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The natural product vioprolide A exerts anti-inflammatory actions through inhibition of its cellular target NOP14 and downregulation of importin-dependent NF-ĸB p65 nuclear translocation - 13/11/21

Doi : 10.1016/j.biopha.2021.112255 
Luisa D. Burgers a, Betty Luong a, Yanfen Li c, Matthias P. Fabritius d, e, Stylianos Michalakis c, Christoph A. Reichel d, Rolf Müller f, Robert Fürst a, b,
a Institute of Pharmaceutical Biology, Faculty of Biochemistry, Chemistry and Pharmacy, Goethe University, Frankfurt, Germany 
b LOEWE Center for Translational Biodiversity Genomics (LOEWE-TBG), Frankfurt, Germany 
c Department of Ophthalmology, University Hospital, LMU Munich, Munich, Germany 
d Department of Otorhinolaryngology and Walter Brendel Centre of Experimental Medicine, Clinical Centre of LMU Munich, Munich, Germany 
e Department of Radiology, University Hospital, LMU Munich, Munich, Germany 
f Department of Microbial Natural Products, Helmholtz-Institute for Pharmaceutical Research Saarland, Helmholtz Center for Infection Research and Department of Pharmacy at Saarland University, Saarbrücken, Germany 

Correspondence to: Institute of Pharmaceutical Biology, Goethe University Frankfurt, Max-von-Laue-Str. 9, 60438 Frankfurt, Germany.Institute of Pharmaceutical Biology, Goethe University FrankfurtMax-von-Laue-Str. 9Frankfurt60438Germany

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Abstract

Chronic inflammation is characterized by persisting leukocyte infiltration of the affected tissue, which is enabled by activated endothelial cells (ECs). Chronic inflammatory diseases remain a major pharmacotherapeutic challenge, and thus the search for novel drugs and drug targets is an ongoing demand. We have identified the natural product vioprolide A (vioA) to exert anti-inflammatory actions in vivo and in ECs in vitro through inhibition of its cellular target nucleolar protein 14 (NOP14). VioA attenuated the infiltration of microglia and macrophages during laser-induced murine choroidal neovascularization and the leukocyte trafficking through the vascular endothelium in the murine cremaster muscle. Mechanistic studies revealed that vioA downregulates EC adhesion molecules and the tumor necrosis factor receptor (TNFR) 1 by decreasing the de novo protein synthesis in ECs. Most importantly, we found that inhibition of importin-dependent NF-ĸB p65 nuclear translocation is a crucial part of the action of vioA leading to reduced NF-ĸB promotor activity and inflammatory gene expression. Knockdown experiments revealed a causal link between the cellular target NOP14 and the anti-inflammatory action of vioA, classifying the natural product as unique drug lead for anti-inflammatory therapeutics.

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Graphical Abstract




ga1

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Highlights

VioA blocks leukocyte-endothelial cell interactions in vitro and in vivo.
VioA targets NOP14 and de novo protein biosynthesis in endothelial cells.
VioA acts anti-inflammatory by impairing NF-κB signaling.
VioA reduces the expression of inflammation related proteins (CAMs, TNFR1, Importin α1).
NOP14 is involved in inflammatory processes in vascular endothelial cells.

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Abbreviations : CAM, CNV, EGTA, HUVEC, ICAM-1, IKK, IĸBα, KPNA2, KPNA4, KPNB1, NF-ĸB, NOP14, PBMC, PL, RIPA, SDF-1, TAK, TNF, TNFR1, VCAM-1, VioA

Keywords : Vioprolide A, Natural product, Endothelial cells, Inflammation, Protein synthesis, Nucleolar protein 14


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Vol 144

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