• Journal of Ginseng Research
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• 제46권4호
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• pp.515-525
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• 2022

Background: The incidence of ischemic cerebrovascular disease is increasing in recent years and has been one of the leading causes of neurological dysfunction and death. Ginsenoside Rg1 has been found to protect against neuronal damage in many neurodegenerative diseases. However, the effect and mechanism by which Rg1 protects against cerebral ischemia-reperfusion injury (CIRI) are not fully understood. Here, we report the neuroprotective effects of Rg1 treatment on CIRI and its possible mechanisms in mice. Methods: A bilateral common carotid artery ligation was used to establish a chronic CIRI model in mice. HT22 cells were treated with Rg1 after OGD/R to study its effect on [Ca²⁺]_i. The open-field test and poleclimbing experiment were used to detect behavioral injury. The laser speckle blood flowmeter was used to measure brain blood flow. The Nissl and H&E staining were used to examine the neuronal damage. The Western blotting was used to examine MAP2, PSD95, Tau, p-Tau, NOX2, PLC, p-PLC, CN, NFAT1, and NLRP1 expression. Calcium imaging was used to test the level of [Ca²⁺]_i. Results: Rg1 treatment significantly improved cerebral blood flow, locomotion, and limb coordination, reduced ROS production, increased MAP2 and PSD95 expression, and decreased p-Tau, NOX2, p-PLC, CN, NFAT1, and NLRP1 expression. Calcium imaging results showed that Rg1 could inhibit calcium overload and resist the imbalance of calcium homeostasis after OGD/R in HT22 cells. Conclusion: Rg1 plays a neuroprotective role in attenuating CIRI by inhibiting oxidative stress, calcium overload, and neuroinflammation.

• Journal of Ginseng Research
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• 제47권1호
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• pp.106-116
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• 2023

Background: Pirarubicin (THP) is an anthracycline antibiotic used to treat various malignancies in humans. The clinical usefulness of THP is unfortunately limited by its dose-related cardiotoxicity. Ginsenoside F1 (GF1) is a metabolite formed when the ginsenosides Re and Rg1 are hydrolyzed. However, the protective effects and underlying mechanisms of GF1 on THP-induced cardiotoxicity remain unclear. Methods: We investigated the anti-apoptotic and anti-oxidative stress effects of GF1 on an in vitro model, using H9c2 cells stimulated by THP, plus trigonelline or AKT inhibitor imidazoquinoxaline (IMQ), as well as an in vivo model using THP-induced cardiotoxicity in rats. Using an enzyme-linked immunosorbent test, the levels of malondialdehyde (MDA), brain natriuretic peptide (BNP), creatine kinase (CK-MB), cardiac troponin (c-TnT), lactate dehydrogenase (LDH), superoxide dismutase (SOD) and glutathione (GSH) were determined. Nuclear factor (erythroid-derived2)-like 2 (Nrf2) and the expression of Nrf2 target genes, including heme oxygenase-1 (HO-1), glutathione-S-transferase (Gst), glutamate-cysteine ligase modifier subunit (GCLM), and expression levels of AKT/Bcl-2 signaling pathway proteins were detected using Western blot analysis. Results: THP-induced myocardial histopathological damage, electrocardiogram (ECG) abnormalities, and cardiac dysfunction were reduced in vivo by GF1. GF1 also decreased MDA, BNP, CK-MB, c-TnT, and LDH levels in the serum, while raising SOD and GSH levels. GF1 boosted Nrf2 nuclear translocation and Nrf2 target gene expression, including HO-1, Gst, and GCLM. Furthermore, GF1 regulated apoptosis by activating AKT/Bcl-2 signaling pathways. Employing Nrf2 inhibitor trigonelline and AKT inhibitor IMQ revealed that GF1 lacked antioxidant and anti-apoptotic effects. Conclusion: In conclusion, GF1 was found to alleviate THP-induced cardiotoxicity via modulating Nrf2 and AKT/Bcl-2 signaling pathways, ultimately alleviating myocardial oxidative stress and apoptosis.

• BMB Reports
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• 제56권4호
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• pp.234-239
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• 2023

Thioredoxin-like protein 1 (TXNL1), one of the thioredoxin superfamily known as redox-regulator, plays an essential in maintaining cell survival via various antioxidant and anti-apoptotic mechanisms. It is well known that relationship between ischemia and oxidative stress, however, the role of TXNL1 protein in ischemic damage has not been fully investigated. In the present study, we aimed to determine the protective role of TXNL1 against on ischemic injury in vitro and in vivo using cell permeable Tat-TXNL1 fusion protein. Transduced Tat-TXNL1 inhibited ROS production and cell death in H₂O₂-exposed hippocampal neuronal (HT-22) cells and modulated MAPKs and Akt activation, and pro-apoptotic protein expression levels in the cells. In an ischemia animal model, Tat-TXNL1 markedly decreased hippocampal neuronal cell death and the activation of astrocytes and microglia. These findings indicate that cell permeable Tat-TXNL1 protects against oxidative stress in vitro and in vivo ischemic animal model. Therefore, we suggest Tat-TXNL1 can be a potential therapeutic protein for ischemic injury.

• 대한신경과학회지
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• 제35권1호
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• pp.8-15
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• 2017

Near-infrared spectroscopy (NIRS), a noninvasive optical method, utilizes the characteristic absorption spectra of hemoglobin in the near-infrared range to provide information on cerebral hemodynamic changes in various clinical situations. NIRS monitoring have been used mainly to detect reduced perfusion of the brain during orthostatic stress for three common forms of orthostatic intolerance (OI); orthostatic hypotension, neurally mediated syncope, and postural orthostatic tachycardia syndrome. Autonomic function testing is an important diagnostic test to assess their autonomic nervous systems for patients with symptom of OI. However, these techniques cannot measure dynamic changes in cerebral blood flow. There are many experimentations about study of NIRS to reveal the pathophysiology of patients with OI. Research using NIRS in other neurologic diseases (stroke, epilepsy and migraine) are ongoing. NIRS have been experimentally used in all stages of stroke and may complement the established diagnostic and monitoring tools. NIRS also provide pathophysiological approach during rehabilitation and secondary prevention of stroke. The hemodynamic response to seizure has long been a topic for discussion in association with the neuronal damage resulting from convulsion. One critical issue when unpredictable events are to be detected is how continuous NIRS data are analyzed. Besides, NIRS studies targeting pathophysiological aspects of migraine may contribute to a deeper understanding of mechanisms relating to aura of migraine. NIRS monitoring may play an important role to trend regional hemodynamic distribution of flow in real time and also highlights the pathophysiology and management of not only patients with OI symptoms but also those with various neurologic diseases.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제40권6호
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• pp.1567-1579
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• 2023

Sucralose는 식품 분야에서 sucrose 대체물로 사용되며 세계적으로 승인된 무열량 고강도 인공 감미료이다. 하지만 감미료가 뇌에 미치는 영향에 대한 조사는 미비하여 본 연구에서 scopolamine으로 유발된 기억력 손상 동물모델에서 sucralose 단기 섭취가 인지 및 기억 보호 효과를 가지는지 확인하였다. Sucralose 2, 5, 10 mg/kg를 경구투여하였으며 30분 후 대조군, 약물군에 scopolamine (1mg/kg) 복강투여를 진행하였고 정상군에는 식염수로 복강투여 후 행동실험을 수행하였다. 결과적으로 Y-maze, passive avoidance, Morris water maze에서 대조군과 비교해 10% 이상의 인지기능이 회복되는 결과를 도출하였다. 또한, 전염증성 사이토카인을 측정한 결과 sucralose가 IL-6와 TNF-α를 30% 이상 억제하는 것을 보였으며 세포 내 신호 메커니즘으로 ERK-CREB의 발현량을 관찰한 결과 농도 의존적으로 증가하였다. 따라서 sucralose는 건망증 환자의 예방과 치료를 위한 기능성 식품과 관련이 있다고 시사된다.

• BMB Reports
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• 제57권6호
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• pp.281-286
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• 2024

Adult hippocampal neurogenesis plays a pivotal role in maintaining cognitive brain function. However, this process diminishes with age, particularly in patients with neurodegenerative disorders. While small, non-coding microRNAs (miRNAs) are crucial for hippocampal neural stem (HCN) cell maintenance, their involvement in neurodegenerative disorders remains unclear. This study aimed to elucidate the mechanisms through which miRNAs regulate HCN cell death and their potential involvement in neurodegenerative disorders. We performed a comprehensive microarray-based analysis to investigate changes in miRNA expression in insulin-deprived HCN cells as an in vitro model for cognitive impairment. miR-150-3p, miR-323-5p, and miR-370-3p, which increased significantly over time following insulin withdrawal, induced pronounced mitochondrial fission and dysfunction, ultimately leading to HCN cell death. These miRNAs collectively targeted the mitochondrial fusion protein OPA1, with miR-150-3p also targeting MFN2. Data-driven analyses of the hippocampi and brains of human subjects revealed significant reductions in OPA1 and MFN2 in patients with Alzheimer's disease (AD). Our results indicate that miR-150-3p, miR-323-5p, and miR-370-3p contribute to deficits in hippocampal neurogenesis by modulating mitochondrial dynamics. Our findings provide novel insight into the intricate connections between miRNA and mitochondrial dynamics, shedding light on their potential involvement in conditions characterized by deficits in hippocampal neurogenesis, such as AD.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제20권4호
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• pp.277-289
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• 2009

최근 침의 신경생리학적 기전 및 경혈의 특이성을 밝혀내기 위해 기능적 자기공명영상(functional MRI, fMRI)을 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다. fMRI 영상은 손가락 마주치기검사(Finger Taps test), 깜박이는 체크무늬 흑백영상에 의한 시각자극과 같은 연구주제에서 동일한 대상자의 반복되는 동일 검사에서 유의한 편차가 나타난다는 보고가 있다. 하물며 다른 개별 대상자의 fMRI 검사를 이용한 자침의 효과 및 경혈의 특이성 연구에 있어서 그룹분석 결과를 확고하게 하기 위해서는 개별 대상자들 간의 편차의 정도를 파악하고 개별데이터가 그룹 분석에 미치는 영향을 이해할 때 fMRI를 이용한 연구의 한계와 그 극복 방안에 대하여 본질적으로 접근할 수 있다고 판단된다. 따라서, 본 연구에서는 fMRI를 이용한 침 연구에서 개별분석 결과가 그룹분석 결과에 미치는 영향을 알아보는 것을 목적으로 계획되었다. 신체 건강한 성인 남자 15명을 대상으로 3.0 테슬러 자기공명영상장치를 이용하였다. 개인별 뇌구조영상과 뇌기능영상을 얻었으며, 뇌기능 영상은 진짜 침과 거짓 침 자극을 실시하였다. 자극방법은 블록방식(Block design)으로 30초의 비자극시간과 45초의 자극 시간을 3회 반복하여 총 3분 45초간 시행하였다. 자극은 우측 다리의 족삼리(ST36)를 이용하였고, 자침한 후 2 Hz의 속도로 침이 좌우로 반복하여 회전하도록 하여 자극을 주었다. 거짓 침 자극은 끝이 둥근 모양의 침으로 실시하였다. 뇌기능적 영상은 BOLD (Blood oxygenation level dependent) 경사자장 EPI (echo-planar imaging) 영상기법을 이용하였다. 각 피험자에 대한 개별 분석과 전체 피험자에 대한 그룹분석을 하였다. 족삼리 자침을 통한 개별분석 결과 거짓 침과 진짜 침 자극에 의한 뇌 활성화 반응은 개별 대상자들간의 편차가 큰 것으로 나타났으며, 이는 일부 대상자들에서만 나타난 뇌 활성화 반응의 결과가 그룹 분석의 결과에 크게 반영되었다는 것을 의미한다. 우리는 fMRI를 이용한 자침의 효과 및 경혈의 특이성 연구에 있어서 그룹분석 결과를 확고하게 하기 위해서는 개별 데이터들이 제공되어야 한다는 것을 제안한다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제48권1호
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• pp.48-54
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• 2005

목 적 : 중추신경계감염의 병리학적인 정보는 아직 미약하고 정확하게 규명된 바가 없지만 최근의 여러 연구들에 의하면 병원균의 직접적인 침습보다는 숙주의 염증반응이 뇌 손상의 중요한 인자가 됨을 밝힘으로써 여러 사이토카인이나 독소, 인터루킨 등이 뇌수막 염증반응을 유도한다고 밝혀져 있다. 최근 세균성 뇌수막염에서 NO, MIP-$1{\alpha}$, lactoferrin의 역할에 대한 보고들이 있었으나 아직 무균성 뇌수막염 환자를 대상으로 한 보고는 별로 없었고 특히 국내에서 보고된 바는 없었다. 이에 저자들은 무균성 뇌수막염 환아의 혈액과 뇌척수액에서 NO, MIP-$1{\alpha}$, lactoferrin의 농도를 측정하여 대조군과 비교하고, 다른 뇌수막염 관련인자들 사이의 상관관계를 비교 분석하고자 하였다. 방 법 : 2002년 6월부터 7월까지 강북삼성병원 소아과 입원환자 중 발열과 뇌막자극증상을 보인 40명의 환아들을 대상으로 뇌척수액 검사를 시행하여, 무균성 뇌수막염 소견을 보인 25명을 뇌수막염군, 정상소견을 보인 15명을 대조군으로 하였다. 입원당일 혈액과 뇌척수액을 채취하여 혈액에서 백혈구수와 CRP를 측정하고, 뇌척수액에서 백혈구수와 당, 단백농도, 뇌압을 측정하였다. 나머지 혈액 및 뇌척수액 검체는 실온에서 10분간 2,000 rpm으로 원심 분리하여 영하 70도에서 보관 후 ELISA 방법을 이용하여 각각의 검체에서 일시에 NO, MIP-$1{\alpha}$, lactoferrin의 농도를 측정하였다. 무균성 뇌수막염군에서 신경학적 후유증을 보인 경우는 없었다. 결 과 : 1) 혈액과 뇌척수액의 NO의 농도는 대조군과 무균성 뇌수막염 사이에 차이를 보이지 않았다. 2) 혈액과 뇌척수액의 MIP-$1{\alpha}$의 농도는 대조군과 무균성 뇌수막염 사이에 차이를 보이지 않았다. 3) 무균성 뇌수막염군의 뇌척수액 lactoferrin 농도는 대조군에 비해 의미 있게 증가되었으며 혈액 lactoferrin 농도는 대조군에 비해 의미 있게 감소되었다. 4) 뇌척수액 lactoferrin 농도는 뇌척수액 백혈구수($r_s=0.449$, P=0.007), 특히 중성구 수와 양의 상관관계를 보였으며($r_s=0.574$, P<0.001), 뇌척수액 단백 농도와 양의 상관관계를 보였다($r_s=0.508$, P=0.002). 결 론 : 무균성 뇌수막염 환아의 뇌척수액에서 lactoferrin은 의미 있게 증가하여 무균성 뇌수막염의 면역 반응에 중요한 역할을 할 것으로 생각되며, 이는 뇌-혈관 장막 붕괴로 인해 혈액에서 뇌척수액으로 유입된 중성구에서 분비되었을 가능성과, 뇌-혈관 장막 붕괴로 인해 혈액에서 뇌척수액으로 직접 유입되었을 가능성이 있는 것으로 생각된다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제20권2호
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• pp.111-121
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• 1987

어유를 섭취하였을 때, 체내 과산화물 생성과 항산화 기능을 조사하며, 그 결과를 다른 식이지방과 비교하기 위하여, 고등어유, 대두유, 쇠기름, 들기름, 채종유의 5 종의 지방을 먹이의 10% 되게 식이를 조제하여 70g 내외의 암, 수컷의 흰쥐에게 섭취시켰다. 출생후 초기 성장시에 적응도를 관찰하기 위하여, 위의 쥐들을 34일간 조제식이로 사육한후, 교배시켜 출생한 2 대째 쥐들을 수유시기(17일, 26일)과 이유시기(39일)에 희생시키고, 출산, 수유를 마친 어미쥐(나이 123일, 총 식이일수 81일)를 희생하여 간과 뇌조직의 지질과산화물, $\alpha$-tocopherol, glutathione 양을 정량하고, glutathione peroxidase, superoxide dismutase의 활성을 측정하였다. 간조직의 지질과산화물 값은 고등어유를 섭취한 어미쥐와 수유기(17, 26일)의 새끼쥐들에게서 타군에 비해 높았으나 39일의 새끼쥐에서는 채종유보다는 높았으나 대두유, 들기름군과 같은 수준이었다. 뇌조직에서는 간에 차이가 거의없었다. 간조직의 $\alpha$-tocopherol 농도와 환원형의 glutathione(GSH) 의 농도가 어미쥐에서 타군에 비해 현저히 낮았고, 새끼쥐에서도 $\alpha$-tocopherol 경우는 같은경향이나 그 정도가 덜 현저하며, GSH의 경우는 타군들과 차이가 없었다. 산화형 glutathioe (GSSG)의 농도는 어미쥐, 새끼쥐모두에서 식이지방에 따른 차이가 일관성 있게 나타나지 않았다. Glutathione peroxidase 활성은 간장과 뇌조직에서 성장과정중의 새끼쥐들에서 모두 약간씩 증가하였고, 채종유군에서 타군에 비해 증가정도가 낮아 활성이 39일에 현저히 낮았다. Superoxide dismutase 의 활성은 성장기간에 따른 변화는 적었고, 고등어유군이 타군에 비해 비교적 낮은값을 유지하였다. 어미쥐와 17일째 새끼쥐에서는 달리 26일과 39일째 새끼쥐의 간조직 glutathioe peroxidase 의활성이 지질과산화물 농도와 정의 상관관계가 보여져, 출생후 초기 성장과정에서 체내 적응성이 존재함을 나타내주었다.

• 대한약리학회지
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• 제24권2호
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• pp.203-216
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• 1988

돼지, 가표 및 가토의 뇌동맥에서 기저동맥 (basilar artery, BA)과 circle of willis동맥 (WC)의 동맥환을 만들어 혈관수축제와 calcium 길항제의 효과 그리고 내피세포의 역할은 검토하였다. 돼지 BA와 WC에 서 norepinephrine (NE), phenylephrine (PE)및 epinephrine (EP)은 propranolol $10^{-6}M$ 전처리하에서 그리고 KCI, histamine, 5-hydroxytryptamine (5-HT) 및 angiotensin은 모두 용량의존성 수축반응을 일으켰다. 그 최대수축력은 angiotensin에서 가장 적었고, 5-HT에서 가장 강력하였다. KCI 35 mM수축반응은 calcium 길항제로 용량의존성으로 억제되었고, 그 효력은 nifedipine > > diltiazem > flunarizine > oxybutynin > isosorbide dinitrate (ISDN) > glycerl trinitrate의 순서였다. 5-HT $10^{-5}M$의 수축반응은 nifedipine으로는 용량의존성으로 억제 되었으나 diltiazem과 ISDN으로는 경미한 억제만을 일으켰다. 내피세포동맥환에서 KCI 35 mM의 수축반응은 acetylcholine (ACh)으로 거의 영향받지 않았으나 $PGF_{2{\alpha}}\;10^{-5}M$의 수축반응은 ACh과 adenosine으로 용량의존성으로 억제되었고, 이 내피세포 의존성억제는 nifedipine $10^{-6}M$로는 영향받지 않으나 methylene blue $50\;{\mu}M$로는 현저히 억제되었다. 네피제거동맥환에의 $PGF_{2{\alpha}}$의 수축반응은 ACh의 영향이 없거나 더욱 수축되었다. 내피세포를 제거하지 않은 가토흉부대동맥편을 bath에 함께 넣어주면 ACh의 용량의존성 이완반응이 나타났고 이 이완반응도methylene blue로 억제되었다. 가묘 BA와 WC에서 5-HT와 NE는 용량의존성 수축반응을 일으켰고 ACh도 내피세포 존재유무와 관계없이 강력한 용량의존성 수축반응을 일으켰으며 그 최대수축력은 ACh에서 가장 강력하였다. 내피세포동맥환에서 5-HT $10^{-5}M$의 수축반응은 ACh에 의하여 이완반응없이 더욱 수측되었다. 가토 BA에서 5-HT와 NE는 응량의존성 수축반응을 일으졌고5-HT의 수축반응이 더욱 현저하였다. 내피세포동맥환에서 5-HT $10^{-5}M$의 수축반응은 ACh $10^{-5}M$로 현저하게 이완되있고 이 내피세포의존성 이완반응은 atropine $10^{-7}M$로는 억제되었으나 diltiazem $10^{-6}M$로는 거의 억제되지 않았다. 이상의 실험성적은 돼지와 가토의 뇌동맥에서 ACh은 내피세포-의존성 이완반응을 일으키며그 이완반응은 muscarinic receptor를 통해 나타났고, 가묘뇌동맥에서 ACh은 혈관수축제의 역할을 갖고 있음을 시사하고 있다.