• 한국응용과학기술학회지
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• 제41권1호
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• pp.58-68
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• 2024

본 연구의 목적은 알츠하이머질환(Alzheimer's disease: AD) 동물 모델을 대상으로 트레드밀 운동(Treadmill exercise: TE)과 환경강화(environmental enrichment: EE) 처치가 인지기능, 근 기능, 및 밀착연접 단백질 발현에 미치는 영향을 확인하는데 있다. AD 동물 모델을 제작하기 위해 aluminum chloride(AlCl₃)를 90일간(40mg/kg/하루) 투여 하였으며 동시에 TE(10-12m/min, 40-60min/day) 혹은 EE에 노출시켰다. 그 결과 AlCl₃ 투여에 의한 인지기능 저하와 근 기능 감소가 TE와 EE에 의해 완화된 것으로 나타났다. 또한, TE와 EE는 AD 질환에서 나타나는 β-amyloid(Aβ), alpha-synuclein 및 tumor necrosis factor-α(TNF-α) 단백질의 발현 증가를 감소시킨 것으로 나타났다. 게다가 TE와 EE는 AlCl₃ 투여에 의해 감소된 밀착연접 단백질(Occludin, Claudin-5 및 ZO-1)의 발현을 통계적으로 유의하게 증가시킨 것으로 나타났다. 마지막으로 Aβ 단백질과 밀착연접 단백질과의 상관분석을 실시한 결과 부적 상관관계(Occludin: r=-0.853, p=0.001; Claudin-5 : r=-0.352, p=0.915; ZO-1 : r=-0.424, p=0.0390)로 나타났다. 따라서 이를 종합해 보면 TE 혹은 EE 처치는 AD에 나타나는 병리학적 특징들을 일부 완화시켜 인지기능과 근 기능을 일부 개선 시킬 수 있는 효과적인 운동 방법이라고 생각된다.

• International Journal of Stem Cells
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• 제17권3호
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• pp.319-329
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• 2024

Leucine-rich repeat kinase 2 (LRRK2), a large GTP-regulated serine/threonine kinase, is well-known for its mutations causing late-onset Parkinson's disease. However, the role of LRRK2 in glioblastoma (GBM) carcinogenesis has not yet been fully elucidated. Here, we discovered that LRRK2 was overexpressed in 40% of GBM patients, according to tissue microarray analysis, and high LRRK2 expression correlated with poor prognosis in GBM patients. LRRK2 and stemness factors were highly expressed in various patient-derived GBM stem cells, which are responsible for GBM initiation. Canonical serum-induced differentiation decreased the expression of both LRRK2 and stemness factors. Given that LRRK2 is a key regulator of glioma stem cell (GSC) stemness, we developed DNK72, a novel LRRK2 kinase inhibitor that penetrates the blood-brain barrier. DNK72 binds to the phosphorylation sites of active LRRK2 and dramatically reduced cell proliferation and stemness factors expression in in vitro studies. Orthotopic patient-derived xenograft mouse models demonstrated that LRRK2 inhibition with DNK72 effectively reduced tumor growth and increased survival time. We propose that LRRK2 plays a significant role in regulating the stemness of GSCs and that suppression of LRRK2 kinase activity leads to reduced GBM malignancy and proliferation. In the near future, targeting LRRK2 in patients with high LRRK2-expressing GBM could offer a superior therapeutic strategy and potentially replace current clinical treatment methods.

• 생명과학회지
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• 제29권6호
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• pp.747-753
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• 2019

인지기능 저하는 장 단기 기억 및 주의력 소실과 우울증, 불안증의 증가를 특징으로 한다. 또한, 인지기능 저하는 알츠하이머, 파킨슨병과 같은 다양한 퇴행성 뇌질환과 연관되어 있다. 경제적 부담, 안전 위협을 포함하는 인지기능 저하와 관련된 사회적 문제는 고령화가 진행됨에 따라 증가하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전 세계적으로 많은 연구가 수행되고 있다. 일반적으로 인지기능 저하를 유발할 가능성이 있는 원인으로는 노화에 따른 대사 및 호르몬 불균형, 감염, 약물 오남용, 신경세포 손상 등이 알려져 있지만 다양한 요인이 관련되어 있으므로 원인 규명이 어려운 한계점 때문에 뚜렷한 치료전략 수립이 어려운 실정이다. 최근의 연구에 따르면 퇴행성 뇌질환 발생의 원인과 이에 대한 치료전략 수립에 있어서 장내미생물의 역할이 중요하게 제시되고 있다. 특히, 알츠하이머병과 파킨슨병에서 장내미생물 조성의 변화 및 이들에 의한 대사산물에 따른 분자생물학적, 신경행동학적 증상의 변화가 밝혀졌다. 알츠하이머병 동물모델에서 장내미생물의 변화는 NMDA 수용체와 글루탐산의 변화를 통해 기억능력 소실을 야기하였다. 반면, 알츠하이머병 동물모델에 프로바이오틱스를 투여하였을 때, 비정상적인 신경학적 행동이 유의적으로 감소하였다. 파킨슨병은 장내미생물 군집의 변화와 직접적인 연관성을 보였으며 이는 이차적 증상인 변비 발생에도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 파킨슨병 동물모델에 투여한 프로바이오틱스는 단쇄지방산 중 하나인 뷰티르산 증가를 통한 신경세포 보호효과를 나타내었다. 또한, 알츠하이머병과 파킨슨병에서 뇌-혈관장벽의 기능이상이 밝혀졌으며, 뇌-혈관장벽 변화는 장내미생물 불균형에 의한 전신성 염증에 따른 미세소관의 파괴 및 투과성 증가와 연관된 것으로 나타났다. 더불어 장내미생물 대사과정에서 생성된 대사산물은 퇴행성 뇌질환의 발생과 치료에 영향을 미친다. 본 논문에서는 인지기능 저하의 진행을 지연시킴으로써 심화를 방지할 수 있는 효과적인 접근법을 제시하기 위하여 인지기능 저하와 장내미생물의 연관성을 심층적으로 고찰하여 치료적 대안으로 제시하고자 한다.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제27권2호
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• pp.55-62
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• 2009

우유는 110여 종에 달하는 다양한 영양소를 골고루 함유하고 있어 성장기 어린이들에게 영양학적으로 완전에 가까운 식품으로 알려져 있다. 전세계 인구의 75% 정도가 유전적으로 유당을 소화시키는 능력이 부족한 이른바 유당불내증 때문에 우유 소비를 가로막는 최대 장애요인이 되고 있다. 우유의 섭취 부족으로 인하여 영양소의 결핍이 초래되어 골다공증, 고혈압, 결장암의 발병율이 증가하고 있는 추세이다. 식품 중에 함유된 유당이 체내에 흡수되려면 소장내에서 가수분해가 일어나야 한다. 유당을 분해하는 효소를 락타아제 또는 $\beta$-갈락토시다아제라 한다. 유당의 가수분해로 생성되는 포도당은 혈당이나 에너지원으로 이용되지만, 갈락토오스는 유아의 뇌조직 성분인 당지질의 합성에 이용된다. 임상적으로 유당불내증은 breath hydrogen production test로 진단할 수 있다. 유당불내증은 유럽인 25%, 히스패닉계, 인도인, 흑인 및 유대인 50~80%, 아시아인과 아메리카 인디언의 경우 거의 100% 생기는 것으로 보고되었다. 성인의 경우 유당을 가수분해할 수 있는 능력 즉, 락타아제 지속성(lactase persistence)이 북유럽 인들에게는 흔한 표현형 인 반면 그 외 지역에서는 락타아제 비지속성(lactase non-persistence) 또는 성인형 저유당분해 효소증(adult-type hypolactasia)이 가장 흔하게 나타난다. 유전자 분석 결과 인간의 락타아제 유전자의 5' 말단으로부터 13910째 염기의 다혈성(C/T-13910 single nucleotide polymorphism)이 락타아제 지속성과 관련이 있다는 사실이 밝혀졌다. 유당불내증을 완화하기 위해서는 1회분으로 한 컵 이하, 타 식품과 함께 마실 것, 탈지유보다는 전지유, 요구르트 유산균과 함께 마실 것 등이 권장되며 위배출지연도 유당불내증 개선에 효과적이다. 기존 유당불내증 진단법은 지나치게 많은 유당을 투여함으로써 유당불내증 비율이 과장되어 있으므로 정확한 진단법의 개발이 필요하다. 발효유 제품이나 저유당 제품을 개발하면 유당불내증으로 인한 유제품의 소비 부진을 크게 해소할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제25권10호
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• pp.1751-1760
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• 2015

Mucin2 (MUC2), an important regulatory factor in the immune system, plays an important role in the host defense system against bacterial translocation. Probiotics known to regulate MUC2 gene expression have been widely studied, but the interactions among probiotic, pathogens, and mucin gene are still not fully understood. The aim of this study was to investigate the role of MUC2 in blocking effects of probiotics on meningitic E. coli-induced pathogenicities. In this study, live combined probiotic tablets containing living Bifidobacterium, Lactobacillus bulgaricus, and Streptococcus thermophilus were used. MUC2 expression was knocked down in Caco-2 cells by RNA interference. 5-Aza-2'-deoxycytidine (5-Aza-CdR), which enhances mucin-promoted probiotic effects through inducing production of Sadenosyl-L-methionine (SAMe), was used to up-regulate MUC2 expression in Caco-2 cells. The adhesion to and invasion of meningitic E. coli were detected by competition assays. Our studies showed that probiotic agents could block E. coli-caused intestinal colonization, bacteremia, and meningitis in a neonatal sepsis and meningitis rat model. MUC2 gene expression in the neonatal rats given probiotic agents was obviously higher than that of the infected and uninfected control groups without probiotic treatment. The prohibitive effects of probiotic agents on MUC2-knockdown Caco-2 cells infected with E44 were significantly reduced compared with nontransfected Caco-2 cells. Moreover, the results also showed that 5-Aza-CdR, a drug enhancing the production of SAMe that is a protective agent of probiotics, was able to significantly suppress adhesion and invasion of E44 to Caco-2 cells by upregulation of MUC2 expression. Taken together, our data suggest that probiotic agents can efficiently block meningitic E. coli-induced pathogenicities in a manner dependent on MUC2.