ベタレインの緑内障予防効果は、主に炎症性サイトカインとの関連である

Betalain exerts a protective effect against glaucoma is majorly through the association of inflammatory cytokines.

• Jiadi Wang
• Dandan Zhang
• Conghong Cao
• Jing Yao

抄録

本研究では、PC12神経細胞を用いたin vitro緑内障モデルにおけるベタレインの保護効果を評価することを目的とした。カスタマイズされた加圧チャンバーで培養した神経細胞を用いて、ベタレインの存在下および非存在下で、グルタチオン、ミエロペルオキシダーゼ（MPO）、カテプシン、シクロオキシゲナーゼ（COX-1）、リポキシゲナーゼ（5-LOX）、sPLA2カベオリン-1などの炎症性酵素の発現、緑内障マーカー、その他の炎症性サイトカインの発現を解析した。その結果、カテプシンBおよびDの活性の増加に伴う酸化ストレスの発現が有意に増加し、一方で、COX-1、5-LOX、sPLA2などの炎症性酵素の活性は、圧力に曝された細胞で有意に増加したことが示された。また、緑内障模擬細胞では、VEGF、TGF-β、BDGF、ニューロセルピンが対照と比較して有意に増加した。さらに、静水圧にさらされた細胞では、IL-6、CXCR4、IL-17、IL-1β、TNF-αなどの炎症性サイトカインが増加した（p<0.01）。しかし、ベタレインで前処理した細胞では、MPO活性が低下し、グルタチオンレベルが改善された。また、炎症性サイトカインやその他の緑内障マーカー遺伝子のレベルも、ベタレイン投与前の細胞では回復していた。このように、本研究の結果は、ベタレインを眼球細胞に投与することで、緑内障の進行を防ぐことができ、緑内障のような状態をコントロールするための治療法として示唆されることを示している。

The present research aimed at evaluating the protective role of betalain on the in vitro glaucoma model using PC12 neuronal cells. The cultured neuronal cells in a customized pressurized chamber were analyzed for the onset of glutathione, myeloperoxidase (MPO), cathepsin, expression of inflammatory enzymes such as cyclooxygenase (COX-1), lipoxygenase (5- LOX), sPLA2 caveolin-1, glaucoma markers and other inflammatory cytokines in the presence and absence of betalain. The results have shown that a significant increase in the expression of oxidative stress with increased activity of cathepsin B and D. On the other hand, the activity of inflammatory enzymes such as COX-1, 5- LOX, sPLA2 were significantly increased in pressure exposed cells. In addition, glaucoma simulated cells demonstrated a significant increase in the VEGF, TGF-β, BDGF, and neuroserpin compared to control. Moreover, cells predisposed to hydrostatic pressure demonstrated an increase in (p < 0.01) inflammatory cytokines such as IL-6, CXCR4, IL-17, IL-1β, and TNF-α levels. However, cells pre-treated with betalain improved the glutathione levels with attenuated MPO activity. Simultaneously, the levels of inflammatory cytokines and other glaucoma marker genes found restored in drug pre-treated cells. Thus, the results of the present study demonstrate that the use of betalain on ocular cells can prevent the progression of the disease that can be a suggestive therapeutic for controlling glaucoma like conditions.