the secretion of inflammatory factors and blocked the P2X7r-NLRP3 signaling pathway. Collectively, BT attenuated lipid accumulation and metaflammation by regulating the lipin1/2-mediated P2X7r signaling pathway.

• 미생물학회지
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• 제52권4호
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• pp.421-427
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• 2016

여드름은 만성 염증 질환으로 주로 청소년기에 발생하는 것으로 알려져 있으나 대기오염, 약물 남용 등의 원인에 의해 아동기 및 성인기에도 나타날 수 있다고 알려져 있다. 여드름을 유발하는 정확한 원인은 밝혀져 있지 않으나 한 가지 원인보다 스트레스, 호르몬의 변화, 유전, 외부 환경 등 다양한 요인들이 복합적으로 작용한다고 여겨지고 있다. Propionibacterium acnes (P. acnes)는 여드름을 유발하는 균으로 모낭 내에 상주하여 피지의 중성지방을 분해하고 유리 지방산을 형성하여 모낭 내 염증을 유발한다. 따라서 피지의 생성 증가는 P. acnes의 생존에 좋은 영향을 주고 피부에서 염증반응을 유발하는 monocytic cell의 활성화와 염증성 사이토카인(pro-inflammatory cytokine)의 증가를 유발한다. 따라서 여드름 치료를 위해서는 P. acnes의 증식 억제 및 염증반응을 최소화하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 유칼립투스(Eucalyptus globules) 추출물이 P. acnes에 의한 염증반응에 나타내는 효과를 확인하고자 하였다. 유칼립투스 추출물 처리는 P. acnes가 유도하는 염증 매개자로 알려진 $TNF-{\alpha}$, $IL-1{\beta}$, IL-2와 인플라마좀 복합체인 NLRP3의 유전자 발현을 효과적으로 감소시키는 것을 확인하였다. 뿐만 아니라 염증성 사이토카인의 유전자 발현에 중요하다고 알려진 전사인자(transcription factors) $NF-{\kappa}B$와 NFAT의 활성 역시 유칼립투스 추출물을 처리하였을 때 감소하는 것을 알 수 있었다. 따라서 본 논문을 통해 유칼립투스 추출물이 P. acnes에 의해 초래되는 여드름의 치료 보조제로 사용될 수 있으며, 천연 추출물의 사용이 항생제 장기 복용으로 인해 유발되는 항생제 내성을 해결하는 좋은 대안이 될 것이라고 예상할 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제27권12호
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• pp.1462-1469
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• 2017

본 연구 목적은 고지방식이 유도 비만 쥐의 피하지방조직에서 라스베라트롤 투여가 대식세포 침윤관련 염증인자에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 본 연구를 위해 정상식이군, 고지방식이군, 고지방식이+라스베라트롤 투여군으로 분류한 후, 라스베라트롤 투여군은 15주간 25 mg/kg 농도로 Dimethyl Sulfoxide에 용해하여 투여하였으며, 비교군은 Dimethyl Sulfoxide 용액만을 투여하였다. 연구결과 고지방식이군은 정상식이군에 비하여 체중이 유의하게 증가하였고, 라스베라트롤 투여군에서 고지방식이 군보다 NLRP3. ASC, Casepase1 mRNA 발현이 감소하였다. 또한 염증마커로 알려진 IL-18 mRNA 발현이 라스베라트롤 투여군에서 정상식이군과 고지방식이군보다 낮게 나타났다. 대식세포 침윤 마커인 F480, CD86 mRNA 발현에서도 라스베라트롤 투여군에서 고지방식이 군보다 유의한 감소를 보였다. 따라서 라스베라트롤 투여는 고지방식이 유도 비만 상황에서 대식세포 침윤 염증과 inflammasome에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 보여진다.

• 생명과학회지
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• 제29권5호
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• pp.607-613
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• 2019

본 연구 목적은 고지방식이 동물의 간 조직에서 크리신 투여 또는 중강도운동이 Inflammasome과 thermogenesis 유전자 발현의 차이를 규명하고자 시도되었다. 본 연구를 위해 정상식이군, 고지방식이군, 고지방식이+크리신 투여군, 고지방식이+중강도 운동군으로 분류한 후, 크리신 투여군은 16주간 50 mg/kg 농도로 투여하였으며, 운동군은 최대산소섭취량의 60-75%의 중강도 운동으로 실시되었다. 연구결과 크리신 그리고 중강도운동군은 지방조직, 간조직 무게 그리고 지방세포 크기가 고지방식이 군과 비교해 유의하게 감소하였다. Inflammasome 유전자 변화는 크리신 투여군 그리고 중강도 운동군에서 NLRP3. ASC, Casepase1 mRNA 발현이 고지방식이 군과 비교해 유의하게 감소하였다. 열발생마커로 알려진 PGC-1a, BMP7 mRNA 발현은 중강도 운동군에서만 고지방식 이군과 비교해 유의하게 증가했다. 결론적으로 중강도 운동은 고지방식이 동물에서 지방무게, Inflammasome, 그리고 열발생 유전자들의 발현을 비만을 억제하는데 긍정적인 영향을 미치는 것으로 보여진다. 하지만 크리신 투여는 열발생 유전자 발현에는 유의한 차이를 나타내지 못하였다. 향후 연구에서는 크리신의 비만억제 효과를 규명하기 위해 투여농도 기간을 고려한 다양한 연구가 진행되어야 할 것이다.

• Molecules and Cells
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• 제42권1호
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• pp.1-7
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• 2019

Macrophage is an important innate immune cell that not only initiates inflammatory responses, but also functions in tissue repair and anti-inflammatory responses. Regulating macrophage activity is thus critical to maintain immune homeostasis. Tyro3, Axl, and Mer are integral membrane proteins that constitute TAM family of receptor tyrosine kinases (RTKs). Growing evidence indicates that TAM family receptors play an important role in anti-inflammatory responses through modulating the function of macrophages. First, macrophages can recognize apoptotic bodies through interaction between TAM family receptors expressed on macrophages and their ligands attached to apoptotic bodies. Without TAM signaling, macrophages cannot clear up apoptotic cells, leading to broad inflammation due to over-activation of immune cells. Second, TAM signaling can prevent chronic activation of macrophages by attenuating inflammatory pathways through particular pattern recognition receptors and cytokine receptors. Third, TAM signaling can induce autophagy which is an important mechanism to inhibit NLRP3 inflammasome activation in macrophages. Fourth, TAM signaling can inhibit polarization of M1 macrophages. In this review, we will focus on mechanisms involved in how TAM family of RTKs can modulate function of macrophage associated with anti-inflammatory responses described above. We will also discuss several human diseases related to TAM signaling and potential therapeutic strategies of targeting TAM signaling.