Hao Shi ;Jiamin Zhao ;Yiwen Li ;Junjie Li ;Yunjia Li;Jia Zhang ;Zhantu Qiu ;Chaofeng Wu ;Mengchen Qin ;Chang Liu ;Zhiyun Zeng ;Chao Zhang ;Lei Gao
Journal of Ginseng Research
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제47권4호
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pp.524-533
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2023
Background: Obesity is a risk factor for aging and many diseases, and the disorder of lipid metabolism makes it prominent. This study aims to investigate the effect of ginsenoside Rg1 on aging, lipid metabolism and stress resistance Methods: Rg1 was administered to Caenorhabditis elegans (C. elegans) cultured in NGM or GNGM. The lifespan, locomotory activity, lipid accumulation, cold and heat stress resistance and related mRNA expression of the worms were examined. Gene knockout mutants were used to clarify the effect on lipid metabolism of Rg1. GFP-binding mutants were used to observe the changes in protein expression Results: We reported that Rg1 reduced lipid accumulation and improved stress resistance in C. elegans. Rg1 significantly reduced the expression of fatty acid synthesis-related genes and lipid metabolism-related genes in C. elegans. However, Rg1 did not affect the fat storage in fat-5/fat-6 double mutant or nhr-49 mutant. Combined with network pharmacology, we clarified the possible pathways and targets of Rg1 in lipid metabolism. In addition, Rg1-treated C. elegans showed a higher expression of anti-oxidative genes and heat shock proteins, which might contribute to stress resistance Conclusion: Rg1 reduced fat accumulation by regulating lipid metabolism via nhr-49 and enhanced stress resistance by its antioxidant effect in C. elegans.
Dibutyl phthalate (DBP) is used extensively in the plastic industry and has been known as an endocrine disruptor. Present study was undertaken to examine whether DBP can induce oxidative stress in mice. In this study, oxidative stress was measured in terms of the modification of lipid peroxidation and gamma-glutamyl transferase (GGT) activity. The serum toxicity index, level of lipid peroxidation and triglyceride (TG), and activity of GGT were measured in male ICR mice after a single administration of DBP (5 g/kg, po). DBP did not alter serum alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), creatinine, glucose and cholesterol level. However, the treatment with DBP was found to significantly increase the level of lipid peroxidation in liver and lung. The TG content and activity of GGT in the liver of DBP-exposed animals was also increased. These results indicate that DBP can induce mild oxidative stress in mice. The GGT activity is considered to be increased as one of the adaptive defense mechanisms to oxidative stress induced by DBP.
해양 미세조류 Dunaliella tertiolecta에서 바이오디젤 원료인 지질생산을 위하여 철 함량 변화 및 빛 공급과 $CO_2$ 공급에 의한 다중스트레스 인자의 조합이 세포성장 및 지질함량의 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 1차 스트레스 인자로 정상보다 높거나 부족한 철 함량 조건이 지질 합성을 유도할 수 있음을 확인하였다. 2차 스트레스 인자로 빛 또는$CO_2$ 공급이 제한될 때 지질함량이 증가하였지만 오랜 시간 배양할 때 세포성장이 감소하는 단점이 있었다. 이와 같이 스트레스 조건에서 세포의 성장과 지질생산이 서로 다른 경향을 보이면 단일 배양기에서 지질생산성을 높이기 어려우므로, 세포성장과 지질생산을 분리한 2단계 배양 전략을 적용하였다. 1단계 배양에서는 성장 위주의 조건으로 고농도배양을 얻은 후, 2단계에서 지질생산을 유도하는 스트레스 조건을 부여하는 것이다. 암소 조건이 다른 조건에 비해 세포농도 감소폭이 작고 지질함량이 높아졌기 때문에, 세포 2 g/L의 고농도로 접종한 2단계에서 5X 철 농도(3.25 mg/L as Fe) 및 암소 조건을 사용하여 12 h의 짧은 배양을 통하여 1.44 g/L/d의 높은 지질생산성을 얻을 수 있었다.
The purpose of this study was to investigate in vivo lipid peroxidation in rats under conditions of streptozotocin-induced oxidative stress and the antioxidant effects of probucol. In vivo lipid peroxidation was observed by measuring low molecular weight aldehydes and related carbonyl compounds in rat urine. Three groups of male Wistar rats weighing 165-190 g were used: normal (N), streptozotocin-induced oxidative stress (OS) and oxidative stress plus probucol treatment (P). following streptozotocin treatment of the rats, a variety of secondary lipid peroxidation products were increased. The levels of butanal, hexanal, hex-2-enal, kept-2-enal, octanal, non-2-enal, deca-2,4-dienal, 4-hydroxyhex-2-enal, 4-hydroxyno n-2-enal, malondi aldehyde(MDA), and unknown carbonyl compounds were significantly increased in the oxidative stress group compared to the control group. Treatment with probucol resulted in significant decreases in buoal, hexanal, hex-2-enal, octanal, deca-2,4-dienal, 4-hydroxyhex-2-enal, MDA and unknown carbonyl compounds. Hept-2-enal, hepta-2,4-dienal and non-2-enal appeared to have a tendency to decrease due to pobucol treatment.
Ke Ding;Zheng Chen;Qiwu Wan;Xiaolin Hu;Xiaohui Wang;Heng Li;Yongzhong Wang;Yang Luo;Debing Xiang
ALGAE
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제39권3호
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pp.207-222
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2024
In this study, the regulation of abscisic acid (ABA) on cell growth and lipid biosynthesis was investigated under salt-induced stress in Chlorella pyrenoidosa. It is found that as suffering from only salt stress, although the lipid content of single cell was improved, the inhibitory effects of stress on cell proliferation was visible. When the algal cells were exposed to salt stress and ABA conditions, lipid productivity was increased (45.35 mg L-1 d-1) by 1.17-fold compared to that of control cells (20.91 mg L-1 d-1), and the inhibition to cell growth was relieved. Transcriptomic analysis revealed that after adding ABA, these genes involved in antioxidant activity, jasmonic acid (JA) biosynthesis, and lipid biosynthesis were upregulated. Subsequently, we observed that the levels of glutathione, total antioxidant capacity, trehalose, and JA were elevated and the levels of reactive oxygen species were reduced. This study presents an effective approach to improve lipid production in algal cells, a new mechanism on that ABA alleviates intracellular oxidative stress through JA signaling pathway was elaborated.
The effect of salicylic acid(SA) on antioxidant system and protective mechanisms against UV-B induced oxidative stress was investigated in cucumber(Cucumis sativus L.) leaves. UV-B radiation and SA were applied separately or in combination to first leaves of cucumber seedlings, and dry matter accumulation, lipid peroxidation and activities of antioxidant enzymes were measured in both dose and time-dependant manner. UV-B exposure showed reduced levels of fresh weight and dry matter production, whereas SA treatment significantly increased them. SA noticeably recovered the UV-B induced inhibition of biomass production. UV-B stress also affected lipid peroxidation and antioxidant enzyme defense system. Malondialdehyde(MDA), a product of lipid peroxidation, was greatly increased under UV-B stress, showing a significant enhancement of a secondary metabolites, which may have antioxidative properties in cucumber leaves exposed to UV-B radiation. Combined application of UV-B and SA caused a moderate increase in lipid peroxidation. These results suggest that SA may mediate protection against oxidative stress. UV-B exposure significantly increased SOD, APX, and GR activity compared with untreated control plants. Those plants treated with 1.0 mM SA showed a similar pattern of changes in activities of antioxidant enzymes. SA-mediated induction of antioxidant enzyme activity may involve a protective accumulation of $H_2O_2$ against UV-B stress. Moreover, their activities were stimulated with a greater increase by UV-B+SA treatment. The UV-B+SA plants always presented higher values than UV-B and SA plants, considering the adverse effects of UV-B on the antioxidant cell system. ABA and JA, second messengers in signaling in response to stresses, showed similar mode of action in UV-B stress, supporting that they may be important in acquired stress tolerance. Based on these results, it can be suggested that SA may participates in the induction of protective mechanisms involved in tolerance to UV-B induced oxidative stress.
Microalgae are attracting much attention as promising, eco-friendly producers of bioenergy due to their fast growth, absorption of carbon dioxide from the atmosphere, and production capacity in wastewater and salt water. However, microalgae can only accumulate large quantities of lipid in abiotic stress, which reduces productivity by decreasing cell growth. In this study, the strategy was investigated to increase cell viability and lipid production by overexpressing S-adenosylmethionine (SAM) synthetase (SAMS) in the microalga Chlamydomonas reinhardtii. SAM is a substance that plays an important role in various intracellular biochemical reactions, such as cell proliferation and stress response, and the overexpression of SAMS could allow cells to ithstand the abiotic stress and increase productivity. Compared to wild-type C. reinhardtii, recombinant cells overexpressing SAMS grew 1.56-fold faster and produced 1.51-fold more lipids in a nitrogen-depleted medium. Furthermore, under saline-stress conditions, the survival rate and lipid accumulation were 1.56 and 2.04 times higher in the SAMS-overexpressing strain, respectively. These results suggest that the overexpression of SAMS in recombinant C. reinhardtii has high potential in the industrial-scale production of biofuels and various other high-value-added materials.
Kim, Sun-Chul;Yun, So-Yul;Ahn, Na-Hyun;Kim, Seong-Min;Imm, Jee-Young
한국축산식품학회지
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제40권5호
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pp.734-745
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2020
Commercially sterilized ultra high temperature (UHT) milk was manufactured at different homogenization pressures (20, 25, and 30 MPa), and changes in fat particle size, mechanical stress-induced fat aggregation, plasmin activity, and lipid oxidation were monitored during ambient storage of the UHT milk for up to 16 wk. The particle sizes of milk fat globules were significantly decreased as homogenization pressure increased from 20 to 30 MPa (p<0.05). The presence of mechanical stress-induced fat aggregates in milk produced at 20 MPa was significantly higher than for UHT milk produced at either 25 or 30 MPa. This difference was maintained all throughout the storage. There were no significant differences in plasmin activity, trichloroacetic acid (12%, w/v) soluble peptides, and the extent of lipid oxidation. Based on these results, an increase of homogenization pressure from 20 (the typical homogenization pressure employed in the Korea dairy industry) to 25-30 MPa significantly decreased mechanical stress-induced fat aggregation without affecting susceptibility to lipid oxidation during storage.
Our work in this study was made in the microsomal fraction to evaluate the lipid peroxidation by measuring superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx), and malondialdehyde (MDA) and to elucidate the preventive role of CS in the $CCl_4$-induced oxidative stress. The excessive lipid peroxidation by free radicals derived from $CCl_4$ leads to the condition of oxidative stress which results in the accumulation of MDA. MDA is one of the end-products in the lipid peroxidation process and oxidative stress. MDA, lipid peroxide, produced in this oxidative stress causes various diseases related to aging and hepatotoxicity, etc. Normal cells have a number of enzymatic and nonenzymatic endogenous defense systems to protect themselves from reactive species. The enzymes in the defense systems, for example, are SOD, CAT, and GPx. They quickly eliminate reactive oxygen species (ROS) such as superoxide anion free radicalㆍO$^{[-10]}$$_2$, hydrogen peroxide $H_2O$$_2$ and hydroxyl free radicalㆍOH. CS inhibited the accumulation of MDA and the deactivation of SOD, CAT and GPx in the dose-dependent and preventive manner. Our study suggests that CS might be a potential scavenger of free radicals in the oxidative stress originated from the lipid peroxidation of the liver cells of $CCl_4$-treated rats.
This study was undertaken to evaluate the effect of 4 weeks of $\alpha$-tocopherol(800 I.U./d) supplementation on oxidant stress of eleven female aerobic -majoring students during rest and exercise. Changes in the activity of the antioxidant enzyme glutathione peroxidase were also studied. Serum $\alpha$-tocopherol concentration was significantly increased with vitamin E supplementation(710.1$\pm$113.8$\mu\textrm{g}$/dl vs. 1,485,8$\pm$105.2$\mu\textrm{g}$/dl). In addition, serum MDA concentration, an index of lipid peroxidation, significantly decreased after vitamin E supplementation. However, MDA values after exercise increased to pre-supplementation levels. Serum glutathione peroxidase activity significantly increased with vitamin E supplementation. The enzyme activity showed a trend toward decrease after exercise. Serum cholesterol values were not significantly affected by vitamin E supplementation. However, serum triglycerides significantly increased after supplementation against oxidative stress during resting periods. These supplements appraently work by decreasing lipid peroxidation and increasing glutathione peroxidase activity. However, vitamin E supplementation did not prevent exercise-induced increases in lipid peroxidation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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