Phloroglucinol attenuates apoptosis in γ-ray irradiated mice

Abstract

Phloroglucinol (PG), a polyphenol compound of Ecklonia cava known as brown algae abundant in Jeju island, has been proposed to exert the antioxidative and cytoprotective effects against oxidative stress. In this study, we confirmed that PG protected mice from damages caused by ionizing radiation and investigated its protection mechanism in detail. The results showed that PG significantly enhanced the survival and proliferation of splenocytes by decreasing the increment of sub-G1 DNA contents via the inhibition of reactive oxygen species production. In addition, PG significantly decreased DNA damage and the number of apoptotic fragments in lymphocytes against oxidative stress. Also, PG increased the counts of endogenous spleen CFUs and the regeneration of crypt cells known as hematopoietic cells in small intestine, compared with only ionizing radiation-irradiated controls. Moreover, PG down-regulated the expression of pro-apoptotic molecules such as p53, Bax, and Bak and up-regulated the expression of anti-apoptotic molecules such as Bcl-2 and Bcl-XS/L in small intestine. These results demonstrate the multi-faceted protection mechanisms of PG in mice against oxidative stress caused by ionizing radiation, providing the benefit of strengthening hematopoiesis and inhibiting apoptosis.

제주지역에서 자생하고 있는 갈조류의 한 종류인 감태에서 추출된 Phloroglucinol (PG)은 산화적 스트레스에 대한 항산화 및 세포 보호효과 등의 생리활성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 PG가 방사선 조사와 같은 산화적 스트레스에 의해 야기되는 세포자멸사(apoptosis)를 감소시킴으로서 마우스를 보호한다는 것과 그 보호기전에 대하여 알아보았다. PG는 방사선 조사에 의해 증가된sub-G1 DNA량을 감소시킴에 따라 마우스 비장세포의 생존과 증식을 유의적으로 증가시켰고, 뿐만 아니라 PG는 마우스 림프구의 apoptotic 단편수를 감소시켰으며 DNA 회복을 촉진시켰다. 뿐만 아니라 PG는 방사선 조사군에 비해, 조혈기능의 증가로 인한 비장 집락 형성의 수와 소장 내 줄기세포로 알려진 음와 세포의 재생을 증가시켰다. PG는 소장에서 세포자멸화 유도단백질로 알려진 단백질p53과 Bax및Bak과 세포자멸화 억제와 관련된 단백질로 알려진Bcl-2 and Bcl-XS/L의 발현을 조절함으로 인해 방사선 조사가 야기한 손상들을 억제시켰다. 이상의 결과로부터 PG가 방사선에 민감한 말초면역세포와 소장 줄기세포의 세포자멸화를 억제함과 더불어 조혈기능을 강화하여 방사선 조사에 의해 야기된 산화적 스트레스로부터 마우스를 보호할 수 있다는 사실을 확인하였다.