Anti-inflammatory effect of Philadelphus schrenkii methanol extract in LPS-stimulated RAW 264.7 macrophage cells by down-regulation of NF-κB and MAPK pathways

Abstract

Inflammation is a biological defense mechanism against potentially harmful stimuli. However, excessive inflammation can lead to various types of chronic diseases. Therefore, novel studies are focused on the development of natural products to treat chronic inflammation without causing any side effects. Philadelphus schrenkii Rupr. is a widespread plant in East Asia and has historically been used as a medicinal herb in Korea to reduce heat, swelling, and pain. The aim of this study is to investigate the anti-inflammatory effects of the methanol extract of Philadelphus schrenkii (PSE) on LPS-stimulated RAW 264.7 macrophage cells. The PSE inhibited the production of inflammatory mediators, such as NO and PGE2, by decreasing the expression of iNOS and COX-2 at concentrations that did not affect cell viability. Pro-inflammatory cytokines, including TNF-α, IL-1β, IL-6, and MCP-1, were decreased in PSE-treated groups compared to those in the only LPS-stimulated group. Additionally, PSE inhibited the nuclear translocation and activation of NF-κB, which is a major transcription factor in the inflammatory response, by suppressing the phosphorylation of IκBα, IKK, and MAPKs. Subsequently, GC-MS analysis revealed the presence of anti-inflammatory active compounds in the PSE. Therefore, these results indicated that PSE has an anti-inflammatory effect through the regulation of pro-inflammatory mediators. Thus, this study has the potential for the development of new anti-inflammatory agents that can prevent the progression of chronic inflammation.|염증은 감염이나 외상, 자극 등 해로운 자극에 의해 손상된 조직을 회복하기 위한 선천적인 면역 반응이다. 그러나 지나친 염증 반응은 류마티즘 관절염, 크론병, 당뇨병과 같은 각종 만성질환을 유발할 수 있다. 따라서 최소한의 부작용으로 만성 염증을 완화하기 위해 천연물 개발 연구에 이목이 집중되고 있다. 고광나무 (Philadelphus schrenkii Rupr.)는 동아시아에 자생하는 식물로 우리나라에서는 한방에서 열과 부종, 통증을 가라앉히는 약재로 사용되어 왔다. 본 연구는 LPS로 자극된 RAW 264.7 대식세포에 대한 고광나무 메탄올 추출물의 항염증 효과를 조사하였다. 먼저 고광나무 추출물은 세포 생존력에 영향을 미치지 않는 농도에서 iNOS 및 COX-2의 mRNA와 단백질의 발현을 감소시켜 NO 및 PGE2와 같은 염증 매개체의 생성을 억제하였다. TNF-α, IL-1β, IL-6 그리고 MCP-1을 포함한 전 염증성 사이토카인은 LPS 자극만 받은 그룹에 비해 고광나무 추출물을 처리한 그룹에서 감소했다. 또한 고광나무 추출물은 IκBα, IKK, MAPK 단백질들의 인산화를 억제하여 염증 반응의 주요 전사인자인 NF-κB의 활성화와 핵 전좌를 억제하였다. 이어서 GC-MS 분석은 고광나무 추출물에서 항염증 활성 화합물의 존재를 밝혀냈다. 이러한 결과는 고광나무 추출물이 전 염증성 매개체의 조절을 통해 항염증 효능을 가지는 것을 증명하였다. 따라서 본 연구는 고광나무 추출물이 만성염증의 진행을 예방할 수 있는 새로운 항염증 제제 개발의 기초가 될 수 있음을 제시하였다.