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コラビロンはラット脳の神経変性に関与する代謝活性を調節しながらグルコース取り込みを刺激します
Kolaviron Stimulates Glucose Uptake with Concomitant Modulation of Metabolic Activities Implicated in Neurodegeneration in Isolated Rat Brain, without Pertubation of Tissue Ultrastructural Morphology.
PMID: 32645363 DOI: 10.1016/j.neures.2020.06.008.
抄録
2型糖尿病では通常、脳内グルコーストランスポーターのダウンレギュレーションにより、グルコース取り込みが低下します。Garcinia kola由来のビフラボノイドであるコラビロンがラットの脳内でグルコース取り込みを促進し、グルコース誘発性酸化毒性を抑制する可能性を検討した。また、コラビロンと標的タンパク質との分子間相互作用をシリコで調べた。グルコースの存在下でコラビロンをラットの切除脳に2時間インキュベートし、メトホルミンをポジティブコントロールとした。コラビロンは、グルコースの取り込み、グルタチオンレベル、スーパーオキシドジスムターゼ、カタラーゼ、ATPアーゼ、ENTPDaseおよび5'-ヌクレオチダーゼ活性の有意な増加（p＜0.05）を引き起こしたが、同時にマロンジアルデヒドレベル、アセチルコリンエステラーゼおよびブチリルコリンエステラーゼ活性を減少させる一方で、グルコースのみでインキュベートした脳と比較して、有意な（p＜0.05）。電子顕微鏡（SEMとTEM）分析は、無傷の樹状突起とニューロンネットワーク、血管、ミトコンドリア、シナプス小胞、および前シナプス膜によって証明されるようにコラビロンは、脳組織の超音波形態にほとんどまたは全く影響を与えなかったことを明らかにした。SEM-EDX分析では、グルコースによる脳内元素濃度の変化が、アルミニウムと亜鉛の全枯渇を伴う修復効果を示した。MTT解析の結果、コラビロンはHT-22細胞に対して細胞毒性を示さなかった。分子ドッキングにより、コラビロンとカタラーゼはSER114およびMET350残基で強力な相互作用を示し、その結合エネルギーは12kcal/molであった。これらの結果は、コラビロンがグルコースの取り込みを刺激し、同時に神経保護効果を発揮する可能性を示している。
Reduced glucose uptake usually occurs in type 2 diabetes due to down-regulation of brain glucose transporters. The potential of kolaviron, a biflavonoid from Garcinia kola to stimulate glucose uptake and suppress glucose-induced oxidative toxicity were investigated in rat brain. Its molecular interactions with the target proteins were investigated in silico. Kolaviron was incubated with excised rat brains in the presence of glucose for 2 h, with metformin serving as a positive control. Kolaviron caused a significant (p < 0.05) increase in glucose uptake, glutathione level, superoxide dismutase, catalase, ATPase, ENTPDase and 5'-nucleotidase activities, while concomitantly depleting malondialdehyde level, acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase activities compared to brains incubated with glucose only. Electron microscopy (SEM and TEM) analysis revealed kolaviron had little or no effect on the ultrastructural morphology of brain tissues as evidenced by the intact dendritic and neuronal network, blood vessels, mitochondria, synaptic vesicles, and pre-synaptic membrane. SEM-EDX analysis revealed a restorative effect of glucose-induced alteration in brain elemental concentrations, with total depletion of aluminum and zinc. MTT analysis revealed kolaviron had no cytotoxic effect on HT-22 cells. Molecular docking revealed a potent interaction between kolaviron and catalase at the SER114 and MET350 residues, with a binding energy of 12 kcal/mol. Taken together, these results portray the potential of kolaviron to stimulate glucose uptake while concomitantly coffering a neuroprotective effect.
Copyright © 2020. Published by Elsevier B.V.