Anti-Inflammatory Effect of Benzylideneacetophenone Derivative on Thyroid-Associated Ophthalmopathy through Suppression IP-10/CXCL10 Production

Abstract

Thyroid-associated ophthalmopathy (TAO), the ophthalmic component of Graves’ disease, is an autoimmune inflammatory disorder of the orbital fatty tissue/connective tissue and the extra ocular muscles. Recent experimental evidence has shown that IP-10/CXCL10 is elevated in patients with TAO and plays an important role in the initial phases of TAO. Yakuchinone B from Alpinia oxyphylla that belongs to ginger family has been used in oriental herbal medicine. It has been reported as one of anti-inflammatory phytochemicals which regulate COX-2 expression. To search for new candidate of anti-inflammatory compound at the inflammatory stage of TAO, benzylideneacetophenone compound JC3, (2E)-3-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl) phenylpro-2-en-l-one), was synthesized and their potential to suppress IP-10/CXCL10 production was evaluated. IFN-γ strongly increased the level of IP-10/CXCL10 in orbital fibroblasts with TAO and normal. JC3 compound revealed the potent inhibitory effect on IFN-γ-induced IP-10/CXCL10 protein expression. JC3 compound effectively decreased mRNA expression while exhibited no toxicity in orbital fibroblasts at the 10 μM concentration. Moreover, the result obtained from gel shift assay showed that JC3 suppressed IFN-γ-induced DNA binding of STAT-1. These results suggest that JC3 modulates high levels of IP-10/CXCL10 protein in response to IFN-γ, indicating that JC3 may be an attractive therapeutic agent to reduce the inflammatory stage of TAO.;그레이브스씨 병은 자가면역질환의 일종으로, 일부 환자에서는 안과적 질환인 갑상샘눈병증도 동반되어 나타난다. 갑상샘눈병증은 제한된 안와 공간 내에서 안와 지방 및 결체 조직과 외안근의 부피가 증가되어 안구돌출, 눈꺼풀 뒤당김 등의 외형적 변화가 나타난다. 최근 연구 결과에 의하면, 염증 관련 케모카인 IP-10/CXCL10의 발현이 갑상샘눈병증 초기의 급성 염증기에서 증가하고, 질병의 진행에 중요한 인자로 작용 하는 것이 보고 되었다. Yakuchinone B는 생강과 익지인의 씨앗에서 추출한 물질로서, COX-2의 발현을 억제하는 항염증기능을 가진 것으로 알려진 식물화학물질이다. Yakuchinone B의 구조를 변형시킨 벤잘아세토페논 유도체 JC3가 갑상샘 눈병증에서 염증완화 효과가 있는지 규명하기 위해 본 연구를 진행하였다. 이를 확인하기 위해 갑상생 눈병증 환자와 비염증성 환자로부터 적출한 안와 조직에서 안와섬유세포를 분리하였고, 이를 일차배양하여 실험을 수행하였다. 염증성 케모카인 IP-10/CXCL10의 발현을 확인하기 위해 ELISA실험을 수행한 결과, IFN-γ 처리 후 갑상샘 눈병증 환자군과 정상군에서 모두 IP-10/CXCL10 발현 증가가 관찰되었으며, JC3처리 군에서 IP-10/CXCL10의 발현이 유의성 있게 감소하는 것을 확인할 수 있었다. JC3는 IP-10/CXCL10의 생성을 mRNA 단계부터 억제하였고, 실험에 사용한 농도인 10µM에서 세포생존에 변화가 없는 것으로 관찰되었다. 갑상샘눈병증 환자의 안와섬유모세포에서 IP-10/CXCL10을 감소시키는 JC3의 메커니즘을 살펴보기 위하여, EMSA실험을 수행하였다. 그 결과, 전사인자인 STAT-1과의 결합을 억제하는 것으로 나타났다. 이러한 실험 결과는 천연물로부터 얻은 유도체인 JC3가 갑상샘 눈병증의 염증완화 효과를 가지고 있으며, 치료제로써 가능성을 지니고 있음을 보여주고 있다.