キノンメチドトリテルペノイドであるCelaStolによるI Kappa Bキナーゼをターゲットに介したNF-Kappa B活性化の阻害

キノンメチドトリテルペノイドであるCelastrolは、Celastrus OrbiculatusからNF-Kappabの阻害剤として分離されました。この化合物は、AP-1のDNA結合活性に影響を与えることなく、さまざまな刺激誘発性NF-Kappa B調節遺伝子発現と異なる細胞株におけるNF-Kappa BのDNA結合を依存的に阻害しました。CelaStolのプレインキュベーションは、I Kappa bアルファのLPS、TNF-alpha-、またはPMA誘発性分解とリン酸化を完全にブロックしました。重要なことに、CelaStolはIKK活性と、RelAの過剰発現によって誘導されるNF-Kappa Bの活性化に影響を与えることなく、用量依存的な方法で構成的に活性なIKKベータ活性を阻害しました。Celastrolは、IKKでシステイン179を標的とすることにより、NF-Kappa Bの活性化を抑制しました。CelastrolがNF-Kappa B阻害剤であることを確認するために、いくつかのNF-Kappa B標的遺伝子発現に対するその効果を調査しました。CelaStrolは、INOSおよびTNF-AlphaのLPS誘発mRNA発現だけでなく、TNF-Alpha誘発BFL-1/A1発現であるProsurvival BCL-2ホモログも防止しました。これらの結果と一致して、CelaStolはLPS刺激RAW264.7細胞におけるNOおよびTNF-αの産生を大幅に抑制し、HT-1080細胞におけるTNF-αの細胞毒性を増加させました。また、セラストロールが動物モデルで抗炎症および抗腫瘍活性を示したことも実証しました。まとめると、この研究は、セラストロールおよびセラストロールを含む薬用植物の抗炎症および抗がん活性の根底にある分子メカニズムに関する理解を広げており、これはNF-Kappa B依存性病理学的条件の介入の貴重な候補です。

Celastrol, a quinone methide triterpenoid, was isolated as an inhibitor of NF-kappaB from Celastrus orbiculatus. This compound dose-dependently inhibited a variety of stimuli-induced NF-kappa B-regulated gene expression and the DNA-binding of NF-kappa B in different cell lines without affecting DNA-binding activity of AP-1. Preincubation of celastrol completely blocked the LPS-, TNF-alpha-, or PMA-induced degradation and phosphorylation of I kappa B alpha. Importantly, celastrol inhibited IKK activity and the constitutively active IKK beta activity in a dose-dependent manner without either affecting the NF-kappa B activation induced by RelA over-expression or directly suppressing the DNA-binding of activated NF-kappa B. However, mutation of cysteine 179 in the activation loop of IKK beta abolished sensitivity towards to celastrol, suggesting that celastrol suppressed the NF-kappa B activation by targeting cysteine 179 in the IKK. To verify that celastrol is a NF-kappa B inhibitor, we investigated its effect on some NF-kappa B target genes expressions. Celastrol prevented not only LPS-induced mRNA expression of iNOS and TNF-alpha, but also TNF-alpha-induced Bfl-1/A1 expression, a prosurvival Bcl-2 homologue. Consistent with these results, celastrol significantly suppressed the production of NO and TNF-alpha in LPS-stimulated RAW264.7 cells, and increased the cytotoxicity of TNF-alpha in HT-1080 cells. We also demonstrated that celastrol showed anti-inflammatory and anti-tumor activities in animal models. Taken together, this study extends our understanding on the molecular mechanisms underlying the anti-inflammatory and anti-cancer activities of celastrol and celastrol-containing medicinal plant, which would be a valuable candidate for the intervention of NF-kappa B-dependent pathological conditions.