The cytoprotective effect of isosalipurposide via Nrf2 activation

Abstract

A chalcone compound Isosalipurposide (ISPS) is successfully isolated from native Korean plant species Corylopsis coreana Uyeki (Korean winter hazel). However, the pharmacological role of ISPS is not elucidated yet even though it has been reported to have anti-microbial and anti-proliferative effects. This study investigated whether isosalipurposide has the capacity of Nrf2-antioxidant response element (ARE) signaling and induce its target gene expression, and to determine the protective role of ISPS against oxidative injury on hepatocytes. In HepG2 cells, nuclear translocation of Nrf2 is augmented by ISPS treatment. Consistently, ISPS increased ARE reporter gene activity and the protein levels of glutamate cysteine ligase (GCL) and hemeoxygenase-1(HO-1), resulting in increased intracellular glutathione levels. Pretreated with ISPS were significantly rescued from t-BHP-induced ROS production and glutathione depletion. Moreover, ISPS restored mitochondrial dysfunction and apoptosis. The specific role of Nrf2 in ISPS-induced Nrf2 activation was demonstrated using an ARE-deletion mutant plasmid and Nrf2-knockout cells. Finally, we observed PKC, ERK and AMPK are involved in the activation of Nrf2 by ISPS. Taken together, our results demonstrate that ISPS has cytoprotective efficacy against oxidative damage by Nrf2 activation and inducing its target gene expressions in hepatocytes.|본 연구실에서는 Chalcone 유도체인 isosalipurposide (ISPS)를 우리나라 자생식물인 히어리 (Corylopsis coreana Uyeki)로부터 성공적으로 분리하였다. ISPS의 항균성과 항증식성 효능에 대한 연구가 수행된 바가 있지만 구체적인 약리기능에 대한 연구가 전무한 실정이다. 본 연구에서는 ISPS의 NF-E2-related factor (Nrf2)-antioxidant response element (ARE) 신호 활성화 및 Nrf2 타겟 유전자들의 유도 여부를 관찰하였다. 또한 산화적 손상에 대한 ISPS의 보호효능을 간세포주를 활용하여 연구하였다. HepG2 세포에서 ISPS 처리는 Nrf2의 핵내 이동을 증가시켰다. 또한 ISPS는 ARE reporter gene의 활성과 Nrf2의 표적유전자인 glutamate cysteine ligase (GCL) 및 hemeoxygenase-1 (HO-1)의 발현량을 증가시켰다. GCL의 증가는 실제로 세포 내의 glutathione 양을 증가시켰다. ISPS의 전처리는 t-BHP에 의한 ROS 생성 및 glutathione의 감소를 유의적으로 회복시켰으며 ROS에 의한 미토콘드리아의 기능장애와 세포사멸을 회복시켰다. ISPS에 의한 Nrf2 활성화 및 세포보호 효능은 Nrf2-/- MEF 세포와 ARE 결손 reporter plasmid를 사용하여 증명하였다. 마지막으로 ISPS에 의한 Nrf2의 활성화에 ERK와 AMPK의 인산화가 요구됨을 확인할 수 있었다. 이 결과를 통해 본 연구에서는 간세포에서 ISPS가 Nrf2의 활성화 및 그 타겟 유전자의 발현을 통해 산화적인 손상에 대한 세포보호 효능이 있음을 입증함으로 ISPS가 다양한 간질환의 치료후보약물이 될 수 있음을 제시한다