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.
Limei Wang;Haijing Yan;Xiaomeng Chen;Lin Han;Guibo Liu;Hua Yang;Danli Lu;Wenting Liu;Chengye Che
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.33
no.1
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pp.43-50
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2023
Fungal keratitis is a refractory kind of keratopathy. We attempted to investigate the antiinflammatory role of thymol on Aspergillus fumigatus (A. fumigatus) keratitis. Wound healing and fluorescein staining of the cornea were applied to verify thymol's safety. Mice models of A. fumigatus keratitis underwent subconjunctival injection of thymol. The anti-inflammatory roles of thymol were verified by hematoxylin-eosin (HE) staining, slit lamp observation, quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR), and Western blotting. In contrast with the DMSO group, more transparent corneas and less inflammatory cells infiltration were detected in mice treated with 50 ㎍/ml thymol. Thymol downregulated the synthesis of TLR4, MyD88, NF-kB, IL-1β, NLRP3, caspase 1, caspase 8, GSDMD, RIPK3 and MLKL. In summary, we proved that thymol played a protective part in A. fumigatus keratitis by cutting down inflammatory cells aggregation, downregulating the TLR4/ MyD88/ NF-kB/ IL-1β signal expression and reducing necroptosis and pyroptosis.
Tamoxifen, a nonsteroidal estrogen receptor (ER) antagonist, is used routinely as a chemotherapeutic agent for ER-positive breast cancer. However, it is also causes side effects, including retinotoxicity. The retinal pigment epithelium (RPE) has been recognized as the primary target of tamoxifen-induced retinotoxicity. The RPE plays an essential physiological role in the normal functioning of the retina. Nonetheless, potential therapeutic agents to prevent tamoxifen-induced retinotoxicity in breast cancer patients have not been investigated. Here, we evaluated the action mechanisms of sulfasalazine against tamoxifen-induced RPE cell death. Tamoxifen induced reactive oxygen species (ROS)-mediated autophagic cell death and caspase-1-mediated pyroptosis in RPE cells. However, sulfasalazine reduced tamoxifen-induced total ROS and ROS-mediated autophagic RPE cell death. Also, mRNA levels of tamoxifen-induced pyroptosis-related genes, IL-1β, NLRP3, and procaspase-1, also decreased in the presence of sulfasalazine in RPE cells. Additionally, the mRNA levels of tamoxifen-induced AMD-related genes, such as complement factor I (CFI), complement factor H (CFH), apolipoprotein E (APOE), apolipoprotein J (APOJ), toll-like receptor 2 (TLR2) and toll-like receptor 4 (TLR4), were downregulated in RPE cells. Together, these data provide novel insight into the therapeutic effects of sulfasalazine against tamoxifen-induced RPE cell death.
The study was conducted to identify the anti-inflammatory and anti-cancer effects in sprouts of mouse-eyed bean (Rhynchosia nulubilis), ginseng (Panax ginseng), perilla (Perilla frutescens), broccoli (Brassica oleracea var. italica), and lettuce (Lactuca sativa) grown with organic germanium concentrate. Western blot analysis was performed to assess the anti-inflammatory activity of the extract. All extracts exhibited noticeable anti-oxidant activity, indicating a significant correlation between the germanium content and anti-oxidant activity (p<0.05). In particular, rat-eyed bean sprouts with the highest germanium content showed significant anti-inflammatory activity (p<0.05) by significantly inhibiting the expression of the inflammatory complexes, NLRP3, cytokines IL-1β and caspase-1. Ginseng and broccoli sprouts showed strong anti-cancer properties and had high anti-oxidant effects (p<0.001). Germanium-concentrated water allows the mass production of agricultural products containing high concentrations of organic germanium. Agricultural produce grown with germanium concentrate add organic germanium to various physiological active ingredients, increasing the anti-oxidant and anti-cancer effects. These results strongly suggest that agricultural products containing high germanium concentrations can be used as novel health supplements to improve health.
Eradication of Helicobacter pylori infection is an essential strategy to decrease the risk of developing gastric cancer. However, the standard triple therapy has negative aspects associated with side effects and the emergence of antibiotic resistance. Therefore, alternative therapies are required to enhance the management of H. pylori infection effectively. In this study we examined the effect of emodin on the amelioration of inflammatory response due to H. pylori infection. Our results indicated that emodin treatment effectively decreased the expression of virulence genes, including sabA, vacA, cagL, cagA, sabA, and suppressed the adhesion ability of H. pylori to AGS cells. Emodin has been shown inhibitory effects on the inflammasome pathway through reductions in VacA translocation, lowering ROS stress, cleaved Caspase-1, NLRP3, and cleaved Gasdermin D levels, thereby lowered pyroptosis in infected cells. In summary, our study demonstrated that emodin has the ability to attenuate inflammation caused by H. pylori by modulating virulence gene expression and decreasing VacA translocation. Further study is required to evaluate the therapeutic efficacy of emodin in treating H. pylori infection and better understand the underlying mechanisms.
Cheol Ho Park;Hyun Sook Lee;Man Sup Kwak;Jeon-Soo Shin
IMMUNE NETWORK
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v.21
no.5
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pp.36.1-36.16
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2021
Peroxiredoxins (Prxs) are ubiquitously expressed peroxidases that reduce hydrogen peroxide or alkyl peroxide production in cells. Prxs are released from cells in response to various stress conditions, and they function as damage-associated molecular pattern molecules. However, the secretory mechanism of Prxs and their roles have not been elucidated. Thus, we aimed to determine whether inflammasome activation is a secretory mechanism of Prxs and subsequently identify the effect of the secreted Prxs on activation of the classical complement pathway. Using J774A.1, a murine macrophage cell line, we demonstrated that NLRP3 inflammasome activation induces Prx1, Prx2, Prx5, and Prx6 secretion in a caspase-1 dependent manner. Using HEK293T cells with a transfection system, we revealed that the release of Prx1 and Prx2 relies on gasdermin-D (GSDMD)-mediated secretion. Next, we confirmed the binding of both Prx1 and Prx2 to C1q; however, only Prx2 could induce the C1q-mediated classical complement pathway activation. Collectively, our results suggest that inflammasome activation is a secretory mechanism of Prxs and that GSDMD is a mediator of their secretion. Moreover, secreted Prx1 and Prx2 bind with C1q, but only Prx2 mediates the classical complement pathway activation.
Kim, Ga-Young;Jeong, Hana;Yoon, Hye-Young;Yoo, Hye-Min;Lee, Jae Young;Park, Seok Hee;Lee, Choong-Eun
BMB Reports
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v.53
no.12
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pp.640-645
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2020
Suppressors of cytokine signaling (SOCS) exhibit diverse anti-inflammatory effects. Since ROS acts as a critical mediator of inflammation, we have investigated the anti-inflammatory mechanisms of SOCS via ROS regulation in monocytic/macrophagic cells. Using PMA-differentiated monocytic cell lines and primary BMDMs transduced with SOCS1 or shSOCS1, the LPS/TLR4-induced inflammatory signaling was investigated by analyzing the levels of intracellular ROS, antioxidant factors, inflammasome activation, and pro-inflammatory cytokines. The levels of LPS-induced ROS and the production of pro-inflammatory cytokines were notably down-regulated by SOCS1 and up-regulated by shSOCS1 in an NAC-sensitive manner. SOCS1 up-regulated an ROS-scavenging protein, thioredoxin, via enhanced expression and binding of NRF-2 to the thioredoxin promoter. SOCS3 exhibited similar effects on NRF-2/thioredoxin induction, and ROS downregulation, resulting in the suppression of inflammatory cytokines. Notably thioredoxin ablation promoted NLRP3 inflammasome activation and restored the SOCS1-mediated inhibition of ROS and cytokine synthesis induced by LPS. The results demonstrate that the anti-inflammatory mechanisms of SOCS1 and SOCS3 in macrophages are mediated via NRF-2-mediated thioredoxin upregulation resulting in the downregulation of ROS signal. Thus, our study supports the anti-oxidant role of SOCS1 and SOCS3 in the exquisite regulation of macrophage activation under oxidative stress.
Background: Keratinocytes form a physical barrier and act as an innate immune cell in skin. Keratinocytes secrete pro-inflammatory cytokines, such as interleukin (IL)-1β, resulting from inflammasome activation when exposed to ultraviolet (UV) irradiation. Korean Red Ginseng extracts (RGE) have been well-studied as modulators of inflammasome activation in immune cells, such as macrophages. In the study, we elucidated the role of RGE on the UV-mediated inflammasome activation in keratinocytes compared with that in macrophages. Methods: Human skin keratinocyte cells (HaCaT), human epidermal keratinocytes (HEK), human monocyte-like cells (THP-1), and mouse macrophages were treated with RGE or a saponin fraction (SF) or non-saponin fraction (NS) of RGE before and after UV irradiation. The secretion levels of IL-1β, as an indicator of inflammasome activation, were analyzed. Results: The treatment of RGE or SF in macrophages after UV irradiation inhibited IL-1β secretion, but similar treatment in HaCaT cells did not. However, the treatment of RGE or SF in HaCaT cells in the presence of poly I:C, a toll-like receptor (TLR) 3 ligand, before UV exposure elicited the inhibition of the IL-1β secretion. The inhibition was caused by the disruption by RGE or SF of the TLR mediating up-regulation of the pro-IL-1β and NLRP3 genes during the priming step. Conclusion: RGE and its saponins inhibit IL-1β secretion in response to UV exposure in both keratinocytes and macrophages. In particular, RGE treatment interrupted only the priming step in keratinocytes, although it did attenuate both the priming and activation steps in macrophages.
Hongming Lv;Yvxi He;Jingjing Wu; Li Zhen ;Yvwei Zheng
Journal of Veterinary Science
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v.24
no.1
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pp.2.1-2.14
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2023
Background: Hypothermia is a crucial environmental factor that elevates the risk of cardiovascular disease, but the underlying effect is unclear. Objectives: This study examined the role of cold stress (CS) in cardiac injury and its underlying mechanisms. Methods: In this study, a chronic CS-induced myocardial injury model was used; mice were subjected to chronic CS (4℃) for three hours per day for three weeks. Results: CS could result in myocardial injury by inducing the levels of heat shock proteins 70 (HSP70), enhancing the generation of creatine phosphokinase-isoenzyme (CKMB) and malondialdehyde (MDA), increasing the contents of tumor necrosis factor-α (TNF-α), high mobility group box 1 (HMGB1) interleukin1b (IL-1β), IL-18, IL-6, and triggering the depletion of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), and glutathione (GSH). Multiple signaling pathways were activated by cold exposure, including pyroptosis-associated NOD-like receptor 3 (NLRP3)-regulated caspase-1-dependent/Gasdermin D (GSDMD), inflammation-related toll-like receptor 4 (TLR4)/myeloid differentiation factor 88 (MyD88)-mediated nuclear factor kappa B (NF-κB), and mitogen-activated protein kinase (MAPK), as well as oxidative stressinvolved thioredoxin-1/thioredoxin-interacting protein (Txnip) signaling pathways, which play a pivotal role in myocardial injury resulting from hypothermia. Conclusions: These findings provide new insights into the increased risk of cardiovascular disease at extremely low temperatures.
Eosinophils play critical roles in the maintenance of homeostasis in innate and adaptive immunity. Although primarily known for their roles in parasitic infections and the development of Th2 cell responses, eosinophils also play complex roles in other immune responses ranging from anti-inflammation to defense against viral and bacterial infections. However, the contributions of pattern recognition receptors in general, and NOD-like receptors (NLRs) in particular, to eosinophil involvement in these immune responses remain relatively underappreciated. Our in vivo studies demonstrated that NLRC4 deficient mice had a decreased number of eosinophils and impaired Th2 responses after induction of an allergic airway disease model. Our in vitro data, utilizing human eosinophilic EoL-1 cells, suggested that TLR2 induction markedly induced pro-inflammatory responses and inflammasome forming NLRC4 and NLRP3. Moreover, activation by their specific ligands resulted in caspase-1 cleavage and mature IL-1β secretion. Interestingly, Th2 responses such as secretion of IL-5 and IL-13 decreased after transfection of EoL-1 cells with short interfering RNAs targeting human NLRC4. Specific induction of NLRC4 with PAM3CSK4 and flagellin upregulated the expression of IL-5 receptor and expression of Fc epsilon receptors (FcεR1α, FcεR2). Strikingly, activation of the NLRC4 inflammasome also promoted expression of the costimulatory receptor CD80 as well as expression of immunoregulatory receptors PD-L1 and Siglec-8. Concomitant with NLRC4 upregulation, we found an increase in expression and activation of matrix metalloproteinase (MMP)-9, but not MMP-2. Collectively, our results present new potential roles of NLRC4 in mediating a variety of eosinopilic functions.
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