Puerarin Exerts the Hepatoprotection from Chronic Alcohol-Induced Liver Injury via Inhibiting the Cyclooxygenase-2 and the 5-Lipoxygenase Pathway in Rats

Background: Puerarin (PR) as one of the main ingredients of the root of the traditional herb Kudzu has been suggested to improve chronic alcohol-induced liver injury. We explore the specific mechanisms of PR on hepatocellular changes after administration of alcohol.

Methods: Sprague-Dawley rats were treated with 55% alcohol for 12 weeks to induce a chronic alcoholic liver damage model. Then the rats in each group were administered by oral gavage with zileuton, celecoxib, and PR for 2 weeks, respectively.

Results: In the PR group, the weight loss was markedly improved and the abnormal serum alanine aminotransferase and aspartate aminotransferase were significantly lowered after PR treatment when compared to the alcoholic liver injured model group. Pathological examination indicated that alcohol-induced hepatocellular injury was improved by the PR treatment. The 5-lipoxygenase (5-Lox) and cyclooxygenase-2 (Cox-2) at the protein level and the mRNA level were obviously downregulated accompanied with the PR treatment. Meanwhile, the peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPAR-γ) at the protein and mRNA level was notably elevated and the tumor necrosis factor α at the protein and mRNA level was markedly decreased following the PR treatment.

Conclusion: The possible cytoprotective mechanisms of PR may be involved inhibition of the Cox-2 pathway and the 5-Lox pathway to suppress inflammatory response and regulate the protective factor PPAR-γ expression.

Hintergrund: Es wird diskutiert, dass Puerarin (PR), einer der Hauptinhaltsstoffe des traditionellen pflanzlichen Mittels Kudzu-Wurzel, Verbesserungen bei chronisch-alkoholbedingter Leberschädigung bewirkt. Hier werden die spezifischen Mechanismen untersucht, über die sich PR auf hepatozelluläre Veränderungen infolge der Verabreichung von Alkohol auswirkt. Methoden: Sprague-Dawley-Ratten wurden über 12 Wochen mit 55-pro­zentigem Alkohol behandelt, um ein Modell für chronisch-alkoholinduzierte Leberschädigung zu erzeugen. Anschließend erhielten die Ratten in den Interventionsgruppen über zwei Wochen Zileuton, Celecoxib bzw. PR per oraler Sondenfütterung. Ergebnisse: In der PR-Gruppe war der Gewichtsverlust deutlich verbessert, und die anomalen Serumwerte für Alanin-Aminotransferase und Aspartat-Aminotransferase waren nach der Anwendung von PR signifikant niedriger als in der Kontrollgruppe mit chronisch-alkoholinduzierter Leberschädigung. Die pathologische Untersuchung deutete darauf hin, dass die alkoholinduzierte Leberschädigung sich durch die PR-Behandlung gebessert hatte. 5-Lipoxygenase (5-Lox) und Cyclooxygenase 2 (Cox-2) waren nach der PR-Behandlung sowohl auf Protein- als auch auf mRNA-Ebene deutlich herunterreguliert. Hingegen war der Peroxisom-Proliferator-aktivierte Rezeptor γ (PPAR-γ) auf Protein- und mRNA-Ebene nach der PR-Behandlung deutlich erhöht und der Tumornekrosefaktor α auf Protein- und mRNA-Ebene deutlich reduziert. Schlussfolgerung: Die potenziell zellschützenden Mechanismen von PR könnten darauf beruhen, dass durch Hemmung des Cox-2- und des 5-Lox-Signalwegs die inflammatorische Reaktion gedämpft und die Expression des protektiven Faktors PPAR-γ reguliert wird.

Keywords: 5-Lox; Chronic alcoholic liver injury; Cox-2; Inflammatory response; Puerarin.