Parkinson's disease is a common neurodegenerative disorder that is mainly caused by dopaminergic neuron loss in the substantia nigra. Several radiopharmaceutics have been developed to evaluate the integrity of dopaminergic neuronal system. In vivo PET and SPECT imaging of presynaptic dopamine imaing are already applied to Parkinson's disease and other parkinsonism, and can demonstrate the dopaminergic dysfunction. This review summarized the use of the presynaptic dopaminergic imaging in PD as biomarkers in evaluation of disease progression as well as in diagnosis of PD.
Objectives : The aim of this study was to investigate the neuroprotective effects and mechanisms of Cyperi Rhizoma extracts (CRE) using in vitro and in vivo models of Parkinson's disease (PD). Methods : We evaluated the neuroprotective effect of CRE against 1-methyl-4-phenylpyridinium (MPP+) toxicity using tyrosine hydroxylase immunohistochemistry (IHC) in primary rat mesencephalic dopaminergic neurons. In addition, the effect of CRE was evaluated in mice PD model induced by 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP). For evaluations, C57bl/6 mice were orally treated with CRE 50 mg/kg for 5 days and were injected intraperitoneally with MPTP (20 mg/kg) at 2 h intervals on the last day. To identify the CRE affects on MPTP-induced neuronal loss of dopaminergic neurons in substantia nigra pars compacta (SNpc) and striatum of mice, the behavioral tests and IHC analysis were carried out. Also, we conducted nitric oxide (NO) and tumor necrosis factor-alpha (TNF-${\alpha}$) assay in dopaminergic neurons and IHC using glial markers in SNpc of mice to assess the anti-inflammation effects. Results : In primary mesencephalic culture system, CRE protected dopaminergic cells against $10{\mu}M$ MPP+-induced toxicity at 0.2 and $1.0{\mu}g/mL$. In the behavior tests, CRE treated group showed improved motor deteriorations than those in the MPTP only treated group. CRE significantly protected striatal dopaminergic damage from MPTP-induced neurotoxicity in mice. Moreover, CRE inhibited productions of NO and TNF-${\alpha}$ in dopaminergic culture system and activation of astrocyte and microglia in SNpc of the mice. Conclusion : We concluded that CRE shows anti-parkinsonian effect by protecting dopaminergic neurons against MPP+/MPTP toxicities through anti-inflammatory actions.
Park, Ha-Young;Lee, Seung-Jin;Yang, Sang-In;Jang, Choon-Gon;Lee, Seok-Yong
Proceedings of the PSK Conference
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2002.10a
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pp.267.2-267.2
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2002
MPP$\^$+/ is known to be a neurotoxic substance that induces the degeneration of dopaminergic neurons and a Parkinsonism-like syndrome. MPP$\^$+/ is retained intracellularly or accumulated in dopaminergic neurons via the dopamine-reuptake system. It inhibits mitochondrial electron transport in dopaminergic neurons. In addition. it generates hydroxyl radicals. which cause the peroxidation of membrane lipid or damage DNA. (omitted)
Nicotine, primary component of tobaco produces craving and withdrawal effect both in humans and animals. Nicotine shows a close resemblance to other addictive drugs in molecular, neuroanatomical and pharmacological, particularly the drugs which enhances the cognitive functions. Nicotine mainly shows its action through specific nicotinic acetylcholine receptors located in brain. It stimulates presynaptic acetylcholine receptors thereby enhancing Ach release and metabolism. Dopaminergic system is also stimulated by it, thus increasing the concentration of dopamine in nuclear accumbens. This property of nicotine according to various researchers is responsible for reinforcing behavioral change and dependence of nicotine. Various researchers have also depicted that some non dopaminergic systems are also involved for rewarding effect of nicotinic withdrawal. Neurological systems such as GABAergic, serotonergic, noradrenergic, and brain stem cholinergic may also be involved to mediate the actions of nicotine. Further, the neurobiological pathway to nicotine dependence might perhaps be appropriate to the attachment of nicotine to nicotinic acetylcholine receptors, peruse by stimulation of dopaminergic system and activation of general pharmacological changes that might be responsible for nicotine addiction. It is also suggested that MAO A and B both are restrained by nicotine. This enzyme helps in degradation dopamine, which is mainly responsible for nicotinic actions and dependence. Various questions remain uninsurable to nicotine mechanism and require more research. Also, various genetic methods united with modern instrumental analysis might result for more authentic information for nicotine addiction.
Neurodegeneration can result in memory loss in the central nervous system (CNS) and impairment of taste and smell in the peripheral nervous system (PNS). The neurodegeneration seen in Parkinson's disease (PD) is characterized by functional loss of dopaminergic neurons. Recent studies have also found a role for dopaminergic neurons in regulating taste memory rewards in insects. To investigate how taste memories and sugar sensitivity can be affected in PD, we utilized the $DJ-1{\beta}$ mutant fruit fly, $DJ-1{\beta}^{ex54}$, as a PD model. We performed binary choice feeding assays, electrophysiology and taste-mediated memory tests to explore the function of the $DJ-1{\beta}$ gene in terms of sugar sensitivity as well as associative taste memory. We found that PD flies exhibited an impaired ability to discriminate sucrose across a range of sugar concentrations, with normal responses at only very high concentrations of sugar. They also showed an impairment in associative taste memory. We highlight that the taste impairment and memory defect in $DJ-1{\beta}^{ex54}$ can be recovered by the expression of wild-type $DJ-1{\beta}$ gene in the dopaminergic neurons. We also emphasized the role of dopaminergic neurons in restoring taste memory function. This impaired memory property of $DJ-1{\beta}^{ex54}$ flies also allows them to be used as a model system for finding supplementary dietary foods that can improve memory function. Here we provide evidence that the associative taste memory of both control and $DJ-1{\beta}^{ex54}$ flies can be enhanced with dietary supplementation of the medicinal plant, omija.
Sang Hui Yong;Sang-Mi Kim;Gyeong Woon Kong;Seung Hwan Ko;Eun-Hye Lee;Yohan Oh;Chang-Hwan Park
BMB Reports
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v.57
no.8
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pp.363-368
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2024
Parkinson's disease (PD), characterized by dopaminergic neuron degeneration in the substantia nigra, is caused by various genetic and environmental factors. Current treatment methods are medication and surgery; however, a primary therapy has not yet been proposed. In this study, we aimed to develop a new treatment for PD that induces direct reprogramming of dopaminergic neurons (iDAN). Achaete-scute family bHLH transcription factor 1 (ASCL1) is a primary factor that initiates and regulates central nervous system development and induces neurogenesis. In addition, it interacts with BRN2 and MYT1L, which are crucial transcription factors for the direct conversion of fibroblasts into neurons. Overexpression of ASCL1 along with the transcription factors NURR1 and LMX1A can directly reprogram iDANs. Using a retrovirus, GFP-tagged ASCL1 was overexpressed in astrocytes. One week of culture in iDAN convertsion medium reprogrammed the astrocytes into iDANs. After 7 days of differentiation, TH+/TUJ1+ cells emerged. After 2 weeks, the number of mature TH+/TUJ1+ dopaminergic neurons increased. Only ventral midbrain (VM) astrocytes exhibited these results, not cortical astrocytes. Thus, VM astrocytes can undergo direct iDAN reprogramming with ASCL1 alone, in the absence of transcription factors that stimulate dopaminergic neurons development.
The primary purpose of this review is to present an overview of relationship between human spontaneous eyeblinking and internal cognitive processes. The second purpose is to address the neural substrates of human eyeblinking based on recent studies focusing on the central dopaminergic system and to explore the significance of spontaneous eyeblinks in neuropsychiatric disorders. We reviewed recent and previous studies on eyeblink patterns under various cognitive tasks. We also reviewed neural substrates of eyeblinking, particularly based on the central dopaminergic system. This paper suggests that spontaneous eyeblinks are highly correlated with various cognitive processes and the activity of central dopaminergic system. Various neuropsychiatric disorders are related to the alteration of the occurrence of eyeblinking. Spontaneous eyeblinking is the unique human behavior that occurs regularly without conscious effort. It is known that the rate of eyeblinking is modulated by internal cognitive processes and dopamine-related neuropsychiatric disorders. Further research is required to how the temporal dynamics of spontaneous eyeblinking is correlated with the disease activity and progression.
Proceedings of the Korean Society of Applied Pharmacology
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2003.04a
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pp.21-37
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2003
1. Stimulation of dopaminergic system by morphine was abolished in ${\mu}$-opioid receptor knockout mice. 2. Dopaminergic stimulation by opioid agonists, morphine, DPDPE, and U50488, acts independently. 3. Loss of ${\mu}$-opioid receptors is more sensitive to the response of NMDA-induced convulsion and increase in the expression of mRNA for NMDA receptors.
Jun, Ye Lee;Bae, Chang-Hwan;Kim, Dongsoo;Koo, Sungtae;Kim, Seungtae
Journal of Ginseng Research
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v.39
no.2
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pp.148-154
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2015
Background: Ginseng is known to have antiapoptotic, anti-inflammatory, and antioxidant effects. The present study investigated a possible role of Korean Red Ginseng (KRG) in suppressing dopaminergic neuronal cell death and the cleavage of p35 to p25 in the substantia nigra (SN) and striatum (ST) using a 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)-induced Parkinson's disease mouse model. Methods: Ten-week-old male C57BL/6 mice were injected intraperitoneally with 30 mg/kg of MPTP at 24-h intervals for 5 d, and then administered KRG (1 mg/kg, 10 mg/kg, or 100 mg/kg) once a day for 12 consecutive days from the first injection. Pole tests were performed to assess the motor function of the mice, dopaminergic neuronal survival in the SN and ST was evaluated using tyrosine hydroxylase-immunohistochemistry, and the expressions of cyclin-dependent kinase 5 (Cdk5), p35, and p25 in the SN and ST were measured using Western blotting. Results: MPTP administration caused behavioral impairment, dopaminergic neuronal death, increased Cdk5 and p25 expression, and decreased p35 expression in the nigrostriatal system of mice, whereas KRG dose-dependently alleviated these MPTP-induced changes. Conclusion: These results indicate that KRG can inhibit MPTP-induced dopaminergic neuronal death and suppress the cleavage of p35 to p25 in the SN and the ST, suggesting a possible role for KRG in the treatment of Parkinson's disease.
Park, Gunhyuk;Kim, Hyo Geun;Ju, Mi Sun;Kim, Ae-Jung;Oh, Myung Sook
The Korea Journal of Herbology
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v.29
no.3
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pp.27-33
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2014
Objectives : The aim of this study was to investigate the protective effect of extract of Thuja orientalis leaves (TOFE) against 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)-induced neurotoxicity by inhibition of inflammation in in vitro and in vivo models of Parkinson's disease (PD). Methods : We evaluated the effect of TOFE against lipopolysaccharide (LPS)/1-methyl-4-phenylpyridinium ($MPP^+$) toxicity using nitric oxide (NO) assay, inducible NO synthase and cyclooxygenase 2 western blot, tyrosine hydroxylase and microglia activation immunohistochemistry (IHC) in BV2 cell, primary rat mesencephalic neurons, or C57BL/6 mice. We also evaluated the effect of TOFE in mice PD model induced by MPTP. C57BL/6 mice were treated with TOFE 50 mg/kg for 5 days and were injected intraperitoneally with four administrations of MPTP on the last day. We conducted behavioral tests and IHC analysis to see how TOFE affect MPTP-induced neuronal loss of dopaminergic neurons in substantia nigra pars compacta (SNpc) and striatum (ST) of mice. To assess the anti-inflammation effects, we carried out glial fibrillary acidic protein and macrophage-1 antigen integrin alpha M in IHC in SNpc and ST of mice. Results : In an in vitro system, TOFE decreasesd NO generations in BV2 cells. TOFE protected dopaminergic cells against LPS or $MPP^+$-induced toxicity in primary mesencephalic dopaminergic neurons. In vivo system, TOFE at 50 mg/kg treated group showed improved motor deteriorations than the MPTP only treated group and TOFE significantly protected striatal dopaminergic damage from MPTP-induced neurotoxicity in mice. Moreover, TOFE inhibited activation of astrocyte and microglia in SNpc and ST of the mice. Conclusions : We concluded that TOFE showed anti-parkinsonian effect by protection of dopaminergic neurons against MPTP toxicity through anti-inflammatory actions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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