ケルセチンは、カルシウム結合タンパク質パルブミンを制御することにより、グルタミン酸毒性誘発性神経細胞死を改善します

背景：グルタミン酸は主な興奮性神経伝達物質です。過剰なグルタミン酸は興奮性毒性を引き起こし、細胞内カルシウムを増加させ、ニューロンの死を引き起こします。パルブミンは、カルシウム恒常性を調節するカルシウム結合タンパク質です。ケルセチンは植物に見られるポリフェノールであり、神経変性疾患に対する神経保護効果を持っています。 目的：ケルセチンがグルタミン酸誘導ニューロン損傷におけるパルブミン発現を調節することにより、ケルセチンがアポトーシスを調節するかどうかを調査しました。 方法：グルタミン酸を海馬由来細胞株で処理し、ケルセチンまたはビヒクルをグルタミン酸曝露の1時間前に処理しました。グルタミン酸処理の24時間後に実験手順のために細胞を収集し、細胞内カルシウム濃度とパルブミンの発現を調べました。パルブミンの小さな干渉RNA（siRNA）トランスフェクションを実施して、パルブミンとアポトーシスの関係を検出しました。 結果：グルタミン酸は細胞生存率を低下させ、細胞内カルシウム濃度の増加を増加させ、ケルセチンはカルシウム濃度とニューロン損傷を保存しました。さらに、グルタミン酸はパルブミンの発現を減少させ、ケルセチンはこの減少を軽減しました。グルタミン酸はカスパーゼ-3発現を増加させ、ケルセチンは、パルブミンsiRNAトランスフェクトされた細胞と非トランスフェクト細胞の両方のこの増加を減衰させました。ケルセチンの緩和効果は、非トランスフェクトされた細胞で統計的に有意でした。さらに、グルタミン酸はBcl-2を減少させ、BAX発現を増加させ、ケルセチンはこれらの変化を軽減しました。Bcl-2ファミリータンパク質発現におけるケルセチンの緩和効果は、非トランスフェクト細胞でより顕著でした。 結論：これらの結果は、パルブミンが細胞内カルシウム濃度の維持とアポトーシスの予防に寄与し、ケルセチンがグルタミン酸曝露細胞のパルブミン発現を調節することを示しています。したがって、これらの発見は、ケルセチンがパルブミンの発現を調節することにより、グルタミン酸毒性に対して神経保護機能を実行することを示唆しています。

BACKGROUND: Glutamate is the main excitatory neurotransmitter. Excessive glutamate causes excitatory toxicity and increases intracellular calcium, leading to neuronal death. Parvalbumin is a calcium-binding protein that regulates calcium homeostasis. Quercetin is a polyphenol found in plant and has neuroprotective effects against neurodegenerative diseases. OBJECTIVES: We investigated whether quercetin regulates apoptosis by modulating parvalbumin expression in glutamate induced neuronal damage. METHODS: Glutamate was treated in hippocampal-derived cell line, and quercetin or vehicle was treated 1 h before glutamate exposure. Cells were collected for experimental procedure 24 h after glutamate treatment and intracellular calcium concentration and parvalbumin expression were examined. Parvalbumin small interfering RNA (siRNA) transfection was performed to detect the relation between parvalbumin and apoptosis. RESULTS: Glutamate reduced cell viability and increased intracellular calcium concentration, while quercetin preserved calcium concentration and neuronal damage. Moreover, glutamate reduced parvalbumin expression and quercetin alleviated this reduction. Glutamate increased caspase-3 expression, and quercetin attenuated this increase in both parvalbumin siRNA transfected and non-transfected cells. The alleviative effect of quercetin was statistically significant in non-transfected cells. Moreover, glutamate decreased bcl-2 and increased bax expressions, while quercetin alleviated these changes. The alleviative effect of quercetin in bcl-2 family protein expression was more remarkable in non-transfected cells. CONCLUSIONS: These results demonstrate that parvalbumin contributes to the maintainace of intracellular calcium concentration and the prevention of apoptosis, and quercetin modulates parvalbumin expression in glutamate-exposed cells. Thus, these findings suggest that quercetin performs neuroprotective function against glutamate toxicity by regulating parvalbumin expression.