Lim Baek Vin;Lee Choong Yeol;Kang Jin Oh;Kim Chang Ju;Cho Sonhae
동의생리병리학회지
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제18권1호
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pp.236-242
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2004
Cerebral ischemia resulting from transient or permanent occlusion of cerebral arteries leads to neuronal cell death and eventually causes neurological impairments. Bee venom has been used for the treatment inflammatory disease. In the present study, the effects of bee venom on apoptosis and cell proliferation in the hippocampal dentate gyrus following transient global ischemia in gerbils were investigated using immunohistochemistry for cyclooxygenase-1 (COX-1) and cyclooxygenase-2 (COX-2), caspase-3, and 5-bromo-2'-deoxyuridine (BrdU). It was shown that apoptotic cell death and cell proliferation in the hippocampal dentate gyrus were significantly increased following transient global ischemia in gerbils and that treatment of bee venom suppressed the ischemia-induced increase in apoptosis and cell proliferation in the dentate gyrus. The present results also showed that 1 mg/kg bee-venom treatment suppressed the ischemia-induced increasing apoptosis, cell proliferation, and COX-2 expression in the dentate gyrus. It is possible that the suppression of cell proliferation is due to the reduction of apoptotic cell death by treatment of bee venom. In the present study, bee venom was shown to prosses anti-apoptotic effect in ischemic brain disease, and this protective effect of bee venom against ischemia-induced neuronal cell death is closely associated with suppression on caspase-3 expression.
Objectives: Hwangryunhaedok-tang (Huang-lian-jie-du-tang, HRHDT, 黃連解毒湯) is a traditional Korean herbal medicine that is formulated with Coptidis Rhizoma, Phellodendri Cortex, Scutellariae Radix and Gardeniae Fructus. HRHDT is cold (寒) and bitter (苦) in nature and has general properties of clearing heat and detoxifying (淸熱解毒), strengthening the stomach and settling the liver (健胃平肝), and reducing inflammation, fever and swelling. This formula can prevent and treat artherosclerosis, hyperplasia of the endothelium, cerebral fluid circulation, cerebral vascular deterioration through aging, impairment of neurotransmitters, or disruption of the functioning of the cerebral cortex following infection or trauma. The purpose of the study reported here was to determine the neuroprotective effect of HRHDT on global ischemia induced by 4-vessel occlusion in Wistar rats. Methods: HRHDT extract was lyophilized after extraction with 85% methanol and 100% water. Rats were induced to 10 minutes of forebrain ischemia by 4-vessel occlusion (4-VO) and reperfused again. HRHDT was administered with a dose of 100 mg/kg, and 500 mg/kg of 85% methanol extracts and 100 mg/kg of 100% water extracts, respectively, at 0 min and 90 min after 4-VO. Rats were killed at 7 days after ischemia and the number of CA1 pyramidal neurons was counted in hippocampal sections stained with cresyl violet. Results: Body temperature of animals showed no significant difference between saline-treated groups and HRHDT extracts-treated groups until 5 hours of reperfusion. This result indicated that neuroprotective effects of HRHDT extracts were not due to hypothermic effects. The administration of HRHDT showed a significant neuroprotective effect on hippocampal CA1 neurons at 7 days after ischemia compared to the saline-treated group (P<0.001). HRHDT methanol extracts of 100 mg/kg, 500 mg/kg and HRHDT water extracts of 100 mg/kg showed 88.5%, 98.3% and 95.1 % neuroprotection, respectively. Conclusions: The results of this study demonstrate that administration of HRHDT is highly effective in reducing neuronal damage in response to transient global cerebral ischemia. HRHDT may involve many mechanisms that might account for its high degree of efficacy. A number of factors including free radicals, glutamate, calcium overload, NO, and various cytokines have been proposed to have an important role in causing neuronal death after short periods of global ischemia. Further studies are needed to know the neuroprotective mechanisms of HRHDT.
This study investigated a HSP70 expression of Puerariae Radix in cerebral ischemia. The global cerebral ischemia was induced by bilateral common carotid arteries occlusion under hypotension (40 mmHg) in Sprague-Dawley rats. After the treatment of Puerariae Radix extract, the heat shock protein 70 (HSP70) expressions were measured immunohistochemically. The upregulation of HSP70 expression in hippocampal regions resulted by cerebral ischemia. Then Puerariae Radix treatment demonstrated significant decrease of HSP70 expressions in CA1 region and dentate gyrus of the hippocampus as compared with control group. These results suggested that Puerariae Radix reveals the neuroprotective effect through the control of noxious stress stimulations to neurons.
It has been proposed that nitirc oxide is involved in the pathogenesis of cerebral ischemia-reperfusion. Because superoxide production is also enhanced during reperfusion, the cytotoxic oxidant peroxynitrite could be formed, but it is not known if this occurs following global forebrain ischemia-reperfusion. We examined whether peroxynitrite generation is increased in the vulnerable regions after forebrain ischemia-reperfusion. Transient forebrain ischemia was produced in the conscious rat by four-vessel occlusion. Rats were subjected to 10 or 15 min of forebrain ischemia. Immunohistochemical method was used to detect 3-nitrotyrosine, a marker of peroxynitrite production. 3-Nitrotyrosine immunoreactivity was enhanced in the hippocampal CA1 area 3 days after reperfusion. Furthermore, in rats subjected to ischemia for 15 min, this change was also observed in the lateral striatal region and the lateral septal nucleus $2{\sim}3$ days after reperfusion. The cresyl violet staining of adjacent sections showed that neuronal cell death was induced in parallel with the nitrotyrosine immunoreactivity in the hippocampal CA1 area and the lateral striatal region. Our findings suggest that oxygen free radical accumulation and consequent peroxynitrite production play a role in neuronal death caused by cerebral ischemia-reperfusion.
Kizmazoglu, Ceren;Aydin, Hasan Emre;Sevin, Ismail Ertan;Kalemci, Orhan;Yuceer, Nurullah;Atasoy, Metin Ant
Journal of Korean Neurosurgical Society
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제58권6호
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pp.508-512
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2015
Background : Cerebral ischemia is as a result of insufficient cerebral blood flow for cerebral metabolic functions. Resveratrol is a natural phytoalexin that can be extracted from grape's skin and had potent role in treating the cerebral ischemia. Apoptosis, a genetically programmed cellular event which occurs after ischemia and leads to biochemical and morphological changes in cells. There are some useful markers for apoptosis like Bcl-2, bax, and p53. The last reports, researchers verify the apoptosis with early markers like Annexin V. Methods : We preferred in this experimental study a model of global cerebral infarction which was induced by bilateral common carotid artery occlusion method. Rats were randomly divided into 4 groups : sham, ischemia-reperfusion (I/R), I/R plus 20 mg/kg resveratrol and I/R plus 40 mg/kg resveratrol. Statistical analysis was performed using Sigmastat 3.5 ve IBM SPSS Statistics 20. We considered a result significant when p<0.001. Results : After administration of resveratrol, Bcl-2 and Annexin levels were significantly increased (p<0.001). Depending on the dose of resveratrol, Bcl2 levels increased, p53 levels decreased but Annexin V did not effected. P53 levels were significantly increased in ishemia group, so apoptosis is higher compared to other groups. Conclusion : In the acute period, Annexin V levels misleading us because the apoptotic cell counts could not reach a certain level. Therefore we should support our results with bcl-2 and p53.
목적 : 뇌허혈은 일시적 혹은, 영구적 뇌동맥 폐색에 의한 뇌혈류의 감소로 유발되며, 허혈 부위에서는 복잡한 병태 생리적 과정을 통하여 신경 세포사가 초래되어 비가역적인 신경학적 손상을 일으킨다. 본 연구에서는 모래쥐를 대상으로 일시적인 전뇌허혈을 유발 시킨 후 해마 치상회에서 허혈로 인한 세포사멸을 관찰하고, 현삼(玄蔘)의 투여가 허혈로 유발된 해마 치상회에서 세포사멸에 미치는 영향과 단기 기억에 미치는 효과를 규명하고자 실험하였다. 연구방법 : 세포사멸은 DNA 분절을 나타내는 terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick end labeling (TUNEL) 염색법과 단백분해 과정의 마지막 단계에 발현되는 caspase-3에 대한 면역조직화학법을 이용하였고, 단기기억은 step-down avoidance task를 실시하여 평가하였다. 결과 : 본 실험의 결과 일시적인 전뇌허혈은 해마 치상회의 세포사멸을 유의하게 증가시켰으며 단기기억을 감소시켰다. 현삼의 투여는 허혈로 증가된 해마 치상회의 세포사멸을 유의하게 억제하였고, 허혈로 인한 단기 기억의 감소를 유의하게 억제시켰다. 결론 : 본 실험을 통하여 현삼은 뇌허혈로 증가된 세포사멸을 억제하고 단기 기억을 향상시킴을 알 수 있었고, 따라서 현삼은 뇌허혈로 인한 뇌손상을 보호할 수 있는 효과가 있음을 제시하는 바이다.
Object : This research was performed to investigate the protective effect of Aurantii Immaturus Fructus against ischemic damage using PC12 cells and global ischemia in gerbils. Methods : To observe the protective effect of Aurantii Immaturus Fructus on ischemia damage, viability and changes in activities of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx), catalase and production of malondialdehyde (MDA) were observed after treating PC12 cells with Aurantii Immaturus Fructus during ischemic insult. Gerbils were divided into three groups : a normal group, a 5-min two-vessel occlusion (2VO) group, and an Aurantii Immaturus Fructus administered after 2VO group. The CCAs were occluded by microclip for 5 minutes. Aurantii Immaturus Fructus was administered orally for 7 days after 2VO. The histological analysis was performed at 7 days after the surgery. For histological analysis, the brain tissue was stained with 1% cresyl violet solution. Results : The results showed that 1. Aurantii Immaturus Fructus had a protective effect against ischemia in the CAI area of the gerbil hippocampus 7 days after 5-minute occlusion, 2. In the hypoxia/reperfusion model using PC12 cells, the Aurantii Immaturus Fructus had a protective effect against ischemia in the dose of $0.2{\;}\mu\textrm{g}/ml,{\;}2{\;}\mu\textrm{g}/ml{\;}and{\;}20{\;}\mu\textrm{g}/ml$ 3. Aurantii Immaturus Fructus increased the activities of glutathione peroxidase and catalase, 4. The activity of superoxide dismutase (SOD) was increased by ischemic damage, which might represent self protection. This study suggests that Aurantii Immaturus Fructus has some neuroprotective effect against neuronal damage following cerebral ischemia in vivo with a widely used experimental model of cerebral ischemia in Mongolian gerbils, and it also has protective effects on a hypoxia/reperfusion cell culture model using PCq2 cells. Conclusions : Aurantii Immaturus Fructus has protective effects against ischemic brain damage at the early stage of ischemia.
Objective : This research was performed to investigate the protective effect of Angelicae Dahuri Radix against ischemic damage using PC12 cells and global ischemia in gerbils. Methods : To observe the protective effect of Angelicae Dahuri Radix on ischemia damage, viability and changes in activities of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx), catalase and production of malondialdehyde (MDA) were observed after treating PC12 cells with Angelicae Dahuri Radix during ischemic insult. Gerbils were divided into three groups : a normal group, a 5-min two-vessel occlusion (2VO) group, and an Angelicae Dahuri Radix administered after 2VO group. The CCAs were occluded by microclip for 5 minutes. Angelicae Dahuri Radix was administered orally for 7 days after 2VO. The histological analysis was performed at 7 days after surgery. For histological analysis, the brain tissue was stained with 1% cresyl violet solution. Results : 1. Angelicae Dahuri Radix has a protective effect against ischemia in the CA1 area of the gerbil hippocampus 7 days after 5-minute occlusion, 2. In the hypoxia/reperfusion model using PC12 cells, Angelicae Dahuri Radix has a protective effect against ischemia in the dose of $0.2\mu\textrm{g}/ml$, $2\mu\textrm{g}/ml$ and $20\mu\textrm{g}/ml$, 3. Angelicae Dahuri Radix increased the activities of glutathione peroxidase and catalase. 4. The activity of superoxide dismutase (SOD) was increased by ischemic damage, which might represent self protection. This study suggests that Angelicae Dahuri Radix has some neuroprotective effect against neuronal damage following cerebral ischemia in vivo with a widely used experimental model of cerebral ischemia in Mongolian gerbils, and it also has protective effects on a hypoxia/reperfusion cell culture model using PC12 cells. Conclusions : Angelicae Dahuri Radix has protective effects against ischemic brain damage at the early stage of ischemia.
Ischemia, the leading cause of strokes, is known to be deeply related to synaptic plasticity and apoptosis in tissue damage due to ischemic conditions or trauma. The purpose of this study was to research the effects of NEES(needle electrode electrical stimulation) in brain cells of ischemia-induced rat, more specifically the effects of Poly[ADP-ribose] polymerase(PARP) on the corpus striatum. Ischemia was induced in SD mice by occluding the common carotid artery for 5 minutes, after which blood was re-perfused. NEES was applied to acupuncture points, at 12, 24, and 48 hours post-ischemia on the joksamri, and at 24 hours post-ischemia on the hapgok. Protein expression was investigated through PARP antibody immuno-reactive cells in the cerebral nerve cells and western blotting. The number of PARP reactive cells in the corpus striatum 24 hours post-ischemia was significantly(p<.05) smaller in the NEES group compared to the global ischemia(GI) group. PARP expression 24 hours post-ischemia was very significantly smaller in the NEES group compared to the GI group. Results show that ischemia increases PARP expression and stimulates necrosis, making it a leading cause of death of nerve cells. NEES can decrease protein expression related to cell death, protecting neurons and preventing neuronal apoptosis.
Objects: This research was conducted to investigate the protective effect of Bupleuri Radix against ischemic damage using PC12 cells and global ischemia in gerbils, Methods: To observe the protective effect of Bupleuri Radixon ischemic damage, viability and changes in activities of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx), catalase and production of malondialdehyde (MDA) were observed after treating PC12 cells with Bupleuri Radix during ischemic damage. Gerbils were divided into three groups: a normal group, a 5-minute two-vessel occlusion (2VO) group and a Bupleun Radix administered group after 2VO. The CCAs were occluded by microclip for 5 minutes, Bupleuri Radix was administered orally for 7 days after 2VO. Histological analysis was performed on the 7th day. For histological analysis, the brain tissue was stained with 1 % of cresyl violet solution. Results: 1. Bupleuri Radix has a protective effect against ischemia in the CA1 area of the gerbil's hippocampus 7 days after 5-minute occlusion. 2. In the hypoxia/reperfusion model using PC12 cells, the Bupleuri Radix has a protective effect against ischemia in the dose of 0.2{\;}\mu\textrm{g}/ml,2{\;}\mu\textrm{g}/ml{\;}and{\;} 20{\;}\mu\textrm{g}/ml$. 3. Bupleuri Radix increased the activities of glutathione peroxidase and catalase. 4. The increased activity of superoxidedismutase (SOD) by ischemic damage might have been induced as an act of self-protection. This study suggests that Bupleuri Radix has some neuroprotective effect against neuronal damage following cerebral ischemia in vivo with a widely used experimental model of cerebral ischemia in Mongolian gerbils. Bupleuri Radix also has protective effect on a hypoxia/reperfusion cell culture model using PC12 cells. Conclusions: Bupleuri Radix has protective effect against ischemic brain damage during the early stages of ischemia.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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