• 대한약침학회지
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• 제25권3호
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• pp.216-223
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• 2022

Objectives: Oxidative stress plays a key role in chronic and acute brain disorders and neuronal damage associated with Alzheimer disease (AD) and other neurodegeneration symptoms. The neuroprotective effects of berberine and Berberis vulgaris (barberry) root extract against apoptosis induced by hydrogen peroxide (H₂O₂) in the human SH-SY5Y cell line were studied. Methods: The methanolic extraction of barberry root was performed using a maceration procedure. Oxidative stress was induced in SH-SY5Y cells by H₂O₂, and an MTT assay was applied to evaluate the neuroprotective effects of berberine and barberry root extract. The cells were pretreated with the half maximal inhibitory concentration (IC₅₀) of each compound (including berberine, barberry root extract, and H₂O₂), and the anti-apoptotic effects of all components were investigated using RT-PCR. Results: The SH-SY5Y cell viability increased in both groups exposed to 75 and 150 ppm barberry extract compared with that in the H₂O₂-treated group. The data showed that exposing SH-SY5Y cells to 30 ppm berberine significantly increased the cell viability compared with the H₂O₂-treated group; treatment with 150 and 300 ppm berberine and H₂O₂ significantly decreased the SH-SY5Y cell viability and was associated with berberine cytotoxicity. The mRNA levels of Bax decreased significantly under treatment with berberine at 30 ppm compared with the control group. A significant increase in Bcl-2 expression was observed only after treatment with the IC₅₀ of berberine. The expression level of Bcl-2 in cells exposed to both berberine and barberry extracts was also significantly higher than that in cells exposed to H₂O₂. Conclusion: The outcomes of this study suggest that treatment of SH-SY5Y cells with barberry extract and berberine could suppress apoptosis by regulating the actions of Bcl-2 family members.

• Journal of Ginseng Research
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• 제47권2호
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• pp.302-310
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• 2023

Background: The most common type of dementia, Alzheimer's disease (AD), is marked by the formation of extracellular amyloid beta (Aβ) plaques. The impairments of axons and synapses appear in the process of Aβ plaques formation, and this damage could cause neurodegeneration. We previously reported that non-saponin fraction with rich polysaccharide (NFP) from Korean Red Ginseng (KRG) showed neuroprotective effects in AD. However, precise molecular mechanism of the therapeutic effects of NFP from KRG in AD still remains elusive. Methods: To investigate the therapeutic mechanisms of NFP from KRG on AD, we conducted proteomic analysis for frontal cortex from vehicle-treated wild-type, vehicle-treated 5XFAD mice, and NFP-treated 5XFAD mice by using nano-LC-ESI-MS/MS. Metabolic network analysis was additionally performed as the effects of NFP appeared to be associated with metabolism according to the proteome analysis. Results: Starting from 5,470 proteins, 2,636 proteins were selected for hierarchical clustering analysis, and finally 111 proteins were further selected for protein-protein interaction network analysis. A series of these analyses revealed that proteins associated with synapse and mitochondria might be linked to the therapeutic mechanism of NFP. Subsequent metabolic network analysis via genome-scale metabolic models that represent the three mouse groups showed that there were significant changes in metabolic fluxes of mitochondrial carnitine shuttle pathway and mitochondrial beta-oxidation of polyunsaturated fatty acids. Conclusion: Our results suggested that the therapeutic effects of NFP on AD were associated with synaptic- and mitochondrial-related pathways, and they provided targets for further rigorous studies on precise understanding of the molecular mechanism of NFP.

• 대한영상의학회지
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• 제82권5호
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• pp.1124-1139
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• 2021

치매를 비롯한 퇴행성 신경 질환의 초기 진단에 자기공명영상을 이용한 뇌 위축 평가와 정량적 용적 분석이 중요하다. 뇌 위축의 시각적 평가는 주관적으로 평가자에 따라 다른 결과를 보여주기 때문에, 객관적인 결과를 제공하면서 임상 적용도 가능한 소프트웨어의 수요와 개발이 늘어나고 있다. 이러한 임상용 소프트웨어의 실제 임상 적용은 영상 검사의 표준화가 선행되어야 하고, 개발된 소프트웨어의 검증이 반드시 필요하다. 따라서 대한신경두경부영상의학회는 뇌용적 분석 임상용 소프트웨어의 임상적 활용에 대한 의견을 제시하기 위해 전문위원회를 구성하고 현재까지 발표된 연구를 정리하였다. 그리고, 정량화 분석을 위한 영상 검사의 표준화 및 소프트웨어의 임상 적용에 대한 전문가 의견을 제시하기 위하여 공동 작업을 수행하였다. 본 종설에서는 뇌 자기공명영상의 정량화 분석의 필요성 및 배경, 정량화 분석을 위한 임상용 소프트웨어의 소개 및 기존의 표준품(reference standard)과의 진단능 비교, 영상 획득의 표준화, 분석 및 평가의 표준화, 소프트웨어의 임상 적용에 대한 전문가 의견, 제한점 및 대처 방법 등 대한신경두경부영상의학회의 전문가 권고안을 소개하는 것이 목적이다.

• Korean Journal of Radiology
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• 제23권1호
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• pp.89-100
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• 2022

Objective: To improve the N biomarker in the amyloid/tau/neurodegeneration system by radiomics and study its value for predicting cognitive progression in individuals with mild cognitive impairment (MCI). Materials and Methods: A group of 147 healthy controls (HCs) (72 male; mean age ± standard deviation, 73.7 ± 6.3 years), 197 patients with MCI (114 male; 72.2 ± 7.1 years), and 128 patients with Alzheimer's disease (AD) (74 male; 73.7 ± 8.4 years) were included. Optimal A, T, and N biomarkers for discriminating HC and AD were selected using receiver operating characteristic (ROC) curve analysis. A radiomics model containing comprehensive information of the whole cerebral cortex and deep nuclei was established to create a new N biomarker. Cerebrospinal fluid (CSF) biomarkers were evaluated to determine the optimal A or T biomarkers. All MCI patients were followed up until AD conversion or for at least 60 months. The predictive value of A, T, and the radiomics-based N biomarker for cognitive progression of MCI to AD were analyzed using Kaplan-Meier estimates and the log-rank test. Results: The radiomics-based N biomarker showed an ROC curve area of 0.998 for discriminating between AD and HC. CSF Aβ42 and p-tau proteins were identified as the optimal A and T biomarkers, respectively. For MCI patients on the Alzheimer's continuum, isolated A+ was an indicator of cognitive stability, while abnormalities of T and N, separately or simultaneously, indicated a high risk of progression. For MCI patients with suspected non-Alzheimer's disease pathophysiology, isolated T+ indicated cognitive stability, while the appearance of the radiomics-based N+ indicated a high risk of progression to AD. Conclusion: We proposed a new radiomics-based improved N biomarker that could help identify patients with MCI who are at a higher risk for cognitive progression. In addition, we clarified the value of a single A/T/N biomarker for predicting the cognitive progression of MCI.

• Journal of Ginseng Research
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• 제44권3호
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• pp.442-452
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• 2020

Backgroud: Sleep deprivation (SD) impairs learning and memory by inhibiting hippocampal functioning at molecular and cellular levels. Abnormal autophagy and apoptosis are closely associated with neurodegeneration in the central nervous system. This study is aimed to explore the alleviative effect and the underlying molecular mechanism of stem-leaf saponins of Panax notoginseng (SLSP) on the abnormal neuronal autophagy and apoptosis in hippocampus of mice with impaired learning and memory induced by SD. Methods: Mouse spatial learning and memory were assessed by Morris water maze test. Neuronal morphological changes were observed by Nissl staining. Autophagosome formation was examined by transmission electron microscopy, immunofluorescent staining, acridine orange staining, and transient transfection of the tf-LC3 plasmid. Apoptotic event was analyzed by flow cytometry after PI/annexin V staining. The expression or activation of autophagy and apoptosis-related proteins were detected by Western blotting assay. Results: SLSP was shown to improve the spatial learning and memory of mice after SD for 48 h, accomanied with restrained excessive autophage and apoptosis, whereas enhanced activation of phosphoinositide 3-kinase/protein kinase B/mammalian target of rapamycin signaling pathway in hippocampal neurons. Meanwhile, it improved the aberrant autophagy and apoptosis induced by rapamycin and re-activated phosphoinositide 3-kinase/Akt/mammalian target of rapamycin signaling transduction in HT-22 cells, a hippocampal neuronal cell line. Conclusion: SLSP could alleviate cognitive impairment induced by SD, which was achieved probably through suppressing the abnormal autophagy and apoptosis of hippocampal neurons. The findings may contribute to the clinical application of SLSP in the prevention or therapy of neurological disorders associated with SD.

• Journal of Genetic Medicine
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• 제4권2호
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• pp.186-189
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• 2007

현재까지 보고 된 유전질환을 포함한 희귀질환은 6000종이 넘으며, 이 중 2007년 12월 현재, 1,500종(임상검사 목적 1,211종과 연구 목적 289)의 유전자 검사가 가능하다. 외국의 경우, 원인 유전자가 밝혀지고 진단이 가능한 모든 유전질환에 대해 착상 전 및 산전 유전자검사가 가능한데 반해, 국내에서는 2005년 제정된 생명윤리 및 안전에 관한 법률 제25조 2항에 의해 착상전 및 산전 유전자검사가 가능한 유전 질환은 63종으로 제한되어 있다. 이 보고에서는, 63종으로 제한된 검사항목에 포함되어 있지 않아 산전 진단을 할 수 없게 된 최근의 증례를 검토하고 문제점과 대안에 대해 논의하였다. X-성염색체 연관 열성질환인 MNK의 보인자로 확진된 L씨(여 38세)는 2명의 자녀를 출산하였는데, 그중 1명은 MNK에 이환된 남아로 출생 후 사망하였다. L씨는 2003년에 산전 유전자검사를 실시하여 정상의 남아를 출산하였다. 현재 임신 중인 L씨는 MNK에 이환된 남아를 또다시 출산할 가능성이 50%로 산전 유전자 검사가 필요하지만, 2005년에 제정된 생명윤리 및 안전에 관한 법률에 의해 산전 유전자검사가 법적으로 불가능하였다. 이 증례는 유전질환 검사항목을 63종으로 제한한 현행법의 문제점과 질환 형평성의 문제점을 실질적으로 보여주고 있다. 질환 명에 상관없이 유전질환의 가족력이 있는 가족에게는 산전 유전자검사에 대한 자기결정의 기회가 제공되어야 할 것이며, 만일, 현행법의 개정이 현실적으로 불가능하다면, MNK처럼 3년 내에 사망에 이르는 등 질병의 정도가 심하며, 효과적인 치료 방법이 없는 질환에 대해서는 산모나 가족이 원하는 경우 전문의의 전문적인 판단에 근거하여 예외가 인정되어야 한다고 사료된다.

• 분석과학
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• 제28권5호
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• pp.331-340
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• 2015

DNA/RNA결합 단백질로 다양한 기능을 한다고 알려진Fused in Sarcoma (FUS)의 유전자 돌연변이가 루게릭병 및 전측두엽성 치매 환자에서 발견되었다. 정상적인 FUS는 핵에 위치하지만 병리상황에서 FUS는 세포질로 잘못 타기팅 되어 스트레스 응집체와 결합된 단백질 응집체를 형성하는 것으로 알려졌다. 그러나 이들에 의한 스트레스 응집체 형성 기전 및 응집체 형성에 관여하는 FUS의 도메인은 정확히 알려지지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 루게릭병 연관 FUS 미스센스 돌연변이(P525L, R521C, R521H, R521G)의 세포내 위치 및 세포질 FUS의 응집체 형성에 관여하는 FUS내 도메인을 분석하고 동정하고자 하였다. 이를 위해 먼저, FUS 미스센스 돌연변이의 세포내 위치를 분석한 결과, P525L대부분은 세포질로 위치하여 스트레스 응집체를 형성하는 반면, R521C, R521H, R521G는 핵과 세포질에 위치하였다. 이를 통해 FUS의 핵으로의 이동에는 FUS의 마지막 2개의 아미노산이 매우 중요함을 확인할 수 있었다. 세포질로 빠져 나온 FUS의 응집체 형성에 관여하는 FUS도메인 분석을 위해서 핵 위치서열이 결손되어 대부분 세포질 응집체를 형성하는 FUS-∆17를 이용하여, 다양한 도메인 결손 돌연변이를 제작하고, 이들의 응집체 형성여부를 분석하였다. 그 결과, SYGQ-RGG1나 RGG2-ZnF-RGG3없는 세포질 FUS (FUS-∆SYGQ-RGG1-∆17, FUS-∆RGG2-ZnF-RGG3-∆17)는 스트레스 응집체를 형성하지 않은 반면, RRM이 없는 FUS-∆RRM-∆17은 FUS-∆17에 비해 많은 스트레스 응집체를 형성함을 알 수 있었다. 따라서, 도메인 분석결과 세포질의 FUS는 SYGQ-RGG1나 RGG2-ZnF-RGG3 도메인을 통해 FUS 스트레스 응집체 형성이 촉진되고, RRM도메인은 FUS 응집체 형성을 저해하고 있는 것으로 생각된다. 이러한 연구 결과는 FUS의 스트레스 응집체 형성과 연관된 다양한 퇴행성 뇌질환의 발병기전에 대한 이해뿐만이 아니라 이들 질환 치료를 위한 치료 후보 타겟 물질 발굴에 중요한 단서를 제공할 수 있을 것이다.

• 한국식품과학회지
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• 제47권3호
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• pp.380-387
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• 2015

국내에서는 최초로 황해쑥의 변종인 섬애(Seomae)쑥이란 품종명으로 산림청 품종보호등록(산림청 품종보호 제 42호, 2013.09.27.)된 고부가가치 식품 자원의 산업 활용도를 높이기 위하여 섬애쑥(Artemisia argyi H.) 60% 에탄올 추출물의 TMT 유도성 인지 결함에 대한 학습 및 기억 능력 개선 효과를 연구하였다. 뇌 신경세포 사멸을 유도하여 뇌 기능의 억제를 유발하는 TMT에 의한 인지기능 장애에 있어서 in vivo 학습 및 기억 능력을 평가하기 위해 Y-maze 및 passive avoidance test를 실시한 결과 TMT에 의해 유도된 인지기능 장애는 섬애쑥 에탄올 추출물에 의해 일정 수준에서 회복 되는 것으로 나타났다. 이들 in vivo 실험 결과의 원인 규명을 위해 동물실험이 종료된 후 mouse의 뇌 조직을 적출하여 AChE 활성 및 뇌 신경세포의 과산화 정도로써 MDA 함량을 측정한 결과, 섬애쑥 60% 에탄올 추출물을 섭취한 mouse의 경우 AChE 활성을 억제할 수 있으며 MDA 함량 역시 저해 시키는 것으로 나타났다. 특히 퇴행성 뇌신경 질환에서 중요한 발병 원인으로 알려진 산화적 스트레스에 대한 검증을 위해 섬애쑥 60% 에탄올 추출물을 이용하여 과산화수소에 의해 유발되는 in vitro 산화적 스트레스에 대한 PC12 세포에 대한 신경세포 보호효과를 확인한 결과, 60% 에탄올 추출물을 처리한 그룹은 비교적 농도 의존적으로 $H_2O_2$로 유도된 산화적 스트레스에 대한 신경세포 보호효과가 나타남을 확인할 수 있었다. 섬애쑥 에탄올 추출물에 존재하는 페놀 화합물을 HPLC로 분석한 결과 항산화 활성이 있는 eupatilin과 jaceosidin이 함유된 것으로 분석되었다. 본 연구 결과를 종합해 볼 때, TMT에 의해 유도된 학습 및 기억능력 감소 효과에 대한 섬애쑥 60% 에탄올 추출물의 개선 효과는 eupatilin과 jaceosidin 등의 페놀 화합물에서 기인되는 항산화 효과들과 이로 인한 뇌 신경세포 보호효과 그리고 일정 수준에서의 AChE 억제 효과 등에 의한 것으로 판단된다.