• 한국축산식품학회지
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• 제40권6호
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• pp.1014-1032
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• 2020

This work aimed to investigate the psychobiotic effects of six bacterial strains on the mind and behavior of male Wistar rats. The probiotic (PRO) group (n=7) were rats pre-treated with antibiotics for 7 days followed by 14-day probiotic administration, antibiotics (ANT) group (n=7) were rats treated with antibiotics for 21 days without probiotics. The control (CON) group (n=7) were rats that received sham treatment for 21 days. The six bacterial strains with probiotic properties were mostly isolated from Thai fermented foods; Pedicoccus pentosaceus WS11, Lactobacillus plantarum SK321, L. fermentum SK324, L. brevis TRBC 3003, Bifidobacterium adolescentis TBRC 7154 and Lactococcus lactis subsp. lactis TBRC 375. The probiotics were freeze-dried into powder (6×10⁹ CFU/5 g) and administered to the PRO group via oral gavage. Behavioral tests were performed. The PRO group displayed significantly reduced anxiety level and increased locomotor function using a marble burying test and open field test, respectively and significantly improved short-term memory performance using a novel object recognition test. Antibiotics significantly reduced microbial counts in rat feces in the ANT group by 100 fold compared to the PRO group. Probiotics significantly enhanced antioxidant enzymatic and non-enzymatic defenses in rat brains as assessed using catalase activity and ferric reducing antioxidant power assay, respectively. Probiotics also showed neuroprotective effects with less pyknotic cells and lower frequency of vacuolization in cerebral cortex. This multi-strain probiotic formulation from Thai fermented foods may offer a potential to develop psychobiotic-rich functional foods to modulate human mind and behaviors.

• 생명과학회지
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• 제29권11호
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• pp.1200-1207
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• 2019

Loganin은 Corni fructus의 주요 iridoid glycoside이며 항염증, 항당뇨 그리고 뇌신경보호 효과 등이 보고되었다. 본 연구에서는 ${\alpha}-MSH$와 IBMX처리된 B16F10세포에서 loganin의 melanogenesis억제효과의 신호전달 경로를 조사하였다. Loganin의 미백 활성을 확인하기 위해 B16F10세포에서 $1{\mu}m$에서 $20{\mu}m$사이의 농도를 처리하여 세포독성 실험을 수행한 결과 최대 $20{\mu}m$농도에서 독성을 나타내지 않았다. 또한 loganin은 ${\alpha}-MSH$와 IBMX처리된 B16F10세포에서 농도-의존적으로 멜라닌 생성을 감소시키는 것을 확인하였다. 또한 loganin의 멜라닌 생성을 억제하는 신호전달 경로를 Western blotting을 실시하여 조사하였다. Western blot결과에 따르면 loganin은 ${\alpha}-MSH$와 IBMX 처리된 B16F10세포에서 증가된 CREB인산화(Ser133)와 MITF 발현 및 tyrosinase의 유전자 발현을 감소시켰고 ERK의 인산화를 증가시켜 melanin 생성을 억제하였다. 결론적으로 loganin은 ${\alpha}-MSH$와 IBMX에 의해 유도된 과도한 멜라닌 합성을 CREB인산화와 MITF 및 tyrosinase의 유전자 발현을 억제하고 ERK의 활성화를 통해 멜라닌 합성을 감소됨을 확인하였다. 따라서 loganin은 과색소 침착과 관련된 피부질환의 보호제로서 활용될 가능성을 가지는 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제28권11호
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• pp.1386-1395
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• 2018

최근의 연구결과를 통해서 중추 신경계와 위장관은 장-뇌 축을 따라서 양방향의 상호작용이 일어나고 있다는 것이 분명해지고 있다. 전임상 연구로부터 장내 마이크로비오타가 다양한 생리적 기능을 통해서 중추 신경계의 기능을 조절할 수 있음이 밝혀지고 있다. 폴리페놀 화합물은 과일, 채소, 차, 커피, 와인과 같은 식품에 존재하는 식물 유래의 물질로, 항산화, 항염증, 항균, 면역 조절, 항암, 혈관 확장 및 프리바이오틱스와 유사한 효과를 보유하고 있어 식이를 통해 섭취할 경우 건강에 직접적인 효과를 나타낸다. 최근 들어 폴리페놀 화합물이 인지 기능뿐만 아니라 산화적 스트레스 및 염증성 손상에 대해 작용하는 신경 보호에 유익한 효과를 줄 수 있다는 증거가 보고되고 있다. 본 총설에서는 신경 세포 신호 전달 경로의 자극, 신경 염증, 혈관 기능 및 장내 마이크로비옴과의 상호작용에 따른 폴리페놀 화합물의 신경 보호 효과와 관련된 작용 메커니즘에 대한 일반적인 개요를 제시한다. 폴리페놀 화합물의 대사 산물은 혈액-뇌 장벽을 가로 지르는 신경 전달 물질을 이용하고 뇌 혈관 시스템을 조절하여 작용하거나, 간접적으로 장내 마이크로비오타에 작용한다. 또한, 폴리페놀 화합물은 노화 관련 인지 기능 저하 및 신경 퇴행과 같은 신경계 질환을 다양한 생리 기능을 통해 효과적으로 관리할수 있다는 사실이 제시되고 있다. 폴리페놀 화합물은 신경 염증을 감소시키고 기억과 인지 기능을 향상 시키며 장내 마이크로비오타를 조절하는 능력을 지니고 있기 때문에 신경계 질환의 예방 및 치료에 있어 잠재적인 기능성 식품으로 주목 받을 것으로 기대된다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제45권3호
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• pp.433-441
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• 2021

Background: Multiple sclerosis (MS) and its animal model, the experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), are primarily characterized as dysfunction of the blood-brain barrier (BBB). Ginsenoside-Rg3-enriched Korean Red Ginseng extract (Rg3-KRGE) is known to exert neuroprotective, anti-inflammatory, and anti-oxidative effects on neurological disorders. However, effects of Rg3-KRGE in EAE remain unclear. Methods: Here, we investigated whether Rg3-KRGE may improve the symptoms and pathological features of myelin oligodendroglial glycoprotein (MOG)_35-55 peptide - induced chronic EAE mice through improving the integrity of the BBB. Results: Rg3-KRGE decreased EAE score and spinal demyelination. Rg3-KRGE inhibited Evan's blue dye leakage in spinal cord, suppressed increases of adhesion molecule platelet endothelial cell adhesion molecule-1, extracellular matrix proteins fibronection, and matrix metallopeptidase-9, and prevented decreases of tight junction proteins zonula occludens-1, claudin-3, and claudin-5 in spinal cord following EAE induction. Rg3-KRGE repressed increases of proinflammatory transcripts cyclooxygenase-2, inducible nitric oxide synthase, interleukin (IL)-1 beta, IL-6, and tumor necrosis factor-alpha, but enhanced expression levels of anti-inflammatory transcripts arginase-1 and IL-10 in the spinal cord following EAE induction. Rg3-KRGE inhibited the expression of oxidative stress markers (MitoSOX and 4-hydroxynonenal), the enhancement of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) oxidase 2 (NOX2) and NOX4, and NADPH activity in the spinal cord of chronic EAE mice. Furthermore, apocynin, a NOX inhibitor, mimicked beneficial effects of Rg3-KRGE in chronic EAE mice. Conclusion: Our findings suggest that Rg3-KRGE might alleviate behavioral symptoms and pathological features of MS by improving BBB integrity through modulation of NOX2/4 expression.

• 생약학회지
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• 제51권4호
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• pp.244-254
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• 2020

Atractylodes macrocephala is a perennial herb and is a member of the Compositae family. This plant is known to contain various bioactive constituents indicating anti-inflammatory, neuroprotective, anti-oxidant, immunological enhancement, and gastroprotective effects. In this investigation, we isolated four compounds with similar chemical structures from A. macrocephala, and evaluated their anti-inflammatory effects. Among the four compounds, compound 2(atractylenolide II) showed the second-best inhibitory effect on the lipopolysaccharide(LPS)-induced production of nitric oxide in RAW264.7 macrophages and BV2 microglial cells. Compound 2 also inhibited the LPS-induced the production of prostaglandin E2(PGE2), and the expression of inducible nitric oxide synthase(iNOS) and cyclooxygenase(COX)-2 proteins in both cells. In addition, compound 2 suppressed the production of pro-inflammatory cytokines including interleukin(IL)-1β, IL-6, and tumor necrosis factor(TNF)-α. These inhibitory effects were contributed by inactivation of nuclear factor kappa B(NF-κB) and mitogen-activated protein kinases(MAPKs) pathways by treatment with compound 2. This compound did not induce the expression of heme oxygenase(HO)-1 protein indicating that the anti-inflammatory effect of compound 2 was independent with HO-1 protein. Taken together, these results suggested that atractylenolide II can be a candidate material to treat inflammatory diseases.

• IMMUNE NETWORK
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• 제20권4호
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• pp.32.1-32.15
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• 2020

Influenza virus is the major cause of seasonal and pandemic flu. Currently, oseltamivir, a potent and selective inhibitor of neuraminidase of influenza A and B viruses, is the drug of choice for treating patients with influenza virus infection. However, recent emergence of oseltamivir-resistant influenza viruses has limited its efficacy. Morin hydrate (3,5,7,2',4'-pentahydroxyflavone) is a flavonoid isolated from Morus alba L. It has antioxidant, anti-inflammatory, neuroprotective, and anticancer effects partly by the inhibition of the NF-κB signaling pathway. However, its effects on influenza virus have not been studied. We evaluated the antiviral activity of morin hydrate against influenza A/Puerto Rico/8/1934 (A/PR/8; H1N1) and oseltamivir-resistant A/PR/8 influenza viruses in vitro. To determine its mode of action, we carried out time course experiments, and time of addition, hemolysis inhibition, and hemagglutination assays. The effects of the co-administration of morin hydrate and oseltamivir were assessed using the murine model of A/PR/8 infection. We found that morin hydrate reduced hemagglutination by A/PR/8 in vitro. It alleviated the symptoms of A/PR/8-infection, and reduced the levels of pro-inflammatory cytokines and chemokines, such as TNF-α and CCL2, in infected mice. Co-administration of morin hydrate and oseltamivir phosphate reduced the virus titers and attenuated pulmonary inflammation. Our results suggest that morin hydrate exhibits antiviral activity by inhibiting the entry of the virus.

• 생명과학회지
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• 제19권5호
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• pp.598-606
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• 2009

본 연구는 저산소증에서 반하가 대뇌신경세포에 미치는 영향을 알아보기 위하여 $E_18$의 배양 흰쥐 대뇌신경세포를 반하로 전처리한 후, LDH assay와 tryphan blue 염색으로 세포 생존율을 측정하였고, $H_2DCF-DA$, JC-1 염색으로 MMP, ROS 및 RNS 변화를 조사하였다. 이에 반하는 저산소증으로 유발된 대뇌신경세포를 2.5 ${\mu}g/ml$까지 농도의존적으로 세포 생존률을 증가시켰으며, 시간에 따른 생존율을 살펴보면 저산소증 유발 후 1 시간에는 별 차이를 보이지 않았지만 3 일, 5 일 후에는 각각 10.2%, 17.8%로 매우 유의한 증가를 보였다. 저산소증에서 반하가 MMP에 미치는 영향을 보기 위해 저산소증 유발직전과 유발 후 1 일, 3 일, 5 일에 JC-1으로 염색하고 미토콘드리아의 염색강도를 측정한 결과 적색형광은 실험군에서 전반적으로 대조군에 비하여 강하게 염색되는 미토콘드리아의 비율을 증가시킨 반면 녹색형광은 대조군과 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 즉 반하가 저산소증으로 유발된 MMP의 소실을 감소시킴을 알 수 있다. 또한 반하는 전반적으로 $H_2DCF-DA$에 염색되는 세포 비율을 현저하게 낮추는 것으로 나타나 저산소증으로 유발된 ROS 및 RNS의 생성을 유의성 있게 감소시켰다. 따라서 반하는 저산소증에서 ROS의 생성을 억제하고 MMP의 소실을 막아 세포의 에너지고갈을 방지함으로서 신경세포를 보호하는 것으로 이해된다.

• 동의생리병리학회지
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• 제16권1호
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• pp.150-153
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• 2002

To elucidate the toxic effect of oxygen free radicals on cultured mouse spinal motor neurons damaged by hydrogen peroxide(H₂O₂)-induced neurotoxicity, we examined the neurotoxicity induced by oxygen radicals by NR assay when cultured spinal motor neurons were grown in the medium containing various concentrations of H₂O₂ for 6 hours. In addition, neuroprotective effects of herb extracts such Rhizoma Gastrodiae(RG), on H₂O₂-induced neurotoxicity in cultured spinal motor neurons were evaluated after cultured spinal motor neurons were preincubated with various concentrations of herb extract, RG for 2 hours before 50uM H₂O₂ for 6 hours. H₂O₂ decreased remarkably cell viability in dose-and time-dependent manner in these cultures, and also herb extract, RG increased cell viability of spinal motor neurons damaged by H₂O₂ in these cultures. From the above results, it is suggested that H₂O₂ was toxic in cultured spinal motor neurons derived from mouse, and RG was effective in blocking the neurotoxicity induced by oxidative stress in these cultures.

• 한국식품과학회지
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• 제48권3호
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• pp.284-288
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• 2016

본 연구에서는 고포도당 조건에서 로젤의 산화방지 효과와 산화 손상에 대한 신경세포 보호효과를 검증하였다. 총 페놀 함량은 아세트산에틸 분획물(71.41 mg GAE/g)이 다른 분획물보다 높았으며, 이에 따라 아세트산에틸 분획물로 in vitro 산화방지 실험을 진행한 결과 상대적으로 우수한 ABTS 라디칼 소거활성과 지방질과산화물 생성 억제효과를 나타내었다. 신경세포에 고포도당으로 유발시킨 산화 스트레스에 대한 로젤 아세트산에틸 분획물은 산화 스트레스의 생성을 억제하고 신경세포 생존율을 향상 시켰다. 더불어 신경전달물질인 아세틸콜린 분해하는 아세틸콜린 에스터레이스의 억제효과를 보였으며, 마지막으로 HPLC 분석 결과 로젤 아세트산에틸 분획물에 존재하는 주요 페놀화합물은 클로로겐산인 것으로 판단되었다. 결국 클로로겐산을 함유하는 로젤 아세트산에틸 분획물은 우수한 산화방지 효과와 신경세포 보호효과 그리고 아세틸콜린 에스터레이스 억제 효과를 유도한 것으로 추정되며, 이를 통해 고포도당 상태에서 발생하는 당뇨성 퇴행성 신경질환과 같은 질병을 예방할 수 있는 고부가가치 소재로서의 활용가치가 있다고 판단된다.

• 한국식품과학회지
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• 제48권2호
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• pp.172-177
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• 2016

HPLC/MS를 이용하여 국내 자생 엉겅퀴(Cirsium japonicum)의 페놀성 화합물을 분석한 결과 제주지역 엉겅퀴가 가장 많은 페놀성 화합물을 함유하고 있었으며, chlorogenic acid가 73.15 mg/g dry weight, linarin이 76.67 mg/g dry weight 그리고 pectolinarin이 12.98 mg/g dry weight으로 확인되었다. 엉겅퀴의 기능성 식품으로서의 가치를 확인하기 위하여 산화방지 활성 및 신경세포 보호효과를 평가한 결과 DPPH, ABTS 및 FRAP assay에서 엉겅퀴의 강력한 산화방지 활성이 나타났다. 엉겅퀴 추출물이 DPPH 및 ABTS 라디칼의 50%를 저해하는 농도는 각각 $567{\mu}g/mL$와 $130{\mu}g/mL$으로 나타났다. DPPH, ABTS, FRAP법을 통한 총산화방지능은 각각 11.32, 100.15, $12.76{\mu}g/mL$ trolox equivalents 나타났다. 과산화수소로 산화적 손상을 유도한 PC12 세포에 대하여 MTT와 LDH assay를 이용하여 세포생존률을 측정한 결과 농도 의존적으로 세포 보호 활성이 나타났으며, 마찬가지로 활성산소종 생성률을 측정한 결과 농도 의존적으로 활성산소종 생성이 감소되어 세포 보호활성이 확인되었다. 본 연구를 통하여 엉겅퀴의 우수한 산화방지 활성 및 신경세포 보호효과가 검증되었다. 따라서 엉겅퀴는 안전한 식품 재료로서 꾸준히 섭취하였을 때 천연 산화방지제로 작용하여 신경퇴행을 예방함으로써 알츠하이머병, 파킨슨병 및 헌팅턴병 등의 질병 위험을 줄일 수 있을 것으로 판단된다.