薬用植物および細胞保護遺伝子反応に由来する熱ショックタンパク質の化学誘導剤

環境ストレスは、あらゆる生物の適応反応を活性化する損傷を誘発します。細胞ストレス反応は、細胞保護タンパク質、いわゆるストレスまたは熱ショックタンパク質（HSP）の誘導に基づいています。HSPは、多くの疾患の治療アプローチに関与する分子シャペロンとして機能することが知られています。したがって、現在の研究では、薬用植物から分離された化合物の非毒性シャペロン誘導者を検索しました。ヒトリンパ腫U937細胞におけるHSP70誘導活性のための80の化合物のスクリーニングは、ウエスタンブロッティングによって行われました。5つの化合物は、シコニンが最も強力であることが最も強力であることを示しました。シコニンは、熱ショック転写因子1（HSF-1）を活性化せずに3時間後に0.1 µmでHSP70を誘導することができました。また、有意な反応性酸素種の生成を誘導します。シコニンに反応する遺伝子の発現レベルは、グローバルスケールのマイクロアレイと計算遺伝子発現分析ツールを使用して研究されました。核因子エリスロイド2関連因子2（NRF2、NFEL2L2）を介した酸化ストレス反応の有意な増加が観察され、HSPの活性化が得られました。遺伝子チップ分析の結果は、リアルタイムQPCRアッセイによってさらに確認されました。要するに、シコニンによるHsp70誘導の詳細なメカニズムは完全には理解されていませんが、NRF2とその標的遺伝子は、U937細胞のHSP70のアップレギュレーションに関与している可能性があります。

Environmental stress induces damage that activates an adaptive response in any organism. The cellular stress response is based on the induction of cytoprotective proteins, the so-called stress or heat shock proteins (HSPs). HSPs are known to function as molecular chaperones which are involved in the therapeutic approach of many diseases. Therefore in the current study we searched nontoxic chaperone inducers in chemical compounds isolated from medicinal plants. Screening of 80 compounds for their Hsp70-inducing activity in human lymphoma U937 cells was performed by western blotting. Five compounds showed significant Hsp70 up-regulation among them shikonin was most potent. Shikonin was able to induce Hsp70 at 0.1 µM after 3 h without activation of heat shock transcription factor 1 (HSF-1). It also induces significant reactive oxygen species generation. The expression level of genes responsive to shikonin was studied using global-scale microarrays and computational gene expression analysis tools. Significant increase in the nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2, NFEL2L2) -mediated oxidative stress response was observed that leads to the activation of HSP. The results of gene chip analysis were further confirmed by real-time qPCR assay. In short, the detailed mechanisms of Hsp70 induction by shikonin is not fully understood, Nrf2 and its target genes might be involved in the Hsp70 up-regulation in U937 cells.