• 생명과학회지
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• 제29권3호
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• pp.345-353
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• 2019

본 연구에서는 다양한 방법으로 제조한 참외식초의 이화학적 특성과 항산화 작용, 알코올 대사 효소 활성 및 RAW 264.7 세포에서의 항염증 활성에 미치는 영향을 알아보았다. 각기 다른 방법으로 제조한 참외식초의 총 산도는 MV-1은 4.00%, MV-2는 4.32%, MV-3은 4.35%로 나타났다. 유기산 측정결과 MV-1은 malic acid (58.37 mg/ml), MV-2 (46.95 mg/ml)와 MV-3 (66.70 mg/ml)는 acetic acid가 가장 높게 나타났다. 참외식초의 총 페놀 함량은 MV-3에서 $129.74{\mu}g$ TAE/ml로 가장 높게 나타났다(p<0.05). 참외식초의 DPPH radical 소거능은 농도 의존적으로 증가하였으며(p<0.05), MV-3 40% 농도에서 89.28%로 가장 높게 나타났다. SOD 활성은 농도 의존적으로 증가하였으며(p<0.05), 60% 농도에서의 MV-1와 MV-2 및 MV-3는 각각 40.84%, 52.17%, 72.55%로 나타났다(p<0.05). 참외식초의 ADH 및 ALDH 활성은 농도의존적으로 증가하였으며, 60% 농도에서의 ADH 활성은 MV-1에서 136.58%로 가장 높게 나타났고, ALDH 활성은 MV-2에서 100.25%로 나타났다. 아질산염 소거능 분석에서는 pH 1.2에서 MV-1, MV-2, MV-3 각각 81.58%와 94.72% 및 87.75%로 나타났다. 참외식초의 항염증 활성 측정을 위하여 LPS로 유도된 RAW 264.7 cell의 NO 합성을 측정한 결과, 1%에서 농도에서 MV-1, MV-2, MV-3의 NO 합성은 각각 25.93%와 10.01% 및 79.75% 감소하였다(p<0.05). 이상의 결과와 같이 참외 꼭지를 포함하여 0.5 cm두께로 슬라이스한 참외와 찹쌀고두밥 및 누룩을 이용하여 전통적인 방법으로 제조한 MV-3는 항산화 및 항염증 활성이 높은것으로 나타났기에 기능성 건강음료로서의 가능성이 높은 것으로 판단된다.

• 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.

• 생명과학회지
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• 제31권3호
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• pp.330-337
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• 2021

본 연구에서는 천연물유래 구강건강 개선소재로써 노각나무의 이용 가능성을 알아보기 위해 노각나무 잎과 줄기를 에탄올에 추출한 다음 구강미생물에 대한 추출물의 항균활성을 조사하였다. 노각나무 잎과 줄기 추출물(1 mg/disc)은 구강미생물 중 P. gingivalis KCTC5352에 대해서만 항균활성을 나타내었으며 줄기보다는 잎 추출물의 항균활성이 우수하였다. 시판되고 있는 구강케어제품에 사용되고 있는 항균제와 노각나무 잎 추출물의 항균활성을 비교한 결과, P. gingivalis에 대한 노각나무 잎 추출물과 양성대조구로 사용한 triclosan의 항균활성은 유사하게 나타났으며. P. gingivalis에 대한 노각나무 잎 추출물의 MIC는 0.4 mg/ml이고 정균작용을 하였다. 노각나무 잎추출물이 0.2-2.0 mg/ml 농도로 처리된 배양액에서 P. gingivalis KCTC5352의 생물막 형성과 세균 생육은 추출물의 농도가 증가할수록 농도의존적으로 억제되는 경향을 보였다. 또한 노각나무 잎 추출물(1 mg/ml) 처리가 P. gingivalis의 생물막 형성에 미치는 영향을 주사전자현미경으로 관찰한 결과에 의하면 추출물을 처리하지 않은 대조구는 추출물 처리구에 비해 P. gingivalis가 군집을 이루며 모여 있었고 세포 주변에서 생물막이 관찰되었지만 추출물을 처리한 처리구의 세포 주변에서는 생물막을 관찰할 수 없었다. qRT-PCR을 이용하여 생물막 형성 초기 과정에서 치면 부착에 필수적인 섬모(fimbriae)관련 mRNA 발현 양상을 0조사한 결과, 노각나무 잎 추출물이 0.2-2.0 mg/ml의 농도로 처리된 배양액에서 fimA와 mfa1 유전자 발현은 추출물의 농도가 높아질수록 농도의존적으로 억제되는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 결과를 종합하면 노각나무 잎 추출물은 치주질환 원인균인 P. gingivalis에 대한 항균 활성과 생물막 형성 억제능이 우수하기 때문에 천연물유래 구강건강 개선소재로써 이용 가능성이 높을 것으로 판단된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제49권1호
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• pp.74-81
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• 2022

유채(Brassica napus)는 배추와 양배추의 자연 교잡에 의해 만들어진 이질사배체 작물(AACC, 2n = 38)로, 유채유를 생산하는 기름 작물이다. 본 연구에서는 올레산 함량이 높은 유채 EMS26 계통과 J8634-B-30 계통의 잡종 1세대 소포자를 이용하여 배양을 실시하였고, 재분화 식물체의 배수성을 검정하고 배가반수체 집단을 선발하여 C18 지방산 조성을 분석하였다. 먼저 꽃봉오리의 크기에 따른 소포자 발달 단계를 확인하였으며, 소포자 배 발생 효율이 높은 1핵기 말과 2핵기 발달 단계를 보이는 꽃봉오리 크기는 2.6 ~ 3.5 mm였다. 본 크기의 꽃봉오리만을 이용하여 소포자 배양을 실시하였으며, 배양 10일 후에 구형배와 심장형배가 관찰되었다. 소포자배는 캘러스를 형성하여 2차배로 발달하였으며, 이후 발달된 multilobe로부터 108 계통의 재분화 식물체를 획득하였다. 재분화된 식물체의 배수성은 4배체가 66.7% (72계통)로 다수였으며, 8배체는 27.8% (30계통), 그리고 2배체는 5.6% (6계통)로 확인되었다. 각 배수성에 따른 기공 세포의 크기는 4배체, 8배체, 2배체 각각 25.5 ㎛, 35.6 ㎛, 19.9 ㎛로 나타나, 배수성과 세포 크기는 정의 상관관계를 보였다. 이중 4배체 배가반수체 식물체 62계통을 선별하여 지방산 조성을 분석한 결과, 평균 올레산(C18:1) 함량은 72.3%, 리놀레산(C18:2) 11.8%, 리놀렌산(C18:3) 6.2%로 나타났다. 특히 올레산 함량이 가장 높은 계통은 DH22 계통으로 77.6%였으며, 리놀렌산 함량은 DH19계통에서 13.4%로 가장 높았다. 또한 모부본 보다 높은 올레산과 리놀렌산 함량을 보이는 계통은 각각 5개와 14개로 초월 분리(Transgressive segregation) 현상을 보였다. 이렇게 확보된 배가반수체 유전 집단은 유채의 불포화 지방산 생합성 기작 및 관련 유전자 탐색에 활용 가능하며, 올레산 함유량이 높은 계통들은 고품질 유채유 생산 품종 육종 소재로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제32권1호
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• pp.11-22
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• 2022

뇌 등 신경 조직에서 흥분성 신경전달물질의 일종인 글루탐산(glutamate)에 의해 유도되는 신경세포 독성에 N-methyl-D-aspartate (NMDA) 수용체가 중요하게 관여함은 잘 알려져 있다. 레스베라트롤(resveratrol)은 자연식품에서 얻어지는 가장 잘 알려진 폴리페놀(polyphenol)의 일종으로 글루탐산에 의해 유도되는 신경세포 독성을 완화하는 효과가 있는 것으로 보고되었으나 그 기전은 명확히 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 NMDA를 처리한 HT-22 신경세포를 신경세포 독성 모델로 이용하여 미토콘드리아 손상에 미치는 레스베라트롤의 보호 효과와 그 기전을 연구하고자 하였다. NMDA를 처리한 HT-22 신경세포에서 MTT 환원능의 감소와 미토콘드리아 막전위의 소실, 세포 내 ATP 농도의 감소, 활성산소종 생성의 증가, 미토콘드리아 막 투과성의 증가(mitochondrial permeability transition) 등 미토콘드리아의 기능적, 형태학적 손상을 시사하는 지표 변화들이 관찰되었다. 또한 미토콘드리아 손상의 결과로 세포사멸(apoptosis)이 증가함도 확인하였다. 레스베라트롤은 NMDA에 의한 미토콘드리아 손상과 세포사멸을 현저히 방지하는 보호 효과를 보였다. 헴 산화효소-1(heme oxygenase-1) 활성 억제제인 아연 프로토포르피린-9(zinc protoporphyrin IX)을 전처리한 세포에서는 레스베라트롤의 보호 효과가 현저히 약화되었으며, 반면에 heme oxygenase-1 활성 촉진제인 코발트 프로토포르피린(cobalt protoporphyrin)과 빌리루빈(bilirubin)은 레스베라트롤과 유사한 보호 효과를 나타내었다. 실시간 정량중합효소연쇄반응(RT-qPCR) 검사와, 웨스턴 블롯(Western blot) 검사로 확인한 결과 레스베라트롤은 헴 산화효소-1의 mRNA와 단백 발현을 증가시킴을 확인할 수 있었다. 짧은 간섭 RNA (small interfering RNA)를 형질주입(transfection)하여 헴 산화효소-1의 발현을 일시적으로 차단(knock down)한 세포에서는 레스베라트롤의 보호 효과가 관찰되지 않았다. 이상의 결과를 종합하면 레스베라트롤은 NMDA를 처리한 HT-22 신경세포에서 미토콘드리아의 기능적, 형태학적 손상을 완화하여 신경세포 독성에 대한 보호 효과를 나타내며 그 기전에는 헴 산화효소-1의 발현 증가가 중요하게 작용함을 시사한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권4호
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• pp.356-365
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• 2022

영농형 태양광 발전은 농경지에서 작물을 생산함과 동시에 식물이 요구하는 광포화점 이상의 광을 이용하여 전기를 생산하는 시스템이다. 새로운 농가 소득원의 개발을 위하여 포도원에 태양광 패널을 설치하고 수체의 생육과 과실 발육 특성을 평가하여 영농형 태양광의 활용성을 탐색하고 향후 재배기술을 개발하는 데 필요한 정보를 제공하고자 연구를 진행하였다. 152 × 68 × 3.5cm 크기의 구조물에 영농형 150Wp (36cell) 모듈을 포도나무 재식열에 따라 배치하고, 과원의 환경과 식물생육을 분석하였다. 무처리에는 겨울철 풍속이 0.4-0.6m·s^-1에 도달하였으나, 시설 설치구에서는 0.01-0.02m·s^-1에 머물렀다. 삽수 수피의 탄수화물함량은 시설 설치구에서 183-184m·g^-1으로 무처리구(181-198mg·g^-1)에 비해 큰 차이가 없으며 삽수의 발아율도 큰 차이가 없었다. 잎의 엽록소의 함량은 처리구에서 높게 나타났다. 수확후 과실의 특성으로는 과립중, 과방중, 당도, 과피색의 차이는 없었다. 다만 시설구에서 숙기가 5-7일정도 늦어졌으며, 변색기의 착색에는 약간 차이가 있었다. 영농형 태양광 패널을 설치한 과원에서 포도나무와 과실의 발육은 유의차가 없었고, 설치구에서 착색이 지연되었다. 이러한 결과는 향후 포도원에서 영농형 태양광 시설을 설치하여 포도를 생산하는 기술 개발에 필요한 정보로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국작물학회지
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• 제38권3호
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• pp.264-274
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• 1993

본 연구는 화청벼와 IR24의 돌연변이 계통인 분상질 및 심백 변이체의 작물학적 및 이화학적특성과 제병 및 알콜발효특성을 조사하여 그 가공적 이용성을 검토하고 분상질배유 유전자의 유전분리와 표지인자들과의 연관 관계를 밝히고자 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 돌연변이체의 종실은 원품종에 비해 작았으며, 천입중과 1$\ell$중도 전반적으로 가벼운 것으로 나타났다. 2. 변이체들의 출수기는 원품종과 같았으며, 정조수량은 원품종에 비해 낮았다. 3. 분상질 배유의 전분립은 느슨한 결정구조를 갖고 있었고, 전분립의 크기는 원품종과 변이체들간에 동일경향이 아니었으며, 원품종에 비해 변이체들은 밀도와 경도가 낮았다. 4. 변이체들의 아밀로스 함량은 16.9～28.5%로 변이복이 크게 나타났다. 현미의 조단백 함량에서 화청벼의 분상질변이체들은 원품종과 같았으나 IR24의 심백변이체인 47106은 원품종(8.30%)에 비해 11.32%로 높게 나타났다. 5. Gel consistency는 원품종들이 soft의 특성을 보였으나 분질 및 심백의 변이체에서는 모도 medium의 특성을 보였고, 백미의 알칼리 붕괴도는 원품종에 비해 분수질 변이체들에서 높게 나타났다. 6. Amylogram에 의한 호화개시 온도는 IR24의 분상질변이체(47160)를 제외하고 모도 원품종과 비슷하였으나, 최고점도와 최저점도 및 굳음성은 원품종 화청벼와 IR24에 비해 변이체에서 월등히 낮게 나타났다. 7. Instron으로 측정된 증편의 경도와 gumminess로 볼 때 화청벼 분상질 및 심백변이체로 조제된 증편은 다소 부드러운 특성을 나타냈으나, IR24의 경우는 일정 경향이 없었다. 분상질미와 심백미의 증편부피는 원품종에 비해 대체로 크게 나타났다. 8. 알콜발효 과정 중 당도 저하는 변이체들 특히 분상질에서 빨리 일어났고, 발효 10일 후의 알콜생성량도 원품종에 비해 변이체들에서 높게 나타나서 분상질미는 양조용으로서의 이용성이 크게 기대되었다. 9. 화청벼와 IR24에서 유래한 분상질 배유유전자들의 대립성 검정결과 서로 다른 3개의 유전자좌를 탐색하였으며, 그 유전자들을 각각 flo-a, flo-b, flo-c로 표시하였다. 10. flo-a 유전자는 IV번 연관군의 lg(liguleless ; 무엽설) 유전자와 5.76$\pm$1.72%(상반)로 연관되어 있었다.

• 현장농수산연구지
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• 제11권1호
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• pp.103-111
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• 2009

본 연구는 개발된 곡립기주 밀리타리스 동충하초 균사체들 착유우사료에 수준별로 배합하여 60일간 급여하였을 때, 착유우의 사료 섭취량, 유성분 및 우유와 혈액내 cordycepin 함량과 혈중 항산화능력을 조사하여 실제 젖소사양에서 기능성 cordycepin 강화 우유생산을 위한 곡립 밀리타리스 동충하초 균사체의 적정사용량을 결정하고자 실시하였다. 본 연구는 비유중기 착유우 20두를 공시하여 대조구와 세 수준의 첨가구(3%, 6%, 9%)에 각각 5두씩 배치하고, 60일간 사양하였다. 동충하초 급여는 사료섭취량에 유의한 영향을 미치지 않았고 모든 처리군에서 전반적으로 양호한 섭취량을 나타내었다. 또한 산유량, 유성분 및 체세포수(SCC)는 처리구간에 유의한 차이가 나타나지 않았다. 우유중 요소태질소농도는 곡럽 밀리타리스 동충하초 균사체의 급여비율을 증가시킴에 따라 유의하게 증가하였다(P<0.05). 대조구에 비하여 곡립 밀리타리스 동충하초 균사제 급여군들의 우유 및 혈액내 cordycepin 함량은 유의적 (P<0.05)으로 증가하였지만, 균사제 첨가수준간에는 유의한 차이가 나타나지 않았다. 첨가 수준이 높아질수록 cordycepin의 섭취량이 증가하는 반면, 우유로 이행되는 양은 처리구간 큰 차이가 없기 때문에 첨가수준이 증가할 수록 우유내 전이율은 유의성은 없지만 낮아지는 것으로 나타났다. 하지만 조사된 항목들에서 개체별로 큰 차이가 조사되었는데, 우유내 cordycepin 함량의 경우 범위가 0~0.4 ㎍/mL로, 검출되지 않는 개체들도 나타났다. 경제적인 측면을 고려하면 본 실험에 사용된 3% 수준의 cordycepin 공급량을 선택하는 것이 바람직하겠지만, 3% 수준에서 검출되지 않은 개체수(2두)가 다른 수준들에 비하여(6%, 9% 각각 1두) 상대적으로 많았기 때문에 보다 균일한 결과를 얻기 위해서는 6% 수준을 선택하는 것이 바람직하다고 사료된다.

• 현장농수산연구지
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• 제11권1호
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• pp.113-123
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• 2009

본 연구는 밀리타리스 동충하초(Cordyceps militaris) 균사체를 6%수준으로 비유초기 젖소에게 (대조구 5두, 처리구 5두) 6개월간 급여하였을 때, 혈액 및 우유내 cordycepin 함량을 조사하여 비유시기별 변화양상을 조사하고자 실시하였다. 건물 섭취량, 우유중 체세포수 및 우유중 요소태질소농도는 비유 전 기간동안 밀리타리스 동충하초 균사체 급여군과 대조구 간에 유의한 차이가 나타나지 않았다. 또한 유단백질비율 및 생산량을 제외한 산유량, 유지방 및 유당에는 비유기간이 지속됨에 따라 밀리타리스 동충하초 균사체 급여 군과 대조군 간에 유의한 차이가 나타나지 않았다. 하지만, 유단백질 함량 및 생산량은 전체기간 평균이 대조군보다 급여군에서 유의하게 높았다(P<0.05). 혈액 및 우유중 cordycepin농도는 기대했던 대로 대조군에서는 전혀 검출되지 않았으나, 밀리타리스 동충하초 균사체를 급여한 처리구에서는 혈액 중 0.31~0.38㎍/mL, 우유 중 0.18~0.26㎍/mL범위의 cordycepin이 검출되었다. 또한 표준오차의 값이 높아, 개체별 차이가 큰 것으로 조사되었으며 또한 개체별 자료에서도 비유시기에 따라 우유내 cordycepin 함량의 변화가 높아 일정한 패턴을 도출할 수가 없었고, 검출되지 않는 경우도 일정수준 나타났다. 혈액과 우유내 cordycepin 함량은 유의적인 상관관계(P=0.006)가 있는 것으로 조사되었지만 r²=0.24로 매우 낮았다. 비유시기에 따른 동충하초의 cordycepin이 우유로 이행되는 패턴은 일정치 않은 것으로 조사되어, 비유시기는 cordycepin의 우유이행에 영향을 미치지 않는 것으로 사료된다. Cordycepin의 우유내 전이율 범위도 개체별로는 0.00~0.95%로 변이가 높았고 매우 낮게 조사되었다. 결론적으로 젖소에게 동충하초의 급여를 통한 cordycepin의 우유내 전이는 젖소 개체별 변이가 매우 크며 또한 전이효율이 낮아 농가 산업화에는 많은 어려움이 따를 것으로 자체 평가된다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제47권3호
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• pp.408-419
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• 2023

Background: Ginsenoside compound K (CK), the main active metabolite in Panax ginseng, has shown good safety and bioavailability in clinical trials and exerts neuroprotective effects in cerebral ischemic stroke. However, its potential role in the prevention of cerebral ischemia/reperfusion (I/R) injury remains unclear. Our study aimed to investigate the molecular mechanism of ginsenoside CK against cerebral I/R injury. Methods: We used a combination of in vitro and in vivo models, including oxygen and glucose deprivation/reperfusion induced PC12 cell model and middle cerebral artery occlusion/reperfusion induced rat model, to mimic I/R injury. Intracellular oxygen consumption and extracellular acidification rate were analyzed by Seahorse multifunctional energy metabolism system; ATP production was detected by luciferase method. The number and size of mitochondria were analyzed by transmission electron microscopy and MitoTracker probe combined with confocal laser microscopy. The potential mechanisms of ginsenoside CK on mitochondrial dynamics and bioenergy were evaluated by RNA interference, pharmacological antagonism combined with co-immunoprecipitation analysis and phenotypic analysis. Results: Ginsenoside CK pretreatment could attenuate mitochondrial translocation of DRP1, mitophagy, mitochondrial apoptosis, and neuronal bioenergy imbalance against cerebral I/R injury in both in vitro and in vivo models. Our data also confirmed that ginsenoside CK administration could reduce the binding affinity of Mul1 and Mfn2 to inhibit the ubiquitination and degradation of Mfn2, thereby elevating the protein level of Mfn2 in cerebral I/R injury. Conclusion: These data provide evidence that ginsenoside CK may be a promising therapeutic agent against cerebral I/R injury via Mul1/Mfn2 mediated mitochondrial dynamics and bioenergy.