Kumar, Naresh;Shaw, Priyanka;Attri, Pankaj;Uhm, Han Sup;Choi, Eun Ha
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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pp.158-158
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2015
Myoblast are myogenic precursors that proliferate, activate, and differentiate on muscle injury to sustain the regenerative capacity of skeletal muscle; The neuronal isoform of nitric oxide synthase (nNOS, termed also NOS-I) is expressed in normal adult skeletal muscle, suggesting important functions for Nitric oxide (NO) in muscle biology1,2,3. However, the expression and subcellular localization of NO in muscle development and myoblast differentiation are largely unknown. In this study, we examined effects of the nitric oxide generated by a microwave plasma torch, on proliferation/differentiation of rat myoblastic L6 cells. Experimental data pertaining to nitric oxide production are presented in terms of the oxygen input in units of cubic centimetres per minute. The various levels of nitric oxide are observed depending on the flow rate of nitrogen gas, the ratio of oxygen gas, and the microwave power4. In order to evaluate the potential of nitric oxide as an activator of cell differentiation, we applied nitric oxide generated from the microwave plasma torch to L6 skeletal muscles. Differentiation of L6 cells into myotubes was significantly enhanced the differentiation after nitric oxide treatment. Nitric oxide treatment also increase the expression of myogenesis marker proteins and mRNA level, such as myogenin and myosin heavy chain (MHC), as well as cyclic guanosine monophosphate (cGMP), However during the myotube differentiation we found that NO activate oxidative stress signaling erks expression. Therefore, these results establish a role of NO and cGMP in regulating myoblast differentiation and elucidate their mechanism of action, providing a direct link with oxidative stress signalling, which is a key player in myogenesis. Based on these findings, nitric oxide generated by plasma can be used as a possible activator of cell differentiation and tissue regeneration.
Background : Some reports have suggested that decreased nitric oxide metabolites($NO_x$) and activity of nitric oxide synthase could be related to the pathophysiology of depression. We evaluated plasma levels of $NO_x$ in pregnant women with and without postpartum depression at prenatal and postnatal period. Methods : The plasma concentrations of $NO_x$ were measured in 104 pregnant women in the third trimester and at 6 weeks postpartum and in 64 normal controls. The severity of depression and anxiety was measured with the Edinburgh Postnatal Depression Scale(EPDS), Beck Depression Inventory(BDI), and Beck Anxiety Scale(BAI). Results : Plasma $NO_x$ levels at 6 weeks postpartum were significantly lower in cases of postpartum major depression(EDPS scores${\geq}$13 points) than in cases without depression(EDPS scores${\leq}$9 points). Plasma $NO_x$ levels had significantly negative correlation with EPDS scores at 6 weeks postpartum. Conclusion : We demonstrate that decreased plasma $NO_x$ is associated with postpartum depression. Further studies are required to determine whether individual serum concentration of plasma $NO_x$ alone could predict maternal depression.
Dietary intervention and simvastatin is beneficial in the prevention cardiovascular diseases by lowering plasma lipid levels. Endothelial dysfunction is associated with coronary artery disease and its risk factors and is reversed by dietary intervention. It has been suggested that hyperlipidemia contributes to the development of atherosclerosis by increasing inducible nitric oxide synthase (iNOS) expression via intimal thickening. Statins treatment has been found to decrease iNOS expression and atherogenensis in animal models. We hypothesized that dietary intervention and simvastatin therapy could decrease plasma nitric oxide in hypercholesterolemic patients, which would suggest the opportunity for modulation of iNOS expression through the use of statins in a clinical situation. We measured the plasma levels of nitrite and nitrate (NOx) in 19 hyperlipidemia patients. The subjects were under dietary intervention following simvastatin therapy for 12 weeks. As a result, the plasma level of NOx, stable metabolites of nitric oxide (NO), saw a two-fold elevation in hyperlipidemic patients as compared to normal levels. Although 12 weeks of dietary intervention did not lower NOx levels, subsequent 12-week simvastatin (10 mg/day) treatment, along with dietary intervention, lowered NOx levels significantly. This NOx reduction, induced by simvastatin therapy, positively correlated with lowered coronary risk factors (r=0.40, p=0.02). It indicated that simvastatin therapy decreases plasma NOx levels by, perhaps, decreasing iNOS expression or activity leading to the attenuation of the development of neointima.
Rats that are fed a fructose-rich diet develop hypertension, insulin resistance, and hypertriglyceridemia. To elucidate whether altered expression levels of endothelin-1 and nitric oxide synthase are related to the development of insulin-resistant hypertension, we examined the present study. Male Sprague-Dawley rats were fed a fructose-rich diet for 5 weeks. Systolic blood pressure significantly increased in fructose-fed rats. While serum free fatty acid and plasma nitrite/nitrate levels did not significantly differ between the fructose-fed and control groups, plasma insulin and serum triglyceride concentrations significantly increased in the former. Endothelin-1 mRNA expression in the aorta increased in fructose-fed rats. Neither the protein expression of constitutive nitric oxide synthase nor that of inducible nitric oxide synthase were significantly affected by fructose feeding. However, nitrite/nitrate levels in the aorta were significantly increased. These results suggest that an increase in vascular endothelin-1 is an important contributing factor to the development of hypertension in fructose-fed rats. However, the vascular nitric oxide pathway may not be causally related to the development of fructose-induced hypertension.
Shaw, Priyanka;Kumar, Naresh;Attri, Pankaj;Kwak, Hyong Sin;Choi, Eun Ha
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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pp.159-159
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2015
A new approach for antimicrobial is based on the overproduction of reactive nitrogen species (RNS), especially; nitric oxide (NO) and peroxinitrite (ONOO-) are important factors to deactivate the bacteria. Recently, non-thermal atmospheric pressure plasma jet (APPJ) has been frequently used in the field of microbial sterilization through the generation of different kinds of RNS/ROS species. However, in previous study we showed APPJ has combine effects ROS/RNS on bacterial sterilization. It is not still clear whether this bacterial killing effect has been done through ROS or RNS. We need to further investigate separate effect of ROS and RNS on bacterial sterilization. Hence, in this work, we have enhanced NO production, especially; by applying a 1% of HNO3 vapour to the N2 based APPJ. In comparison with nitrogen plasma with inclusion of water vapour plasma, it has been shown that nitrogen plasma with inclusion of 1% of HNO3 vapour has higher efficiency in killing the E. coli through the high production of NO. We also investigate the enhancement of NO species both in atmosphere by emission spectrum and inside the solution by ultraviolet absorption spectroscopy. Moreover, qPCR analysis of oxidative stress mRNA shows higher gene expression. It is noted that 1% of HNO3 vapour plasma generates high amount of NO for killing bacteria.
Background: It is controversial whether the change in nitric oxide (NO) expression in the dorsal root ganglia (DRG) may be responsible for developtment and/or maintenance of painful diabetic neuropathy. The aim of this study was to clarify the role of NO in the pathogenesis of painful diabetic neuropathy. Methods: The effect of L-nitroargine methylester (L-NAME) or sodium nitroprusside (SNP) on allodynia was measured in streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats. NO concentration was measured in the cerebrospinal fluid (CSF) and plasma of the diabetic rats. NADPH-diaphorase (NADPH-d) histochemistry was performed on the DRG and spinal cords of the STZ-induced diabetic rats. Results: L-NAME, an inhibitor of nitric oxide synthase, alleviated allodynia, while SNP, a nitric oxide donor, aggravated allodynia in diabetic rats. Plasma NO level in the diabetic rats was significantly decreased compared with control rats. NO level in the CSF of diabetic rats did not differ from that of the control rats. NADPH-d positive cells were decreased in the DRG of diabetic rats. However, NADPH-d histochemistry in the diabetic spinal cord was not different from that of the control rats. Conclusions: Downregulation of NO expression in the diabetic rats may not be causally related to the development and/or maintenance of painful diabetic neuropathy.
Park, Kyoung-Sook;Kim, Cuk-Seong;Kang, Sang-Won;Park, Jin-Bong;Kim, Kwang-Jin;Chang, Seok-Jong;Jeon, Byeong-Hwa
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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제4권3호
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pp.263-270
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2000
To evaluate the involvement of nitric oxide production on the endothelium-dependent relaxation in diabetes, we have measured vascular and endothelial function and nitric oxide concentration, and the expression level of endothelial nitric oxide synthase in the streptozotocin-induced diabetic rats. Diabetic rats were induced by the injection of streptozotocin (50 mg/kg i.v.) in the Sprague-Dawley rats. Vasoconstrictor responses to norepinephrine (NE) showed that maximal contraction to norepinephrine $(10^{-5}\;M)$ was significantly enhanced in the aorta of diabetic rats. Endothelium-dependent relaxation induced by acetylcholine was markedly impaired in the aorta of diabetic rats, these responses were little improved by the pretreatment with indomethacin. However, endothelium-independent relaxation induced by nitroprusside was not altered in the diabetic rats. Plasma nitrite and nitrate $(NO_2/_3)$ levels in diabetic rats were significantly lower than in non-diabetic rats. Western blot analysis using a monoclonal antibody against endothelial cell nitric oxide synthase (eNOS) revealed that the protein level was lower in the aorta of diabetic rats than in non-diabetic rats. These data indicate that nitric oxide formation and eNOS expression is reduced in diabetes, and this would, in part, account for the impaired endothelium-dependent relaxation in the aorta of streptozotocin-induced diabetic rats.
The present study was undertaken to investigate the role of endogenous nitric oxide in renin release under different physiological conditions. In the first series of experiments, renin release was either inhibited by acute volume-expansion (VE) or stimulated by clipping one renal artery in the rat. VE was induced by intravenous infusion of saline (0.9% NaCl) up to 5% of the body weight over 45 min under thiopental (50 mg/kg, IP) anesthesia. VE caused a decrease of plasma renin concentration (PRC). With $N^G-nitro-L-arginine$ methyl ester $(L-NAME,\;5\;{\mu}g/kg\;per\;min)$ superadded to VE, PRC decreased further. The magnitude of increase in plasma atrial natriuretic peptide levels following VE was not affected by the L-NAME. In two-kidney, one clip rats, L-NAME-supplementation resulted in a decrease, and L-arginine-supplementation an increase of PRC. Plasma atrial natriuretic peptide levels were significantly lower in the L-arginine group than in the control. Blood pressure did not differ among the L-NAME, L-arginine, and control groups. In another series of experiments, the renin response to a blockade of NO synthesis was examined using in vitro preparations from isolated renal cortex. L-NAME significantly increased basal renin release, although it was without effect on the isoproterenol-stimulated release. These findings suggest that endogenous nitric oxide significantly contributes to the renin release. Since many factors may affect the renin release in vivo, an interaction between NO and renin under various pathophysiological states is to be further defined.
연구배경: 패혈증에서 Nitric oxide 스테로이드 호르몬은 혈역학적 변화와 염증반응에 관여하는데 이 두 인자는 서로 상관성이 있는 것으로 알려지고 있다. 하지만 실제 환자에서 서로의 상관성이나 임상적 의의는 연구가 부족한 실정이다. 방법: 패혈증 환자 26예와 대조군 14예를 대상으로 혈중 총 NO와 혈중 코티졸 농도를 측정하였고 이어서 제 3, 5, 7병일에도 연속적으로 측정을 하였다. 결과: 패혈증 환자군에서 초기 혈중 코티졸 및 총 NO 농도는 대조군에 비하여 유의하게 증가하였고 경증 패혈증에 비하여 중증 패혈증 환자군에서 유의하게 높았다. 초기 혈중 총 NO의 농도는 APACHE II 점수, 정맥혈 lactate 농도와 상관성이 있었다. 패혈증의 시간의 경과에 따라 혈중 NO 농도는 제 1병일, 제 5병일, 제 7병일에 혈중 코티졸의 농도와 유의한 상관성이 있었다. 결론: 패혈증 환자들에서 혈중 NO와 코티졸 농도는 증가되어 있었으며, 경과에 따라 서로 유의한 상관성이 지속되었다. 상호작용기전에 대하여는 추가적인 연구가 필요할 것이다.
The present study was aimed to explore an interaction between endothelium-derived nitric oxide (NO) and atrial natriuretic peptide (ANP) systems in normotensive and hypertensive states. Rats were made two-kidney, one clip (2K1C) hypertensive and supplemented with either $N^G-nitro-L-arginine$ methyl ester (L-NAME, 5 mg/100 ml drinking water) or L-arginine hydrochloride (400 mg/100 ml drinking water). One group supplied with normal tap water served as control. Sham-clipped rats were also divided into the L-NAME, L-arginine, and control groups. The plasma levels and atrial contents of ANP were determined at day 28 following clipping the renal artery. In 2K1C rats, the plasma level of ANP was higher and the atrial content was lower than in the sham-clipped control. L-Arginine increased the atrial content of ANP in association with a decreased plasma ANP, whereas L-NAME significantly affected neither parameter. The increase of blood pressure in 2K1C rats was not affected by L-arginine or L-NAME. In sham-clipped rats, the plasma level of ANP was significantly increased by L-NAME along with an increase in blood pressure. On the contrary, L-arginine did not affect the blood pressure or plasma ANP. The atrial content of ANP was significantly altered neither by L-arginine nor by L-NAME. These results suggest that NO plays a tonic inhibitory role on the ANP release with concomitant increases of the atrial tissue content. In addition, hypertension is suggested to modify the release and tissue storage of ANP.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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