• 생명과학회지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.796-803
• /
• 2008

알츠하이머 질환은 신경퇴행성질환으로 노령인구에서 뿐만 아니라 $30{\sim}60$세 사이에서도 상염색체성우성형으로 발생하여 사회문제로 대두되고 있으며 발병기전도 명확하게 규명되지 않은 상태이다. 따라서 이 연구에서는 hAPP695sw 돌연변이를 neuron-specific enolase (NSE) 유전자의 프로모터 조절 하에 연결시킨 융합 유전자(pNSE/APP695sw fusion gene)를 과 발현시킨 알츠하이머 질환 모델생쥐를 대상으로 16주간 지구성 운동에 따른 알츠하이머 질환 모델생쥐의 인지능력의 변화와 주병변인 $A{\beta}-42$ 단백질과 함께 GLUT-1, BDNF, HSP-70 단백질의 발현량을 분석하였다. 그 결과 지구성 운동은 APPsw 알츠하이머 질환 모델생쥐의 인지능력을 개선시키는데 긍정적인 영향을 미친 것으로 나타났으며 이러한 인지능력의 개선은 알츠하이머 질환의 주 병변인 뇌의 $A{\beta}-42$ 감소뿐만 아니라 BDNF, GLUT-1과 HSP-70 단백질의 발현 증가와 관련이 있음을 확인하였다. 따라서 지구성 운동은 약물 처치 이외에 알츠하이머 질환을 예방하거나 지연시킬 수 있는 전략적인 방법으로 활용할 수 있음을 알 수 있다.

• 한국축산식품학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.258-267
• /
• 2013

각 돈피추출물의 수율과 단백질함량은 고분자 PS 처리구에서 높은 함량을 나타내었으며, 특히 단백질 함량은 저분자 LPS 처리구에 비해 유의적으로 높았고, 약 10배 정도의 높은 단백질 함량을 나타내었다(p<0.05). 항산화활성 측정결과 처리 농도가 증가할수록 높은 항산화 활성을 나타내었으며(p<0.05), 특히 고분자 PS 처리구에 비해 저분자 LPS 처리구에서 유의적으로 높은 효과를 나타내었다. ORAC 활성은 LPS 농도 1 mg/mL일 때, $141.39{\mu}M$ TE/g의 높은 활성을 나타내었다. 각 돈피추출물을 신경모세포종 SH-SY5Y 세포에 고농도로 처리한 결과 세포에 독성을 나타내지 않았다. 신경세포에 과산화수소를 처리하여 유발시킨 산화적 스트레스에 대한 PS와 LPS의 신경세포 보호효과를 확인한 결과, 모든 처리구에서 농도 의존적으로 세포 보호효과를 나타내었다. 특히 저분자인 LPS 처리구 농도 $100{\mu}g/mL$일 때, 86.45%의 세포생존율을 보였으며 $H_2O_2$ 대비 29.98%의 신경세포보호효과를 나타내었다. 독성 단백질인 $A{\beta}_{1-42}$를 처리하여 신경세포 보호효과를 확인한 결과, 고분자 PS 처리구보다는 저분자인 LPS 처리구 농도 $100{\mu}g/mL$일 때, 82.01%의 생존율을 보였으며 $A{\beta}_{1-42}$ 대비 14.38%의 신경세포보호효과를 나타내었다(p<0.05). AChE 저해효과를 확인해 본 결과, 고분자 PS 처리구에서는 거의 효과가 나타나지 않았으나, 저분자인 LPS 처리구에서는 농도 의존적으로 증가하는 경향을 나타내었으며, 농도 100 mg/mL일 때 33.62%의 높은 저해 효과를 나타내었다. 따라서 본 연구결과 돈피에서 분리한 3 kDa 이하의 저분자 효소분해물인 LPS는 높은 항산화 활성을 나타내었고, $H_2O_2$와 $A{\beta}_{1-42}$로 유발시킨 산화스트레스에 대한 신경세포 보호효과 및 AChE 저해 효과를 나타내어 향후 항산화 활성 및 신경세포보호를 위한 축산식품 소재로 이용 가능성이 있을 것으로 판단된다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제51권2호
• /
• pp.160-168
• /
• 2019

AD는 뇌의 신경세포 사멸뿐만 아니라 학습 및 기억능 소실을 초래하는 퇴행성 뇌 질환이며, 기억과 관련된 주요 뇌 구역인 해마(hippocampus)는 콜린성 조절(cholinergic modulation)에 의해 영향을 받는다(Konishi 등, 2015). AD 병인에 대한 다양한 해석과 설명이 있으나 크게는 amyloid cascade hypothesis과 함께 cholinergic hypothesis가 주류를 이루고 있다. 몇몇의 연구에서 ChAT 합성, ACh 분비, nicotin 및 muscarinic 수용체 감소가 AD 뇌의 대뇌피질과 해마에서 관찰되어(Tata 등, 2014) 퇴행성 뇌질환에서의 중요성이 제시되었고, 이를 배경으로 한 acetylcholinesterase inhibitors (AChEI)가 AD 증상 완화의 목적으로 미국 FDA로부터 승인되어 시판되고 있다. 본 연구에서는 인삼의 활성 성분인 진세노사이드가 다량 함유된 PGBC가 $A{\beta}42$로 유도된 치매 모델에서 뇌세포 보호, ACh 분비 증가, 학습력/기억력 증가, ChAT 발현 증가를 확인하여 인삼열매 추출물의 치매 적용 여부를 확인하고자 하였다. 결과에서 언급한 바와 같이 PGBC는 익기 직전의 4년근 인삼 열매에 추출 및 발효 단계를 추가하여 확보된 물질로서, $A{\beta}42$ 섭취, 제거 및 ACh 분비 촉진 활성이 있는 Re, Rd, Rg3 함량이 증가되어(Kim 등, 2014; Jang 등, 2015), PGBC 자체로서 치매 인자에 대한 조절 효능이 예측되었다. 특히, 7증 7포 및 발효과정을 거친 이중가공 인삼 열매 추출물이 비 발효 증포 추출물에 비해 Rg3가 현저히 증가하는 사전 연구결과와 Rg3가 $A{\beta}42$ 제거 활성을 가지는 것으로 확인된 결과를 종합할 때 PGBC 투여가 AD 증상 완화의 조절자 역할을 할 것으로 생각된다(Kim 등, 2013; Jang 등 2015). 본 연구에 따르면, 마우스 치매 모델에 PGBC 처리 시 PAT 및 Morris water-maze test를 통해 대조군 대비 유의한 수준의 인지능력 개선, ACh 합성을 유도하는 ChAT 유전자 발현 증가, ACh 분비량 증가 등이 확인되어 전체적인 인지능 개선에 극적인 영향을 준 것으로 판단된다. 특히 $A{\beta}42$를 뇌 실로 주입(intracranial injection) 하여 나타나는 뇌세포 손상이 PGBC 투여를 통해 보호된 것으로 사료되었으며, 이는 주요 뇌세포 중 하나인 성상세포에서 관찰되는 GFAP 분석을 통해 확인되었다. 뇌 균질액을 이용한 AChE 활성 연구에서도 PGBC가 AChE를 현저하게 저해하는 것으로 확인되어, AD 환자에게 처방이 가능한 2대 의약품 군중 하나인 시냅스 내 신경전달물질 ACh bioavailability 증가 목적의 처방 보조요법 적용이 기대된다(${\check{C}}olovi{\acute{c}}$ 등, 2013). 결론적으로, 본 연구에 사용된 PGBC는 학습 및 기억력을 개선하는 활성물질을 포함하고 있어 1차적인 퇴행성 뇌질환 보조재로서 직간접적인 대증요법 역할과 2차적으로는 뇌 세포 보호를 통한 질병 악화 지연 소재로 개발이 기대되며, 보다 심도 있는 기전연구를 통해 천연물 신소재 개발도 가능할 것으로 사료된다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제53권3호
• /
• pp.278-289
• /
• 2021

본 연구는 인지기능 개선에 도움이 되는 천연기능성소재를 선발하기 위해 체계적 문헌고찰을 실시하였다. 2020년 10월 06일 기준 문헌검색을 통해 16,184건을 수집하였고 선택 및 배제 기준에 따라 총 27건의 문헌을 선별하였다. 27건 중 ω-3 지방산 관련 논문 12건, 비타민 B군 관련 논문 8건, 비타민 D와 E 관련 논문 각각 1건이었으며, 안세린/카르노신, 베테인, 카페인, 크로뮴, 피소스티그민 관련 논문이 각각 1건이었다. 각 문헌의 비뚤림 위험 평가를 진행한 결과 ω-3 지방산 관련 논문 2건, 비타민 B군 관련 논문 1건, 베테인, 카페인, 피소스티그민 관련 논문의 비뚤림 위험이 '높음'으로 평가되었고, 비뚤림 위험이 높다고 평가된 6건의 논문들을 제외하고 근거수준평가 및 결과분석을 시행하였다. ω-3 지방산 관련 논문은 6-24개월동안 DHA 0.48-2.2 g, EPA 203-720 mg의 용량을 함께 또는 따로 중재하여 총 1,031명의 대상자 중 437명의 유의적인 효과를 확인하였다. 경도인지장애 환자를 대상으로 진행된 ω-3 지방산 논문에서는 인지기능영역(공간력, 기억력, 회상력, 언어력)과 인지기능 관련 바이오마커(Aβ-42, APP mRNA)를 개선시키는 등 치매개선에 긍정적인 효과를 나타냈다. 그러나 치매 환자를 대상으로 한 ω-3 지방산 연구에서는 인지기능평가에 대한 개선효과를 확인하기 어려웠다. 비타민 B 관련 논문은 6 또는 24개월 동안 엽산 400-800 ㎍, 비타민 B₁₂ 25-500 ㎍, 비타민 B₆ 20 mg의 용량을 함께 또는 따로 중재하여 총 1,180명의 대상자 중 530명에서 유의적인 효과를 확인하였다. 비타민 B군의 섭취는 치매 위험성과 관련된 혈중 호모시스테인 농도를 감소시켰으며, 혈중 ω-3 지방산의 농도와 높은 상관관계를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 그 외에 비타민 D와 E는 인지기능관련 바이오마커(Aβ-42, APP mRNA, PS1 mRNA)를 감소시키고 인지기능평가(WAIS-RC, ADAS-cog) 개선효과를 나타냈으며 안세린/카르노신은 치매척도검사를 개선하였고 크로뮴 섭취는 기억력 부분의 인지기능영역을 유의적으로 개선하였다. 그러나 ω-3 지방산과 비타민 B를 제외한 연구들은 선별된 문헌의 개수가 제한적이며, 개선 효과를 판단할 근거가 부족하였다. 중재 기간 및 용량에 따라 결과를 종합하면, ω-3 지방산은 6개월 이상 DHA 0.48-2.2 g, EPA 203-720 mg의 용량을 복합 또는 DHA 단독으로 중재했을 경우 인지기능 개선 효과를 확인할 수 있었으며, 엽산 400-800 ㎍, 비타민 B₁₂ 25-500 ㎍, 비타민 B₆ 20 mg의 용량을 복합 또는 엽산을 단독으로 6개월 이상 중재할 경우 혈중 호모시스테인 농도 감소와 인지능력개선을 확인할 수 있었다.