It has been suggested that probiotics could be useful for the prevention of symptomatic relapse in patients with inflammatory bowel disease (IBD). Interleukin (IL)-8 has been well recognized as one of the pro-inflammatory cytokines that could trigger inflammation and epithelial barrier dysfunction. In this study, the anti-inflammatory effects of probiotics were investigated using a human epithelial cell line (HT-29). Probiotics from infant feces and kimchi were tested for their cytotoxicity and effects on adhesion to epithelial cells. The present results show that seven strains could form 70 % adhesion on HT-29. The probiotics used in this study did not affect HT-29 cell viability. To screen anti-inflammatory lactic acid bacteria, HT-29 cells were pretreated with live and heat-killed probiotics, and lipopolysaccharide (LPS) ($1{\mu}g/mL$) was then added to stimulate the cells. The cell culture supernatant was then used to measure IL-8 secretion by ELISA, and the cell pellet was used to determine IL-8 and toll-like receptor (TLR-4) mRNA expression levels by RT-PCR. Some probiotics (KJP421, KDK411, SRK414, E4191, KY21, and KY210) exhibited anti-inflammatory effects through the repression of IL-8 secretion from HT-29 cells. In particular, Lactobacillus salivarius E4191, originating from Egyptian infant feces, not only decreased IL-8 mRNA expression, but also decreased TLR-4 expression. These results indicate that Lactobacillus salivarius E4191 may have a protective effect in intestinal epithelial cells.
Wijesooriya Mudhiyanselage Nadeema Dissanayake;Malavige Romesha Chandanee;Sang-Myeong Lee;Jung Min Heo;Young-Joo Yi
Animal Bioscience
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제36권9호
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pp.1403-1413
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2023
Objective: Intestinal alkaline phosphatase (IAP) maintains intestinal homeostasis by detoxifying bacterial endotoxins and regulating gut microbiota, and lipid absorption. Antibiotics administered to animals can cause gut dysbiosis and barrier disruption affecting animal health. Therefore, the present study sought to investigate the role of IAP in the intestinal environment in dysbiosis. Methods: Young male mice aged 9 weeks were administered a high dose of antibiotics to induce dysbiosis. They were then sacrificed after 4 weeks to collect the serum and intestinal organs. The IAP activity in the ileum and the level of cytokines in the serum samples were measured. Quantitative real-time polymerase chain reaction analysis of RNA from the intestinal samples was performed using primers for tight junction proteins (TJPs) and proinflammatory cytokines. The relative intensity of IAP and toll-like receptor 4 (TLR4) in intestinal samples was evaluated by western blotting. Results: The IAP activity was significantly lower in the ileum samples of the dysbiosis-induced group compared to the control. The interleukin-1 beta, interleukin-6, and tumor necrosis factor-alpha concentrations were significantly higher in the ileum samples of the dysbiosis-induced group. The RNA expression levels of TJP2, claudin-3, and claudin-11 showed significantly lower values in the intestinal samples from the dysbiosis-induced mice. Results from western blotting revealed that the intensity of IAP expression was significantly lower in the ileum samples of the dysbiosis-induced group, while the intensity of TLR4 expression was significantly higher compared to that of the control group without dysbiosis. Conclusion: The IAP activity and relative mRNA expression of the TJPs decreased, while the levels of proinflammatory cytokines increased, which can affect intestinal integrity and the function of the intestinal epithelial cells. This suggests that IAP is involved in mediating the intestinal environment in dysbiosis induced by antibiotics and is an enzyme that can potentially be used to maintain the intestinal environment in animal health care.
Hongming Lv;Yvxi He;Jingjing Wu; Li Zhen ;Yvwei Zheng
Journal of Veterinary Science
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제24권1호
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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.
Son, Young Min;Song, Ki-Duk;Park, Sung-Moo;Han, Seung Hyun;Yun, Cheol-Heui
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제23권7호
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pp.1023-1030
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2013
Lipoteichoic acid (LTA), uniquely expressed on gram-positive bacteria, is recognized by Toll-like receptor 2 (TLR2) on not only antigen-presenting cells but also activated T cells. Therefore, it is reasonable to assume that LTA is acting on T cells. However, little is known about the effect of LTA on T-cell regulation. In the present study, we investigated the immunomodulatory effects of LTA on $CD4^+$ T cells. Effector $CD4^+$ T cells, induced after co-culture with S. aureus-pulsed dendritic cells, produced high levels of interferon-${\gamma}$, CD25, CD69, and TLRs 2 and 4. When effector $CD4^+$ T cells were treated with LTA, the expressions of the membrane-bound form of transforming growth factor (TGF)-${\beta}$ and forkhead box P3 increased. Coincidently, the proliferation of effector $CD4^+$ T cells was declined after LTA treatment. When TGF-${\beta}$ signaling was blocked by the TGF-${\beta}$ receptor 1 kinase inhibitor, LTA failed to suppress the proliferation of effector $CD4^+$ T cells. Therefore, the present results suggest that LTA suppresses the activity of effector $CD4^+$ T cells by enhancing TGF-${\beta}$ production.
Neuroinflammation is an important process underlying a wide variety of neurodegenerative diseases. Carvacrol (CAR) is a phenolic monoterpene commonly used as a food additive due to its antibacterial properties, but it has also been shown to exhibit strong antioxidative, anti-inflammatory, and neuroprotective effects. Here, we sought to investigate the effects of CAR on inflammation in the hippocampus and prefrontal cortex, as well as the molecular mechanisms underlying these effects. In our study, lipopolysaccharide was injected into the lateral ventricle of rats to induce memory impairment and neuroinflammation. Daily administration of CAR (25, 50, and 100 mg/kg) for 21 days improved recognition, discrimination, and memory impairments relative to untreated controls. CAR administration significantly attenuated expression of several inflammatory factors in the brain, including interleukin-1β, tumor necrosis factor-α, and cyclooxygenase-2. In addition, CAR significantly increased expression of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) mRNA, and decreased expression of Toll-like receptor 4 (TLR4) mRNA. Taken together, these results show that CAR can improve memory impairment caused by neuroinflammation. This cognitive enhancement is due to the anti-inflammatory effects of CAR medicated by its regulation of BDNF and TLR4. Thus, CAR has significant potential as an inhibitor of memory degeneration in neurodegenerative diseases.
In the recently, increased concern has been focused on the pharmacology and clinical utility of herbal extracts and derivatives as a drug or adjunct to chemotherapy and immunotherapy. Here we investigated the effect of the water extract of Loranthi Ramulus (LR) in production of inflammatory mediators and expression of toll-like receptor (TLR)-4, CD14 from peritoneal macrophage. We assayed the effect of LR water extract in cell proliferation in vitro and Th1/Th2 cytokine level in vivo. In peritoneal macrophages, water extract of LR water extract increased the production of Nitric oxide (NO) and $TNF-{\alpha}$. Also, LR water extract increased Con A-induced cell proliferation and IgG1, IgG2a level in serum. However, i.p. injection of water extract of LR water extract did not affect the level of $TNF-{\alpha}$, $IFN-{\gamma}$, IL-2, IL-4 and IL-5 in serum of mice. These studies indicate that LR water extract induces macrophage activation and suggest the possible use of LR water extract in macrophage-based immunotherapies.
Na Gyeong Geum;Ju Hyeong Yu;So Jung Park;Min Yeong Choi;Jae Won Lee;Gwang Hun Park;Hae-Yun Kwon;Jin Boo Jeong
한국자원식물학회지
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제35권6호
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pp.697-703
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2022
Under the COVID-19 pandemic, interest in immune enhancement is increasing. Although the immune-enhancing activity of plants of the genus Hibiscus has been reported, there is no study on the immune-enhancing activity of H. syriacus. Thus, in this study, we investigated the immune-enhancing activity of Hibiscus syriacus leaves (HSL) in mouse macrophages, RAW264.7 cells, and immunosuppressed mice. HSL increased the production of immunostimulatory factors such as nitric oxide (NO), inducible nitric oxide synthase (iNOS), interleukin-1β (IL-1β), and tumor necrosis factor-α (TNF-α) and activated the phagocytosis in RAW264.7 cells. The HSL-mediated production of immunostimulatory factors was dependent on toll-like receptor 4 (TLR4), p38, and c-Jun N-terminal kinase (JNK) in RAW264.7 cells. In the immunosuppressed mouse model, HSL increased the spleen index, the levels of the cytokines, and the numbers of lymphocytes, neutrophils, and monocytes. Taken together, HSL may be considered to have immune-enhancing activity and be expected to be used as a potential immune-enhancing agent.
Seung Woo Im;Hyeok Jin Choi;Ju-Hyeong Yu;So Jeong Park;Jae Won Lee;Jin Boo Jeong
한국자원식물학회:학술대회논문집
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한국자원식물학회 2022년도 추계학술대회
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pp.92-92
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2022
Under the COVID-19 pandemic, interest in immune enhancement is increasing. Although the immune-enhancing activity of plants of the genus Hibiscus has been reported, there is no study on the immune-enhancing activity of H. syriacus. Thus, in this study, we investigated the immune-enhancing activity of Hibiscus syriacus leaves (HSL) in mouse macrophages, RAW264.7 cells, and immunosuppressed mice. HSL increased the production of immunostimulatory factors such as nitric oxide (NO), inducible nitric oxide synthase (iNOS), interleukin-1β (IL-1β), and tumor necrosis factor-α (TNF-α) and activated the phagocytosis in RAW264.7 cells. The HSL-mediated production of immunostimulatory factors was dependent on toll-like receptor 4 (TLR4), p38, and c-Jun N-terminal kinase (JNK) in RAW264.7 cells. In the immunosuppressed mouse model, HSL increased the spleen index, the levels of the cytokines, and the numbers of lymphocytes, neutrophils, and monocytes. Taken together, HSL may be considered to have immune-enhancing activity and be expected to be used as a potential immune-enhancing agent.
본 연구에서는 섬괴불나무 열매(LIF), 잎(LIL) 그리고 줄기(LIS) 추출물의 면역증진 활성과 섬괴불나무 열매(LIF) 추출물의 항비만 활성을 평가하였다. 섬괴불나무 열매(LIF), 잎(LIL) 그리고 줄기(LIS) 추출물은 RAW264.7 세포에서 NO, iNOS, COX-2, IL-1𝛽, TNF-𝛼와 같은 면역증진인자의 생성을 증가시켰으며, IL-1𝛽의 발현은 NO생성과 관련된 것으로 보여진다. 면역증진인자은 TLR2/4를 통해 MAPKs중 p38 그리고 JNK를 자극하여 발현이 유도되는 것으로 판단된다. 항비만 실험에서, 섬괴불나무 열매(LIF) 추출물은 AMPK, HSL, ATGL의 발현 증가와 perilipin-1 발현 억제를통해 지질분해를 유도하여 세포 내 지질축적을 억제하는 것으로 나타났으며, 갈색지방세포로의 분화유도와 에너지 대사에 관여하는 인자인 PRDM16, PGC-1𝛼의 발현유도를 통해서도 지질축적을 억제하는 것으로 판단된다. 향후 섬괴불나무 추출물은 건강 보조제 및 기능성 식품으로의 활용이 가능할 것으로 판단되지만, 섬괴물나무 추출물의 어떠한 성분이 면역과 항비만 활성에 영향을 미치는지에 대한 성분분석이 필요하다. 또한, 본 연구는 세포를 이용한 실험으로 정확한 분석을 위해서는 동물모델을 이용한 섬괴불나무 추출물의 면역증진 및 항비만 활성에 관한 추가적인 연구가 진행되어야 할 것이다.
전곡류의 섭취와 만성질환의 유병율은 음의 상관관계가 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 선행 연구 결과, 지방축적억제능이 우수한 소재로 선정된 기장의 항염증능 여부를 검증하고자 하였다. 이를 위해 RAW264.7 세포에 기장열수분획($1\;{\mu}g/m\ell$ 및 $10\;{\mu}g/m\ell$)과 lipopolysaccharide(LPS)를 함께 처리한 후, 24시간 배양시켜 염증매개인자들의 분비량 및 mRNA 발현 정도를 측정하였다. 또한 LPS 자극에 대한 첫 번째 신호전달인자로 알려져 있는 interleukin-1 receptor associated kinase-4(IRAK-4)의 단백질 발현 정도를 측정하였다. 본 연구결과, 기장의 열수분획($10\;{\mu}g/m\ell$)은 LPS로 유도된 NO, $PGE_2$, TNF-${\alpha}$, IL-6 및 MCP-1의 생성량 및 mRNA 발현량을 유의적으로 억제하였다(p<0.05). 특히 이들 지표 중 pro-inflammatory cytokine인 TNF-${\alpha}$와 IL-6의 mRNA 발현량이 효과적으로 감소하였다(p<0.01). IRAK-4의 단백질 발현량 또한 유의적으로 감소하여 LPS 자극에 대한 기장열수분획의 항염증능은 toll-like receptor(TLR)를 통한 IRAK-4를 매개로 하는 신호전달체계 조절에 기인하는 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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