Lee, Jae Seung;Park, Sun Joo;Cho, You Sook;Huh, Jin Won;Oh, Yeon-Mok;Lee, Sang-Do
Tuberculosis and Respiratory Diseases
/
v.78
no.1
/
pp.8-17
/
2015
Background: AMP-activated protein kinase (AMPK) not only functions as an intracellular energy sensor and regulator, but is also a general sensor of oxidative stress. Furthermore, there is recent evidence that it participates in limiting acute inflammatory reactions, apoptosis and cellular senescence. Thus, it may oppose the development of chronic obstructive pulmonary disease. Methods: To investigate the role of AMPK in cigarette smoke-induced lung inflammation and emphysema we first compared cigarette smoking and polyinosinic-polycytidylic acid [poly(I:C)]-induced lung inflammation and emphysema in $AMPK{\alpha}1$-deficient ($AMPK{\alpha}1$-HT) mice and wild-type mice of the same genetic background. We then investigated the role of AMPK in the induction of interleukin-8 (IL-8) by cigarette smoke extract (CSE) in A549 cells. Results: Cigarette smoking and poly(I:C)-induced lung inflammation and emphysema were elevated in $AMPK{\alpha}1$-HT compared to wild-type mice. CSE increased AMPK activation in a CSE concentration- and time-dependent manner. 5-Aminoimidazole-4-carboxamide-1-${\beta}$-4-ribofuranoside (AICAR), an AMPK activator, decreased CSE-induced IL-8 production while Compound C, an AMPK inhibitor, increased it, as did pretreatment with an $AMPK{\alpha}1$-specific small interfering RNA. Conclusion: $AMPK{\alpha}1$-deficient mice have increased susceptibility to lung inflammation and emphysema when exposed to cigarette smoke, and AMPK appears to reduce lung inflammation and emphysema by lowering IL-8 production.
Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) encompasses several clinical syndromes, most notably emphysema and chronic bronchitis. Most of the current treatments fail to attenuate severity and progression of the disease, thereby requiring better mechanistic understandings of pathogenesis to develop disease-modifying therapeutics. A number of theories on COPD pathogenesis have been promulgated wherein an increase in protease burden from chronic inflammation, exaggerated production of reactive oxygen species and the resulting oxidant injury, or superfluous cell death responses caused by enhanced cellular injury/damage were proposed as the culprit. These hypotheses are not mutually exclusive and together likely represent the multifaceted biological processes involved in COPD pathogenesis. Recent studies demonstrate that mitochondria are involved in innate immune signaling that plays important roles in cigarette smoke-induced inflammasome activation, pulmonary inflammation and tissue remodeling responses. These responses are reviewed herein and synthesized into a view of COPD pathogenesis whereby mitochondria play a central role.
Yang, Won-Kyung;Lyu, Yee Ran;Kim, Seung-Hyung;Park, Yang Chun
The Journal of Korean Medicine
/
v.39
no.4
/
pp.126-135
/
2018
Objectives: Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is characterized by chronic inflammation and irreversible airflow. This study aimed to evaluate the effects of GHX02 in a COPD-induced mouse model. Methods: The COPD mouse model was established by exposure to cigarette smoke extract and lipopolysaccharide which were administered by intratracheal injection three times with a 7 day interval. GHX02 (100, 200, 400 mg/kg) and all other drugs were orally administrated for 14 days from Day 7 to Day 21. Results: GHX02 significantly decreased the neutrophil counts in bronchoalveolar lavage fluid (BALF) and the number of $CD4^+$, $CD8^+$, $CD69^+$, and $CD11b^+/GR1^+$ cells in BALF and lung cells. GHX02 also suppressed the secretion of tumor necrosis factor-alpha ($TNF-{\alpha}$), interleukin-17A, macrophage inflammatory protein 2 (MIP2), and chemokine (C-X-C motif) ligand 1 (CXCL-1) in BALF and ameliorated the lung pathological changes. Conclusions: Thus, GHX02 effectively inhibited airway inflammation by inhibiting migration of inflammatory cells and expression of pro-inflammatory cytokines. Therefore, GHX02 may be a promising therapeutic agent for COPD.
Kim, You-Sun;Kokturk, Nurdan;Kim, Ji-Young;Lee, Sei Won;Lim, Jaeyun;Choi, Soo Jin;Oh, Wonil;Oh, Yeon-Mok
Molecules and Cells
/
v.39
no.10
/
pp.728-733
/
2016
Mesenchymal stem cells (MSCs) effectively reduce airway inflammation and regenerate the alveolus in cigarette- and elastase-induced chronic obstructive pulmonary disease (COPD) animal models. The effects of stem cells are thought to be paracrine and immune-modulatory because very few stem cells remain in the lung one day after their systemic injection, which has been demonstrated previously. In this report, we analyzed the gene expression profiles to compare mouse lungs with chronic exposure to cigarette smoke with non-exposed lungs. Gene expression profiling was also conducted in a mouse lung tissue with chronic exposure to cigarette smoke following the systemic injection of human cord blood-derived mesenchymal stem cells (hCB-MSCs). Globally, 834 genes were differentially expressed after systemic injection of hCB-MSCs. Seven and 21 genes, respectively, were up-and downregulated on days 1, 4, and 14 after HCB-MSC injection. The Hbb and Hba, genes with oxygen transport and antioxidant functions, were increased on days 1 and 14. A serine protease inhibitor was also increased at a similar time point after injection of hCB-MSCs. Gene Ontology analysis indicated that the levels of genes related to immune responses, metabolic processes, and blood vessel development were altered, indicating host responses after hCB-MSC injection. These gene expression changes suggest that MSCs induce a regeneration mechanism against COPD induced by cigarette smoke. These analyses provide basic data for understanding the regeneration mechanisms promoted by hCB-MSCs in cigarette smoke-induced COPD.
Ji-Eun Eom;Gun-Dong Kim;Young In Kim;Kyung min Lim;Ju Hye Song;Yiseul Kim;Hyeon-Ji Song;Dong-Uk Shin;Eun Yeong Lim;Ha-Jung Kim;Sung Hoon Kim;Deuk Sik Lee;So-Young Lee;Hee Soon Shin
Journal of Microbiology and Biotechnology
/
v.33
no.5
/
pp.634-643
/
2023
Chronic obstructive pulmonary disease (COPD), one of the leading causes of death worldwide, is caused by repeated exposure to harmful matter, such as cigarette smoke. Although Lilium longiflorum Thunb (LLT) has anti-inflammatory effects, there is no report on the fermented LLT bulb extract regulating lung inflammation in COPD. Thus, we investigated the protective effect of LLT bulb extract fermented with Lactobacillus acidophilus 803 in COPD mouse models induced by cigarette smoke extract (CSE) and porcine pancreas elastase (PPE). Oral administration of the fermented product (LS803) suppressed the production of inflammatory mediators and the infiltration of immune cells involving neutrophils and macrophages, resulting in protective effects against lung damage. In addition, LS803 inhibited CSE- and LPS-induced IL-6 and IL-8 production in airway epithelial H292 cells as well as suppressed PMA-induced formation of neutrophil extracellular traps in HL-60 cells. In particular, LS803 significantly repressed the elevated IL-6 and MIP-2 production after CSE and LPS stimulation by suppressing the activity of the nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B (NFκB) in mouse peritoneal macrophages. Therefore, our results suggest that the fermented product LS803 is effective in preventing and alleviating lung inflammation.
Jeong, Jiyeong;Oh, Chaeyoon;Kim, Jiwon;Yoo, Chul-Gyu;Kim, Keun Il
BMB Reports
/
v.54
no.10
/
pp.522-527
/
2021
Lysine-specific demethylase 1 (LSD1) is an epigenetic regulator that modulates the chromatin status, contributing to gene activation or repression. The post-translational modification of LSD1 is critical for the regulation of many of its biological processes. Phosphorylation of serine 112 of LSD1 by protein kinase C alpha (PKCα) is crucial for regulating inflammation, but its physiological significance is not fully understood. This study aimed to investigate the role of Lsd1-S112A, a phosphorylation defective mutant, in the cigarette smoke extract/LPS-induced chronic obstructive pulmonary disease (COPD) model using Lsd1SA/SA mice and to explore the potential mechanism underpinning the development of COPD. We found that Lsd1SA/SA mice exhibited increased susceptibility to CSE/LPS-induced COPD, including high inflammatory cell influx into the bronchoalveolar lavage fluid and airspace enlargement. Additionally, the high gene expression associated with the inflammatory response and oxidative stress was observed in cells and mice containing Lsd1-S112A. Similar results were obtained from the mouse embryonic fibroblasts exposed to a PKCα inhibitor, Go6976. Thus, the lack of LSD1 phosphorylation exacerbates CSE/LPS-induced COPD by elevating inflammation and oxidative stress.
We investigated the anti-inflammatory effect of Pyunkang-tang extract (PGT), a complex herbal extract based on traditional Chinese medicine that is used in Korea for controlling diverse pulmonary diseases, on cigarette smoke-induced pulmonary pathology in a rat model of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). The constituents of PGT were Lonicerae japonica, Liriope platyphylla, Adenophora triphilla, Xantium strumarinum, Selaginella tamariscina and Rehmannia glutinosa. Rats were exposed by inhalation to a mixture of cigarette smoke extract (CSE) and sulfur dioxide for three weeks to induce COPD-like pulmonary inflammation. PGT was administered orally to rats and pathological changes to the pulmonary system were examined in each group of animals through measurement of tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$) and interleukin-6 (IL-6) levels in bronchoalveolar lavage fluid (BALF) at 21 days post-CSE treatment. The effect of PGT on the hypersecretion of pulmonary mucin in rats was assessed by quantification of the amount of mucus secreted and by examining histopathologic changes in tracheal epithelium. Confluent NCI-H292 cells were pretreated with PGT for 30 min and then stimulated with CSE plus PMA (phorbol 12-myristate 13-acetate), for 24 h. The MUC5AC mucin gene expression was measured by RT-PCR. Production of MUC5AC mucin protein was measured by ELISA. The results were as follows: (1) PGT inhibited CSE-induced pulmonary inflammation as shown by decreased TNF-${\alpha}$ and IL-6 levels in BALF; (2) PGT inhibited the hypersecretion of pulmonary mucin and normalized the increased amount of mucosubstances in goblet cells of the CSE-induced COPD rat model; (3) PGT inhibited CSE-induced MUC5AC mucin production and gene expression in vitro in NCI-H292 cells, a human airway epithelial cell line. These results suggest that PGT might regulate the inflammatory aspects of COPD in a rat model.
Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is an important healthcare problem worldwide. Often, glucocorticoid (GC) resistance develops during COPD treatment. As a classic hypoglycemic drug, metformin (MET) can be used as a treatment strategy for COPD due to its anti-inflammatory and antioxidant effects, but its specific mechanism of action is not known. We aimed to clarify the role of MET on COPD and cigarette smoke extract (CSE)-induced GC resistance. Through establishment of a COPD model in rats, we found that MET could improve lung function, reduce pathological injury, as well as reduce the level of inflammation and oxidative stress in COPD, and upregulate expression of nuclear factor E2-related factor 2 (Nrf2), heme oxygenase-1 (HO-1), multidrug resistance protein 1 (MRP1), and histone deacetylase 2 (HDAC2). By establishing a model of GC resistance in human bronchial epithelial cells stimulated by CSE, we found that MET reduced secretion of interleukin-8, and could upregulate expression of Nrf2, HO-1, MRP1, and HDAC2. MET could also increase the inhibition of MRP1 efflux by MK571 significantly, and increase expression of HDAC2 mRNA and protein. In conclusion, MET may upregulate MRP1 expression by activating the Nrf2/HO-1 signaling pathway, and then regulate expression of HDAC2 protein to reduce GC resistance.
Chronic obstructive pulmonary diseases (COPD) is an important disease featured as intense inflammation, protease imbalance, and air flow limitation and mainly induced by cigarette smoke (CS). In present study, we explored the effects of $Pycnogenol^{(R)}$ (PYC, pine bark extract) on pulmonary fibrosis caused by CS+lipopolysaccharide (LPS) exposure. Mice were treated with LPS intranasally on day 12 and 26, followed by CS exposure for 1 h/day (8 cigarettes per day) for 4 weeks. One hour before CS exposure, 10 and 20 mg/kg of PYC were administered by oral gavage for 4 weeks. PYC effectively reduced the number of inflammatory cells and proinflammatory mediators caused by CS+LPS exposure in bronchoalveolar lavage fluid. PYC inhibited the collagen deposition on lung tissue caused by CS+LPS exposure, as evidenced by Masson's trichrome stain. Furthermore, transforming growth $factor-{\beta}1$ ($TGF-{\beta}1$) expression and Smad family member 2/3 (Smad 2/3) phosphorylation were effectively suppressed by PYC treatment. PYC markedly reduced the collagen deposition caused by CS+LPS exposure, which was closely involved in $TGF-{\beta}1$/Smad 2/3 signaling, which is associated with pulmonary fibrotic change. These findings suggest that treatment with PYC could be a therapeutic strategy for controlling COPD progression.
Kyung, Sun Young;Kim, Yu Jin;Son, Eun Suk;Jeong, Sung Hwan;Park, Jeong-Woong
Tuberculosis and Respiratory Diseases
/
v.81
no.2
/
pp.138-147
/
2018
Background: Recent studies show that mitophagy, the autophagy-dependent turnover of mitochondria, mediates pulmonary epithelial cell death in response to cigarette smoke extract (CSE) exposure and contributes to the development of emphysema in vivo during chronic cigarette smoke (CS) exposure, although the underlying mechanisms remain unclear. Methods: In this study, we investigated the role of mitophagy in the regulation of CSE-exposed lung bronchial epithelial cell (Beas-2B) death. We also investigated the role of a phosphodiesterase 4 inhibitor, roflumilast, in CSE-induced mitophagy-dependent cell death. Results: Our results demonstrated that CSE induces mitophagy in Beas-2B cells through mitochondrial dysfunction and increased the expression levels of the mitophagy regulator protein, PTEN-induced putative kinase-1 (PINK1), and the mitochondrial fission protein, dynamin-1-like protein (DRP1). CSE-induced epithelial cell death was significantly increased in Beas-2B cells exposed to CSE but was decreased by small interfering RNA-dependent knockdown of DRP1. Treatment with roflumilast in Beas-2B cells inhibited CSE-induced mitochondrial dysfunction and mitophagy by inhibiting the expression of phospho-DRP1 and -PINK1. Roflumilast protected against cell death and increased cell viability, as determined by the lactate dehydrogenase release test and the MTT assay, respectively, in Beas-2B cells exposed to CSE. Conclusion: These findings suggest that roflumilast plays a protective role in CS-induced mitophagy-dependent cell death.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.