Scutellaria baicalensis (SB) has widely used in the treatment for various brain diseases in the field of Oriental medicine. Biofermantation of SB can make major chemical constituents of SB to pass blood-brain barrier easily and to have more potent anti-oxidant ability. There is a little information about the contribution of fermented SB (FSB) to the formation or maintenance of the neural plasticity in the hippocampus. The purpose of this study was to evaluate effects of FSB extract on hydrogen peroxide (H2O2) - induced impairments of the induction and maintenance of long-term potentiation (LTP), an electrophysiological marker for the neural plasticity in the hippocampus. From hippocampal slices of rats, the field excitatory postsynaptic potentials (fEPSPs) were evoked by the electrical stimulation to the Schaffer collaterals - commissural fibers in the CA1 areas and LTP by theta-burst stimulation by using 64 - channels in vitro multi-extracellular recording system. In order to induce oxidative stress to hippocampal slices two different concentrations (200, 400 μM) of H2O2 were given to the perfused aCSF before and after the LTP induction, respectively. The ethanol extract of FBS with concentration of 25 ㎍/ml, 50 ㎍/ml was diluted in perfused aCSF that had 200 μM H2O2, respectively. Oxidative stress by the treatment of H2O2 resulted in decrease of the induction rate of LTP in the CA1 area with a dose - dependent manner. However, the ethanol extract of FSB prevented the reduction of the induction rate of LTP caused by H2O2 - induced oxidative stress with a dose - dependent manner. These results may support a potential application of FSB to ameliorate impairments of hippocampal dependent neural plasticity or memory caused by oxidative stress.
Background: Inula japonica Thunb. is a plant belonging to the family compositae. Inulae flos (flower of I. britannica var. chinensis Regal.) is the dried flower of I. japonica Thunb. and contains various flavonoids (patulitrin, nepitrin and kaempferol), which have been utilized in traditional oriental medicine to treat nausea, phlegm, and coughs. However, ethanol extract of I. britannica (IJE) has not been previously studied for its use in cancer treatment, and its effects on oxidative stress, or inflammation. Thus, the present study investigated the anti-oxidant, anti-inflammatory, and anti-colorectal cancer effects of IJE using RAW264.7 and HCT-116 cells, which are human colorectal cancer cell line. Methods and Results: IJE contained flavonoids ($80.95{\pm}5.3mg/g$) and polyphenols ($310.53{\pm}10.6mg/g$). Moreover, it reduced lipopolysaccharide (LPS)-induced nitric oxide (NO) production and $H_2O_2$-induced oxidative stress by decreasing reactive oxygen species (ROS) levels. Additionally, the $500{\mu}g/m{\ell}$ IJE treatment increased caspase-3 activity and apoptotic cell death in HCT-116 cells. Conclusions: These results demonstrate that the anti-cancer effect of IJE against human colorectal cancer cells involves caspase-3 activation and apoptotic cell death. IJE also inhibited LPS-induced NO production, and $H_2O_2$-induced oxidative stress in RAW264.7 cells. However, further studies are required to explore how IJE treatment regulates signal transduction in NO and ROS production.
He, Mei Tong;Lee, Ah Young;Park, Chan Hum;Cho, Eun Ju
Nutrition Research and Practice
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제13권4호
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pp.279-285
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2019
BACKGROUND/OBJECTIVES: Excessive production of reactive oxygen species (ROS) such as hydroxyl (${\cdot}OH$), nitric oxide (NO), and hydrogen peroxide ($H_2O_2$) is reported to induce oxidative stress. ROS generated by oxidative stress can potentially damage glial cells in the nervous system. Cordyceps militaris (CM), a kind of natural herb widely found in East Asia. In this study, we investigated the free radical scavenging activity of the CM extract and its neuroprotective effects in $H_2O_2$-induced C6 glial cells. MATERIALS/METHODS: The ethanol extract of CM ($100-1,000{\mu}g/mL$) was used to measure DPPH, ${\cdot}OH$, and NO radical scavenging activities. In addition, hydrogen peroxide ($H_2O_2$)-induced C6 glial cells were treated with CM at $0.5-2.5{\mu}g/mL$ for measurement of cell viability, ROS production, and protein expression resulting from oxidative stress. RESULTS: The CM extract showed high scavenging activities against DPPH, ${\cdot}OH$, and NO radicals at concentration of $1,000{\mu}g/mL$. Treatment of CM with $H_2O_2$-induced oxidative stress in C6 glial cells significantly increased cell viability, and decreased ROS production. Cyclooxygenase-2 and inducible nitric oxide synthase protein expression was down-regulated in CM-treated groups. In addition, the protein expression level of phospho-p38 mitogen-activated protein kinase (p-p38 MAPK), phospho-c-Jun N-terminal kinase (p-JNK), and phospho-extracellular regulated protein kinases (p-ERK) in $H_2O_2$-induced C6 glial cells was down-regulated upon CM administration. CONCLUSION: CM exhibited radical scavenging activity and protective effect against $H_2O_2$ as indicated by the increased cell viability, decreased ROS production, down-regulation of inflammation-related proteins as well as p-p38, p-JNK, and p-ERK protein levels. Therefore, we suggest that CM could play the protective role from oxidative stress in glial cells.
Kwon, Yu Ri;Kim, Ji Hyun;Lee, Sanghyun;Cho, Eun Ju;Kim, Hyun Young
Journal of Applied Biological Chemistry
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제63권4호
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pp.357-363
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2020
Oxidative stress caused by the overproduction of reactive oxygen species (ROS) is known as an etiology of neurodegenerative diseases. Populus tomentiglandulosa (PT), a member of the Salicaceae family, is widely grown in Korea and has been reported to exert protective effects on cerebral ischemia by attenuating of oxidative stress and neuronal damage. In the present study, we investigated the antioxidant activity and neuroprotective effects of an ethanol extract and four fractions [n-butanol, ethyl acetate (EtOAc), chloroform, and n-hexane] of PT under in vitro and cellular systems. The extract and four fractions of PT showed 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH), •OH, and O2- radical scavenging activities in a dose-dependent manner. In particular, the EtOAc fraction of PT had the strongest DPPH, •OH, and O2- radical scavenging activities among the extract and other fractions. Therefore, we further investigated the neuroprotective effect of the EtOAc fraction of PT against oxidative stress in H2O2-induced SH-SY5Y cells. Treatment with H2O2 significantly decreased cell viability and lactate dehydrogenase (LDH) release, and it also increased the ROS levels compared to the normal group. However, treatment with the EtOAc fraction of PT significantly increased cell viability. Moreover, the EtOAc fraction of PT-treated group significantly suppressed ROS production and LDH release compared to the H2O2-induced control group. In conclusion, our findings indicated that PT had in vitro antioxidant activity and neuroprotective effects against oxidative stress. Therefore, PT could be used as a natural agent for protection against oxidative stress.
유기용제가 신경행동기능에 미치는 영향을 평가하기 위하여 에탄올을 이용하여 저농도의 유기용제가 신경행동기능에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고 신경행동기능 영역중 에탄올에 민감한 기능영역을 선별하기 위하여 실험연구를 시행하였다. 영남대학교 의과대학 학생중 20명을 대상으로 설문조사 및 신경행동학적 검사를 1996년 8월동안 실시하였다. 대상자의 체중 kg당 100% 알코올 0.5g을 섭취하고 개인용 컴퓨터를 이용하여 단순반응시간, 색단어구분, 숫자구분, 손가락두드리기, 숫자더하기, 부호숫자짝짓기, 숫자외우기를 시행하였다. 알코올 섭취 전과 후의 신경행동기능의 변화량은 단순반응시간(반응시간 237.4 : 269 msec, p<0.01), 숫자구분(반응시간 490.4 : 553.9 msec, p<0.01), 우수의 손가락두드리기(반응시간 66.7 : 63.3, p<0.05)와 부호숫자짝짓기(반응시간 1958.7 : 2066.6 msec, p<0.05)에서 통계적으로 매우 유의하였다. 평소 음주량이 많을수록 단순반응시간, 열수의 손가락두드리기, 부호숫자짝짓기에서는 반응시간이 길어지고, 우수의 손가락두드리기에서 두드린 수가 적어지는 경향을 보였다. 흡연량이 많을수록 열수의 손가락두드리기에서 두드린 횟수가 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). 알코올의 급성폭로 후 나타난 결과로 만성적 폭로의 영향을 평가하는데 이용하기에는 다소 무리가 있으나 향후 유기용제의 만성효과에 관한 역학적 연구를 위한 신경행동학적 검사항목의 선택에 도움을 줄 수 있을 것으로 생각된다.
본 연구진은 HaCaT-ARE-luciferase 세포를 이용하여 400 여개의 약용식물 에탄올 추출물 중 NRF2/ARE 유도효과가 있는 신규 추출물을 검색하였고 이를 통하여 종대황(Rheum undulatum)과 선복화(Inula japonica)의 주정 추출물이 HaCaT-ARE-luciferase 세포에서 ARE 활성을 강하게 유도하는 것을 관찰하였다. 종대황과 선복화 에탄올 추출물은 HaCaT 세포에서 생존(viability)을 증가시켰고 NRF2/ARE에 의존적인 phase II cytoprotective 효소인 heme oxygenase-1 (HO-1)와 NADPH:quinone oxidoreductase-1 (NQO1)의 전사 및 단백질 발현을 강하게 유도하였다. 또한 종대황과 선복화 추출물은 HaCaT 세포에서 TPA로 유도한 세포 내 활성 산소 및 이를 통하여 생성되는 스트레스 마커인 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OH-dG)과 4-hydroxynonenal (4HNE)의 발생을 강하게 억제하였다. 본 연구는 종대황과 선복화의 에탄올 추출물이 인간 피부 세포주인 HaCaT 세포에서 NRF2/ARE에 의존적인 유전자 발현의 유도를 통하여 강력한 항산화 효과를 발휘한다는 것을 증명한다.
본 연구에서는 150 mM HCl/60 % ethanol로 급성 위염을 유발한 마우스에서 증숙 시간에 따른 홍삼의 위염 보효 효과에 대해 살펴보고자 하였다. 백삼과 홍삼의 증숙 시간에 따른 성분을 분석한 결과 사포닌, total polyphenol과 total flavonoid의 총 함량이 증숙 시간에 따라 증가하였고 6시간 증숙한 홍삼에서 가장 높은 함량을 보였다. 또한 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl와 2,2'-azinobis-3-ethyl-benzothiazoline-6-sulfonic acid radical 소거능 실험을 통해 항산화 활성을 측정한 결과 RG 6에서 가장 높은 활성을 나타냈다. In vitro 실험 결과를 바탕으로 시료를 선택하였고 in vivo 실험을 진행하였다. 급성 위염 마우스 모델에 백삼과 6시간 증숙한 홍삼을 투여하였을 때, RG 6에서 위 점막 손상의 개선을 육안적으로 확인할 수 있었으며, 혈액에서 측정한 ROS 수치도 대조군에 비해 유의적인 감소를 보였다. 또한 염증성 사이토카인을 확인한 결과 대조군에 비해 RG6에서 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때 증숙 시간에 따른 홍삼은 급성 위염 유발 마우스 모델에서 위염 보호 효과가 있는 것으로 사료된다.
본 연구에서는 우선 진피 열수 추출물의 in vitro 항산화능을 평가하기 위해 total polyphenol, total flavonoid 함량, DPPH 및 ABTS radical 소거능을 분석한 후, 150 mM/60% ethanol로 유발한 급성 위염 동물 실험을 진행하여 급성 위염 완화 효과를 검증하였다. 약물투여군의 혈청 내 ROS와 MPO 수준, 조직 내 MDA 수준의 유의성 있는 감소를 확인하였으며, western blot을 통해 NOX2와 p22phox를 포함한 산화적 스트레스 관련 단백질을 억제하였고, PI3K/Akt/NF- κB 신호 전달 경로를 통한 염증성 단백질의 현저한 감소를 확인하였다. 따라서 이러한 결과는 진피 열수 추출물이 급성 위염에 대한 완화 효과를 나타냈으며, 위염 및 천연 치료제의 후보 소재로서 가능성이 있다고 판단된다. 또한, 향후 만성 위염, 위암과 같은 위장 질환에 관한 추가 연구에서 진피 열수 추출물의 활용 가능성을 시사한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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