• 한국식품과학회지
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• 제44권4호
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• pp.428-433
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• 2012

본 연구팀의 선행 연구 결과, L. helveticus IDCC3801의 발효유 주정 침전물이 BACE의 활성 억제를 통한 amyloid beta($A{\beta}$) 생성 저해효과를 갖고 있음을 확인하였다(15). 이러한 결과를 바탕으로 L. helveticus IDCC3801의 발효유 주정 침전물의 산업화를 위한 공정 개선연구를 진행하였고, 대량생산을 통해 LHFM을 확보하였다. 본 연구는 LHFM의 인지기능 개선 기능성 입증 연구로써 $A{\beta}$ 저해효과 외에 신경세포 보호효과 및 기억력 개선 효능을 확인하고 어떠한 작용 기전으로 개선 효과가 나타나는지 조사한 것으로 scopolamine으로 기억 손상을 유발한 mouse에서 학습 능력과 기억력 개선 효과, 신경세포 보호 효과, AChE 저해와 ACh 증가 효과 등을 평가하였다. LHFM은 신경세포 사멸을 유도하는 고농도의 glutamate가 존재하는 환경에서 농도 의존적으로 신경세포의 사멸을 억제하여 신경세포를 보호하였다. 또한 LHFM은 in vitro에서 농도 의존적으로 강력하게 AChE의 활성을 저해하였다. 이러한 in vitro 결과들을 근거로 scopolamine으로 기억 손상을 유발한 mouse에서 Morris water maze와 Y-maze 행동 시험을 통해 LHFM의 학습능력과 기억 개선 효과를 조사하였다. LHFM은 Morris water maze에서 실험 2일째부터 escape latency시간을 유의적으로 감소 시켰으며 5일째에서는 정상 mouse와 동등한 수준으로 감소되어 우수한 학습 효과를 보였다. 실험 6일째 platform을 치운 후 시행한 probe trial에서도 platform이 있던 위치에 머무는 회수가 scopolamine을 단독으로 처리한 것보다 유의적으로 높아 장기기억의 개선에도 효과가 있었다. Y-maze 시험에서도 LHFM은 scopolamine 단독 처리군과 비교하여 뚜렷하게 변경 행동력을 증가시켜 여러 행동 시험을 통해 LHFM의 인지기능 개선 효과를 확인하였다. 행동실험 후 hippocampus를 적출하여 ACh 및 AChE의 활성을 측정한 결과, donepezil과 마찬가지로 LHFM은 AChE의 활성을 유의적으로 억제하였으며 또한 ACh 함량도 증가시켰다. 결론적으로 LHFM은 신경세포 보호 효과와 신경전달물질인 ACh의 뇌 조직 내 농도를 높여 인지기능 개선 효과를 보이는 것을 확인하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권3호
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• pp.448-462
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• 2020

식이 영양에 의한 충분한 영양분 섭취는 치매에 의한 뇌 인지 기능의 저하의 위험성을 줄일 수 있는 중요한 수단이다. 설포라판은 뇌 인지 기능 개선효과가 있는 것으로 알려져 있는 영양 성분으로, 설포라판이 다량으로 포함된 브로콜리 추출물은 인지 기능 개선 효과가 좋을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 제주도 탈염 용암해수 재배로 제조한 브로콜리 추출물이 뇌 인지 기능 개선 효과를 가지고 있는지 시험하였다. 제주도 용암해수는 유용 미네랄 (아연, 바나듐, 게르마늄)이 풍부해서, 용암 해수에서 재배한 작물은 유용미네랄 함량이 높은 것으로 알려 져 있다. 제주도 탈염 용암 해수를 사용해서 재배한 브로콜리 추출물의 화학 조성 중 설포라판과 글루코라판 성분을 분석하기 위해 LC-Q-orbitrap 질량 분석기를 사용하였고, 설포라판의 정량 분석을 위해 HPLC 를 사용하였다. 브로콜리 추출물의 신경 세포 사멸 억제 효과와 항 염증 효과를 시험하기 위해 SH-SY5Y 세포를 사용한 실험을 수행하였고, 시냅스 가소성 촉진 효과를 시험하기 위해 SH-SY5Y 세포에서 시냅스 가소성 관련 단백질의 발현 변화와 아세틸콜린 분해 효소의 활성 변화를 측정하였다. 이러한 실험들을 수행한 결과 탈염 염지하수로 재배한 브로콜리 추출물은 신경 세포 사멸 억제 효과와 항염증 효과가 있음을 확인 하였고, 시냅스 가소성 관련 단백질 발현을 증가 시키고 아세틸콜린 분해 효소의 활성을 억제해서 시냅스 가소성을 증가 시키는 효과가 있는 것을 확인 하였다. 이상의 결과들은 제주도 탈염 용암해수로 재배한 브로콜리 추출물이 치매에 의한 뇌 인지 기능 저하를 억제하는 좋은 식이 영양분으로 사용될 수 있는 가능성을 제시하였다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제51권10호
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• pp.1112-1117
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• 2008

목 적: 해마 절편 배양에서 산소-포도당 박탈(oxygen-glucose deprivation, OGD)에 의한 세포 사망과 신경 세포 사멸을 propidium iodide(PI) 섭취, Fluoro-Jade(FJ) 염색, TUNEL 염색, caspase-3 면역형광염색 방법으로 관찰하고자 하였다. 방 법: 생후 7일된 Sprague-Dawley 흰쥐의 해마를 MacIlwain chopper로 $350{\mu}m$ 두께의 절편으로 절단하였다. 해마 절편을 6-well plate의 insert 내의 반 유공(sem-porous) 막 위에서 membrane-interface technique으로 10일 동안 배양하였다. 배양된 해마 절편에 산소-포도당 박탈을 60분 동안 가한 후 재산소-재관류하에 기초 배양액에서 48시간 배양하였다. 재산소-재관류 동안 PI 섭취 형광 정도를 시간에 따라 형광 현미경으로 관찰하고 세포사망 백분율(percent cell death)을 측정하였다. 산소-포도당 박탈 직전과 24 시간 후에 해마 절편을 $15{\mu}m$ 두께로 냉동 절단 후 FJ 염색, TUNEL 염색, caspase-3 면역형광염색을 시행하여 세포 사망을 관찰하였다. 결과: OGD 후 PI 섭취 는 해마 절편의 CA1과 DG에 한정되어있었다. OGD 후 재산소-재관류 동안 6시간에서 48시간까지 PI 섭취 형광 강도는 시간이 증가함에 따라 증가하였다. 세포 사망 백분율은 CA1과 DG에서 모두 OGD 후 재산소-재관류 시간이 증가함에 따라 의미 있게 증가하였다(P<0.05). OGD 후 24시간에 세포 변성을 의미하는 많은 FJ 염색 양성 신경 세포 들이 CA1과 DG에서 관찰되었다. 고배율 confocal laser 현미경으로 관찰한 CA1에서의 신경 세포들 중 일부는 명확한 핵과 돌기를 가지고 있는 것을 보여 주었으며, 다른 신경 세포들은 핵의 분절화, 돌기의 손실 등을 보여 주었다. TUNEL 염색과 caspase-3 염색은 OGD 후 24시간에 CA1과 DA에서 TUNEL 양성 발현을 증가시키고 caspase-3 발현을 증가시켰다. 결 론: 해마 절편 배양에서 산소-포도당 박탈 에 의한 다수의 세포 사망을 관찰할 수 있었다. 사망한 세포 들은 주로 신경 세포의 caspase-3 활성화에 의해 매개된 사멸을 보였다.

• 생명과학회지
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• 제26권6호
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• pp.640-645
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• 2016

본 연구에서는 녹차 유래 polyphenol 중의 하나인 epigallocatechine gallate (EGCG)를 이용한 신경염증 억제 효과를 확인하였다. LPS로 유도된 미세아교세포의 활성화로 분비되는 nitric oxide (NO)와 pro-inflammatory cytokine을 포함하여 iNOS, TNF-a와 IL-1b 유전자의 발현과 LPS 수용체인 TLR-4의 활성에 미치는 EGCG의 억제 효능을 확인하였다. Latex beads를 이용한 phagocytotic activity를 확인한 결과 LPS로 유도된 미세아교세포 활성에 의한 식균활성이 EGCG에 의해 억제되는 것을 볼 수 있었다. 뿐만 아니라, BV-2 미세아교세포 조건배지를 이용하여 도파민성 신경세포 SN4741의 세포 사멸확인에서도 EGCG에 의한 보호 효과를 확인하였다. 본 연구 결과는 녹차 유래 polyphenol인 EGCG의 신경염증 반응억제효능과 신경퇴행성 질환 제어 가능성을 확인하였다. 본 연구의 결과는 녹차 유래 polyphenol인 EGCG의 신경염증 반응과 그로 인한 신경 퇴행성 질환 제어 가능성을 제시하였다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제49권2호
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• pp.198-202
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• 2006

목 적 : Fas는 세포표면 수용체로 세포사멸 신호를 전도한다. 많은 질환에서 세포표면의 Fas가 Fas ligand(FasL)와 결합하여 세포사멸 과정을 유발하게 된다. 연구자들은 7일된 신생 흰쥐에 저산소성 허혈성 손상을 유발한 후 뇌 해마에서 Fas와 FasL의 발현을 관찰하고자 하였다. 방 법 : 7일된 신생 흰쥐를 오른쪽 총 경동맥 영구 결찰 후 8% 산소에 2시간 노출시켰다. 저산소성 허혈성 손상 후 12, 24, 48시간에 뇌를 적출 냉동 보관하였다. Western blotting 방법과 면역형광염색 방법으로 냉동 보관된 뇌의 경동맥을 결찰한 오른 쪽 해마에서 Fas와 FasL의 발현을 관찰하였다. 결 과 : Fas와 FasL의 발현은 저산소성 허혈성 손상 후 12시간에 경동맥이 결찰된 오른쪽 해마에서 크게 증가하고 이후 감소하는 것을 western blotting 방법에 의해 관찰하였다. Fas와 FasL의 면역형광발현은 오른쪽 해마의 CA1 영역에서 손상 후 12시간과 24시간에 대조군에 비해 증가하였다. Fas의 면역형광 발현은 손상 후 48시간에 감소하였으나 FasL의 면역형광발현은 손상 후 48시간에도 지속되었다. 결 론 : 세포표면에서 Fas와 FasL의 발현과 그들의 결합은 저산소성 허혈성 손상을 받은 미성숙 뇌의 신경세포 손상에 기여할 것으로 추측되었다.

• 생명과학회지
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• 제26권4호
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• pp.475-483
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• 2016

본 연구는 동의보감을 근거로 선별된 백수오, 지황, 원지 및 석창포로 구성된 복합추출물의 해마신경세포에 대한 보호 및 기억력의 개선효과를 살펴보았다. 복합추출물의 신경보호효과를 검증하기 위해 HT22해마신경세포의 생존율, 세포독성 및 활성산소를 분석하였으며, 허혈성 뇌손상 마우스모델을 이용하여 기억에 대한 동물행동학적 변화와 단백질 발현을 측정하였다. 해마신경세포에서 복합추출물의 전 처리는 glutamate에 의해 유도된 활성산소의 축적을 억제하였으며 세포사멸을 감소시켰다. 허혈성 뇌손상 마우스모델에서 복합추출물은 동물행동학적으로 공간 및 단기 기억능력을 개선시켰다. 뇌허혈로 인해 증가된 p38 MAPK의 인산화는 복합추출물에 의해 현저히 감소하는 반면, 감소된 PI3K와 CREB의 인산화는 현저히 증가하였다. 이를 면역조직화학분석을 통해 복합추출물을 투여한 그룹이 해마에서 발현되는 CREB의 인산화가 현저히 증가되는 것을 확인하였다. 이상의 결과는 복합추출물이 CREB 단백질과 관련된 신경보호 신호기전을 조절함으로써 인지기능을 개선시키는 것으로 사료된다.

• 대한임상검사과학회지
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• 제52권4호
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• pp.417-424
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• 2020

이 연구는 신경인성 방광 쥐 모델에서 줄기세포에 의해 발현된 뇌유래신경영양인자가 하부요로 증상에 미치는 영향을 조사하였다. 48마리의 Sprague-Dawley 쥐를 정상군, 하부요로증상군, 하부요로증상+imMSC군 및 하부요로증상+BDNF-eMSC군으로 무작위 선정하였다. 하부요로증상모델은 골반신경절 손상에 의해 유도되었으며 방광 기능평가는 마취 하에 실시하였고, 수축성 검사 및 웨스턴 블롯 분석을 위해 방광 조직을 절제하였다. 뇌유래신경영양인자 발현 중간엽줄기세포 치료가 하부요로증상에 미치는 영향도 평가되었으며 뇌유래신경영양인자 발현 중간엽줄기세포는 방광 조직의 섬유화를 억제하였고 Caspase-3 발현을 감소시켰다. 결론적으로, 뇌유래신경영양인자 발현 중간엽줄기세포는 하부요로증상 쥐 모델에서 세포 사멸의 억제와 함께 방광의 기능 및 수축성의 회복을 가져왔다.

• 한국식품과학회지
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• 제51권4호
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• pp.379-392
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• 2019

본 연구에서는 갑주백목 에탄올 추출물(ethanolic extraction from Diospyros kaki (Gabjubaekmok))을 이용하여 in vitro 항산화 활성과 더불어 $A{\beta}$로 유도된 인지기능 저하를 갖는 마우스 모델에서 인지기능 및 뇌 신경세포 보호 효과를 검증하였다. 갑주백목 추출물은 양성대조군과 비교하여 우수한 ABTS 및 DPPH 라디칼 소거활성($IC_{50}=83.30$, $403.88{\mu}g/mL$) 및 MDA 생성 억제 활성($IC_{50}=62.10{\mu}g/mL$)을 보여주었고, in vitro 아세틸콜린 분해효소 억제 활성은 $312.82{\mu}g/mL$의 $IC_{50}$ 값을 나타내었다. 또한, MC-IXC 뇌 신경세포에 과산화수소를 처리하여 산화적 스트레스를 유발시킨 뇌 신경세포 사멸에 대해 보호 효과를 나타냈다. 갑주 백목 추출물의 인지기능 개선 효과를 확인하기 위하여 $A{\beta}$를 사용하여 인지기능 장애 마우스 모델을 수립하였으며, Y-미로, 수동 회피 및 Morris 수중 미로 실험과 같은 행동실험을 통해 인지 및 기억능력에 대한 개선 효과를 나타냈다. 이후 마우스 뇌조직에서의 아세틸콜린 함량의 증가 및 아세틸콜린 분해효소의 활성을 억제함으로써 cholinergic 시스템을 보호하였고, SOD, 환원형 GSH 및 MDA 함량 측정을 통해 항산화 시스템을 개선시켜줌을 확인하였다. 더불어 뇌 조직의 미토콘드리아에서 ROS의 생성 억제, MMP 보호 및 ATP 함량을 회복시켜주었으며, western blot 분석을 통해 $TNF-{\alpha}$와 같은 염증성 사이토카인을 억제시켜 줌으로써 면역반응에 관여하는 JNK의 인산화를 감소시키고 Akt 신호전달을 활성화시켜 세포자동 사멸화를 억제시키는 것으로 확인되었다. 마지막으로 HPLC 분석을 통해서 갑주백목의 주요 생리활성물질이 갈산으로 확인되었다. 이러한 결과를 종합하였을 때, 갑주백목 에탄올 추출물은 뇌 조직에서의 cholinergic 및 항산화 시스템 보호효과를 통해 $A{\beta}$ 처리에 대하여 학습 및 기억 능력을 개선 시킬 수 있는 천연 소재로서의 가능성뿐만 아니라 $A{\beta}$ 및 과산화수소로부터 유발된 산화적 스트레스의 환경에서 뇌신경세포를 보호함으로써 알츠하이머성 질환과 같은 퇴행성 뇌신경질환을 예방할 수 있는 고부가가치 건강기능식품 소재로서의 활용 가능성을 확인하였다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제51권10호
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• pp.1102-1111
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• 2008

목 적: Resveratrol은 주로 포도나무의 과실이나 잎 부위에서 추출되는 성분으로, 주로 심질환에서 암 예방 효과, 항염증 효과, 항산화 효과의 기능이 밝혀지고 있다. 최근 성인에 대한 신경보호 효과가 있는 것으로 알려졌지만. 신생아에서 연구는 아직까지 없다. 그래서 본 연구에서는 resveratrol이 신생 백서의 저 산소 허혈 뇌손상에서 신경보호 효과가 있는지를 알아보고자 실험하였다. 방 법: 재태기간 18일된 태아 백서의 대뇌피질 세포를 배양하여 1% $O_2$ 배양기에서 저 산소 상태로 뇌세포손상을 유도하여 저 산소군, 저 산소 30분 전 resveratrol 투여군 (1, 10, $30{\mu}g/mL$)으로 나누어 정상 산소군과 비교하였다. 또한, 동물 모델에서는 생후 7일된 백서의 좌측 총 경동맥을 결찰한 후 저 산소 (8% $O_2$) 상태로 2.5시간 노출시켜서 저 산소 허혈 뇌 손상을 유발하였고, 뇌손상 전후 30분에 resveratrol을 체중 kg당 30 mg을 복막내로 투여하였다. 세포사멸사의 관련을 알아보기 위해 Bcl-2, Bax, caspase-3 primer를 이용한 실시간 중합효소연쇄반응과 동일 항체를 이용한 Western blotting을 시행하였다. 결 과: 태아 백서 뇌세포 배양 실험에서 저 산소군의 경우 Bcl-2의 발현이 정상 산소군에 비해 감소하였고, Bax의 발현과 caspase-3의 발현, 그리고 Bax/Bcl-2의 비율은 증가하였다. Reaveratrol을 투여한 실험군의 경우에서는 Bcl-2 발현은 증가하였고, Bax의 발현과 caspase-3의 발현, Bax/Bcl-2의 비율은 저 산소군에 비하여 감소하는 결과를 보였다. 또한 이는 저 산소 허혈 뇌손상 동물 모델에서도 같은 결과를 보였다. 결론: 본 연구에서 resveratrol은 주산기 저 산소 허혈 뇌손상에서 세포사멸사 작용의 억제를 통하여 신경보호 역할을 하는 것을 알 수 있었다.

• The Journal of Korean Physical Therapy
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• 제15권4호
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• pp.199-207
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• 2003

신생아의 정상적인 발달을 저해하고 조기 사망의 주된 원인이 되고 있는 주산기 뇌손상에 관한 신경병리적 기전을 살펴보고자 하였다. 발달하고 있는 과정에서의 주산기 뇌손상은 주로 저산소성-허혈성 뇌손상과 출혈성 뇌손상에 의한 경우가 많다. 저산소성-허혈성 뇌손상과 관련하여 에너지 부전, 세포흥분독성, 미성숙 백질의 선택적 취약성을 고려해 볼 수 있다. 첫번째, 세포호흡에 관여하는 미토콘드리아의 손상과 관련하여 즉각적인 병리와 함께 지연된 양상의 손상을 보인다. 미토콘드리아의 호흡률이 감소하고 칼슘이온의 농도가 상승하여 세포 괴사 및 세포사멸 과정이 진행된다. 두번째, 흥분성 아미노산과 관련하여 미성숙한 뇌에는 NMDA 수용기-채널 복합체의 기능이 매우 풍부하고, phosphoinositide 가수분해가 높아서 흥분독성에 상당히 취약하다. 세 번째, 수초 형성에 중요한 역할을 하는 희돌기교세포가 주산기 뇌손상 특히, 저산소성-허혈성 손상에 취약하다. 희돌기교세포는 글루타메이트에 의한 자유유리기과 사이토카인 손상에 취약하다. 뇌출혈과 관련하여, 미성숙한 뇌는 뇌실 주위에 혈관층이 풍부하나 매우 약한 상태로 재관류 혹은 혈류의 증가로 인해 쉽게 파열된다. 특히 32주 이내인 경우 이러한 손상으로 인해 뇌실주위 백질연화증이 초래된다.