PC12細胞におけるヒ素によって誘導された細胞毒性におけるクルクミン、D-ピニトールの単独または併用の効果

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Food Chem. Toxicol..2020 Jul;:111577. S0278-6915(20)30467-1. doi: 10.1016/j.fct.2020.111577.Epub 2020-07-14.

PC12細胞におけるヒ素によって誘導された細胞毒性におけるクルクミン、D-ピニトールの単独または併用の効果

Effects of curcumin, D-pinitol alone or in combination in cytotoxicity induced by arsenic in PC12 Cells.

Md Shiblur Rahaman
Shojiro Yamasaki
Kaniz Fatima Binte Hossain
Toshiyuki Hosokawa
Takeshi Saito
Masaaki Kurasaki

PMID: 32679288 DOI: 10.1016/j.fct.2020.111577.

抄録

ヒ素は、様々な人間の病気を引き起こすことで、人々に影響を与えるよく知られた強力な毒性物質です。ヒ素への長期暴露は、肝臓と腎臓の障害、および様々な形態の癌の強い健康への悪影響を持っています。反対に、クルクミンとD-ピニトールは、抗酸化特性を持つ生理活性のある食物化合物です。両者は、幅広い種類の人間の病気の治療に使用されています。そこで我々は、PC12細胞におけるヒ素誘発性毒性に対して、両者が相乗効果を発揮するのではないかと仮説を立てた。細胞を、クルクミン（1、2.5、5および10μM）、D-ピニトール（1、2.5、5および10μM）の単独または組み合わせで前処理した後、亜ヒ酸ナトリウム（10μM）に曝露した。最終濃度のクルクミン2.5μMとD-ピニトール5μMを、ヒ素毒性に対する最低濃度での最高の保護に基づいて、組み合わせ処理に選択した。その結果、クルクミンとD-ピニトールの前処理とヒ素との併用処理は、PC12細胞を救済することが示された。ウェスタンブロット解析の結果、クルクミンおよび D-ピニトールの前処理およびヒ素との併用処理は、ヒ素によって誘導された細胞死を有意に抑制したが、これらのタンパク質発現はヒ素によってネガティブに制御されていることが明らかになった。さらに、クルクミンとD-ピニトールを併用した場合の効果は、単独での治療よりも強かった。

Arsenic is a well-known potent toxicant affecting people by causing various human diseases. Long-term exposure to arsenic has strong adverse health effects on liver and kidney disorders, and various forms of cancer. Contrarily, curcumin and D-pinitol are bioactive dietary compounds that have antioxidant properties. Both are used to treat a broad variety of human diseases. Thus, we hypothesized that both may have synergistic effects against arsenic-induced toxicity in PC12 cells. Cells were pretreated with curcumin (1, 2.5, 5 and 10 μM), D-pinitol (1, 2.5, 5 and 10 μM) alone or in combination, then exposed to sodium arsenite (10 μM). The final concentration of curcumin 2.5 μM and D-pinitol 5 μM was selected for combination treatment based on their highest protection at lowest concentration against arsenic toxicity. Results demonstrated that pretreatment of curcumin and D-pinitol and their combined treatment with arsenic rescued PC12 cells. Western blot analysis results showed that pretreatment of curcumin and D-pinitol and their combined treatment with arsenic significantly inhibited arsenic-induced cell death through up-regulation of pro-survival proteins and down-regulation of cell death-related proteins, although these protein expressions were negatively regulated by arsenic. Furthermore, the effect of combined treatment with curcumin and D-pinitol was stronger than individual treatment.