Kim, Minsu;Mok, Hyejung;Yeo, Woon-Seok;Ahn, Joong-Hoon;Choi, Yoon Kyung
Journal of Ginseng Research
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v.45
no.5
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pp.599-609
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2021
Ginseng has long been considered as an herbal medicine. Recent data suggest that ginseng has antiinflammatory properties and can improve learning- and memory-related function in the central nervous system (CNS) following the development of CNS neuroinflammatory diseases such as Alzheimer's disease, cerebral ischemia, and other neurological disorders. In this review, we discuss the role of ginseng in the neurovascular unit, which is composed of endothelial cells surrounded by astrocytes, pericytes, microglia, neural stem cells, oligodendrocytes, and neurons, especially their blood-brain barrier maintenance, anti-inflammatory effects and regenerative functions. In addition, cell-cell communication enhanced by ginseng may be attributed to regeneration via induction of neurogenesis and angiogenesis in CNS diseases. Thus, ginseng may have therapeutic potential to exert cognitive improvement in neuroinflammatory diseases such as stroke, traumatic brain injury, multiple sclerosis, Parkinson's disease, and Alzheimer's disease.
Multiple sclerosis (MS) is an autoimmune disease characterized by progressive neuronal loss, neuroinflammation, axonal degeneration, and demyelination. Previous studies have reported that 6-shogaol, a major constituent of ginger (Zingiber officinale rhizome), and its biological metabolite, 6-paradol, have anti-inflammatory and anti-oxidative properties in the central nervous system (CNS). In the present study, we investigated whether 6-shogaol and 6-paradol could ameliorate against experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), a mouse model of MS elicited by myelin oligodendrocyte glycoprotein ($MOG_{35-55}$) peptide immunization with injection of pertussis toxin. Once-daily administration of 6-shogaol and 6-paradol (5 mg/kg/day, p.o.) to symptomatic EAE mice significantly alleviated clinical signs of the disease along with remyelination and reduced cell accumulation in the white matter of spinal cord. Administration of 6-shogaol and 6-paradol into EAE mice markedly reduced astrogliosis and microglial activation as key features of immune responses inside the CNS. Furthermore, administration of these two molecules significantly suppressed expression level of tumor necrosis $factor-{\alpha}$, a major proinflammatory cytokine, in EAE spinal cord. Collectively, these results demonstrate therapeutic efficacy of 6-shogaol or 6-paradol for EAE by reducing neuroinflammatory responses, further indicating the therapeutic potential of these two active ingredients of ginger for MS.
Son, Gowoon;Jahanshahi, Ali;Yoo, Seung-Jun;Boonstra, Jackson T.;Hopkins, David A.;Steinbusch, Harry W.M.;Moon, Cheil
BMB Reports
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v.54
no.6
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pp.295-304
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2021
Olfactory neuropathology is a cause of olfactory loss in Alzheimer's disease (AD). Olfactory dysfunction is also associated with memory and cognitive dysfunction and is an incidental finding of AD dementia. Here we review neuropathological research on the olfactory system in AD, considering both structural and functional evidence. Experimental and clinical findings identify olfactory dysfunction as an early indicator of AD. In keeping with this, amyloid-β production and neuroinflammation are related to underlying causes of impaired olfaction. Notably, physiological features of the spatial map in the olfactory system suggest the evidence of ongoing neurodegeneration. Our aim in this review is to examine olfactory pathology findings essential to identifying mechanisms of olfactory dysfunction in the development of AD in hopes of supporting investigations leading towards revealing potential diagnostic methods and causes of early pathogenesis in the olfactory system.
Background: Many ginsenosides have been shown to be efficacious for major depressive disorder (MDD), which is a highly recurrent disorder, through several preclinical studies. We aimed to review the literature assessing the antidepressant effects of ginsenosides on MDD animal models, to establish systematic scientific evidence in a rigorous manner. Methods: We performed a systematic review on the antidepressant effects of ginsenoside evaluated in in vivo studies. We searched for preclinical trials from inception to July 2019 in electronic databases such as Pubmed and Embase. In vivo studies examining the effect of a single ginsenoside on animal models of primary depression were included. Items of each study were evaluated by two independent reviewers. A meta-analysis was conducted to assess behavioral changes induced by ginsenoside Rg1, which was the most studied ginsenoside. Data were pooled using the random-effects models. Results: A total of 517 studies were identified, and 23 studies were included in the final analysis. They reported on many ginsenosides with different antidepressant effects and biological mechanisms of action. Of the 12 included articles assessing ginsenoside Rg1, pooled results of forced swimming test from 9 articles (mean difference (MD): 20.50, 95% CI: 16.13-24.87), and sucrose preference test from 11 articles (MD: 28.29, 95% CI: 22.90-33.69) showed significant differences compared with vehicle treatment. The risk of bias of each study was moderate, but there was significant heterogeneity across studies. Conclusion: These estimates suggest that ginsenosides, including ginsenoside Rg1, reduces symptoms of depression, modulates underlying mechanisms, and can be a promising antidepressant.
Kim, Na-Yeon;Ko, Min Sung;Lee, Chung Hyun;Lee, Taek Joo;Hwang, Kwang-Woo;Park, So-Young
Natural Product Sciences
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v.28
no.3
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pp.153-160
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2022
Neuroinflammation is known to be associated with brain injury in Alzheimer's disease (AD), and the inhibition of microglial activation, a key player in inflammatory response, is considerd as important target for AD. In this study, the ethanol extract of aerial parts of Forsythia velutina Nakai, a Korean native species, significantly inhibited nitric oxide (NO) production in LPS-stimulated BV2 microglial cells. Thus, the active principles in F. velutina aerial parts were isolated based on activity-guided isolation method. As a result, six compounds were isolated and their structures were elucidated based on NMR data and the comparison with the relevant references as arctigenin (1), matairesinol (2), rengyolone (3), ursolic acid (4), secoisolariciresinol (5), and arctiin (6). Among them, four compounds including arctigenin (1), matairesinol (2), secoisolariciresinol (5), and arctiin (6) significantly inhibited NO production in a dose-dependent manner. In particular, matairesinol (2) and secoisolariciresinol (5) reduced 60% of NO production compared to LPS-treated group. This inhibitory effects of matairesinol (2) and secoisolariciresinol (5) were accompanied with the reduced expression levels of iNOS and COX-2. These results suggest that the extract of F. velutina and its active compounds could be beneficial for neuroinflammatory diseases including AD.
Zhu, Ri Zhe;Li, Bing Si;Gao, Shang Shang;Seo, Jae Ho;Choi, Byung-Min
The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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v.25
no.4
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pp.297-305
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2021
Luteolin, a sort of flavonoid, has been reported to be involved in neuroprotective function via suppression of neuroinflammation. In this study, we investigated the protective effect of luteolin against oxidative stress-induced cellular senescence and its molecular mechanism using hydrogen peroxide (H2O2)-induced cellular senescence model in House Ear Institute-Organ of Corti 1 cells (HEI-OC1). Our results showed that luteolin attenuated senescent phenotypes including alterations of morphology, cell proliferation, senescence-associated 𝛽-galactosidase expression, DNA damage, as well as related molecules expression such as p53 and p21 in the oxidant challenged model. Interestingly, we found that luteolin induces expression of sirtuin 1 in dose- and time-dependent manners and it has protective role against H2O2-induced cellular senescence by upregulation of sirtuin 1 (SIRT1). In contrast, the inhibitory effect of luteolin on cellular senescence under oxidative stress was abolished by silencing of SIRT1. This study indicates that luteolin effectively protects against oxidative stress-induced cellular senescence through p53 and SIRT1. These results suggest that luteolin possesses therapeutic potentials against age-related hearing loss that are induced by oxidative stress.
Ha, Young Jun;Lee, Tae Hyun;Subedi, Lalita;Kim, Hye Ryeong;Moon, Gyuri;Kim, Sun Yeou;Kim, Chung Sub
Natural Product Sciences
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v.28
no.1
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pp.1-5
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2022
Two 2H-1-benzopyran derivatives, methyl 8-hydroxy-2,2-dimethyl-2H-1-benzopyran-5-carboxylate (1) and methyl 8-hydroxy-2,2-dimethyl-2H-1-benzopyran-6-carboxylate (2), including a new compound (1) were isolated from the twigs of Chaenomeles sinensis. Their chemical structures were characterized based on analysis of NMR data including 1H and 13C, COSY, HSQC, and HMBC and HRMS data. The isolated compounds (1 and 2) were assessed for their anti-neuroinflammatory activity by measuring inhibition levels of nitric oxide (NO) production in lipopolysaccharide (LPS)-activated BV-2 cells and for their neurotrophic activity by the secretion of nerve growth factor (NGF) in C6 cells. Compounds 1 and 2 exhibited powerful anti-neuroinflammatory effects with IC50 values of 17.14 and 19.30 μM, respectively, without cell toxicity, and also showed moderate effects on the stimulation of NGF secretion levels with 113.15 ± 3.54 and 130.20 ± 8.03%, respectively. The biosynthetic pathway of 1 and 2 was proposed that they would be derived from a protocatechuic acid and an isoprenyl unit.
Zhiyong Wang;Zhen Zhang;Jiangang Liu;Mingdong Guo;Hao Li
Journal of Ginseng Research
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v.47
no.4
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pp.506-514
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2023
Dementia has become one of the most important diseases threatening human health. Alzheimer's disease (AD) and vascular dementia (VaD) have the highest incidence rates among the types of dementia, but until now, therapeutic methods have been limited. Panax ginseng has been used in China for thousands of years to treat dementia, and modern medical studies have found that it contains multiple active components, such as ginsenosides, polysaccharides, amino acids, volatile oils and polyacetylenes, many of which have therapeutic effects in treating AD and VaD. Studies have found that ginsenosides have multitarget therapeutic effects in treating dementia, such as regulation of synaptic plasticity and the cholinergic system, inhibition of Aβ aggravation and tau hyperphosphorylation, anti-neuroinflammation, anti-oxidation effects and anti-apoptosis effects. Other active components of Panax ginseng, such as gintonin, oligosaccharides, polysaccharides and ginseng proteins, also have therapeutic effects on AD and VaD. The effectiveness of ginseng-containing Chinese medicine compounds has also been confirmed by clinical and basic investigations in treating AD and VaD. In this review, we summarized the potential therapeutic effects and related mechanisms of Panax ginseng in treating AD and VaD to provide some examples for further studies.
Accumulating evidence suggests that Alzheimer's disease (AD) is not only caused by accumulation of abnormal proteins, including amyloid and tau, but is also closely associated with abnormalities in the microvascular environment including the blood-brain barrier (BBB), both of which lead to neuroinflammation and neurodegeneration. Application of in vivo magnetic resonance imaging (MRI) has recently increased to assess BBB permeability in AD and related diseases. Here, we provide a narrative review of BBB permeability-related pathology in Alzheimer dementia and recent MRI research on BBB permeability changes in AD and related diseases. Furthermore, we briefly introduce the measurement of BBB permeability using MRI and its methodological issues.
Objective : Cerebral endothelial cells have unique biological features and are fascinating candidate cells for stroke therapy. Methods : In order to understand the molecular mechanisms of human cerebral endothelial cell (hCMEC/D3) transplantation in a rat stroke model, we performed proteomic analysis using 2-dimensional electrophoresis and matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry. Protein expression was confirmed by quantitative real-time PCR and Western blot. Results : Several protein spots were identified by gel electrophoresis in the sham, cerebral ischemia (CI), and CI with hCMEC/D3 treatment cerebral ischemia with cell transplantation (CT) groups, and we identified 14 differentially expressed proteins in the CT group. Proteins involved in mitochondrial dysfunction (paraplegin matrix AAA peptidase subunit, SPG7), neuroinflammation (peroxiredoxin 6, PRDX6), and neuronal death (zinc finger protein 90, ZFP90) were markedly reduced in the CT group compared with the CI group. The expression of chloride intracellular channel 4 proteins involved in post-ischemic vasculogenesis was significantly decreased in the CI group but comparable to sham in the CT group. Conclusion : These results contribute to our understanding of the early phase processes that follow cerebral endothelial cell treatment in CI. Moreover, some of the identified proteins may present promising new targets for stroke therapy.
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