Synergistic Effect of Flavonoids and Metformin on Protection of the Methylglyoxal-Induced Damage in PC-12 Neuroblastoma Cells: Structure–Activity Relationship and Potential Target

二甲双胍 甲基乙二醛 神经保护 化学 细胞凋亡 药理学 类黄酮 生物化学 抗氧化剂 糖尿病 生物 内分泌学
作者
Danyang Zhang,Xiaoshi He,Ting Wang,Yan Xing,Zhilong Xiu,Yongming Bao,Yuesheng Dong
出处
期刊:Molecules [MDPI AG]
卷期号:29 (10): 2306-2306
标识
DOI:10.3390/molecules29102306
摘要

Methylglyoxal-induced ROS elevation is the primary cause of neuronal damage. Metformin is a traditional hypoglycemic drug that has been reported to be beneficial to the nervous system. In this study, flavonoids were found to enhance the protective effect of metformin when added at a molar concentration of 0.5%. The structure–activity relationship (SAR) analysis indicated that ortho- substitution in the B ring, and the absence of double bonds between the 2 and 3 position combined with the gallate substitution with R configuration at the 3 position in the C ring played crucial roles in the synergistic effects, which could be beneficial for designing a combination of the compounds. Additionally, the mechanism study revealed that a typical flavonoid, EGCG, enhanced ROS scavenging and anti-apoptotic ability via the BCL2/Bax/Cyto C/Caspase-3 pathway, and synergistically inhibited the expression of GSK-3β, BACE-1, and APP in PC-12 cells when used in combination with metformin. The dose of metformin used in the combination was only 1/4 of the conventional dose when used alone. These results suggested that ROS-mediated apoptosis and the pathways related to amyloid plaques (Aβ) formation can be the targets for the synergistic neuroprotective effects of flavonoids and metformin.
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