Effect of lipid peroxidation product 4-hydroxynonenal on neuroinflammation in microglial cells: Protective role of Quercetin and Monochloropivaloylquercetin
Ahmet Cumaoğlu, Aslı Özge Ağkaya, Zehra ÖzkulErciyes Üniversity Faculty of Pharmacy Department of Biochemistry, KayseriINTRODUCTION: Lipid peroxidation-derived aldehyde, 4-hydroxynonenal (HNE) has been implicated in a number of oxidative stress-induced inflammatory pathologies such as neurodegenerative diseases and aging. In this regard, we investigated the effects of HNE on neuroinflammatory responses by measuring cyclooxygenase-2 (COX-2) and inducible nitric oxide synthase (iNOS) induction with cytokine production. In addition, we measured nuclear factor erythroid 2–related factor 2 (Nrf2)/Kelch-like ECH-associated protein 1 (Keap1) signaling proteins, antioxidant enzymes Heme oxygenase-1 (HO-1) and NAD(P)H dehydrogenase, quinone 1 (NQO1), and compared the results with quercetin and monochloropivaloylquercetin (MPQ) pretreated microglial cells.
METHODS: Cytotoxicity was determined by MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) assay and production of cytokines were determined by cytokine array. Furthermore, intracellular Nfr2/Keap1 signaling proteins, HO-1, NQO1 and COX-2 expression were analyzed by western blot in 2,5 µM HNE treated BV-2 cells.
RESULTS: iNOS and COX-2 mRNA levels measured with RT-PCR. HNE induced both COX-2 mRNA and protein levels, iNOS mRNA expression and cytokine production. In addition, HNE markedly increased Keap1 levels and decreased cytoplasmic Nrf2 expression with antioxidant enzyme HO-1 levels. Quercetin and monochloropivaloylquercetin treatment alleviated neuroinflammatory responses in microglial cells, by decreasing COX-2 mRNA expression. Monochloropivaloylquercetin decreased cytoplasmic Keap1 levels and increased nuclear translocation of Nrf2 resulted in induction of HO-1 and NQO1 expression.
DISCUSSION AND CONCLUSION: These results suggest that HNE could be a link between oxidative stress and inflammation in BV-2 microglia cells. Especially, monochloropivaloylquercetin alleviated inflammation, probably by decreasing the expression on proinflammatory genes and enforcing antioxidant defense system.
Mikroglial hücrelerde Lipid peroksidasyon ürünü 4-hidroksinonenal’ in nöroinflamasyon üzerine etkisi: Kersetin ve Monokloropivaloilkersetin’ in koruyucu rolü
Ahmet Cumaoğlu, Aslı Özge Ağkaya, Zehra ÖzkulErciyes Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Biyokimya Ana Bilim Dalı, KayseriGİRİŞ ve AMAÇ: Lipit peroksidasyonu ürünü aldehit, 4-hidroinonenal (HNE), nörodejeneratif hastalıklar ve yaşlanma gibi oksidatif strese bağlı inflamatuar patolojilerle ilişkilendirilmiştir. Bu bağlamda, HNE’ in nöroinflamatuvar cevap üzerine etkisini siklooksijenaz-2 (COX-2), indüklenebilir nitrik oksit sentaz (iNOS) ifadelenmeleri ve sitokin üretimi üzerinden incelenmiştir. Bunlara ek olarak, nüklear faktör eritroid 2–ilişkili faktör 2 (Nrf2)/Kelch-benzeri ECH-ilişkili protein 1 (Keap1) sinyal proteinleri, antioksidan enzimler hemoksijenaz-1 (HO-1) ve NAD(P)H dehidrojenaz, kinon 1 (NQO1) ifadelenme düzeyleri ölçüldü ve sonuçlar kersetin ve monokloropivaloilkersetin uygulanan hücrelerle karşılaştırılmıştır.
YÖNTEM ve GEREÇLER: Sitotoksisite MTT (3-(4,5-dimetiltiyazol-2-yl)-2,5-difeniltetrazolyum bromit) indirgenme yöntemi ile ölçüldü ve sitokin üretimi ise sitokin array ile belirlendi. Bununla birlikte, 2,5 µM HNE uygulanmış BV-2 hücrelerinde hücre içi Nrf2/Keap1 sinyal proteinleri, HO-1, NQO1 ve COX-2 ifadeleri Western blot ile analiz edildi. iNOS ve COX-2 mRNA düzeyleri RT-PCR ile ölçülmüştür.
BULGULAR: HNE mikroglial hücrelerde COX-2 mRNA ve protein düzeylerini, iNOS mRNA düzeylerini ve bunlarla birlikte sitokin üretimini artırdı. Buna ek olarak, HNE uygulaması Keap1 düzeyinde belirgin bir artışla birlikte, sitoplazmik Nrf2 ifadeleri ve antioksidan enzim HO-1 düzeylerini azaltmıştır. Kersetin ve monokloropivaloilkersetin ile tedavi COX-2 mRNA ifadelenme düzeylerini azaltarak nöroinflamasyonu hafifletmiştir. Monokloropivaloilkersetin sitoplazmik Keap1 seviyelerini azaltırken Nrf2’ nin nüklear translokasyonunu artırmıştır, bu durum HO-1 ve NQO1 ifadelenmelerini uyarımı ile sonuçlanmıştır.
TARTIŞMA ve SONUÇ: Bu sonuçlar BV-2 mikroglial hücrelerde HNE’ nin oksitatif stres ve inflamasyon arasında bağlayıcı olabileceğini göstermektedir. Özellikle monokloropivaloilkersetin, proinflamatuvar genlerin ifadelenme düzeylerini azaltıp, antioksidan savunma sistemini güçlendirerek inflamasyonu hafifletmiştir.
Corresponding Author: Ahmet Cumaoğlu, Türkiye
| TOOLS |
 Full Text PDF Print Download citation RIS EndNote BibTex Medlars Procite Reference Manager Share with email Share Send email to author
Similar articles Google Scholar |