Extracts of Magnoliae Cortex and Zea mays L. modulate TLR-2 ligand-induced inflammatory reactions

Abstract

Periodontal disease results from undesired immune reactions in response to periodontal pathogens. The bark of the stems and roots of Magnolia officinalis (Magnoliae Cortex) and Zea mays L. (maize) has been found to exhibit pharmacological effects as anti-inflammatory activity. The aim of this study was to evaluate the capacity of single and combined applications of Magnoliae Cortex and maize to modulate inflammation in RAW 264.7 cells stimulated with TLR-2 ligand. Magnoliae Cortex and/or maize were added to RAW 264.7 cells, and the cells were stimulated with TLR-2 ligand. Cytotoxicity and the capacity to modulate inflammation were determined with a methylthiazol tetrazolium (MTT) assay, nitrite production, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), and western blotting. The statistical analyses were conducted with the Kruskal-Wallis test, followed by the Mann-Whitney test. Treatment with Magnoliae Cortex and/or maize inhibited nuclear factor kappa B (NF-κB) pathway activation and phospho-p44/42 mitogen-activated protein kinase (MAPK) and inducible nitric oxide synthase (iNOS) protein expression in TLR-2 ligand-stimulated RAW 264.7 cells. Moreover, the treatments suppressed cytokines (prostaglandin E2 [PGE2], interleukin [IL]-1β, and IL-6) and nitrite production. Both Magnoliae Cortex and maize exerted an anti-inflammatory effect on TLR-2 ligand-stimulated RAW 264.7 cells, and this effect was more pronounced in inhibition of NF-κB pathway activation and phospho-p44/42 MAPK when the extracts were combined. These results suggest that combination of Magnoliae Cortex and Zea mays L. has the potential to inhibit inflammatory response in periodontal disease.

치주질환은 치주원인균의 자극에 의한 염증반응에 의해 시작된다. 후박과 옥수수는 예전부터 염증조절 용도로 많이 사용되어 왔고, 최근에 다양한 연구들이 이를 뒷받침하고 있다. 이 연구의 목적은 TLR-2 ligand에 의해 자극된 RAW 264.7 세포에 후박 추출물 및 옥수수 불검화 추출물을 각각 또는 함께 적용하였을 때 염증반응의 조절능력을 알아보는 것이다. RAW 264.7 세포에 후박추출물 및 옥수수 불검화 추출물을 각각 또는 함께 처리한 상태에서 TLR-2 ligand로 세포를 자극시켰다. 각 추출물의 세포독성과 염증조절능력을 세포독성실험 [methylthiazol tetrazolium (MTT) assay], 아질산염생성측정법 (nitrite production), 효소면역분석법 (ELISA

enzyme-linked immunosorbent assay) 및 웨스턴 블롯 (western blot) 등으로 분석했다. RAW 264.7 세포에 후박 추출물 및 옥수수 불검화 추출물을 각각 또는 함께 처리 후 TLR-2 ligand로 자극했을 때, 각 추출물은 RAW 264.7 세포의 nuclear factor kappa B (NF-κB) 경로 활성과 인산화된 p44/42 mitogen-activated protein kinase 그리고 inducible nitric oxide synthase (iNOS) 단백질 생성을 억제했다. 또한 각 추출물은 RAW 264.7 세포의 사이토카인들 (prostaglandin E2 [PGE2], interleukin [IL]-1β, and IL-6) 과 아질산염 생성을 억제했다. 후박 및 옥수수 불검화 추출물 모두 TLR-2 ligand에 의해 유도된 RAW 264.7 세포의 염증반응을 억제하였고, 두 추출물을 함께 처리하였을 때 NF-κB 경로 활성 억제 및 인산화된 p44/42 MAPK 억제에 더 효과적이었다. 이러한 결과는 후박 및 옥수수 불검화 추출물이 치주질환의 염증반응을 억제할 수 있다는 가능성을 보여준다.