본 연구는 국소 허혈성 뇌손상 흰쥐 모델에서 tDCS의 자극 적용시간을 달리하였을 때, 앞다리 운동감각 기능변화와 신경영양인자(GAP-43)발현에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 뇌손상 모델은 Sprague -Dawley계 흰쥐 80마리를 'Longa'방법을 이용하여 중대뇌동맥(middle cerebral artery)을 폐색하여 유발하였고, 실험군을 4개로 나누었다; 실험군I은 허혈성 뇌손상 유발군(n=20), 실험군II는 허혈성 뇌손상 유발 후 tDCS(10분) 적용군(n=20), 실험군III은 허혈성 뇌손상 유발 후 tDCS(20분) 적용군(n=20), 실험군IV는 허혈성 뇌손상 유발 후 tDCS(30분) 적용군(n=20)으로 나누었다. 앞다리운동감각 기능검사를 위해 수정된 앞다리배치 검사와 단일 팰릿 닿기 검사를 실시하였으며, 신경가소성에 대한 면역조직화학적 검사로 운동감각 영역에서의 GAP-43 단백질 발현을 관찰하였다. 앞다리운동감각 검사는 14일에서 실험군III (p<0.05)이 다른 군들에 비해 유의한 차이를 보였으며, 단일 팰릿 닿기 검사는 14일에서 실험군III(p<0.01)과 실험군IV(p<0.05)에서 유의한 차이를 보였다. 또한, 면역조직학적 검사는 14일에 실험군III이 다른 군들에 비해 현저한 면역양성반응의 증가를 보였다. 따라서, 0.1 mA의 강도로 20분간 적용했을 때가 앞다리운동감각 기능과 신경가역성 인자 GAP-43 발현에 가장 좋은 조건임을 알 수 있었다.
본 연구의 목적은 고지방식으로 유도된 비만이 에너지 항상성 조절인자인 신경영양인자와 섭식조절 호르몬인 렙틴 mRNA 발현에 어떠한 관련성이 있는지를 규명하는 것과 비만 쥐의 시상하부 BDNF 발현과 렙틴 리셉터 mRNA 발현, 혈청 렙틴과 항비만과의 관계에 대한 운동트레이닝과 정상식이로의 전환에 대한 효과를 확인하고자 하였다. 그 결과 8주 후 비만 대조군(HF)에 비해 운동군(HFT), 정상식이군(HFND), 운동 및 정상식이 트레이닝군(HFNDT)에서 각각 유의한 체중 및 혈중 TC 감소를 보였다(P<0.05). 혈중 TG에서는 HF군에 비해 HFNDT군에서 유의한 감소를 보였다(P<0.05). 혈중 렙틴은 HF군에 비해 HFT군에서 유의한 감소를(P<0.05), HFT군에 비해 HFND군에서 유의한 감소를 보였으며(P<0.05), HFND군에 비해 HFNDT군에서 유의한 감소를 나타냈다(P<0.05). 시상하부 BDNF 단백질 발현은 HF군에 비해 모든 군에서 유의한 증가를 보였다(P<0.05). 시상하부 렙틴 리셉터 mRNA는 HF군에 비해 HFT와 HFND군에서 약간의 감소를, HFNDT군에서는 증가를 나타내었다. 이상의 결과는 고지방식이로 유도된 비만쥐에 대한 운동트레이닝은 항비만 효과가 있는 것으로 나타났으며, 운동 또는 정상식이의 병행은 식욕과 체중조절에 최적의 비만예방 및 개선효과가 있을 것으로 사료된다.
Lee, Hyung Eun;Lee, So Young;Kim, Ju Sun;Park, Se Jin;Kim, Jong Min;Lee, Young Woo;Jung, Jun Man;Kim, Dong Hyun;Shin, Bum Young;Jang, Dae Sik;Kang, Sam Sik;Ryu, Jong Hoon
Biomolecules & Therapeutics
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제21권4호
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pp.299-306
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2013
In the present study, we investigated the effect of ethanolic extract of the seed of Zizyphus jujuba var. spinosa (EEZS) on cholinergic blockade-induced memory impairment in mice. Male ICR mice were treated with EEZS. The behavioral tests were conducted using the passive avoidance, the Y-maze, and the Morris water maze tasks. EEZS (100 or 200 mg/kg, p.o.) significantly ameliorated the scopolamine-induced cognitive impairment in our present behavioral tasks without changes of locomotor activity. The ameliorating effect of EEZS on scopolamine-induced memory impairment was significantly reversed by a sub-effective dose of MK-801 (0.0125 mg/kg, s.c.). In addition, single administration of EEZS in normal naive mouse enhanced latency time in the passive avoidance task. Western blot analysis was employed to confirm the mechanism of memory-ameliorating effect of EEZS. Administration of EEZS (200 mg/kg) increased the level of memory-related signaling molecules, including phosphorylation of extracellular signal-regulated kinase or cAMP response element-binding protein in the hippocampal region. Also, the time-dependent expression level of brain-derived neurotrophic factor by the administration of EEZS was markedly increased from 3 to 9 h. These results suggest that EEZS has memory-ameliorating effect on scopolamine-induced cognitive impairment, which is mediated by the enhancement of the cholinergic neurotransmitter system, in part, via NMDA receptor signaling, and that EEZS would be useful agent against cognitive dysfunction such as Alzheimer's disease.
This study was performed to investigate the memory enhancing effect of Poria cocos Wolf (Hoelen cum radix) against scopolamine-induced amnesia in Sprague-Dawley (SD) rats. To induce amnesia, scopolamine (0.75 mg/kg) was intraperitonically injected into SD rats 30 min before starting behavior tests. We have conducted Morris water-maze and Y-maze tests to monitor learning and memory functions. Poria cocos effectively reversed scopolamine-induced memory impairment in SD rats which was represented by an improvement of mean escape latency in water-maze test and spontaneous alterations in Y-maze test. To elucidate possible molecule mechanism, we have measured mRNA as well as protein expression of acetylcholine esterase (AchE), choline acetyltransferase (ChAT), muscarinic acetylcholine receptor (mAchR), and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) using RT-PCR and Western blot analysis, respectively. Poria cocos increased mRNA levels of ChAT and mAchR in rat hippocampus compared with those in the scopolamine-injected amnesic group. In addition, protein expression of ChAT and BDNF was also elevated by Poria cocos intake. Furthermore, as an upstrem regulator, the activation of cAMP response element-binding protein (CREB) was assessed by immunohistochemistry. In this immunohistochemical analysis, the phosphorylation of CREB (p-CREB) was reduced by scopolamine injection, which was restored back to control levels by administration of Poria cocos. These results suggest that Poria cocos may improve memory and cognitive deficit in amnesia and have therapeutic potentials through up-regulation of ChAT, mAchR, and BDNF, which seemed to be mediated by activation of CREB.
Oroxylin A is a flavone isolated from a medicinal herb reported to be effective in reducing the inflammatory and oxidative stresses. It also modulates the production of brain derived neurotrophic factor (BDNF) in cortical neurons by the transactivation of cAMP response element-binding protein (CREB). As a neurotrophin, BDNF plays roles in neuronal development, differentiation, synaptogenesis, and neural protection from the harmful stimuli. Adenosine $A2_A$ receptor colocalized with BDNF in brain and the functional interaction between $A2_A$ receptor stimulation and BDNF action has been suggested. In this study, we investigated the possibility that oroxylin A modulates BDNF production in cortical neuron through the regulation of $A2_A$ receptor system. As expected, CGS21680 ($A2_A$ receptor agonist) induced BDNF expression and release, however, an antagonist, ZM241385, prevented oroxylin A-induced increase in BDNF production. Oroxylin A activated the PI3K-Akt-GSK-$3{\beta}$ signaling pathway, which is inhibited by ZM241385 and the blockade of the signaling pathway abolished the increase in BDNF production. The physiological roles of oroxylin A-induced BDNF production were demonstrated by the increased neurite extension as well as synapse formation from neurons. Overall, oroxylin A might regulate BDNF production in cortical neuron through $A2_A$ receptor stimulation, which promotes cellular survival, synapse formation and neurite extension.
Environmental Enrichment (EE) alone is not capable of enhancing the fine digit and the forelimb functions. Therefore, we applied modified constraint-induced movement therapy (mCIMT) under the influence of EE to assess its effect on promoting improved forelimb sensorimotor functions. Focal ischemic brain injury was produced in Sprague-Dawley rats (60 rats, $250{\pm}50$ g) through middle cerebral artery occlusion (MCAO). Before MCAO induction, all rats were trained in modified limb placing tests and reaching tasks for 1 week. Then they were randomly divided into three groups: Group I: application of standard environment (SE) after MCAO induction (n=20), Group II: application of EE after MCAO induction (n=20), Group III: MCAO+EE, mCIMT and task-oriented training that was initiated at 10th day after MCAO induction (n=20). We also applied mCIMT (between 9 AM and 5 PM/daily) which included restraining the forelimb ipsilateral to the lesion using the 'Jones & Schallert' method. We assessed the change of modified limb placing, single pellet reaching test and the immunoreactivity of BDNF by immunohistochemistry (pre, 1st, 5th, 10th and 20th day). Group I showed no improved outcome, whereas group II and III significantly improved on the use of the forelimb and the immunoreactivity. The qualitative analysis of the skilled reaching test, of group III showed the greatest improvement in the fine digit and the forelimb function. These results suggest that EE combined with mCIMT is more functional in promoting enhanced fine digit and forelimb functional movements.
목 적 : 제대혈액 내 줄기세포 자가 이식이 극소저출생 미숙아의 신경학적 손상을 방지할 수 있는지 알아보고자 하였다. 방 법 : 출생체중 1,500 g 미만, 제태연령 32주 이하인 미숙아 26명을 대상으로 하였다. 환자의 제대혈에서 단핵구만 분리한 후 생후 24-48시간 사이에 단핵구로서 평균 $5.87{\times}10^7/kg$개를 정맥주사 하였다. 평가 변수들로서는 저산소성-허혈성 뇌증의 예측 지표로 사용되는 유핵 적혈구수, 소변내의 uric acid/creatinine 비와 NSE, IL-6, $IL-1{\beta}$ 등과 신경세포 보호 작용이 있는 것으로 알려진 GDNF의 농도를 혈청 및 뇌척수액에서 측정하였다. 임상적으로는 생후 1개월의 두위 증가 정도와 함께 뇌 병변, 기관지폐이형성증, 미숙아 망막증, 괴사성 장염 등의 발생 정도를 평가하였다. 결 과 : 1) 소변내 uric acid/ceartinine 비는 줄기세포 자가 이식군과 대조군 사이에 차이가 없었으나 유핵 적혈구수의 감소는 줄기세포 이식군에서 빠르게 감소하는 경향을 보였다. 2) 제대혈 자가 줄기 이식 전후에 시행한 혈청 NSE와 IL-6는 생후 제 7일에 의미 있게 감소하였으나 뇌척수액에서는 통계학적인 의미를 보이지 않았다. 혈청 $IL-1{\beta}$는 생후 제 7일에 감소하고, 혈청 GDNF 농도는 줄기세포 이식 후 증가하는 경향을 보였으나 모두 통계학적인 의미는 없었고 뇌척수액에서도 차이를 보이지 않았다. 3) 생후 1개월에서의 두위 성장(2 cm 이상)은 줄기세포 이식군에서 11명(46%), 대조군은 3명(27%)이었다. 4) 생후 1개월에서의 뇌병변은 줄기세포 이식군 24명 중 3명에서 뇌실주위 연화증이 발생하였고 그 중 1명은 뇌실확장증을 동반하였으며 대조군에서는 11명 중 2명에서 뇌실주위 백질연화증과 뇌실확장증이 발생하였다. 5) 줄기세포 이식군에서 기관지폐이형성증 및 괴사성 장염이 각각 1명씩 발생하였고 대조군에서는 미숙아 망막증이 2명에서 발생하였다. 6) 줄기세포 이식군에서 신생아호흡곤란 증후군과 연관된 패혈증으로 2명이 사망하였으며 제대혈 줄기세포 자가 이식과는 연관관계가 없었다. 결 론 : 극소 저출생체중 미숙아에서 제대혈 자가이식술은 윤리적인 문제없이 쉽게 시행할 수 있는 안전하고 실용적인 신경손상 예방 및 치료법으로 기대된다. 향후 장기적인 신경학적 추적 검사 및 비침습적이며 정교한 평가 변수 확립이 필요하다.
본 연구 결과를 통하여 홍삼 성분인 고려홍삼 사포닌을 반복 투여시 흰쥐 해마 SGZ 부위의 신경전구세포 생성이 유의하게 증가되었으며, 이와 같은 경향은 반복 스트레스에 노출되어도 유지되었다. 또한 스트레스를 가하지 않은 흰쥐에서 고려홍삼 사포닌 반복 투여시 해마 CA3와 CA1 부위에서 BDNF mRNA의 발현이 증가되었으나, 반복 스트레스를 가한 흰쥐의 CA3와 CA1부위에서 BDNF mRNA의 감소를 차단하지는 못하였다. 따라서 고려홍삼 사포닌 반복 처치에 의한 해마 신경전구세포의 생성에 BDNF 보다는 다른 요인이 관여할 가능성이 클 것으로 추정된다.
본 연구는 강도별 규칙적인 유산소운동이 중년여성의 적혈구생성인자, BDNF와 인지기능, 작업기억에 어떠한 영향을 미치는지 규명하기 위해 실시하였다. 경기도 Y시 소재 G구에 거주하는 40~60대 중년여성을 대상으로 통제집단(n=9, non-exercise), 중강도 유산소운동집단(n=10, 50%VO2max, 200 kcal), 고강도 유산소운동집단(n=9, 70%VO2max, 200 kcal)으로 분류하여 12주간 주 3회의 빈도로 집단의 특성에 맞게 운동처치를 실시하여 운동전과 6주, 12주 후 채혈과 인지기능 및 작업기억검사를 통해 적혈구생성인자, BDNF, 인지기능 및 작업기억을 측정하였다. 모든 자료는 SPSS Ver. 15.0를 통해 집단, 시기, 상호교호작용의 비교를 위해 반복측정분산분석, 일변량분석 및 사후검증(LSD)을 실시하였다. 그 결과 적혈구생성인자, BDNF, 인지기능, 작업기억에서 시기에 따른 유의한 차이가 나타나 일변량분석을 통해 집단 내 시기에 따른 분석을 실시한 결과 중강도 유산소운동은 적혈구 수, 헤마토크릿, BDNF와 작업기억에서 유의하게 증가하였고(p<.05), (p<.01), (p<.05), (p<.05), 고강도 유산소운동은 적혈구 수와 작업기억에서 유의하게 증가하였다(p<.01)(p<.001). 또한 집단 간 비교 결과 헤마토크릿은 중강도 유산소운동집단과 고강도 유산소운동집단이 통제집단에 비해 유의하게 높았고(p<.01), 헤모글로빈은 중강도 유산소운동집단이 통제집단에 비해 유의하게 높은 것으로 나타났다(p<.05). 따라서 본 연구의 결과를 비추어볼 때 중년여성의 적혈구생성인자, BDNF, 인지기능 및 작업기억에 12주의 중강도 이상의 유산소운동이 긍정적인 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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