• 제목/요약/키워드: Anti-inflammation effect

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기침형 천식에서 향염증 흡입제 치료 경과에 따른 기도과민성 변화에 대한 고찰 (Perspective of Bronchial Responsiveness According to an Inhaled Anti-inflammatory Treatment in Cough Asthma)

  • 문승혁;기신영;김용훈;박춘식
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제45권5호
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    • pp.1012-1021
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    • 1998
  • 배 경: 기관지 천식은 기도에 발현된 복합적인 세포성 혹은 화학-매개물 등의 영향으로 기도내 만성적인 면역학적 염증을 보이는 기저병리를 특정으로 하며 이러한 결과로서 기도과민성을 포함한 기관지수축에 따른 호흡기 증세를 나타내므로 기도내 염증조절이 중요하게 인식되고 있다. 기침형 천식은 뚜렷한 호흡곤란이나 천명음없이 주로 만성기침만을 호소하며 기도 과민을 특징적으로 보인다. 스테로이드는 대표적인 항염증 흡입제로 인정되고 있으며 nedocromil sodium은 cromolyn에 비해 효과적인 항염증제로 알려져있다. 저자들은 기침형 천식환자들에서 전향적으로 흡입 항염증제 치료에 따른 기도과민도 변화 경과를 관찰하고 기도과민도 호전여부에 영향을 미치는 인자들을 평가하고자 하였으며 기침형 천식환자에서 nedocromil의 치료 효과를 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 기침형 천식환자 61명을 대상으로 전향적으로 조사하였다. 23명에서 budesonide ($400{\mu}g{\times}2/day$), 22명에서 nedocromil($4mg{\times}2/day$) 군에 속하였으며 16명에서 병합치료를 하였다. 기도과민성은 DeVilbiss 646 Dosimeter를 이용한 메타콜린 기관지 유발검사로 평가하였다. 증세변화여부는 본조사에서 정해진 양식에 따라 문진하여 증세-점수도를 산출하여 평가하였다. 각군에서 2 개월간 흡입치료후 시행된 기관지유발검사 결과 양성반응을 보이는 경우 임의로 비-관해군(non-responder)으로 정하여 이들을 대상으로 각각 치료후 4 개월 혹은 6개월째에 기관지유발검사를 재시행, 평가하였다. 결 과: 각군간의 평균 연령 및 성별에는 차이가 없었으며 기침발현 평균기간은 각각 7.5, 4.5, 5.4년으로 차이가 없었다. 각군에서 내원당시 평균흡연력 및 평균 FEV1% 치는 차이가 없었으며 내원당시 메타콜린 PC20(mg/ml) 평균치는 각각 3.0, 4.8, 2.9으로 각 군간에 차이는 없었다. 각군에서 내원당시 증세-점수도간에 차이는 없었다. 치료 2개월째 기도 과민도 관해를 보인 정도는 budesonide 군에서 30.4%, nedocromil 군 31.8%, 병합치료군에서 37.5%로 각 군간에 차이가 없었다(p=0.95). 각군에서 기도 과민도는 2개월 치료후 내원당시에 비해 각각 4.24, 2.44, 6.91 배로 유의하게 감소하였으며(p<0.05), 증세-점수도는 각군에서 유의하게 감소하여(p<0.05) 증세 호전을 보였다. 치료 2개월째 기도 과민도의 관해를 보이지 않았던 환자들에서 메타콜린 축적용량단위 및 증세-점수도는 내원당시에 비해 2개월째에 유의한 호전을 보였으나(p<0.01) 각각 4개월 혹은 6개월째 재평가한 결과 2개월째와는 차이가 없었다. 치료 2 개월째 기도 과민도 관해를 보인군에서 혈중 총 IgE, 말초혈액 호산구수 및 피부반응 양성율은 관해를 보이지 않았던 군과 차이가 없었으나 치료시작전 증세발현기간 정도, 흡연력, 연령, 성별 등에서는 양군간에 유의한 차이를 보였으며(p<0.05) 내원당시 메탈콜린 PC20 치는 관해군에서 유의하게 높은 결과를 보였다(p<0.01). 결 론: 치료 2개월째에 기도 과민도 관해를 보이지 못한 군에서는 이후의 관찰기간동안 기도 과민도 및 증세-점수도는 각각 2개월째와 차이가 없었으며 치료시작전 증세발현기간, 연령, 흡연력, 성별, PC20 등은 기도 과민도 관해에 유의한 영향을 미치는 것으로 사료되었다. 기침형 천식환자에서 병합치료가 budesonide나 nedocromil 단독치료에 비해 우월하지 않는 것으로 사료되었다.

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BV-2 미세아교세포에서 왕귀뚜라미 유래 Teleogryllusine의 신경염증 억제 효과 (Anti-neuroinflammatory Effect of Teleogryllus emma Derived Teleogryllusine in LPS-stimulated BV-2 Microglia)

  • 서민철;신용표;이화정;백민희;이준하;김인우;황재삼;김미애
    • 생명과학회지
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    • 제30권11호
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    • pp.999-1006
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    • 2020
  • 최근 중추신경계에서 면역기능을 담당하는 미세아교세포(microglia)의 염증반응을 효율적으로 조절하는 것은 알츠하이머 병, 파킨슨 병 및 헌팅턴 병과 같은 퇴행성 뇌질환의 치료를 위한 중요한 타겟으로 인식되고 있다. 왕귀뚜라미(Teleogryllus emma)는 다양한 치료효능으로 인해 세계적으로 널리 이용되고 있으며, 본 연구팀에서는 최근 왕귀뚜라미의 전사체 분석을 통하여 항균활성을 가지는 다양한 종류의 새로운 항균 펩타이드(antimicrobial peptide; AMP) 후보들을 선별한 바 있다. 항균 펩타이드는 미생물에서부터 포유류까지 매우 다양한 종으로부터 발견되었으며, 현재는 항균활성뿐만 아니라 염증반응과 같은 다양한 질병의 치료제 개발을 위한 후보 물질로 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 선행연구를 통하여 선별된 왕귀뚜라미 유래 항균 펩타이드들 중에서 Teleogryllusine(VKWKR-LNNNKVLQKIYFVKI-NH2)으로 명명된 항균 펩타이드의 신경염증 억제 효능을 관찰하였다. Teleogryllusine의 신경염증 억제 효능을 관찰 하기 위하여 immortalized mouse microglia 세포주인 BV-2 세포에 Teleogryllusine을 1시간 전처리 한 후 LPS를 이용하여 BV-2 세포의 염증 반응을 유도하였다. 그 결과 Teleogryllusin은 최대 처리 농도인 80 ㎍/ml까지 세포독성 없이 nitric oxide (NO) 생성을 현저히 감소시킴을 확인할 수 있었다. 또한 염증반응 매개인자인 iNOS와 COX-2 및 cytokine (Il-6, TNF-α)의 발현을 유전자 수준과 단백질 수준에서 확인한 결과 Teleogryllusine 처리농도에 의존적으로 감소됨을 확인할 수 있었다. 또한 Teleogryllusine의 신경염증 억제작용 기작을 확인한 결과 mitogen activated protein kinases (MAPKs)와 IκB의 인산화 및 proteosome에 의한 IκB의 분해를 억제함으로서 BV-2 세포의 신경염증반응이 조절됨을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 보아 왕귀뚜라미 유래 Teleogryllusine 펩타이드는 신경염증반응에 의해 유도되는 퇴행성 뇌질환 치료 및 예방을 위한 의료용 소재로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

황련(Coptis chinensis) 추출물의 항균, 항진균 효과와 BCOP 분석을 이용한 안전성 검증 (Antimicrobial, antifungal effect and safety verification using BCOP assay of extracts from Coptis chinensis)

  • 김은희;장영아;김솔비;김한혁;이진태
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제61권3호
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    • pp.297-304
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    • 2018
  • 황련은 한의학에서 진정, 소염, 항균 및 해열에 쓰이고 있으며, 주성분인 berberine은 강력한 항균작용을 가지는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 황련에 대한 피부상재균 및 주거환경의 실내 낙하균에 대한 항균효과와 주거 환경에서 검출빈도가 높은 곰팡이에 대한 항진균 효과 및 인체에 대한 안전성을 조사하였다. 황련 열수 추출물(CW)은 Propionibacterium acnes, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis에 대해 항균 효과를 보였으며, 각기 다른 4곳에서 포집된 실내 낙하균에 대해서도 항균효과를 보였다. 100 mg/mL의 농도에서 42일까지 항균의 지속력과 열처리 후에도 항균력의 변화가 없는 열 안정성을 보여주었다. CW의 MIC와 MBC는 S. aureus는 0.03, 0.05 mg/mL, S. epidermidis는 0.50, 0.75 mg/mL, P. acne는 0.10, 0.15 mg/mL 였다. 주변 환경에서 검출빈도가 높은 5종의 곰팡이 중 4종에 대해 항진균 활성을 보였으며, 균사 생장의 100%를 억제할 수 있는 최저 농도로 결정하여 MIC를 측정한 결과 Gliocladium virens는 65 mg/mL이었다. Aureobasidium pullulans에 대한 MIC는 90 mg/mL, Penicilium pinophilum 및 Chaetomium globosum에 대한 MIC는 100 mg/mL로 측정되었다. 피부자극 테스트인 패치테스트와 안자극 테스트인 ocular mucous membrane irritation evaluation test에서도 CW는 자극을 보이지 않는 안전한 추출물로 간주되었다. 따라서, 이러한 결과는, 황련(Coptis chinensis)은 항균, 항진균 활성 및 인체 안전성을 가지는 화장품 및 주거 환경 산업의 소재 개발에 응용될 수 있음을 시사한다.

번행초(Tetragonia tetragonioides)로부터 추출한 Phenolic Compounds의 미용 식품 활성 (Beauty Food Activities of Isolated Phenolic Compounds from Tetragonia tetragonioides)

  • 조재범;이은호;조영제
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.333-341
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    • 2016
  • 본 연구는 물과 ethanol을 추출용매로 사용한 번행초(Tetragonia tetragonioides) 추출물이 미용 식품 소재로 사용 가능한 기능성을 증명하고자 하였다. Phenolic compounds는 물 추출물에서 3.29 mg/g, 50% ethanol 추출물에서 4.14 mg/g의 결과를 각각 나타내었다. 전자공여능 측정 결과 $200{\mu}g/mL$ phenolic compounds의 농도에서 물 추출물은 98.45%, 50% ethanol 추출물은 91.20%의 활성을 나타내었다. ABTS radical 활성 측정 결과 $100{\mu}g/mL$ phenolic compounds의 농도에서 물 추출물은 97.28%, 50% ethanol 추출물은 97.03%의 활성을 나타내었다. Antioxidant protection factor(PF) 측정 결과 $200{\mu}g/mL$ phenolic compounds의 농도에서 물과 ethanol 추출물 모두 1.77 PF의 같은 결과를 나타내었다. Thiobarbituric acid reactive substance(TBARS) 측정 결과 $100{\mu}g/mL$ phenolic compounds의 농도에서 물과 ethanol 추출물은 94.77%와 95.64%의 높은 활성을 나타내었다. 미백과 관련 있는 tyrosinase 저해 활성을 측정한 결과 $200{\mu}g/mL$ phenolic compounds의 농도에서 ethanol 추출물은 34.96%의 억제력을 나타내었다. 주름 개선 효과를 측정하는 elastase 저해 활성과 collagenase 저해 활성을 측정한 결과 $200{\mu}g/mL$ phenolic compounds의 농도에서 ethanol 추출물만 78.90%와 61.3%의 높은 저해 활성을 나타내었다. 수렴 효과를 나타내는 astringent effect에서 $200{\mu}g/mL$ phenolic compounds 농도의 ethanol 추출물은 7.82%의 효과를 나타내었다. Hyaluronidase 저해 효과 측정 결과 물 추출물 $200{\mu}g/mL$ phenolic compounds의 농도에서 81.04%의 염증 억제 효과를 나타내었다. 이러한 결과들로 미루어 보았을 때 번행초 추출물은 항산화 작용과 미용 식품으로서의 기능성을 기대할 수 있다.

3T3-L1 지방세포에서 lipogenesis 저해제와 lipolysis 촉진제로서 Dipterocarpus tuberculatus Roxb.의 새로운 역할 (Novel Role of Dipterocarpus tuberculatus Roxb. as a Lipogenesis Inhibitor and Lipolysis Stimulator in 3T3-L1 Adipocytes)

  • 이수진;김지은;최윤주;진유정;노유정;설아윤;송희진;황대연
    • 생명과학회지
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    • 제32권11호
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    • pp.855-864
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    • 2022
  • Dipterocarpus tuberculatus Roxb.의 약리학적 효능은 광노화(photoaging), 염증(inflammation), 간독성(hepatotoxicity), 급성 위염(acute gastritis) 및 골유착(osseointegration)을 포함한 일부 분야에서만 연구되었다. 비만에 대한 D. tuberculatus의 새로운 효능을 규명하기 위해, Dipterocarpus tuberculatus Roxb.의 메탄올 추출물(MED)을 처리한 3T3-L1 지방세포에서 지방축적에 대한 억제효과와 지방분해에 대한 촉진효과를 연구하였다. MDI로 분화를 유도한 3T3-L1 지방세포에 분화 기간동안 MED를 처리했을 때, peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)γ와 CCAAT-enhancer binding protein (C/EBP) α의 mRNA 수준 뿐만 아니라 adipocyte fatty acid binding protein 2 (aP2)과 fatty acid synthase (FAS)의 발현을 억제하였다. MDI로 분화를 유도한 3T3-L1 지방세포에 분화 기간 동안 MED를 처리했을 때, Oil red O로 염색된 지방방울(lipid droplets)에서 유사한 감소가 관찰되었다. 더불어, 3T3-L1 지방세포에 MDI로 분화를 유도한 후 MED를 처리했을때, cAMP농도, free glycerol 농도, lipases의 발현을 포함한 lipolytic target의 증가가 관찰되었다. 이러한 결과는 MED가 MDI로 분화를 유도한 3T3-L1 지방세포에서 lipogenesis 저해제와 lipolysis 촉진제로서 새로운 역할을 갖음을 제시하고 있다.

제주도 자생 제주아그배 (Malus micromalus Makino) 추출물의 항산화와 항염증 활성 (Antioxidant and Anti-inflammatory Activity of Ethanol Extract of Malus micromalus Makino in Jeju Island)

  • 이주엽;강민철;이정아;고광효;김봉석;한종헌;김세재;김기옥
    • KSBB Journal
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    • 제24권4호
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    • pp.327-333
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    • 2009
  • 본 연구는 제주에 자생하고 있는 제주아그배의 생리활성, 즉 항산화 효과와 항염 효과를 알아보고자 수행하였다. 제주아그배의 항산화 활성을 측정하고자 비교 분석한 결과, 제주아그배 에탄을 추출물 (DPPH 소거활성 $IC_{50}$ 값, $16.1\;{\mu}g$/mL; NO 소거활성 $IC_{50}$$901.2\;{\mu}g$/mL; superoxide 소거활성 및 Xanthine oxidase 억제 활성 $IC_{50}$$42.5\;{\mu}g$/mL, $2.7\;{\mu}g$/mL)은 좋은 항산화 활성을 보였고, 그 분획물 중에서는 에틸아세테이트 분획물이 항산화 활성 실험 모두에서 높은 소거활성을 나타내었다. 따라서 항산화 활성이 좋은 제주아그배의 추출물의 항염증 효과를 탐색하기 위하여 대식 세포 모델을 이용하였다. LPS로 자극한 마우스 대식세포인 RAW 264.7 세포에서 NO 활성과 세포독성간의 상대적 비교지수인 선택지수를 이용하여 탐색한 결과 에탄을 추출물과 에틸아세테이트 분획물이 2.9와 12.2로 가장 높은 상대적 NO 생성 억제 활성을 보였다. 그리고 NO 생성 억제율에 대한 $IC_{50}$ 값은 각각 $16.7\;{\mu}g$/mL, $4.1\;{\mu}g$/mL으로 나타났다. 이런 결과를 기초로 하여 제주아그배의 에탄올 추출물의 NO 감소가 iNOS 단백질 감소에 의한 것임을 확인한 결과, 시료를 처리한 RAW 264.7 세포에서 iNOS 단백질이 농도 의존적으로 감소하였다. 또한 iNOS 단백질의 억제가 mRNA의 감소로 인한 것인지 조사하고자, RT-PCR을 통해 iNOS의 mRNA 발현을 조사한 결과, 단백질과 마찬가지로 농도 의존적인 mRNA 발현 감소를 볼 수 있었다. 제주아그배의 에탄을 추출물을 농도 별로 처리하였을 때 유의적으로 COX-2 단백질과 mRNA 발현이 농도 의존적으로 억제하였다. 분획물 중에서는 NO 활성과 세포 독성간의 상대적 비교지수인 선택지수가 높았던 에틸아세테이트 분획물이 에탄을 추출물보다도 NO, iNOS, COX-2의 억제 정도가 더 좋은 경향을 나타내었다.

LPS로 유도된 RAW 264.7 Cell과 마우스 모델에 대한 넓패(Ishige sinicola) 에탄올 추출물의 항염증 효과 (Anti-inflammatory effects of Ishige sinicola ethanol extract in LPS-induced RAW 264.7 cell and mouse model)

  • 김지혜;김민지;김꽃봉우리;박선희;조광수;김고은;쉬 시아오통;이다혜;박가령;안동현
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제24권8호
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    • pp.1149-1157
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    • 2017
  • 본 연구에서는 넓패 에탄올 추출물의 항염증 효과를 알아보기 위해 RAW 264.7 세포에 LPS로 유도된 염증 반응 in vitro 및 in vivo 실험을 실시하였다. RAW 264.7 세포에 LPS와 함께 세포를 배양하였다. 먼저 MTT assay 실험을 통해 넓패 에탄올 추출물이 모든 농도(0.1, 1, 10, 50, $100{\mu}g/mL$)에서 세포독성을 나타내지 않는 것을 학인 하였다. 또한 모든 농도에서 염증억제 효과를 살펴 본 결과, LPS 처리구는 iNOS, COX-2, NF-${\kappa}B$ 그리고 MAPKs의 발현양을 증가 시켰으나, 넓패 에탄올 추출물의 경우 염증 반응에 관여하는 전사인자인 NF-${\kappa}B$와 MAPKs의 활성을 억제함으로써 항염증 효과를 나타내었다. 마지막으로 넓패 에탄올 추출물의 mast cell의 피부 조직학적 변화를 알아본 결과, control의 경우 진피와 경피의 면적이 확장 되어있고, mast cell의 침윤이 정상 군에 비하여 현저하게 증가함을 알 수 있었다. 반면에 넓패 에탄올 추출물의 경우 대조군에 비해 진피와 경피의 두께가 줄었으며 mast cell의 침윤감소에 효과가 있는 것을 확인하였다. 따라서 모든 결과를 종합하였을 때 넓패 에탄올 추출물이 항염증 치료제 뿐만 아니라 더 나아가 항염증에 유용한 기능성 식품소재로써 가치가 높다고 사료된다.

영지버섯균 발효 꾸지뽕나무 가지 톱밥 추출물의 항염증 활성 (Anti-inflammatory effects of Cudrania tricuspidata twig sawdust fermented with Ganoderma lucidum mycelium)

  • 박세은;김명곤;김승
    • 한국버섯학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.225-233
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    • 2021
  • 염증은 외부 자극으로부터 보호하는 중요한 면역반응이다(Jeong et al., 2012). 그러나 NO 및 inflammatory cytokine과 같은 염증 매개 인자의 과도한 생성은 비정상적인 염증 반응을 초래할 수 있다(Paradise et al., 2010). 염증 매개 인자의 생성과 염증 신호 전달을 조절하는 중요한 역할을 하는 대식세포는 LPS 자극에 의해 NF-κB가 활성화 되어 inflammatory cytokine 등의 염증 매개 인자들이 분비가 증가되며 염증 반응을 심화시킨다(Lee et al., 2012). 본 연구에서는 영지버섯균 발효 꾸지뽕나무 가지 톱밥 추출물을 이용하여 LPS로 염증을 유도한 Raw264.7세포에서 염증 관련 인자들의 생성 및 발현에 미치는 영향을 분석하여 항염증 효과를 확인하였다. NO는 염증에서 중요한 역할을 하며 대식세포의 염증 반응 조절 평가시 대표적인 지표로 사용되며 iNOS에 의해 생성이 유도되며 PGE2는 염증 매개 인자로 inflammatory cytokine 생성에 관여하며 COX-2에 의해 생성이 유도된다(Paradise et al., 2010; Posadas et al., 2000). 발효추출물이 RAW264.7세포에서 세포독성 없이 NO의 생성과 PGE2의 생성을 감소시켰으며 이 결과는 발효 추출물 처리에 의해 iNOS와 COX-2의 발현이 감소한 것과 일치하였다. 또한 염증 반응을 조절하는 대표적인 inflammatory cytokine으로 알려진 IL-1β, TNF-α의 생성이 감소되었다. 따라서 발효추출물은 NO, PGE2, inflammatory cytokines 생성을 감소시켜 항염증 효과를 나타낸다고 볼 수 있다. NF-κB는 iNOS, COX-2 및 inflammatory cytokine의 발현을 조절하는 전사인자로 IκB와의 결합에 의해 NF-κB의 핵 내 이동이 억제되며 불활성화상태로 존재한다. LPS 자극에 의해 IκB가 인산화 및 분해되면 NF-κB가 활성화되어 핵 내로 이동하여 염증성 매개인자들의 발현을 유도하고, 염증성 질환 뿐만 아니라 다양한 질환을 유발시키는 것으로 알려져 있다 (Kawai and Akira, 2006; Ghosh and Ksarin, 2002). 본 연구에서는 LPS에 의해 자극된 RAW264.7 세포에서 IκB의 분해 및 NF-κB의 전이가 발효추출물에 의해 감소됨을 확인하였으며 발효추출물에 의한 iNOS, COX-2 및 inflammatory cytokine 감소는 NFκB 활성화 감소에 의해 조절되는 것으로 사료된다. 이러한 결과들을 통해서 발효추출물이 NF-kB 활성화 억제를 통해 염증 매개 인자들의 생성 및 발현을 감소시킴으로서 염증 반응 억제 효과를 나타냄을 확인하여, 염증 관련 질환에 대해 예방 및 개선을 위한 항염증 기능성 소재로 사용될 수 있음을 시사한다.

Balb/c 마우스를 이용한 HK 표고버섯 균사체(HKSMM)의 면역증강 및 항염효과 (Immune-enhancing and Anti-inflammatory Effects of HK Shiitake Mushroom Mycelium (HKSMM) using Balb/c Mice)

  • 김훈환;하상은;박민영;정세효;볼살레 프리탐 바그완;아부살리야 아부야시르;김정옥;하영래;김곤섭
    • 생명과학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.447-454
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    • 2022
  • 본 연구는 Balb/c 마우스의 면역 강화에 대한 HK 표고버섯 균사체 (HKSMM)의 효과를 확인했다. 실험동물은 음성 대조군(NC), 양성 대조군(PC; 1,000 mg/100 g; AHCC), T1 (500 mg/100 g; HKSMM), T2 (1,000 mg/100 g; HKSMM) 및 T3 (2,000 mg/100 g; HKSMM)로 구성하였고, 시료의 채취는 4주 및 6주에 수행하였다. COX-2 및 iNOS는 대조군보다 6주차 실험군에서 유의하게 낮았고, NO 결과도 유사한 결과였다. NF-κB 및 MAPKs 신호전달 경로와 관련된 인자를 확인한 결과, HKSMM을 섭취한 실험군은 대조군에 비해 유의하게 감소하였다. 비장 조직 내 백색수질의 수와 크기를 비교 분석한 결과, 대조군에 비해 실험군의 백색수질의 수와 크기가 농도 의존적으로 유의하게 증가하였다. 이러한 결과는 HKSMM이 Balb/c 마우스에서 면역강화 효과를 유도함과 동시에 항염증 효과가 있음을 시사한다. 따라서 HK 표고버섯 균사체는 면역강화 및 항염증 효과가 있어 건강기능식품 원료로 사용될 수 있다.

20(S)-protopanaxadiol promotes the migration, proliferation, and differentiation of neural stem cells by targeting GSK-3β in the Wnt/GSK-3β/β-catenin pathway

  • Lin, Kaili;Liu, Bin;Lim, Sze-Lam;Fu, Xiuqiong;Sze, Stephen C.W.;Yung, Ken K.L.;Zhang, Shiqing
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제44권3호
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    • pp.475-482
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    • 2020
  • Background: Active natural ingredients, especially small molecules, have recently received wide attention as modifiers used to treat neurodegenerative disease by promoting neurogenic regeneration of neural stem cell (NSC) in situ. 20(S)-protopanaxadiol (PPD), one of the bioactive ingredients in ginseng, possesses neuroprotective properties. However, the effect of PPD on NSC proliferation and differentiation and its mechanism of action are incompletely understood. Methods: In this study, we investigated the impact of PPD on NSC proliferation and neuronal lineage differentiation through activation of the Wnt/glycogen synthase kinase (GSK)-3β/β-catenin pathway. NSC migration and proliferation were investigated by neurosphere assay, Cell Counting Kit-8 assay, and EdU assay. NSC differentiation was analyzed by Western blot and immunofluorescence staining. Involvement of the Wnt/GSK3β/β-catenin pathway was examined by molecular simulation and Western blot and verified using gene transfection. Results: PPD significantly promoted neural migration and induced a significant increase in NSC proliferation in a time- and dose-dependent manner. Furthermore, a remarkable increase in anti-microtubule-associated protein 2 expression and decrease in nestin protein expression were induced by PPD. During the differentiation process, PPD targeted and stimulated the phosphorylation of GSK-3β at Ser9 and the active forms of β-catenin, resulting in activation of the Wnt/GSK-3β/β-catenin pathway. Transfection of NSCs with a constitutively active GSK-3β mutant at S9A significantly hampered the proliferation and neural differentiation mediated by PPD. Conclusion: PPD promotes NSC proliferation and neural differentiation in vitro via activation of the Wnt/GSK-3β/β-catenin pathway by targeting GSK-3β, potentially having great significance for the treatment of neurodegenerative diseases.