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

• 생명과학회지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.647-655
• /
• 2011

Amyloid ${\beta}$ ($A{\beta}$)의 신경독성은 알츠하이머병의 주된 원인이 되고 이러한 신경독성은 일련의 신경세포 사멸반응에 의해 일어난다고 알려져 있다. 본 연구에서는 알츠하이머병의 실험모델로 mouse primary neuronal cell에 $A{\beta}_{25-35}$를 처리하여 세포독성을 유도하는 세포실험모델과 C57BL/6J mouse 뇌실에 $A{\beta}_{25-35}$를 주입하여 인지장애를 일으키는 동물실험모델을 이용하여 phosphodiesterase III 억제제인 cilostazol의 신경보호 효과에 대해 조사하였다. $A{\beta}_{25-35}$를 신경세포에 처리하면 세포생존율이 감소되었고, 세포사멸이 일어난 세포의 수도 증가되었다. 이러한 $A{\beta}_{25-35}$에 의한 세포독성이 cilostazol처리에 의해 회복되었으며, peroxisome proliferator-activated receptor(PPAR)-${\gamma}$ 항진제인 rosiglitazone 또한 동일한 회복효과를 나타내었다. Cilostazol과 rosiglitazone에 의한 이러한 회복효과가 PPAR-${\gamma}$ 길항제인 GW9662에 의해 다시 억제되는 결과를 통해 cilostazol의 효과는 PPAR-${\gamma}$가 매개하는 신호전달이 관여함을 알 수 있었다. 직접 PPAR-${\gamma}$ 활성화 정도를 측정한 결과, $A{\beta}_{25-35}$ 처리에 의해 감소된 PPAR-${\gamma}$ 활성화 정도가 cilostazol과 rosiglitazone에 의해 증가함을 관찰할 수 있었고, 이는 GW9662에 의해 다시 억제됨을 확인하였다. 게다가, cilostazol은 세포사멸이 일어난 세포의 수와 세포사멸 조절단백질인 Bax/Bcl-2의 비율도 감소시켰다. Cilostazol (20 mg/kg, 구강투여)을 C57BL/6J mice 뇌실에 $A{\beta}_{25-35}$를 주입하기 2주 동안 전처리하고, $A{\beta}_{25-35}$ 주입 후 4주 동안 처리하면, 기억력과 학습능력을 증진시킨다는 결과를 water maze 실험을 통해 알 수 있었으며, rosiglitazone (10 mg/kg)을 먹인 동물에서도 동일한 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해서 cilostazol이 PPAR-${\gamma}$ 활성화를 통해 $A{\beta}_{25-35}$로 인한 신경세포 손상과 세포사멸을 약화시켜, 신경세포의 생존을 증진시키고, 알츠하이머에서 인지장애를 개선할 것으로 생각된다. 따라서, phosphodiesterase III 억제제인 cilostazol은 알츠하이머 질병 치료에 새로운 전략이 될 수 있을 것이다.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제31권6호
• /
• pp.1084-1091
• /
• 2002

아라키돈산의 필요성에 대한 인식이 점차 증가하면서 생산가능한 균주로서 독성을 보이지 않는 Mortierella alpina를 이용할 때 오는 효과를 알아보기 위하여 곰팡이의 추출유와 곰팡이 자체의 섭취로서 arachidonic acid를 섭취토록 하여 생육과 뇌발달 및 학습에 미치는 효과를 비교하고자 하였다. 대조군으로서 우지를 섭취시킨 쥐와 비교할 때 식이군별 암컷의 체중변화에서는 비교적 체중이 증가되지 않은 군은 Mortierella alpina섭취군으로 나타났으며 새끼를 젖뗀 후 심하였지만 개체 차이가 심하여 통계적인 유의성은 없었다. 분만 직후의 체중증가는 수유동안 감소가 일어나 이유시기에는 체중 감소가 각군 모두에서 일어났다. 새끼에서는 이유전까지는 체중증가에 어미의 식이군에 따른 차이가 전혀 보이지 않았으나 이유 후 식이섭취 동안 군별 차이가 있어 특히 적은 양을 섭취한 Mortierella alpina 섭취군(LF)에서 체중이 가장 적었다. 섭취량자체도 적었고 증체량도 적었기에 이에 대한 식이 효율에서는 유의적인 차이는 보이지 않았다. 어미와 새끼의 미로실험에서 어미의 경우는 식이별 통계적 유의성을 볼 수 없었으며 또한 2차에 걸친 시기에서도 학습효과를 볼 수 없었다. 그러나, 이유가 새끼의 미로 측정 결과를 보면, 통제군에 비하여 고추출유섭취군(HO)에서 실수의 빈도가 감소하였고 backing error빈도는 다른 군보다 낮았다고 볼 수 있어 긴사슬 지방산의 효과를 일부 추정할 수 있었다. 그러나 성숙기인 7주령에 시행한 미로실험 에서는 유의적 인 차이를 보이지 않았다. 이는 뇌의 성장에 이유기까지의 중요성을 확인할 수 있는 좋은 결과로 보며, 지방급원으로서 곰팡이 자체의 섭취군에서는 통계적 유의차를 나타내지 않아 불포화지방산의 효과를 추정하기 어려우며 곰팡이의 체내 소화작용이나 식이섭취에 다른요인이 있을 것으로 생각할 수 있었다. 어미와 새끼의 DNA함량을 비교하면 Mortierella alpina 섭취군의 체중 증가의 지연에서 보듯이 뇌의 성장에서도 지연됨(무게감소)과 함께 DNA함량에서도 적게 나타났으나 어미의 경우, 간과 뇌의 DNA함량에 식이군간의 유의차가 없었다. 그러나 이유기 새끼의 뇌의 DNA함량은 Mortierella alpina 섭취군이 가장 적었고 간의 DNA 함량은 차이가 없었다. 새끼의 성숙기에는 식이군 간 차이가 있어 뇌의 DNA함량은 여전히 적었으나 간의 DNA함량에서는 체중 g당 환산할 때 Mortierella alpina를 적게 섭취한 군(LF)이 더 많아서 신체에서 간이 더 커진 모습을 보였다 아라키돈산의 섭취가 특히 어린시기의 뇌발달에 필요함을 인식할 때, 아라키돈산의 급원으로서 식이에 일정비율 공급할 필요에 맞추어 다량 생산할 수 있는 기반이 Mortieralla alpina 곰팡이를 이용함으로서 가능한 것으로 볼 수 있었다. 곰팡이의 배양과 기름의 추출과정을 통하여 생산된 기름의 섭취에서 생육에 문제를 보이지 않았으며 다량의 함유 아라키돈산의 효과를 미로를 이용한 실험에서 확인되었다. 고도의 불포화지방산을 함유하기에 산화과정을 우려하여 곰팡이 자체를 섭취시켜 본 결과 성장이 느리게 진행되는 것으로 나타났기에 이는 진균류의 세포막을 분리하여 내부에 포함된 지방을 이용하기에는 어려움이 있는 것으로 추정할 수 있었다. 아라키돈산의 가격이 워낙 비싸기에 쉽게 이용할 수 있는 Mortierella alpina를 이용한 추출유로 충분한 식품첨가 가능성을 보여 주었다고 보지만 기타 미량 성분에 대한 추적이 요구되며 모든 공정에서 문제를 발견하지 못할 때 식품산업에 응용할 수 있을 것이다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제37권3호
• /
• pp.418-428
• /
• 2020

본 연구는 알츠하이머(Alzheimer's disease: AD) 형질전환 생쥐를 대상으로 저항성 운동(resistance exercise: RE)이 해마의 베타 아밀로이드(β-amyloid: Aβ) 단백질 대사, 신경세포사멸 및 인지기능에 미치는 영향을 확인하는데 목적이 있다. AD 비 형질전환 생쥐(non-transgenic: non-tg, n=14)와 형질전환 생쥐(transgenic: Tg, n=14)를 무선 배정하여 비 형질전환 생쥐 대조군 (non-tg-control: NTC, n=7), 비 형질전환 생쥐 저항성 운동군(non-tg-RE: NTRE, n=7), 형질전환 대조군(tg-control: TC, n=7) 및 형질전환 저항성 운동군(tg-RE: TRE, n=7)으로 구분하였다. RE는 특수 제작한 사다리 저항성 운동 기구를 사용하여 점진적으로 set 수를 증가시켜 총 8주간 실시하였다. 운동 후 인지기능 능력을 평가하기 위한 수중미로검사와 Aβ 단백질 대사, 신경세포사멸 지표 및 SIRT1/PGC-1α 단백질 발현 수준을 확인하였다. 수중미로검사 결과 거리와 시간 모두 TC 집단에서 유의하게 증가 되었지만 RE를 실시한 TRE 집단에서 거리와 시간이 감소 되어 인지능력이 개선된 것으로 확인되었다. 또한, TC 집단에서 증가된 Aβ 단백질 발현은 RE를 통해 감소하는 것으로 나타났다. 신경세포사멸 관련 단백질인 Bcl-2/Bax ratio는 TC 집단에서 유의하게 감소되어 신경세포사멸이 증가 된 것으로 나타났지만 RE는 Bcl-2/Bax ratio을 증가시켜 신경세포사멸을 감소시킨 것으로 확인되었다. TC 집단에서 증가된 BACE1 및 ROCK1과 감소된 ADAM10과 RARβ 단백질 발현은 RE를 통해 감소되거나 증가 된 것으로 나타났고, SIRT1/PGC-1α 단백질 발현은 TC 집단에서 감소 되었지만 RE를 통해 증가 된 것으로 나타났다. 따라서 8주간의 RE는 AD의 병리학적 특징인 Aβ 단백질 발현을 감소시키고 관련 생성 기전들을 조절하여(SIRT1/PGC-1α 기전 활성, 아밀로이드 생성기전 억제, 비-아밀로이드 생성기전 활성) 신경세포사멸 억제시키고 결과적으로 인지기능을 개선 시킬 수 있는 효과적인 운동 방법이라고 생각된다.

• 생명과학회지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.634-640
• /
• 2007

인공사육시스템으로 사육된 n-3 지방산이 결핍된 군 및 n-3지방산이 적절히 함유된 군과 대조군으로 엄마쥐가 직접 수유하여 사육시킨 군의 혈장, 뇌 및 망막의 지방산 조성을 비교 검토한 결과, 혈장의 총 단일불포화지방산은 n-3 지방산 결핍군에서 n-3지방산 적절군과 대조군에 비해 증가하였으나 총 n-3 지방산의 경우에는 n-3 지방산 결핍군에서 94%로 감소하였다. N-6 지방산 계얼 중에서 22:4n-6와 DPAn-6 함량은 n-3 지방산 결핍군에서 n-3 지방산 적절군과 대조군에 비해 유의적으로 증가하였으나 22:5n-3과 DHA의 함량은 94%로 감소하였다(P<0.05). 뇌의 지방산 조성의 경우, 총 포화지방산 함량에는 유의적 차이가 없었으나, n-3 지방산 결핍군과 비교했을 때 n-3 지방산 적절군과 대조군보다 총 n-3 지방산의 함량이 유의적으로 높았다(P<0.05). 뇌의 DHA 함량의 경우, n-3 지방산 결핍군은 n-3 지방산 적절군과 대조군에 비해 그 함량이 58-61% 감소하였고 반면 n-6 계열인 DPAn-6의 함량은 상당히 증가하였음을 살펴 볼 수가 있었다(P<0.05). 망막의 총 포화지방산의 경우 n-3지방산 적절군에서 가장 낮은 수준을 나타내었고 총 단일불포화 지방산에서는 대조군에서의 함량이 가장 낮았다. 총 n-6 지방산과 그 중에서 22:4n-6와 DPAn-6의 함량은 n-3 지방산 결핍군에서 n-3 지방산 적절군과 대조군에 비해 유의적으로 증가하였으나 22:5n-3, DHA와 총 n-3 지방산의 함량은 상당히 감소하였음을 살펴 볼 수가 있었다(P<0.05). 이상의 결과로부터 뇌의 지방산 조성, 특히 감소된 DHA 함량과 증가된 DPAn-6 함량은 해마 신경조직의 신경돌기 성장과 뇌 기능에 악영향을 끼치므로 적절한 양의 DHA 함량의 유지가 뇌 기능 항상성에 필수적이라고 사료된다.례하여 증가하지 않았고 오히려 감소하는 경향이 나타났다. 4.본 연구에서는 용담댐 유역에 대한 BASINS/HSPF의 적용성을 검증하였으며, 현재 오염총량계산에 있어서 원단위방법에 의한 오염부하량산정의 개선필요성이 제기되고 있는 상황에서 BASINS/HSPF를 이용한 오염부하량 산정에 대한 적극적인 검토가 필요하다고 판단된다.반된다면, 수준별 수업의 효과가 극대화될 수 있다고 본다.수 있는 가능성을 포함하고 있었다. 또한 유입수량의 부족과 현재 수질개선을 위해 적용하고 있는 수중폭기시설등의 물리적인 영향도 직 ${\cdot}$ 간접적으로 작용하였을 것으로 추정되었다 따라서 향후 이에 대한 중장기적인 모니터링이 필요하였고 유역과 저수지의 통합적인 수질관리계획 이 요구되었다.group으로, 용존산소량, 전기전도도, pH, 인산염이 정점 3, 4, 5에서 같은 group으로 묶였다.유의적인 CAT 활성 증가효과가 나타났고, 간조직의 시토졸 1획분에서는 대조군 대비 15${\sim}$27%의 CAT 활성 증가효과가 인정되었다. 이상의 결과에서 목초액의 장기간 투여는 간조직 중의 활성산소의 억제효과뿐만 아니라 방어시스템으로서 활성산소 제거효소의 역할도 충실히 수행하여 노화를 효과적으로 예방하고 억제할 수 있을 것으로 기대된다.\sim502^{\circ}C)$의 온도범위(溫度範圍)에서 분해(分解)되며 공기중(空氣中)에서는 $750\sim935^{\circ}F$ 범위(範圍)에서 분해(分解)한다.첫째, 무엇보다 아동이 성장기임을 고려하여 지속적인 모니터링과 함께 아동들의 식이, 운동습관 및 비만과 관련된 행동의 변화가 생활 가운데 근본적으로 일어날 수 있어야 한다. 둘째, 체중 조절 프로그램은 식이 및 운동 지도와 아울러 긍정적 강화(positive reinforcement)

• 생명과학회지
• /
• 제34권7호
• /
• pp.509-519
• /
• 2024

선행연구에서 크릴 오일의 항산화 작용을 통한 Amyloid β로 저하된 설치류의 인지능과 기억력을 개선시킨다는 것을 확인하였으나 신경전달물질 등의 조절에 대한 유효성 확인과 지질 과산화와 혈중지질과의 연계성이 필요하여 본 연구를 진행하였다. Scopolamine으로 신경전달 체계를 교란시킨 ICR mice에서 크릴오일 섭취에 따른 수동회피, 수중미로, 신물질 탐색 등의 행동시험을 실시하여 인지 및 기억력 개선에 대한 유효성과 뇌 조직에서의 acetylcholine 수준과 acetylcholinesterase의 활성 변화와 함께 지질 과산화와 혈중지질 수준 그리고 신경세포 증식인자의 발현량에 대한 변화를 조사하였다. 그 결과 scopolamine 처리군에 비해 크릴 오일 섭취로 인한 수동회피시험에서의 정체시간 지연과 수중미로시험에서의 탈출지연시간 단축을 확인하여 인지 및 기억력을 개선을 확인하였다. 또한, acetylcholine 수준이 scopolamine 처리군 보다 증가되는 것을 확인하였고 여기에는 acetylcholine esterase의 활성 감소가 동반되었다. Scopolamine을 처리한 신경세포주에서도 크릴 오일 처리에 따라 acetylcholinesterase의 활성이 감소되는 것을 확인하였다. 또한, 크릴 오일이 지질 과산화 억제에 의한 malondialdehyde 생성 수준을 감소시키는 것이 혈중 중성지질, 콜레스테롤과 LDL-C 등의 저하와 HDL-C의 상승과 연관되는 것으로 확인되며 CREB의 활성 증가를 통해 BDNF의 상승으로 신경세포 증식인자 발현량 증가에 대한 효과가 있는 것으로 확인되었다. 따라서, 본 연구를 통해 크릴 오일은 뇌 조직 내 acetylcholine 등 신경전달물질 수준의 개선, 지질 과산화 억제 등을 통한 혈중지질 개선과 신경세포 증식 인지기능 및 기억력 개선 효과를 가지는 것으로 확인하였다.