• 대한임상독성학회지
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• 제21권2호
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• pp.81-91
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• 2023

Purpose: Edible insect extracts have been used as an alternative source for medicinal supplements due to their significant antioxidative and anti-inflammatory activity. Recent studies have reported that anti-microbial peptides from insects have neuroprotective effects on dopamine toxins. The purpose of this study was to investigate the protective functions of mealworm (Tenebrio molitor) extract (MWE) on N-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)-induced cellular toxicity in SH-SY5Y neuroblastoma cells. Methods: Cellular toxicity induced by the MPTP toxin and the impact of MWE on cell survival were analyzed using MTT assays. DAPI staining was performed to observe apoptotic phenomena caused by MPTP. Changes in caspase-3 activity and protein expression were observed using enzyme activity assays and western blot assays, respectively. Results: MWE exerted significant antioxidant activity, which was measured by both DPPH and ABTS radical assays, with a dose-dependent relationship. Furthermore, MWE resulted in cellular proliferation in SHSY5Y cells in a dose-dependent manner. Furthermore, MWE pretreatment significantly inhibited MPTP-induced cytotoxicity, with a dose-dependent relationship. The morphological characteristics of apoptosis and increased reactive oxygen species induced by MPTP were also significantly reduced by MWE pretreatment. Conclusion: MWE treatment significantly attenuated MPTP-induced changes in the levels of proteins associated with apoptosis, such as caspase-3 and PARP. These findings suggest that MWE exerts neuroprotective effects on human neuroblastoma SH-SY5Y cells subject to MPTP-induced dopaminergic neurodegeneration.

• 대한소아치과학회지
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• 제33권1호
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• pp.13-24
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• 2006

신경세포자멸사는 저산소 및 허혈환경에서 일어나며 이러한 세포죽음은 reactive oxident species (ROS) 생성을 동반함이 알려져있다. 그러나, 저산소 및 허혈환경에서 일어나는 세포자멸사의 기전 및 그 치료방법은 아직 정립되어 있지 않다. $CoCl_2$는 ROS를 생성하는 등 저산소환경과 유사한 조건을 초래하는 것으로 알려져 있다. Epigallocatechin gallate (EGCG)는 녹차의 polyphenol성분으로서 세포성장과 죽음에 다양한 약리학적 효과를 나타냄이 알려져 있다. 본 연구는 PC12세포에서 $CoCl_2$에 의한 세포자멸사기전을 밝히고 이에 미치는 EGCG의 효과를 조사하는데 목적이 있다. Cell viability는 MTT 측정으로 조사되었고, DNA fragmentation은 DNA laddering으로 조사되었다 Bcl-2와 Bax발현 정도는 RT-PCR로, caspase-3와 -9의 활성은 spectrophotometer, caspase-8의 활성은 flow cytometry에 의해 측정되었다. 미토콘드리아에서 세포질로 분비된 cytochrome c는 western blot으로, -분해된 DNA양과 미토콘드리아 세포막전위 $({\Delta}{\psi}_m)$는 FACScan으로 조사되었다. $CoCl_2$ 투여로 PC12 세포수는 용량 및 시간 의존형태로 감소하였고, genomic DNA fragmentation이 발생하였다. $CoCl_2$ 투여로 야기된 cell viability의 감소와 DNA fragmentation은 EGCG 전처치에 의해 억제되었다. $CoCl_2$는 세포용적팽창과 condensed nuclei 같은 형태적 변화를 일으켰으며, apoptotic peak, ${\Delta}{\psi}_m$ 감소 및 cytochrome c 유리를 야기하였다. EGCG는 $CoCl_2$에 의한 세포형태변화, apoptotic peak, ${\Delta}{\psi}_m$ 소실 및 cytochrome c유리를 억제시켰다. $CoCl_2$는 Bcl-2 발현을 감소시켰지만, Bax 발현에는 영향을 미치지 않았다. EGCG는 $CoCl_2$에 의해 야기된 Bcl-2 발현 감소를 억제시켰다. $CoCl_2$는 caspase-3, -8, 그리고 -9의 활성을 증가시켰으며, EGCG는 그 정도를 감약시켰다. ROS 제거제인 NAC (N-acetyl-cysteine)은 EGCG의 결과와 같은 양상으로 $CoCl_2$에 의 한 세포자멸사를 억제시켰다. 본 실험결과는 PC12 세포에서 $CoCl_2$가 미토콘드리아 의존 및 death receptor 의존 기전으로 세포자멸사를 일으키며, EGCG는 세포자멸사기 전을 억제시킴으로 신경보호기능을 가짐을 시사하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권11호
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• pp.1533-1543
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• 2016

수면은 하루의 약 3분의 1을 차지하며, 중추신경계의 항상성 회복, 에너지 저장, 체온조절, 불필요한 기억의 제거, 면역 기능, 에너지 보존 등의 기능을 수행하는 생리현상이다. 이러한 조건이 충족되지 않으면 삶의 질 저하뿐만 아니라 다양한 증상 및 질병이 야기된다. 현대인은 학업, 직장 등 다양한 요소로 인한 과도한 정신적 스트레스, 불안 또는 육체적 피로 등의 이유로 일시적 또는 장기적 수면장애가 증가하는 추세이다. 이렇게 많은 현대인들이 겪는 수면장애를 예방 및 개선하기 방안을 모색하기 위하여 전남 비교우위 특산자원인 석류의 수면, 특히 수면박탈 및 스트레스에 미치는 영향을 in vivo 및 in vitro 상에서 확인하였다. 석류(Punica granatum L.)는 부처꽃과에 속하는 낙엽활엽교목으로 인도, 페르시아가 원산지이다. 석류는 항산화, 항암, 항당뇨, 항통증, 항염증, 에스트로젠 효과 등이 알려져 있다. 석류 추출물을 전처리한 SH-SY5Y 세포에 $H_2O_2$/corticosterone에 의한 신경세포독성을 유발하여 보호 효과를 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide와 lactate dehydrogenase로 측정한 결과, 유의적인 보호 효과를 확인하였다. 또한, 수면박탈 동물모델에서 생존율, 몸무게, 꾸벅임에서 수면박탈군과 비교하여 모두 유의적인 보호 효과가 있는 것을 확인할 수 있었다. 석류 추출물의 수면박탈 스트레스에 대한 행동학적 보호 효과는 스트레스의 강도에 따라 행동학적 변화를 관찰한 결과, 운동능력 및 인지능력은 수면박탈이 지속되어도 보호 효과를 갖는 것을 확인하였다. 통각 효과는 hot hyperalgesia test를 통해 스트레스가 지속될수록 무뎌지는 경향을 확인할 수 있었다. 또한, Y maze는 변경행동력은 유의적인 차이는 없었으나 석류 추출물 투여군들의 움직임이 수면박탈군에 비하여 활발함을 확인하였다. 생화학적 변화를 확인한 결과 코티졸, 세로토닌 및 도파민, 테스토스테론 및 growth factor I의 함량은 수면박탈 스트레스에 의하여 증가하다가 석류 추출물 및 카페인에 의하여 유의적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 마지막으로 항산화 관련 인자인 catalase, glutathione, superoxide dismutase를 측정한 결과, 수면박탈군은 대조군에 비해 유의적으로 감소하는 경향을 보였으며, 석류 추출물에 의하여 회복되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 토대로 석류의 항스트레스 효과를 확인하였으며, 특히 동물실험에서는 석류 추출물에 의하여 수면박탈 스트레스가 지속됨에 따라 감소하는 행동학적 결과들을 방지하는 것으로 나타났으며, 이러한 석류의 항스트레스 효과는 항산화적 측면과 연관이 있는 것으로 확인되었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권11호
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• pp.1552-1563
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• 2016

본 연구는 양파의 불쾌치를 저감화시킨 무취음료와 양파 과피 추출물을 첨가한 생리활성 성분 강화음료의 $H_2O_2$로 유도된 산화적 스트레스에 대한 뇌신경세포 보호 효과와 $A{\beta}$로 유도된 인지기능 장애 동물모델에서의 개선 효과를 검증하고자 수행되었다. 뇌신경세포 보호 효과에서는 상대적으로 강화음료에서 무취음료 대비 우수한 산화적 스트레스 억제효과 및 생존율을 나타내었다. $A{\beta}$로 유도된 인지기능 장애 동물모델에 있어 Y-maze, passive avoidance 및 Morris water maze test에서 강화음료가 상대적으로 우수한 학습 및 기억력 개선 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 마우스의 뇌 조직에서 강화음료 그룹은 AChE 활성을 저해하고, 신경전달물질인 ACh의 함량을 증가시킴으로써 $A{\beta}$로 유도된 cholinergic system 장애에 있어 개선 효과를 나타내었다. 또한, 마우스 뇌에서 SOD 함량의 증가, oxidized GSH/total GSH와 MDA 함량을 감소시킴으로써 $A{\beta}$와 같은 산화적 스트레스 인자에 대한 뛰어난 항산화 효과를 나타내었다. 최종적으로 무취음료와 강화음료의 주요성분들을 Q-TOF UPLC/MS system을 통하여 분석한 결과, 강화음료의 경우 무취음료보다 생리활성을 가진 2개의 steroidal saponin과 6개의 phenolic 화합물 등이 추가 검출되었다. 이러한 결과들을 종합해볼 때 강화음료는 상대적으로 protocatechuic acid와 quercetin 같은 강력한 항산화 효과를 나타내는 phenolic 화합물과 steroidal saponin 계열에 의한 우수한 인지기능 개선 효과를 기반으로 한 고부가가치 식품으로 활용될 수 있는 산업적 가능성이 있다고 판단된다.

• 인지과학
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• 제24권1호
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• pp.1-24
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• 2013

한국 사회에서 고령 인구가 지속적으로 증가하고 있는 추세에 발맞추어 본 논문은 노화과정에서 일어나는 뇌의 구조, 기능적 변화 및 인지 기능의 저하를 살펴보고, 고령화 대처의 한 방안으로 제안되고 있는 운동의 효과에 관하여 인지신경과학적 연구를 중심으로 개관하였다. 정상 노화 과정에서 일어나는 뇌의 변화는 전전두엽과 측두엽(해마 포함)의 부피변화와 함께 인지 과제 수행 시 과잉활성화와 같은 현상들이다. 이러한 뇌의 변화와 함께 인지 기능의 저하도 관찰되는데 주로 억제 및 기억 기능의 저하가 노화를 특징짓는 인지기능의 변화로 알려져 왔다. 이와 같은 노화 관련 뇌인지의 퇴행적 변화에 대응할 수 있는 보호적 요인 중 하나가 운동이다. 실제 노인을 대상으로 장기간 운동 프로그램을 실시한 연구 결과들은 참가 노인들의 전두엽과 측두엽, 특히 해마의 위축이 개선되고 억제와 기억 기능 역시 향상되었음을 보고하였다. 이러한 결과는 뇌세포 단위에서의 변화로부터 시작하여 노화하는 뇌 역시 변화할 수 있고, 운동이 이러한 긍정적인 변화를 유도할 수 있음을 보여준다.

• 동의신경정신과학회지
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• 제20권1호
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• pp.21-42
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• 2009

Objectives : This Study was performed to assess the antioxidant and neuroprotective effect of Chunghyul-dan(Qingxuedan) in PC12 cells and primary rat mesencephalic dopaminergic neurons. Methods : The anioxidant effect was investigated using the DPPH radical and ABTS cation scavenging assays and total polyphenol amout of Chunghyul-dan(Qingxuedan). The neuroprotective effect of Chunghyul-dan(Qingxuedan) in PC12 cells was evaluated using MTT assay. The scavenging activity of Chunghyul-dan(Qingxuedan) on ROS production induced by 6-OHDA(6-hydroxydopamine) in PC12 cells was evaluated, as well as the attenuating effect on GSH reduction. Finally, we examined the neuroprotective effect of Chunghyul-dan(Qingxuedan) against 6-0HDA-induced toxicity in the primary culture of rat mesencephalic doperminergic neurons. Results : Chunghyul-dan(Qingxuedan) showed concentration-dependent scavenging activities in DPPH radical and ABTS cation scavenging assays and it was not cytotoxic to PC12 cells. In postand co-treatment, Chunghyul-dan(Qingxuedan) protected PC12 cells from the 6-OHDA induced toxicity at 50 and 100 ${\mu}$g/mL significantly. And Chunghyu!-dan(Qingxuedan) decreased the 6-OHDA induced ROS production at a dose dependent manner, while increaing the 6-OHDA induced GSH reduction at 50 and 100 ${\mu}$g/mL significantly. Finally, Chunghyul-dan(Qingxuedan) showed signicant protection of rat mescencephalic dopaminergic neurons from 6-OHDA at 1 ${\mu}$g/mL. Conclusions : These results demonstrate that Chunghyul-dan(Qingxuedan) has the antioxidant and neuroprotective effect against 6-0HDA induced cytotoxicity through decreasing ROS production and increasing GSH reduction.

• 동의신경정신과학회지
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• 제15권1호
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• pp.65-76
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• 2004

Alzheimer's disease(AD) is a geriatric dementia that is widespread in old ages. In the future AD will be the largest problem in public health service. From old times, much medicines have been used for treatment of dementia, but there is no medicine having obvious effects. AD is one of brain retrogression disease. So we studied on herbal medicine that have a relation for brain retrogression. From old times, in oriental medicine, senile disease such as dementia and AD is treated by exclusion of Tan(痰). But Vascular Dementia(VsD) is due to YuXue(瘀血). So in recent studies, Hua Xue Hua Yu(活血化瘀) medicine is used for precautionary and medical treatment. We studied on the effects for anti-Alzheimer in pCT105-induced neuroblastoma cell lines by Hyeolbuchukeo-tang(HCT). As the results of this study, in HCT group, the apoptosis in the nervous system is inhibited, the repair against the degeneration of Neuroblastoma cells by CT105 expression is promoted. These results indicate that HCT possess strong inhibitory effect of apoptosis in the nervous system and repair effect against the degeneration of neuroblastoma cells by CT105 expression.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제66권
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• pp.272-281
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• 2023

작약 뿌리는 monoterpene glycoside계 물질을 함유하고 있으며, 이들 화합물은 항경련, 항염증, 항바이러스, 신경보호 및 진정효과를 나타내는 것으로 알려져 있다. 이번 연구에서는 작약 뿌리의 dichloromethane (CH₂Cl₂) 및 ethyl acetate (EtOAc) 가용성 분획으로부터 세포독성 물질을 탐색하고자 하였다. 그 결과, 총 13종의 화합물을 분리할 수 있었으며, 이들의 세포독성 평가를 위해 사람 유래 폐암 선암 세포주인 A549에 처리하여 세포생존율 변화를 관찰하였다. A549에 대한 세포독성은 gallic acid (8) > (2S)-naringenin (9) > methyl gallate (10) > 6'-Obenzoylpaeoniflorin (7) > palmitic acid (3) 순으로 나타났다. 특히, 7은 normal cell인 MRC-5에 대한 독성은 없는 것으로 확인되었으며, 7의 A549 및 MRC-5 세포생존율에 미치는 영향에 대한 보고는 이번이 처음이다. 향후 7에 대한 세포독성 메커니즘 및 선택성과 관련된 추가연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 동의신경정신과학회지
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• 제21권2호
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• pp.125-140
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• 2010

Objectives : The purpose of this study is to examine from various angles the protective effect of Gastrodia elata Blume (GEB) against nerve cell death induced by $\beta$-amyloid by using the cell line SH-SY5Y, which is commonly utilized for toxicity testing in nerve cells, and to find out its mechanism of action. Methods : To begin with, as a result of assessing the rate of cell survival by employing MTT reduction assay, the treatment with $\beta$-amyloid at different concentrations caused cytotoxicity, which was inhibited by preprocessing GEB extract. In addition, after $\beta$-amyloid was processed with the cell SH-SY5Y, apoptosis progressed, which was reduced effectively by processing GEB extract. Results : When cytotoxicity was caused by using hydrogen peroxide, a representative ROS, in order to examine the antioxidant effect of GEB, its protective effect was also observed. Apart from ROS, reactive nitrogen species (RNS) are also known to play a crucial role in nerve cell death. The treatment with the NO donor SNAP increased the production of nitric oxide and the expression of iNOS, which was also inhibited by GEB extract. Meanwhile, as an attempt to find out the mechanism of action explaining the antioxidant effect, the intracellular antioxidant enzyme expressions were measured by RT-PCR, which showed that GEB extract increased the expressions of heme oxygenase-1, GAPDH and $\gamma$-glutamate cysteine ligase. Lastly, GEB extract had a protective effect against impaired memory induced by scopolamine in animal models (in vivo). Conclusions : These findings indicate that GEB has a protective effect against the death of cranial nerve cells, suggesting possibilities for the prevention and treatment of AD.

• Neonatal Medicine
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• 제16권2호
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• pp.221-233
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• 2009

목 적 : 신장에서 분비되어 적혈구를 생산하는 빈혈제로 알려진 에리스로포이에틴(Erythropoietin, EPO)은 단순히 피를 만드는 조혈기능 뿐 아니라 최근 신경계 보호 및 신경강화 효과가 있다고 발표되고 있지만 주산기 가사로 인한 저산소성 허혈성 뇌병증의 치료제로서 그 기전이 명확하게 밝혀지지 않았다. 저자들은 유전자 재조합 인 에리스로포이에틴(recombinant Human EPO, rHuEPO)을 이용하여 주산기 저산소성 허혈성 뇌병증의 치료제로서 N-methyl-D-aspartate (NMDA) 수용체와 관련된 흥분성 독성작용을 통한 조절 등 그 기전을 알아보고자 하였다. 방 법 : 재태기간 19일된 태아 백서의 대뇌피질 세포를 배양하여 정상산소군은 5% $CO_2$ 배양기(95% air, 5% $CO_2$)에 두었고, 저산소군과 농도별 뇌손상 전 rHuEPO 투여군(1, 10, 100 IU/mL)은 1% $O_2$ 배양기(94% $N_2$, 5% $CO_2$)에서 6시간 동안 뇌세포손상을 유도하였다. 세포성장과 생존력을 평가하기 위해 MTT 실험을 시행하였다. 동물 모델에서는 생후 7일된 신생백서의 좌측 총 경동맥을 결찰한 후 6개 군; 정상산소군, sham-operated군, 저산소-허헐성군, 저산소-허헐성+vehicle군, 저산소-허헐성 손상 전 rHuEPO 투여군, 저산소-허헐성 손상 후 rHuEPO 투여군으로 나누었고, 저산소-허헐성 손상은 특별히 제작한 통속에서 2시간 동안 8% $O_2$ (8% $O_2$, 92% $N_2$)에 노출시켰다. rHuEPO은 뇌손상 전후 30분에 체중 kg당 1000 IU를 투여하였고, 저산소-허헐성 손상 후 7일째 조직을 실험하였다. 적출한 조직으로 H&E 염색을 하여 뇌손상을 형태학적으로 관찰하였다. 세포배양 및 동물실험에서 NMDA 수용체의 아단위인 NR1, NR2A, NR2B, NR2C, NR2D를 이용하여 실시간 중합효소연쇄반응을 실시하였다. 결 과 : 저산소군에서 세포 생존률은 정상산소군보다 60% 감소하였으며, rHuEPO 투여군(1, 10 IU/mL)은 80% 증가하였다. rHuEPO 투여군(100 IU/mL)은 회복되지 않았다. 우측 반구 대비 좌측 반구의 범위는 정상산소군 98.9%, sham-operated군 99.1%, 저산소-허헐성군 57.1%, 저산소-허헐성+vehicle군 57.0%, 저산소-허헐성 손상 전 rHuEPO 투여군 87.6%, 저산소-허헐성 손상 후 rHuEPO 투여군 91.6%으로 나타났다. NMDA 수용체의 아단위 생체외 실험에서 실시간 중합효소연쇄반응의 결과 NMDA 수용체 아단위 mRNA의 발현은 rHuEPO 투여군에서 저산소군보다 모두 증가하였다. 결 론 : 본 연구에서 rHuEPO은 흥분성 독성작용과 관련되어 NMDA 수용체를 조절하면서 저산소성 허헐성 뇌손상을 보호하는 것을 알 수 있었다.