Sesaminol   中文名称: 芝麻素酚

Natural product; Nrf2-ARE

sesaminol和/或6-OHDA对细胞存活率的影响[1]
我们评估了用sesaminol处理的SH-SY5Y细胞的细胞毒性。采用MTT法测定细胞活力。在0.25至10μg/ml的任何浓度下，芝麻酚均不影响细胞存活率（图4）。为了确定体外PD模型中6-OHDA的最合适浓度，用不同浓度的6-OHDA处理细胞。如图5所示，在20μM或更高的6-OHDA存在下，观察到细胞存活率显著降低。因此，本研究在后续实验中使用20μM 6-OHDA作为神经元损伤模型。 为了评估sesaminol对6-OHDA诱导的细胞死亡的保护作用，在加入20μM 6-OHDA之前，将细胞暴露于不同浓度的sesaminol2小时。经1或5μg/mlsesaminol预处理后，20μM 6-OHDA降低的细胞存活率得以恢复，这显著地将细胞存活率恢复到与对照组相同的水平（图6）。基于这些结果，在随后的实验中使用了1μg/ml的sesaminol。

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对细胞内ROS产生的影响[1]
ROS诱导氧化应激，并使用膜渗透探针DCFH-DA进行荧光染色。添加6-OHDA后，细胞内ROS的产生在培养后3小时和6小时显著增加（图7）。如图8（A，B）所示，单独用6-OHDA处理的细胞显示出非常强的绿色荧光。然而，用sesaminol预处理2小时并用6-OHDA培养3或6小时的细胞的荧光降低到对照水平。这些结果表明，sesaminol预处理抑制了6-OHDA诱导的细胞内ROS产生的增加。

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sesaminol对6-OHDA诱导的凋亡细胞死亡的保护作用[1]
进行PI染色以研究6-OHDA诱导的细胞数量减少是否是由凋亡引起的。如图9所示，在仅接受6-OHDA的培养物中观察到形态异常，如核聚集，但在用sesaminol预处理2小时的组中，这些形态异常得到了缓解。这些结果表明，sesaminol可以防止6-OHDA诱导的凋亡细胞死亡。

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6-OHDA和sesaminol对细胞内谷胱甘肽比值的影响[1]
细胞内谷胱甘肽比值（GSSG/GSH）是氧化应激的指标。加入6-OHDA和sesaminol并培养6小时后，测量细胞内谷胱甘肽比率。添加sesaminol可以抑制6-OHDA引起的谷胱甘肽比值（GSSG/GSH）的增加（图10）。这些结果表明，添加sesaminol增强了SH-SY5Y细胞的细胞内抗氧化特性。

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6-OHDA和sesaminol对转录因子Nrf2核转位的影响[1]
转录因子核因子-红细胞介素-2相关因子2（Nrf2）向核内的易位对于激活Nrf2抗氧化反应元件（ARE）通路非常重要，ARE通路在氧化应激反应中起着重要作用。Nrf2通常位于细胞质中并与Keap1蛋白结合，它经历泛素化并促进蛋白酶体系统的降解。然而，Keap1的构象变化是由于亲电物质和ROS的刺激而发生的，Nrf2与Keap1和泛素解离并转移到细胞核中。核内转移Nrf2通过与DNA上的ARE结合，增强抗氧化酶的表达，如NQO1和γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶（γ-GCS）。因此，我们进行了免疫荧光染色，以评估6-OHDA和sesaminol对Nrf2核转位的影响。在对照细胞中几乎没有观察到Nrf2在细胞核中的表达，在单独用6-OHDA处理的细胞中观察到轻微的表达。然而，在用sesaminol预处理的细胞的细胞质和细胞核中观察到Nrf2的表达（图11）。这些结果表明，sesaminol促进Nrf2的核转位。

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6-OHDA和sesaminol对NQO1活性的影响[1]
NQO1是一种典型的酶，在Nrf2-ARE途径的下游表达，它羟基化参与ROS产生的有毒醌。NQO1参与细胞对ROS的保护。因此，我们研究了6-OHDA和sesaminol对NQO1活性的影响，发现单独用6-OHDA处理的细胞中NQO1活性增加，sesaminol预处理显著增加（图12）。

鱼藤酮和sesaminol对小鼠肠道运动的影响[1]
为了评估肠道运动，我们测量了伊文思蓝从幽门的迁移距离（图14）。与对照组相比，鱼藤酮组的肠道运动明显降低，但在喂食少量含有鱼藤酮的sesaminol后，肠道运动功能得以恢复。

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鱼藤酮和sesaminol对小鼠脑α-突触核蛋白表达的影响[1]
帕金森病的发病涉及一种名为α-突触核蛋白的蛋白质的聚集。对α-synuclein进行免疫染色（图15A），并计数黑质区域表达α-synoclein的路易体数量（图15B）。与对照组相比，鱼藤酮组的α-Synuclein表达增加，但当sesaminol（L）与鱼藤酮联合使用时，α-Synoclein表达趋于降低。

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鱼藤酮和sesaminol对小鼠结肠黏膜形态的影响[1]
帕金森病可能始于肠道，而不是大脑。因此，观察了HE（苏木精-伊红）染色的结肠黏膜的形态（图16）。与对照组相比，鱼藤酮组观察到肠粘膜层缩短和粘膜表面损伤。然而，在给予鱼藤酮和少量sesaminol的组中，几乎没有观察到肠粘膜异常。

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鱼藤酮和sesaminol对小鼠黑质TH表达的影响[1]
我们在黑质中进行了TH的免疫组织化学染色，以研究与运动障碍相关的神经变性（图17）。与对照组相比，鱼藤酮的给药减少了TH阳性多巴胺能神经元。然而，sesaminol倾向于从s TH下降中恢复。

细胞培养和细胞活力测定[1]
使用含有10%胎牛血清（FBS）的Dulbecco改良Eagle培养基（DMEM），将SH-SY5Y细胞以1.0×10⁵细胞/ml的速度接种在96孔培养板上。将细胞培养过夜并粘附在板上。将培养基替换为含有不同浓度的sesaminol和/或6-OHDA的培养基，并在培养箱中培养细胞不同时间。当sesaminol和6-OHDA一起使用时，在加入6-OHDA前2小时加入sesaminol。处理后，取出培养基，向每个孔中加入100μl含有10%5mg/ml 3-（4,5-二甲基-2-噻唑基）-2,5-二苯基溴化四唑（MTT）溶液的培养基。将细胞在培养箱中放置2小时。取出培养基，向每个孔中加入200μl DMSO。在平板混合器（Biotec，Tokyo，Japan）上搅拌培养板3分钟，并使用微孔板读数器测量波长535nm处的吸光度。

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细胞内ROS产生的测量[1]
使用相对特异的过氧化氢探针2′，7′-二氯二氢荧光素二乙酸酯（DCFH-DA）分析细胞内ROS的形成。将细胞与2.4 mM DCFH-DA（5μL）一起孵育30分钟。然后，用PBS洗涤细胞两次。为了观察细胞内荧光，用FSX100生物成像导航器观察细胞，这是一种一体化荧光成像系统。通过测量荧光强度来评估细胞内ROS的产生。

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细胞内谷胱甘肽比值（GSSG/GSH）的测定[1]
用sesaminol和/或6-OHDA处理的细胞用液氮冷冻和解冻两次，以破坏细胞膜。加入20μl 5%5-磺基水杨酸（SSA）溶液并进行脱蛋白处理后，将上清液用作测量样品。使用GSSG/GSH定量试剂盒（日本熊本Dojindo）测量谷胱甘肽比率，并使用酶标仪测量420nm波长下的吸光度。根据计算出的总谷胱甘肽（GSH+GSSG）浓度和GSSG浓度，使用以下公式计算GSH浓度。GSH浓度=总谷胱甘肽浓度-[GSSG浓度]x 2将GSH浓度除以GSSG浓度得到的值定义为GSSG/GSH比值。

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凋亡细胞死亡的构象[1]
使用碘化丙啶（PI）证实凋亡细胞死亡。细胞在35 mm培养皿中培养24小时，用PBS洗涤两次，在4°C下用70%乙醇固定30分钟。用PBS进一步洗涤两次后，在37°C下加入400μl PI染色溶液1小时。取出PI染色溶液，用盖玻片（24×24 mm）覆盖培养皿，用荧光显微镜观察。

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通过免疫荧光染色鉴定核Nrf2[1]
SH-SY5Y细胞（1.0×105个细胞/ml）在Lab Tek小室载玻片系统中培养过夜。将细胞暴露于1μg/ml的sesaminol中2小时，并用20μM的6-OHDA处理3小时。用0.5ml PBS冲洗细胞三次，用0.1%的Triton-X渗透。用2滴无蛋白阻断血清阻断细胞30分钟。载玻片在4°C下暴露于抗Nrf2抗体过夜。用PBS洗涤载玻片，并用Alexa Fluor 488山羊抗兔IgG孵育1小时。免疫染色后，加入4'，6-二氨基-2-苯基吲哚二盐酸盐（DAPI）。使用荧光显微镜观察载玻片。

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NAD（P）H:醌氧化还原酶（NQO1）活性的测定[1]
参照Prochaska等人的方法测量NQO1活性。将SH-SY5Y细胞（0.5×106个细胞/ml）在35 mm培养皿中培养过夜。将细胞暴露于1μg/mlsesaminol中2小时，并用20μM 6-OHDA处理6小时。使用超声波仪在冰冷却下对细胞进行超声波处理。在离心机（TOMY MX-160高速冷冻微型离心机）中离心（12000 rpm，4°C下20分钟）后，将上清液用于酶测定。向测定管中加入3.85ml反应混合物。通过加入150μl上清液开始反应，并用含有双香豆素的终止溶液终止反应。MTT消光系数e=11.3 mM–1 cm–1用于计算减少的MTT量，并定义为NQO1活性。

Animal treatment [1]
Twenty-five 7-week-old male C57BL6/J mice were preliminarily fed standard chew for 3 days and a control diet for 3 days, then divided into 4 groups: (1) control group, (2) rotenone group, (3) sesaminol (L) group, and (4) Sesaminol (H) group. Groups (2) to (4) received oral rotenone (10 mg/kg body weight) for 29 days via a gastric tube. The administration volume was 0.2 ml per animal. Rotenone was dissolved in 3% carboxysesaminolthyl cellulose sodium salt (CMC) and 1.25% chloroform. Only the solvent was administered to the control group. The diets were mixed at the ratios shown in Table 1. Diets of sesaminol (L) and sesaminol (H) contained 0.0008% sesaminol or 0.008% sesaminol, respectively. Mice were kept at 25 °C under a 12-hour light-dark cycle (lights from 8 am to 8 pm). Food and water were available ad libitum.

[1]. Sesaminol prevents Parkinson's disease by activating the Nrf2-ARE signaling pathway. Heliyon. 2020 Nov 2;6(11):e05342.

Parkinson's disease (PD) is a neurodegenerative disease caused by the degeneration of substantia nigra neurons due to oxidative stress. sesaminol has strong antioxidant and anti-cancer effects. We investigated the preventive effect on PD as a new physiological action of sesaminol produced from sesaminol glycoside using in vitro and in vivo PD models. To prepare an in vitro PD model, 6-hydroxydopamine (6-OHDA) was added to human neuroblastoma (SH-SY5Y cells). The viability of SH-SY5Y cells decreased dose-dependently following 6-OHDA treatment, but the addition of sesaminol restored viability to the control level. 6-OHDA increased intracellular reactive oxygen species production, and the addition of sesaminol significantly suppressed this increase. No Nrf2 expression in the nucleus was observed in the control group, but a slight increase was observed in the 6-OHDA group. The sesaminol group showed strong expression of Nrf2 in the cytoplasm and nucleus. NAD(P)H: quinone oxidoreductase (NQO1) activity was enhanced in the 6-OHDA group and further enhanced in the sesaminol group. Furthermore, the neurotoxine rotenone was orally administrated to mice to prepare an in vivo PD model. The motor function of rotenone-treated mice was shorter than that of the control group, but a small amount of sesaminol restored it to the control level. The intestinal motility in the rotenone group was significantly lower than that in the control group, but it remained at the control level in the sesaminol group. The expression of α-synuclein in the substantia nigra increased in the rotenone group but decreased in the sesaminol group. The rotenone group exhibited shortening and damage to the colonic mucosa, but these abnormalities of the colonic mucosa were scarcely observed in the sesaminol group. These results suggest that sesaminol has a preventative effect on PD. [1]

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The results of the in vivo experimental system of the present study suggest that sesaminol prevents the development of PD pathology from the intestine and reduces α-synuclein expression in the substantia nigra, which suppresses motor dysfunction and the decline of intestinal motor function. Whether sesaminol is able to across the blood-brain barrier (BBB) is an important problem. Therefore, we evaluated sesaminol by the following factors that determine the penetrability on the BBB. (1) High lipid solubility (water versus oil partition coefficient) [LogP] < 3, (2) number of hydrogen bonds <8, (3) a neutral charge or low degree of ionization (polar surface area) < 90 Å, (4) a less bulkey (number of rotable bonds) < 5 and (5) smaller molecular size <450 Da. The values of sesaminol for (1), (2), (3), (4) and (5) are 2.14, 7, 75.61 Å, 2 and 370.4, respectively. These values suggest that sesaminol may be able to across the BBB. The present study also revealed that sesaminol had a neuroprotective effect in an in vitro experimental system and a PD preventive effect in an in vivo experimental system. Notably, the protective effect was observed with the feeding of a small amount of sesaminol. These results show that sesaminol is very suitable for use as a preventive treatment of PD. Further detailed elucidation of the mechanism of action will be necessary for practical application.[1]

C20H18O7

370.35

74061-79-3

C1C2C(COC2C3=CC4=C(C=C3O)OCO4)C(O1)C5=CC6=C(C=C5)OCO6

Sesaminol; (+)-sesaminol; 74061-79-3; 6-[(1s,3ar,4s,6ar)-4-(1,3-benzodioxol-5-yl)tetrahydro-1h,3h-furo[3,4-c]furan-1-yl]-1,3-benzodioxol-5-ol; CHEBI:145778; (1S-(1alpha,3aalpha,4alpha,6aalpha))-6-(4-(1,3-Benzodioxol-5-yl)tetrahydro-1H,3H-furo(3,4-c)furan-1-yl)-1,3-benzodioxol-5-ol; 6-[(3S,3aR,6S,6aR)-3-(1,3-benzodioxol-5-yl)-1,3,3a,4,6,6a-hexahydrofuro[3,4-c]furan-6-yl]-1,3-benzodioxol-5-ol; Justisolin;

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