Anti-inflammatory Effects of Allium cepa L. Peel Extracts on the JAK-STAT Pathway Inhibition in LPS-stimulated RAW264.7 Cells

Abstract

Allium cepa L. (A. cepa) is one of the oldest cultivated plants in the world. It is used in food and medicine and is known to relieve inflammatory diseases. A. cepa peel has a higher content of flavonoids, such as quercetin, than the edible parts. These flavonoids alleviate inflammatory diseases. However, the anti-inflammatory effects of A. cepa peel extracts obtained using various extraction methods and their underlying detailed mechanisms require further investigation. The present study aimed to observe the anti-inflammatory effects of the A. cepa peel extracts obtained using various extraction methods and the related detailed mechanisms of A. cepa peel extracts in lipopolysaccharide (LPS)-induced RAW264.7 cells. Of the three A. cepa peel extracts obtained using different extraction methods, the A. cepa peel 50% EtOH extract (AP50E) was the most effective at inhibiting LPS-induced nitric oxide (NO) and inducible nitric oxide synthase (iNOS). Furthermore, AP50E significantly reduced the levels of pro-inflammation cytokines interleukin (IL)-1α, IL-1β, IL-6, and IL-27. Additionally, AP50E directly inhibited the Janus kinase-signaling transducer and activator of transcription (JAK-STAT) pathway. These results showed that AP50E exhibited an anti-inflammatory effect in LPS-induced RAW264.7 mouse macrophages by directly inhibiting JAK-STAT signaling. Based on these findings, I propose AP50E as a potential candidate for the development of preventive or therapeutic agents against inflammatory diseases.

Allium cepa L. (A. cepa) 는 세계에서 가장 오래된 재배 식물 중 하나이다. 또한 식품 및 의약품에 사용되고 염증성 질환을 완화시키는 것으로 알려져 있다. A. cepa 껍질은 가식 부위보다 케르세틴과 같은 플라보노이드 함량이 높으며 이는 염증성 질환을 완화하는 효능이 있다. 그러나 여전히 다양한 추출 방법으로 얻은 A. cepa 껍질 추출물의 항염증 효과와 그 기본 메커니즘에 관한 연구가 필요하다. 본 연구는 지질다당류 (LPS)가 처리된 RAW264.7 세포에서 다양한 추출 방법으로 정제한 A. cepa 껍질 추출물들의 항염증 효능 비교와 관련 세부 메커니즘 규명을 목적으로 하였다. 추출방법이 다른 세 가지 A. cepa 껍질 추출물 중 A. cepa 껍질 50% EtOH 추출물 (AP50E)이 LPS로 유도된 산화질소 (NO) 및 유도성 산화질소 합성 효소 (iNOS)를 억제하는데 가장 효과적이었다. 또한, AP50E는 전염증성 사이토카인인 인터루킨 (IL)-1α, IL-1β, IL-6 및 IL-27의 수준을 유의하게 감소시켰으며 직접적으로 야누스 키나아제 및 신호변환 및 전사활성인자 (JAK-STAT) 경로를 억제하였다. 이러한 결과는 AP50E가 JAK-STAT 신호를 직접적으로 억제함으로써 LPS로 유도된 RAW264.7 마우스 대식세포에서 항염증 효과를 나타냄을 보여준다. 상기 연구 결과를 바탕으로 AP50E를 염증성 질환에 대한 예방 또는 치료제 개발을 위한 잠재적 후보로 제안할 수 있다.