Coniferyl aldehyde isolated from the bark of Eucommia ulmoides Oliver induces heat shock transcription factor 1 and protects against radiation damage

Abstract

Heat shock factor (HSF)1은 모든 진핵세포에서 빈번하게 발생되며 ischemic damage, reperfusion injury, infection, neurodegeneration, 그리고 inflammation등 다양한 질병에 관련되어있다. HSF1은 스트레스 조건에서 heat shcok protein(HSP) 유전자를 조절하는 전사인자이다. 많은 연구결과들은 HSF1이 방사선, 항암제 및 활성산소에 대한 다양한 방어 기작에 관련이 되어있다고 제안한다. 이러한 HSF1의 특징으로 최근 많은 연구에서 HSF1이 잠재적 단백질치료제로 주목 받고 있다. 본 연구에서는 천연물에서 유래된 화합물을 이용하여 HSF1을 조절할 수 있는 물질을 찾는 것을 목표로 하였다. 그 결과 두충나무 껍질에서 추출된 7가지 화합물(coniferaldehydeglucoside, bartsioside, geniposidic acid, geniposide, feretoside, pinoresinoldiglucoside and liriodendrin) 중coniferyl aldehyde(CA)가 HSP27, HSP70 및 그의 전사인자인 HSF1의 단백질 발현을 증가시켰다. 더 나아가 세포나 동물모델에서 방사선이나 화학독성물질과 같은 다양한 외부 손상을 가했을 때 CA를 같이 처리한 군에서 일정 방어 효능이 나타나는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구는 CA가 생존과 관련된 HSF1의 단백질 발현을 증가시킬수 있고 이것이 방사선이나 화학독성물질에 대해 정상세포 손상을 방어할 수 있음을 확인하였다. ;Heat shock factor (HSF)1 is widely expressed in eukaryotic organisms and involved in various human diseases such as ischemicdamage, reperfusion injury, infection, neurodegeneration,and inflammation. Moreover, HSF1 is a transcription factor which regulates heat shock protein (HSP) gene expression by stress condition. Many reports suggest that HSF1 is highly conserved in the various defense mechanisms by stresses such as radiation, chemotherapeutic agent and reactive oxygene species (ROS). Along with these functions of HSF1, many recent findings suggest that HSF1 is a potential target for therapeutic proteins In this study, various kinds of natural product originated compounds which can modulate HSF1 activity were screened and one compound, coniferyl aldehyde (CA) which was isolated from Eucommia ulmoides Oliver (Eucommiaceae) increased HSF1 protein expression, in accompany with increased expression of HSP27 and HSP70 proteins. Co-treatment of CA with radiation or taxol to normal type cells induced the protective effects without any cytotoxicity. These results suggest that CA may apply for the HSF1 inducer to protect normal cell damage after radiation or chemotherapeutic agents.