TLR4/MYD88シグナル伝達経路を介したカイニン酸誘発てんかんラットにおけるイソリキリチゲニンの神経保護および抗炎症作用の検討

Neuroprotective and anti-inflammatory effects of isoliquiritigenin in kainic acid-induced epileptic rats via the TLR4/MYD88 signaling pathway.

• Xiaobo Zhu
• Jiankun Liu
• Ou Chen
• Jiang Xue
• Shanying Huang
• Weiwei Zhu
• Yibiao Wang

抄録

てんかん発生は、初期の脳損傷後に起こる複雑な病態過程であり、一連の分子イベントが関与している。甘草に含まれるフラボノイドであるイソリキリチゲニン（ISL）は、様々な実験モデルにおいて抗炎症作用や抗酸化作用を有することが報告されているが、カイニン酸（KA）治療後のてんかん発症過程におけるISLの特異的な役割や分子機構は明らかにされていない。本研究の目的は、KA 誘発てんかんラットにおける ISL 前処理の効果とその基礎となるメカニズムを明らかにすることであった。その結果、ISL前処理は、イオン化カルシウム結合アダプター分子1（IBα1）標識ミクログリア（F=97.29、p<0.01、ηp=0.94）およびグリア線維素因性発現を有意に減少させることが明らかになった。94）、グリア線維性酸性タンパク質（GFAP）陽性アストロサイト（F=72.48、p<0.01、ηp=0.01。92）、およびTNF-α（F=133.14、p<0.01、ηp=0.95）、IL-1β、およびC-Cモチーフケモカインリガンド3（CCL3）などの炎症性メディエーターの放出。また、ISLの前処理は、スーパーオキシドジスムターゼとグルタチオンペルオキシダーゼの活性を上昇させることで、アポトーシス性の神経細胞傷害を有意に抑制した。また、Toll様受容体4（TLR4）およびその下流分子である骨髄分化一次応答88（MYD88）、リン酸化された（p-）IκBα、およびp-NF-κBのタンパク質レベルを有意に抑制した（F=63.23、p<0.01、ηp=0.91）。また、TLR4/MYD88シグナルを遮断することで、海馬の神経炎症や神経細胞の損傷を抑制することができた。以上のことから、ISL の前処理は、TLR4/MYD88 シグナル伝達経路が関与している可能性があり、KA 誘発てんかん発生において神経保護と抗炎症の役割を果たしていることが明らかになった。

Epileptogenesis is a complex pathological process that occurs after an initial brain injury and involves a series of molecular events. Isoliquiritigenin (ISL), a flavonoid in licorice, is reported to have anti-inflammatory and antioxidant effects in various experimental models, but its specific roles and molecular mechanisms in the epileptogenic process following kainic acid (KA) treatment remain unclear. The purpose of this study was to explore the effects of ISL pretreatment in KA-induced epileptic rats and the underlying mechanisms. Our findings show that ISL pretreatment significantly attenuated the KA-induced expression of ionized calcium-binding adapter molecule 1 (IBα1)-labeled microglia (F = 97.29, p < 0.01, ηp = 0.94) and glial fibrillary acidic protein (GFAP)-positive astrocytes (F = 72.48, p < 0.01, ηp = 0.92), and the release of inflammatory mediators, such as TNF-α (F = 133.14, p < 0.01, ηp = 0.95), IL-1β, and C-C motif chemokine ligand 3 (CCL3). ISL pretreatment given before KA also significantly prevented apoptotic neuronal injury by upregulating the activities of superoxide dismutase and glutathione peroxidase. It also significantly suppressed the protein levels of Toll-like receptor 4 (TLR4) (F = 63.23, p < 0.01, ηp = 0.91) and its downstream molecules, myeloid differentiation primary response 88 (MYD88), phosphorylated (p-)IκBα, and p-NF-κB. Blocking TLR4/MYD88 signaling also attenuated KA-induced neuroinflammation and neuronal damage in the hippocampus. Overall, our study demonstrates that ISL pretreatment plays neuroprotective and anti-inflammatory roles in KA-induced epileptogenesis, which may be mediated by the TLR4/MYD88 signaling pathway.