クルクミンは、オートファジーの活性化により、ヒト多能性胚癌細胞の神経分化を誘導します

クルクミンは、クルクマロンガから分離された天然のポリフェノール化合物であり、アジア食品の重要な成分です。クルクミンは、抗炎症、抗酸化、抗癌の強力な活性を明らかにしました。効率的な量のクルクミンは、幹細胞の分化を誘発し、神経膠腫開始細胞の分化を促進する可能性があります。しかし、クルクミンの神経誘導の根底にあるメカニズムはまだ明らかにされていません。この研究では、ヒト多能性胚癌細胞であるNtera2細胞を使用して、クルクミンの神経誘導能力を調査しました。細胞は、クルクミンで神経系統に向かって誘導され、標準的な中和剤（レチノイン酸）と比較されました。クルクミンによる14日間の誘導の後、NTERA2細胞は神経形態を示し、神経疾患、TUJ1、PAX6を含む神経特異的遺伝子を発現することがわかった。重要なことに、LC3、LAMP1、ATG5などのオートファジー関連の遺伝子が神経遺伝子の発現とともに上方制御されているため、オートファジーの活性化を介したクルクミンはNTERA2細胞の活性化を活性化しました。クロロキンによるオートファジーの阻害は、オートファジーと神経分化の両方を抑制し、神経分化中のオートファジーの肯定的な役割を強調しました。このオートファジーを介したクルクミンの神経分化は、ROS依存的な方法であることがわかりました。クルクミンはROS生成を誘導し、抗酸化遺伝子発現を抑制しました。全体として、この研究では、NTERA2細胞内のオートファジーの調節を介してクルクミンの神経誘導活性を提案し、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性障害に対するクルクミンの健康上の効果を強調しました。

Curcumin is a natural polyphenolic compound, isolated from Curcuma longa, and is an important ingredient of Asian foods. Curcumin has revealed its strong activities of anti-inflammatory, antioxidant, and anticancer. The efficient amount of curcumin could induce differentiation of stem cells and promoted the differentiation of glioma-initiating cells; however, the mechanisms underlying neural induction of curcumin have not yet been revealed. In this study, neural-inducing ability of curcumin was explored by using human pluripotent embryonal carcinoma cells, NTERA2 cells. The cells were induced toward neural lineage with curcumin and were compared with a standard neutralizing agent (retinoic acid). It was found that, after 14 days of the induction by curcumin, NTERA2 cells showed neuronal morphology and expressed neural-specific genes, including NeuroD, TUJ1, and PAX6. Importantly, curcumin activated neurogenesis of NTERA2 cells via the activation of autophagy, since autophagy-related genes, such as LC3, LAMP1, and ATG5, were upregulated along with the expression of neural genes. The inhibition of autophagy by chloroquine suppressed both autophagy and neural differentiation, highlighting the positive role of autophagy during neural differentiation. This autophagy-mediated neural differentiation of curcumin was found to be an ROS-dependent manner; curcumin induced ROS generation and suppressed antioxidant gene expression. Altogether, this study proposed the neural-inducing activity of curcumin via the regulation of autophagy within NTERA2 cells and underscored the health beneficial effects of curcumin for neurodegenerative disorders, such as Alzheimer's disease and Parkinson's disease.