植物由来の天然生体分子ピシンは、神経芽腫細胞のミトコンドリアにおけるメナジオン誘発性酸化ストレスを抑制する

Plant-Derived Natural Biomolecule Picein Attenuates Menadione Induced Oxidative Stress on Neuroblastoma Cell Mitochondria.

• Kavindra Kumar Kesari
• Anupam Dhasmana
• Shruti Shandilya
• Neeraj Prabhakar
• Ahmed Shaukat
• Jinze Dou
• Jessica M Rosenholm
• Tapani Vuorinen
• Janne Ruokolainen

抄録

いくつかの生理活性化合物は、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患の治療に使用されています。歴史的に、ヤナギ（sp.）樹皮は、サリチル酸および抗炎症性、解熱性および鎮痛性を有する他の天然化合物の重要な供給源であった。これらの中でも、ヤナギ樹皮の熱水抽出物から単離されたピシンは、天然の二次代謝物である抗酸化物質として作用することが明らかになっている。本研究の目的は、これまで知られていなかったピセインの薬理作用を調べることである。ピセインの神経保護作用を明らかにするために、インシリコ研究を実施しました。その結果、神経芽腫SH-SY5Y細胞において、フリーラジカル発生剤である2-メチル-1,4-ナフトキノン（メナジオン、MQ）によって誘導される酸化ストレス効果を阻害することで、ピシンの神経保護作用を示すことが明らかになった。酸化ストレスに関連したいくつかのパラメータを評価し、ミトコンドリアのスーパーオキシド産生、ミトコンドリア活性（MTT）、活性酸素種（ROS）、ライブセルイメージングなどのミトコンドリアの完全性の保護を測定した。活性酸素種（ROS）レベルとミトコンドリアスーパーオキサイド産生の有意な増加がMQ処理後に測定されたが、その後のピセイン処理はそれらのレベルを減少させることによって、この影響を緩和することができた。さらに、ミトコンドリア活性はMQ曝露により有意に低下したが、ピシンを投与することで正常な代謝活性を回復させた。以上の結果から、ピセインはMQによるミトコンドリアの酸化ストレスを有意に減少させ、それによって強力な神経保護剤としての役割を果たしていることが明らかになった。

Several bioactive compounds are in use for the treatment of neurodegenerative disorders, such as Alzheimer's and Parkinson's disease. Historically, willow ( sp.) bark has been an important source of salisylic acid and other natural compounds with anti-inflammatory, antipyretic and analgesic properties. Among these, picein isolated from hot water extract of willow bark, has been found to act as a natural secondary metabolite antioxidant. The aim of this study was to investigate the unrevealed pharmacological action of picein. In silico studies were utilized to direct the investigation towards the neuroprotection abilities of picein. Our in vitro studies demonstrate the neuroprotective properties of picein by blocking the oxidative stress effects, induced by free radical generator 2-methyl-1,4-naphthoquinone (menadione, MQ), in neuroblastoma SH-SY5Y cells. Several oxidative stress-related parameters were evaluated to measure the protection for mitochondrial integrity, such as mitochondrial superoxide production, mitochondrial activity (MTT), reactive oxygen species (ROS) and live-cell imaging. A significant increase in the ROS level and mitochondrial superoxide production were measured after MQ treatment, however, a subsequent treatment with picein was able to mitigate this effect by decreasing their levels. Additionally, the mitochondrial activity was significantly decreased by MQ exposure, but a follow-up treatment with picein recovered the normal metabolic activity. In conclusion, the presented results demonstrate that picein can significantly reduce the level of MQ-induced oxidative stress on mitochondria, and thereby plays a role as a potent neuroprotectant.