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Free radical biology & medicine2020Dec01Vol.161issue()

緑茶誘導体( - ) - エピガロカテキン-3-ガレート(EGCG)は、in vitroおよびin vivoの両方で、放射線誘発腸上皮細胞死に対する保護を付与します

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

放射線誘発腸損傷(RIII)は、意図的または偶発的な放射線曝露の事例中に発生します。ただし、現在RIIIの予防または緩和に利用できる効果的な治療法はほとんどありません。( - ) - 緑茶の主要なポリフェノールであるエピガロカテキン-3-ガレート(EGCG)は、強力な抗酸化活性を備えており、多くの酸化ストレス関連疾患の改善に効果的であることが示されています。RIIIに対するEGCGの治療効果とメカニズムはまだ決定されていません。本研究では、EGCGがRIIIに対する放射線保護を付与するかどうかを調査しました。私たちのデータは、EGCGの投与が致死的に照射されたマウスの生存時間を延長するだけでなく、放射線誘発腸粘膜損傷を減少させることを実証しました。EGCGでの治療は、LGR5+腸幹細胞(ISC)とその子孫KI67+細胞の数を有意に増加させ、放射線誘発DNA損傷とアポトーシスを減少させました。その上、EGCGは、マウスと同じヒト腸上皮HIC細胞に同じ放射線保護効果を示し、γH2AX病巣とフェロプトーシスの数の減少を特徴としています。さらに、EGCGは反応性酸素種(ROS)のレベルを低下させ、転写因子NRF2と抗酸化タンパク質SLC7A11、HO-1、およびGPX4を含むその下流の標的を活性化しました。NRF2阻害剤ML385による治療はEGCGの保護効果を廃止し、NRF2の活性化がEGCG活性に不可欠であることを示しています。まとめると、我々の発見は、EGCGがROSを除去し、NRF2シグナル経路を介してアポトーシスとフェロプトーシスを阻害することによりRIIIを保護することを実証しました。

放射線誘発腸損傷(RIII)は、意図的または偶発的な放射線曝露の事例中に発生します。ただし、現在RIIIの予防または緩和に利用できる効果的な治療法はほとんどありません。( - ) - 緑茶の主要なポリフェノールであるエピガロカテキン-3-ガレート(EGCG)は、強力な抗酸化活性を備えており、多くの酸化ストレス関連疾患の改善に効果的であることが示されています。RIIIに対するEGCGの治療効果とメカニズムはまだ決定されていません。本研究では、EGCGがRIIIに対する放射線保護を付与するかどうかを調査しました。私たちのデータは、EGCGの投与が致死的に照射されたマウスの生存時間を延長するだけでなく、放射線誘発腸粘膜損傷を減少させることを実証しました。EGCGでの治療は、LGR5+腸幹細胞(ISC)とその子孫KI67+細胞の数を有意に増加させ、放射線誘発DNA損傷とアポトーシスを減少させました。その上、EGCGは、マウスと同じヒト腸上皮HIC細胞に同じ放射線保護効果を示し、γH2AX病巣とフェロプトーシスの数の減少を特徴としています。さらに、EGCGは反応性酸素種(ROS)のレベルを低下させ、転写因子NRF2と抗酸化タンパク質SLC7A11、HO-1、およびGPX4を含むその下流の標的を活性化しました。NRF2阻害剤ML385による治療はEGCGの保護効果を廃止し、NRF2の活性化がEGCG活性に不可欠であることを示しています。まとめると、我々の発見は、EGCGがROSを除去し、NRF2シグナル経路を介してアポトーシスとフェロプトーシスを阻害することによりRIIIを保護することを実証しました。

Radiation-induced intestinal injury (RIII) occurs during instances of intentional or accidental radiation exposure. However, there are few effective treatments available for the prevention or mitigation of RIII currently. (-)-Epigallocatechin-3-gallate (EGCG), a major polyphenol in green tea, possesses potent antioxidant activity and has been shown to be effective in ameliorating many oxidative stress-related diseases. The therapeutic effects and mechanism of EGCG on RIII have not yet been determined. In the present study, we investigated whether EGCG confers radioprotection against RIII. Our data demonstrated that administration of EGCG not only prolonged the survival time of lethally irradiated mice, but also reduced radiation-induced intestinal mucosal injury. Treatment with EGCG significantly increased the number of Lgr5+ intestinal stem cells (ISCs) and their progeny Ki67+ cells, and reduced radiation-induced DNA damage and apoptosis. Besides, EGCG displayed the same radioprotective effects in human intestinal epithelial HIEC cells as in mice, characterized by a decrease in the number of γH2AX foci and ferroptosis. Moreover, EGCG decreased the level of reactive oxygen species (ROS) and activated the transcription factor Nrf2 and its downstream targets comprising antioxidant proteins Slc7A11, HO-1 and GPX4. Treatment with the Nrf2 inhibitor ML385 abolished the protective effects of EGCG, indicating that Nrf2 activation is essential for EGCG activity. Taken together, our findings demonstrated that EGCG protects against RIII by scavenging ROS and inhibiting apoptosis and ferroptosis through the Nrf2 signal pathway, which could be a promising medical countermeasure for the alleviation of RIII.

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