MAPK経路の活性化による酸素 - グルコース剥離損傷に対するZ-リガスチリドによる保護Hsp70誘導

熱ショックタンパク質70（HSP70）は、脳虚血後の誤って折り畳まれたタンパク質に反応して大きく誘導される保護分子シャペロンとして機能することが知られています。この研究の目的は、Z-リガスチリドによるHsp70誘導を特徴付け、脳虚血再灌流損傷に対する保護における潜在的な役割を調査することでした。我々の結果は、Z-リグスチリドの鼻腔内投与が梗塞量を減少させ、ラット脳卒中モデルの神経機能を改善することを実証した。一方、Z-リグスチリドは、酸素グルコース剥離 - レオキシゲン化（OGD-レオキシ）によってs辱されたPC12細胞の細胞生存率を高め、アポトーシスおよび壊死細胞死を減少させました。重要なことに、Z-Ligustilideはin vitroおよびin vivoの両方でHsp70発現を誘導しました。熱ショック因子1（HSF1）核移行はZ-ligustilideによって促進されましたが、HSP70ベースの熱ショック要素（HSE）結合ルシフェラーゼ活性は活性化されず、Z-リグスチリドに反応するHsp70発現はHSEデコイオリゴヌクレオチドによって減衰しませんでした。しかし、Z-Ligustilideは、マイトジェン活性化プロテインキナーゼ（MAPK）のリン酸化を有意に活性化しました。特定の阻害剤によるMAPK活性のさらなる阻害は、Z-LigustilideによるHsp70誘導を減衰させました。一方、KNK437、Hsp70合成阻害剤、または小さなヘアピンRNA（shRNA）を使用したHsp70のダウンレギュレーションは、OGD-レオキシ誘発性損傷に対するZリグスチリドの保護を有意に減衰させました。さらに、MAPKの特定の阻害剤の適用も同様の結果を達成しました。最後に、Z-Ligustilideは、Hsp70-shRNAによって阻害されたOGD-レオキシによって誘導されるユビキチン化タンパク質の蓄積を緩和しました。まとめると、我々の結果は、Z-リグスチリドがMAPK経路の活性化を介して保護HSP70発現を誘導する可能性があるが、標準的なHSF1転写ではないことを示した。HSP70は、OGD-レオキシ誘発性損傷に対するZリグスチリドの保護において重要な役割を果たします。

Heat-shock protein 70 (HSP70) is known to function as a protective molecular chaperone that is massively induced in response to misfolded proteins following cerebral ischemia. The objective of this study was to characterize HSP70 induction by Z-ligustilide and explore its potential role in protection against cerebral ischemia-reperfusion injury. Our results demonstrated that the intranasal administration of Z-ligustilide reduced infarct volume and improved neurological function in a rat stroke model. Meanwhile, Z-ligustilide enhanced the cell viability of PC12 cells insulted by oxygen-glucose deprivation-reoxygenation (OGD-Reoxy) and decreased apoptotic and necrotic cell death. Importantly, Z-ligustilide induced HSP70 expression both in vitro and in vivo. Although heat-shock factor 1 (HSF1) nuclear translocation was promoted by Z-ligustilide, HSP70-based heat-shock element (HSE)-binding luciferase activity was not activated, and HSP70 expression responsive to Z-ligustilide was not attenuated by HSE decoy oligonucleotides. However, Z-ligustilide significantly activated the phosphorylation of mitogen-activated protein kinases (MAPKs). Further inhibition of MAPK activity by specific inhibitors attenuated HSP70 induction by Z-ligustilide. Meanwhile, downregulation of HSP70 using KNK437, an HSP70 synthesis inhibitor, or small hairpin RNA (shRNA) significantly attenuated the protection of Z-ligustilide against OGD-Reoxy-induced injury. Moreover, the application of specific inhibitors of MAPKs also achieved similar results. Finally, Z-ligustilide alleviated the accumulation of ubiquitinated proteins induced by OGD-Reoxy, which was inhibited by HSP70-shRNA. Taken together, our results demonstrated that Z-ligustilide may induce protective HSP70 expression via the activation of the MAPK pathway, but not canonical HSF1 transcription. HSP70 plays a key role in the protection of Z-ligustilide against OGD-Reoxy-induced injury.