マクロファージおよび星状細胞における誘導性一酸化窒素シンターゼおよびアグマチン合成の調節

アグマチンは、アルギニンデカルボキシラーゼによってアルギニンから合成された新規内因性グアニドアミンです。いくつかの生物学的効果の中で、アグマチンが虚血損傷や慢性神経障害性疼痛から保護する能力は特に興味深いものです。炎症はこれらの状態の一般的な寄与因子であるため、我々は、一酸化窒素などの炎症性分子の産生を減少させることによりアグマチンが作用するかどうか、アグマチン合成が炎症刺激によって調節されているかどうかを判断しようとしました。アグマチンがアストログリアおよびマクロファージ（RAW 264.7細胞株）一酸化窒素シンターゼ-2（NOS-2）発現に影響するかどうかをテストしました。NOS-2は、さまざまな濃度のアグマチンの存在下および非存在下で、生の264.7細胞に対して星状細胞およびLPSのみのリポ多糖（LPS）と3つのサイトカインとのインキュベーションにより、これらの細胞で誘導されました。NOS-2活性は、培地に亜硝酸塩蓄積によって24時間後に評価されました。アグマチンの用量依存的に亜硝酸塩の蓄積を阻害し、アグマチンとのより短いインキュベーション（1および4時間）も大幅な減少を引き起こしました。アグマチンは、免疫ブロット分析によって決定されるように、NOS-2活性とNOS-2タンパク質の発現を減少させました。星状細胞およびRAW 264.7細胞とLPS/サイトカインを2時間インキュベートすると、アルギニンデカルボキシラーゼ（ADC）活性が増加しましたが、長期的なインキュベーション（12〜17時間）がADC活性を低下させました。これらの細胞のアグマチンレベルは、LPS/サイトカインとの6時間のインキュベーション後に増加します。これらの結果は、アグマチンがNOS-2タンパク質のレベルを低下させることにより、マクロファージおよびアストログリア細胞におけるNOS-2の活性を低下させることにより、一酸化窒素の産生を阻害することを示しています。これらの発見は、アグマチンの神経保護および抗炎症作用の分子基盤を提供します。

Agmatine is a novel endogenous guanido amine synthesized from arginine by arginine decarboxylase. Among several biologic effects, the ability of agmatine to protect against ischemic injury and chronic neuropathic pain is particularly interesting. Because inflammation is a common contributor to these conditions, we sought to determine if agmatine acts by decreasing the production of proinflammatory molecules such as nitric oxide and if agmatine synthesis is regulated by inflammatory stimuli. We tested whether agmatine affects astroglial and macrophage (RAW 264.7 cell line) nitric oxide synthase-2 (NOS-2) expression. NOS-2 was induced in these cells by incubation with lipopolysaccharide (LPS) plus three cytokines for astrocytes and LPS alone for RAW 264.7 cells in the presence and absence of varying concentrations of agmatine. NOS-2 activity was assessed after 24 hours by nitrite accumulation in the culture media. Agmatine dose-dependently inhibited nitrite accumulation, and shorter incubation with agmatine (1 and 4 hours) also caused significant reduction. Agmatine decreased the expression of NOS-2 activity and NOS-2 protein as determined by immunoblot analysis. Incubation of astrocytes and RAW 264.7 cells with LPS/cytokines for 2 hours resulted in an increase in arginine decarboxylase (ADC) activity, whereas longer-term incubation (12-17 hours) lowered ADC activity. Agmatine levels in these cells are increased after 6-hour incubation with LPS/cytokines. These results show that agmatine inhibits the production of nitric oxide by decreasing the activity of NOS-2 in macrophages and astroglial cells by decreasing the levels of NOS-2 protein. These findings provide a molecular basis for the neuroprotective and anti-inflammatory actions of agmatine.