Isoflavone은 식물성 에스트로겐이라고 말 할만큼 여성호르몬인 에스트로겐과 유사하게 적용되고 있다. Isoflavone은 유방암, 골다공증 또한 갱년기 부정수소증후군 등을 예방하는 효과가 있다. Equol은 Isoflavone의 하나인 daidzein의 대사산물로서, 전립선암, 유방암, 골다공증, 갱년기 그리고 심혈관 질병에 대한 다양한 생리활성을 가지는 것으로 알려져 있다.하지만 사람의 약 30% 정도만이 생체 내에서 equol을 생성할 수 있는 박테리아를 가지고 있기 때문에 equol을 외부적으로 섭취하는 것이 인체에 유효할 것으로 생각된다. 염증을 유발하는 인자에는 몇 가지가 있는데 바이러스나 박테리아에 의한 감염, 상처나 열 또는 산에 의한 조직손상, UV나 방사능에 의한 손상 등에 의해 염증이 유발된다. 이 인자들이 염증세포를 활성화시키게 되고, 이 세포들은 ROS, 염증성 사이토카인을 생성하고 조직과 DNA에 손상을 주게 되다. 결국 이러한 염증반응들은 암이나 각종 질병의 원인이 된다. Macrophage는 대표적인 항원제시 세포로 면역시스템에서 중요한 역할을 한다. Macrophage는 식세포작용을 하여 항원을 소화한 뒤 항원을 세포 표면 위에 제시한다. Macrophage는 또한 염증반응을 자극하는 선호를 통해 염증성 사이토카인을 분비해서 세포 밖으로 유리한다. LPS와 같은 PAMPs가 면역세포를 자극하면 염증성 사이토카인이분비 증가가 일어난다. PAMPs에 의해 세포질 내에서 NF-kB가 활성화 되어 염증반응이 일어나고, pro IL-1β와 pro IL-18이 생성되게 된다. 이 과정은 Signal 1 pathway로 부르며, pro IL-1β와 pro IL-18은 그 다음의 Signal 2 pathway 과정에 의해 작용된다. ATP는 extracellular factor로서 P2X7이라는 receptor를 통해서 세포 안으로 들어오며 ROS, K+, phagolysosome 등의 반응을 일으키면서 NLRP3 inflammasome complex를 자극하여 caspase-1의 활성화를 일으킨다. Inflammasome이 활성화 되면 caspase-1이라는 효소가 활성화가 되는데, 이효과 세포질내의 pro IL-1β와 pro IL-18을 절단하여 활성화 형태의 분비형 분자로 전환시키며, 이후 세포 밖으로 발현되어 다음 단계의 염증반응을 시작하게 된다. 또한 활성화된 caspase-1도 세포 밖으로 유리되는 것으로 보고 되어 있다. 현재까지 equol의 항염증 활성에 관한 보고가 거의 없는 상황이며, 이에 본 연구에서는 equol이 염증반응에 미치는 억제활성에 대하여 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 equol에 의한 NLRP3 inflammasome 활성화 억제효과를 검토하기 위하여, LPS와 ATP로 자극된 마우스 BMDM을 이용하여, IL-1β 분비억제를 비롯하여 세포내에서의 NLRP3 inflammasome 활성화에 관여하는 세포내에서의 NLRP3 inflammasome 활성화에 관여하는 세포 내 작용기전의 해석을 수행하였다. 그 결과 LPS와 ATP로 자극된 BMDM에서 equol이 IL-1 및 IL-18과 같은 염증성 사이토카인의 유도를 억제하며, 이러한 항염증 활성은 NLRP3 assembly를 억제하여 caspase-1의 효소활성을 저해하는 작용에 의한 것으로 확인되었다. 또한 equol에 의한 이러한 NLRP3 활성화 억제효과에는 p62분자의 발현 증가가 관여하는 것으로 확인되었다. 한편 염증 관련질환인 당뇨, 알코올성 간독성, 급성 위염 및 복강염 등의 동물모델을 이용하여, 염증질환에 대한 equol의 억제활성을 조사하였다. 그 결과 equol은 이들 염증성 질환에 대해 매우 강력한 억제효과를 가지는 것으로 확인되었다. 이 결과로부터 equol은 세포수준에서 NLRP3 활성화에 의한 염증을 억제하며, 또한 이와 관련된 염증질환을 유의하게 억제할 수 있는 새로운 항염증 천연소재로 응용 가능한 신소재인 것으로 추정되었다.
Isoflavones are Plant estrogen and have potential anti-inflammatory activity in a variety of inflammatory diseases, but the mechanisms remain poorly understood. Equol (3S)-3-(4-Hydroxyphenyl)-7-chromanol) (4'7-isoflavandiol) is an isoflavandiol metabolized from daidzein, a type of isoflavone, by bacterial flora in the intestines, and modulating the immune system. Although the effects of equol on immunity have been studied, its effects on inflammasome have not been studied yet. The inflammasome is a multi-protein complex that serves as a platform for caspase-1 activation and caspase-1-dependent proteolytic maturation and secretion of interlukin-1β (IL-1β) and IL-18. Other factors and mechanisms have been implicated in NLRP3 inflammasome assembly and activation, suche as mtROS, calcium flux autophageic dysfunction. In current study, we demonstrated the inhibitory effect of euqol on NLRP3 inflammasome activation using mouse bone marrow derived macrophages (BMDMs). Equol inhibited IL-1β and IL-18 secretion from LPS/ATP-stimulated BMDM via down-regulation of NLRP3 inflammasome activation. On account of equol suppressed LPS/ATP-induced NLRP3 activation through inhibit Ca2+ release and increased p62 expression. In animal experiments using mice, treatment of equol significantly inhibited several types of inflammatory diseases such as diabetes, alcohol-induced liver damage, acute gastritis induced by EtOH/HCl, and peritonitis. These results indicate that equol has a strong activity to inhibit NLRP3-mediated inflammatory responses, and prevent inflammation-associated diseases. Our findings suggest that equol is a promising candidate available for development of anti-inflammatory reagent to suppress NLRP3 inflammasome activation.