Published October 19, 2023 | Version v1
Publication Open

The role of melatonin in amyloid beta-induced inflammation mediated by inflammasome signaling in neuronal cell lines

Creators

  • 1. Srinakharinwirot University
  • 2. Chulabhorn Graduate Institute

Description

Abstract Alzheimer's disease (AD) is the most prevalent neurodegenerative disorder. In addition to amyloid beta (Aβ) and tau, neuroinflammation is a crucial element in the etiology of this disease. However, the relevance of inflammasome-induced pyroptosis to AD is unknown. We aimed to clarify whether the anti-inflammatory effects of melatonin could prevent Aβ-mediated activation of the inflammasome. We demonstrated that Aβ upregulated NOD-like receptor family pyrin domain-containing 3 (NLRP3), apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD, and cysteinyl aspartate-specific proteinase caspase (caspase 1) expression in SH-SY5Y neuroblastoma cells, resulting in the release of proinflammatory cytokines, including interleukin-1β (IL-1β), interleukin-18 (IL-18) and tumor necrosis factor (TNF-α). Melatonin prevented inflammasome signaling and excessive cytokine release caused by Aβ. We found that ethyl 2[(2-chlorophenyl)(hydroxy) methyl]acrylate (INF-4E, NLRP3 and caspase 1 inhibitor) significantly abolished Aβ-induced proinflammatory cytokine expression. The increase in cleaved-caspase 1, pro-IL18, and cleaved-IL18 caused by Aβ suggested the occurrence of pyroptosis, which was further confirmed by the increased expression of N-terminal gasdermin D (N-GSDMD). Melatonin plays a protective role against Aβ-induced inflammation via an inflammasome-associated mechanism that is essential in inducing the active forms of cytokines and pyroptosis. The ability of melatonin to inhibit inflammasome may represent a turning point in the treatment of AD progression.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

مرض الزهايمر التجريدي (AD) هو الاضطراب التنكسي العصبي الأكثر انتشارًا. بالإضافة إلى أميلويد بيتا (Aβ) وتاو، فإن الالتهاب العصبي هو عنصر حاسم في مسببات هذا المرض. ومع ذلك، فإن أهمية التسمم الحراري الناجم عن الالتهاب غير معروفة. كنا نهدف إلى توضيح ما إذا كانت التأثيرات المضادة للالتهابات للميلاتونين يمكن أن تمنع تنشيط الالتهاب بوساطة Aβ. لقد أثبتنا أن مستقبلات Aβ التي تشبه مستقبلات NOD تحتوي على مجال بيرين عائلي يحتوي على 3 (NLRP3)، وبروتين يشبه البقعة مرتبط بالموت المبرمج يحتوي على بطاقة، وتعبير كاسباز بروتيني محدد بالأسبارتات (caspase 1) في خلايا الورم الأرومي العصبي SH - SY5Y، مما يؤدي إلى إطلاق السيتوكينات المؤيدة للالتهابات، بما في ذلك إنترلوكين -1 β (IL -1 β)، وإنترلوكين -18 (IL -18) وعامل نخر الورم (TNF - α). منع الميلاتونين إشارات الالتهاب وإفراز السيتوكين المفرط الناجم عن Aβ. وجدنا أن الإيثيل 2[(2 - كلوروفينيل)(هيدروكسي) ميثيل]أكريليت (INF -4E، NLRP3 ومثبط كاسباز 1) ألغى بشكل كبير تعبير السيتوكينات المسببة للالتهاب الناجم عن Aβ. تشير الزيادة في الغلاف المشقوق 1، و pro - IL18، و cleaved - IL18 الناجمة عن Aβ إلى حدوث تدلي حراري، والذي تم تأكيده بشكل أكبر من خلال زيادة التعبير عن N - terminal gasdermin D (N - GSDMD). يلعب الميلاتونين دورًا وقائيًا ضد الالتهاب الناجم عن Aβ من خلال آلية مرتبطة بالالتهاب ضرورية في تحفيز الأشكال النشطة من السيتوكينات وتدلي البيروكسين. قد تمثل قدرة الميلاتونين على تثبيط الالتهاب نقطة تحول في علاج تطور مرض الزهايمر.

Translated Description (French)

Résumé La maladie d'Alzheimer (MA) est la maladie neurodégénérative la plus répandue. En plus de la bêta-amyloïde (Aβ) et du tau, la neuroinflammation est un élément crucial dans l'étiologie de cette maladie. Cependant, la pertinence de la pyroptose induite par l'inflammasome pour la MA est inconnue. Nous avons cherché à clarifier si les effets anti-inflammatoires de la mélatonine pouvaient prévenir l'activation de l'inflammasome induite par l'Aβ. Nous avons démontré que l'Aβ régulait à la hausse l'expression de la protéine 3 (NLRP3) contenant le domaine pyrine de la famille des récepteurs de type NOD, de la protéine de type speck associée à l'apoptose contenant une CARTE et de la protéinase caspase spécifique de l'aspartate de cystéinyle (caspase 1) dans les cellules de neuroblastome SH-SY5Y, entraînant la libération de cytokines pro-inflammatoires, notamment l'interleukine-1β (IL-1β), l'interleukine-18 (IL-18) et le facteur de nécrose tumorale (TNF-α). La mélatonine a empêché la signalisation de l'inflammasome et la libération excessive de cytokines causées par l'Aβ. Nous avons constaté que le 2[(2-chlorophényl)(hydroxy) méthyl]acrylate d'éthyle (INF-4E, NLRP3 et inhibiteur de la caspase 1) abolissait significativement l'expression des cytokines pro-inflammatoires induite par l'Aβ. L'augmentation de la casse 1 clivée, de la pro-IL18 et de la clivée-IL18 causée par l'Aβ a suggéré la survenue d'une pyroptose, ce qui a été confirmé par l'expression accrue de la gasdermine D N-terminale (N-GSDMD). La mélatonine joue un rôle protecteur contre l'inflammation induite par l'Aβ via un mécanisme associé à l'inflammasome qui est essentiel pour induire les formes actives des cytokines et de la pyroptose. La capacité de la mélatonine à inhiber l'inflammasome peut représenter un tournant dans le traitement de la progression de la MA.

Translated Description (Spanish)

La enfermedad de Alzheimer (EA) es el trastorno neurodegenerativo más prevalente. Además de la beta amiloide (Aβ) y la tau, la neuroinflamación es un elemento crucial en la etiología de esta enfermedad. Sin embargo, se desconoce la relevancia de la piroptosis inducida por el inflamasoma para la EA. Nuestro objetivo fue aclarar si los efectos antiinflamatorios de la melatonina podrían prevenir la activación del inflamasoma mediada por Aβ. Demostramos que Aβ reguló al alza la expresión de la familia de receptores tipo NOD que contienen el dominio pirina 3 (NLRP3), la proteína tipo mota asociada a la apoptosis que contiene una TARJETA y la proteinasa caspasa específica de cisteinil aspartato (caspasa 1) en células de neuroblastoma SH-SY5Y, lo que resultó en la liberación de citocinas proinflamatorias, incluida la interleucina-1β (IL-1β), la interleucina-18 (IL-18) y el factor de necrosis tumoral (TNF-α). La melatonina previno la señalización del inflamasoma y la liberación excesiva de citocinas causada por Aβ. Encontramos que el 2[(2-clorofenil)(hidroxi) metil]acrilato de etilo (INF-4E, NLRP3 e inhibidor de caspasa 1) abolió significativamente la expresión de citocinas proinflamatorias inducida por Aβ. El aumento de caspasa escindida 1, pro-IL18 e IL18 escindida causado por Aβ sugirió la aparición de piroptosis, que se confirmó adicionalmente por el aumento de la expresión de gasdermina D N-terminal (N-GSDMD). La melatonina desempeña un papel protector contra la inflamación inducida por Aβ a través de un mecanismo asociado al inflamasoma que es esencial para inducir las formas activas de las citocinas y la piroptosis. La capacidad de la melatonina para inhibir el inflamasoma puede representar un punto de inflexión en el tratamiento de la progresión de la EA.

Files

s41598-023-45220-1.pdf.pdf

Files (3.8 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:e5b98f303e5c582bd3566fa143fcb163
3.8 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
دور الميلاتونين في الالتهاب الناجم عن الأميلويد بيتا بوساطة إشارات الالتهاب في خطوط الخلايا العصبية
Translated title (French)
Le rôle de la mélatonine dans l'inflammation induite par la bêta-amyloïde médiée par la signalisation de l'inflammasome dans les lignées cellulaires neuronales
Translated title (Spanish)
El papel de la melatonina en la inflamación inducida por beta amiloide mediada por la señalización del inflamasoma en líneas celulares neuronales

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4387775989
DOI
10.1038/s41598-023-45220-1

Is supplement to
https://openalex.org/W777362865 (Other)
https://openalex.org/W4256234604 (Other)
https://openalex.org/W3148684177 (Other)
https://openalex.org/W3112583219 (Other)
https://openalex.org/W2548085676 (Other)
https://openalex.org/W2401855602 (Other)
https://openalex.org/W2313100937 (Other)
https://openalex.org/W2157939113 (Other)
https://openalex.org/W2112782466 (Other)
https://openalex.org/W2035624349 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1430806458
  • https://openalex.org/W182571177
  • https://openalex.org/W1938719884
  • https://openalex.org/W1951376807
  • https://openalex.org/W2015759485
  • https://openalex.org/W2087243986
  • https://openalex.org/W2109126129
  • https://openalex.org/W2118918019
  • https://openalex.org/W2133052709
  • https://openalex.org/W2291436232
  • https://openalex.org/W2493364917
  • https://openalex.org/W2508044717
  • https://openalex.org/W2606880127
  • https://openalex.org/W2735527928
  • https://openalex.org/W2736814050
  • https://openalex.org/W2772553845
  • https://openalex.org/W2790776869
  • https://openalex.org/W2791917264
  • https://openalex.org/W2893502788
  • https://openalex.org/W2896767268
  • https://openalex.org/W2954782052
  • https://openalex.org/W2966141361
  • https://openalex.org/W2996769680
  • https://openalex.org/W3033829306
  • https://openalex.org/W3154559539
  • https://openalex.org/W3174018508
  • https://openalex.org/W3176434644
  • https://openalex.org/W3185296538
  • https://openalex.org/W3188062038
  • https://openalex.org/W3209455284
  • https://openalex.org/W4210878036
  • https://openalex.org/W4226221082
  • https://openalex.org/W4281786844
  • https://openalex.org/W4282959661
  • https://openalex.org/W4292679092
  • https://openalex.org/W4293051919
  • https://openalex.org/W4308202696
  • https://openalex.org/W4323662020