• 제목/요약/키워드: Huntington's disease

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Gintonin, a Panax ginseng-derived LPA receptor ligand, attenuates kainic acid-induced seizures and neuronal cell death in the hippocampus via anti-inflammatory and anti-oxidant activities

  • Jong Hee Choi;Tae Woo Kwon;Hyo Sung Jo;Yujeong Ha;Ik-Hyun Cho
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제47권3호
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    • pp.390-399
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    • 2023
  • Background: Gintonin (GT), a Panax ginseng-derived lysophosphatidic acid receptor (LPAR) ligand, has positive effects in cultured or animal models for Parkinson's disease, Huntington's disease, and so on. However, the potential therapeutic value of GT in treating epilepsy has not yet been reported. Methods: Effects of GT on epileptic seizure (seizure) in kainic acid [KA, 55mg/kg, intraperitoneal (i.p.)]-induced model of mice, excitotoxic (hippocampal) cell death in KA [0.2 ㎍, intracerebroventricular (i.c.v.)]-induced model of mice, and levels of proinflammatory mediators in lipopolysaccharide (LPS)-induced BV2 cells were investigated. Results: An i.p. injection of KA into mice produced typical seizure. However, it was significantly alleviated by oral administration of GT in a dose-dependent manner. An i.c.v. injection of KA produced typical hippocampal cell death, whereas it was significantly ameliorated by administration of GT, which was related to reduced levels of neuroglial (microglia and astrocyte) activation and proinflammatory cytokines/enzymes expression as well as increased level of the Nrf2-antioxidant response via the upregulation of LPAR 1/3 in the hippocampus. However, these positive effects of GT were neutralized by an i.p. injection of Ki16425, an antagonist of LPA1-3. GT also reduced protein expression level of inducible nitric-oxide synthase, a representative proinflammatory enzyme, in LPS-induced BV2 cells. Treatment with conditioned medium clearly reduced cultured HT-22 cell death. Conclusion: Taken together, these results suggest that GT may suppress KA-induced seizures and excitotoxic events in the hippocampus through its anti-inflammatory and antioxidant activities by activating LPA signaling. Thus, GT has a therapeutic potential to treat epilepsy.

치매 환자에서 나타나는 비정상적인 안구운동 (Abnormal Eye Movements in Patients with Dementia)

  • 김현;이강준
    • 정신신체의학
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    • 제15권2호
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    • pp.73-80
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    • 2007
  • 지난 여러 해 동안 치매에서 나타나는 안구운동기능부전에 대해 수많은 논문이 발표되었다. 안구운동검사는 뇌의 기능을 평가하는 비침습적인 검사이며, 치매와 연관된 뇌의 이상을 밝혀내는데 유용한 방법이다. 저자는 치매와 연관된 안구운동이상에 대한 지금까지의 여러 연구들을 고찰해 보았다. 알쯔하이머병에서는 신속안구운동의 잠재기가 증가하고 정확도가 감소하며 항신속안구운동의 오류가 증가 한다. 전측두엽 치매 환자에서는 반사성 신속안구운동 억제의 장애와 항신속안구운동 잠재기와 오류 증가 소견이 나타난다. 그리고 헌팅톤병에서는 수의적인 신속안구운동의 시작 지연, 느린 신속안구운동, 항신속안구운동의 오류와 잠재기 증가 소견이 나타난다. 파킨슨병 치매와 루이체 치매 환자에서는 반사성 신속안구운동과 복합성 신속안구운동 실행 장애가 보고되었다. 크로이츠펠트-야콥 병에 관한 연구는 많지 않으며, 안구운동장애는 치매 증상이 명확해진 이후인 질병의 말기에 나타나고, 이차적으로 소뇌와 전정기관을 침범하게 된다고 한다. 진행성 핵상마비에서는 느린 신속안구운동과 측정저하 신속안구운동이 수직방향주시 장애가 오기 이전에 나타나는 경우가 많다. 수의적인 눈꺼풀 운동의 기능부전도 진행성 핵상마비의 특징적인 증상이다. 결론적으로 치매 환자들은 다양한 비정상적인 안구운동장애를 나타내며 이는 피질, 피질하 기능부전과 연관되어 있다. 치매 환자의 안구운동장애에 대한 다음 단계 연구는 치매에서 나타나는 임상적인 증상이 뇌의 어떤 부위 이상 때문에 발생하는지를 좀 더 명확하게 밝히는 것이 될 것이다.

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정상 및 atg5 유전자 제거 섬유아세포에서 자가포식체의 미세구조 및 이들의 정량적 분석 (Ultrastructural analysis and quantification of autophagic vacuoles in wild-type and atg5 knockout mouse embryonic fibroblast cells)

  • 최수인;전푸름;허양훈;이진아
    • 분석과학
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    • 제31권5호
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    • pp.208-218
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    • 2018
  • 자가소화작용은 세포 내 물질들을 이중막 구조의 자가포식체를 형성하여 라이소좀(lysosome)과 융합한 후 이들을 분해시키는 과정이다. 자가소화작용은 유전적, 세포적, 생화학 수준에서 연구가 진행되어왔지만, 자가포식체의 미세구조 분석 및 정량적 분석은 체계적으로 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 먼저, 기초 자가소화작용이 진행되는 환경과 기아상태로 자가소화작용을 유도한 환경의 세포에서 각각 자가포식체 막 형성에 중요한 역할을 하는 ATG5가 결핍된 섬유아세포와 정상 섬유아세포에서의 자가포식체의 미세구조를 비교 관찰 하였다. 정상 섬유아세포에서는 초기 패고포어, 초기 및 후기 자가포식체, 오토라이소좀과 같은 자가포식체의 단계별 미세구조를 확인한 반면, ATG5가 제거된 섬유아세포에서는 이중막 구조가 완성되지 않은 자가포식체 구조가 증가한 것을 확인하여 ATG5가 자가포식체 성숙에 중요한 역할을 함을 다시 한번 검증할 수 있었다. 본 연구를 통해 구축한 자가포식체 미세구조 분석법을 활용하여 확장된 폴리글루타민을 가지는 N-말단 헌팅틴 유전자를 발현시키는 헌팅턴병의 세포학적 모델에서 단계별 자가포식체를 분석하였다. 그 결과, 흥미롭게도 헌팅틴 단백질이 발현된 세포에서 후기 자가포식체가 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 헌팅틴 돌연변이 단백질 응집체 제거에 필요한 자가소화작용 활성화를 위해서 자가포식체와 라이소좀의 결합 단계를 촉진하는 것이 효과적일 가능성에 대해서 유추할 수 있었다. 결론적으로 전자현미경을 활용한 자가포식체의 단계별 미세구조 관찰 및 정량 분석이 다양한 인간 질병모델에 적용되고, 자가소화작용과 연관된 병리 메커니즘 연구에 기여할 수 있을 것으로 생각된다.

우반신 무도증을 호소하는 Chorea Hyperglycemia Basal Ganglia Syndrome 환자에 대한 증례보고 : 양한방 복합치료적 접근으로 (A Case Report of a Right-sided Hemichorea Patient Diagnosed with Chorea Hyperglycemia Basal Ganglia Syndrome : A Combined Western-Korean Medicine Approach)

  • 김성윤;박준형;안재현;조정재;이승민;강중원;남동우
    • Journal of Acupuncture Research
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    • 제33권1호
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    • pp.117-125
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    • 2016
  • Objectives : The purpose of this report is to introduce a rare case of a patient with Chorea Hyperglycemia Basal Ganglia syndrome (C-H-BG) whose initial medical interventions were started 2 weeks after the onset, and to suggest the possibility of treatment using a combined Western-Korean medicine approach. Methods : A 75-year-old female C-H-BG patient complaining of persistent right-sided hemichorea was treated with a therapy that combined Korean and Western medicine from April 4, 2015 to April 29, 2015. Improvements of symptoms were measured by a motor assessment of Unified Huntington's Disease Rating Scale (UHDRS), Visual Analog Scale (VAS) and the number of involuntary movements. Results : Motor assessment of UHDRS, VAS and the number of involuntary movements all showed a gradually improving tendency during 26 days of admission treatment. However, the patient's hemichorea persisted. Conclusion : Rapid blood sugar control is the most important treatment for C-H-BG, because pathologic changes of basal ganglia seem to become irreversible as time goes by. A combined Western-Korean medicine approach to treating C-H-BG seems effective not only in reducing hemichorea, but also in the management of accompanying symptoms such as muscle pain and general weakness.

Neuronal injury in AIDS dementia: Potential treatment with NMDA open-channel blockers and nitric oxide-related species

  • Lipton, Stuart A.
    • 한국응용약물학회:학술대회논문집
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    • 한국응용약물학회 1996년도 춘계학술대회
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    • pp.19-29
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    • 1996
  • The neurological manifestations of AIDS include dementia, encountered even in the absence of opportunistic superinfection or malignancy. The AIDS Dementia Complex appears to be associated with several neuropathological abnormalities, including astrogliosis and neuronal injury or loss. How can HIV-1 result in neuronal damage if neurons themselves are only rarely, if ever, infected by the vitus\ulcorner In vitro experiments from several different laboratiories have lent support to the existence of HIV- and immune-related toxins. In one recently defined pathway to neuronal injury, HIV-infected macrophages/microglia as well as macrophages activated by HIV-1 envelope protein gp120 appear to secrete excitants/neurotoxins. These substances may include arachidonic acid, platelet-activating factor, free radicals (NO - and O$_2$), glutamate, quinolinate, cysteine, cytokines (TNF-${\alpha}$, IL1-B, IL-6), and as yet unidentified factors emanating from stimulated macrophages and possibly reactive astrocytes. A final common pathway for newonal suscepubility appears to be operative, similar to that observed in stroke, trauma, epilepsy, and several neurodegenerative diseases, including Huntington's disease, Parkinson's disease, and amyotrophic lateral sclerosis. This mechanism involves excessive activation of N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor-operated channels, with resultant excessive influx of Ca$\^$2+/ leading to neuronal damage, and thus offers hope for future pharmacological intervention. This chapter reviews two clinically-tolerated NMDA antagonists, memantine and nitroglycerin; (ⅰ) Memantine is an open-channel blocker of the NMDA-associated ion channel and a close congener of the anti-viral and anti-parkinsonian drug amantadine. Memantine blocks the effects of escalating levels of excitotoxins to a greater degree than lower (piysiological) levels of these excitatory amino acids, thus sparing to some extent normal neuronal function. (ⅱ) Niuoglycerin acts at a redox modulatory site of the NMDA receptor/complex to downregulate its activity. The neuroprotective action of nitroglycerin at this site is mediated by n chemical species related to nitric oxide, but in a higher oxidation state, resulting in transfer of an NO group to a critical cysteine on the NMDA receptor. Because of the clinical safety of these drugs, they have the potential for trials in humans. As the structural basis for redox modulation is further elucidated, it may become possible to design even better redox reactive reagents of chinical value. To this end, redox modulatory sites of NMDA receptors have begun to be characterized at a molecular level using site-directed mutagenesis of recombinant subunits (NMDAR1, NMDAR2A-D). Two types of redox modulation can be distinguished. The first type gives rise to a persistent change in the functional activity of the receptor, and we have identified two cysteine residues on the NMDARI subunit (#744 and #798) that are responsible for this action. A second site, presumably also a cysteine(s) because <1 mM N-ethylmaleimide can block its effect in native neurons, underlies the other, more transient redox action. It appears to be at this, as yet unidentified, site on the NMDA receptor that the NO group acts, at least in recombinant receptors.

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선조체에서 3-nitropropionic acid 투여 후 calponin 3의 발현 연구 (Expression of Calponin 3 in the Striatum Following 3-Nitropropionic Acid-induced Neurotoxicity)

  • 최윤식
    • 생명과학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.125-130
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    • 2013
  • Calponin 3는 F-actin과 결합하는 단백질로 신경계의 가소성과 시냅스 활성을 조절하는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 평활근과 심장근에 발현되는 calponin 1과 calponin 2와는 다르게 calponin 3는 뇌 조직에 많이 발현되어 있는 것으로 보고되고 있다. 본 연구는 마우스에서 3-nitropropionic acid를 투여하여 선조체에 비가역적 신경 손상을 주었을 때 calponin 3의 발현 양상을 알아보기 위하여 진행되었다. 본 연구 결과 3-nitropropionic acid를 마우스에 투여하였을 때 선조체에서 신경조직의 괴사가 일어남을 관찰하였으며 calponin 3는 약물 투여 후 1.5일부터 서서히 발현되는 것을 확인하였다. 특히, calponin 3는 신경조직의 괴사가 일어나는 부위의 주변부에서 발현되는 것을 확인하였으며 형광 이중면역 염색법으로 확인한 결과 GFAP를 발현하는 별아교세포에서 발현됨을 최초로 밝혔다. 따라서, calponin 3가 3-nitropropionic acid의 독성에 저항성을 나타내는 부위에서 별아교세포에서만 특이적으로 발현되는 것으로 보아 calponin 3는 별아교세포에 의한 신경아교증에 중요한 역할을 하는 것으로 추측된다.

Imaging Neuroreceptors in the Living Human Brain

  • Wagner Jr Henry N.;Dannals Robert F.;Frost J. James;Wong Dean F.;Ravert Hayden T.;Wilson Alan A.;Links Jonathan M.;Burns H. Donald;Kuhar Michael J.;Snyder Solomon H.
    • 대한핵의학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.17-23
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    • 1984
  • For nearly a century it has been known that chemical activity accompanies mental activity, but only recently has it been possible to begin to examine its exact nature. Positron-emitting radioactive tracers have made it possible to study the chemistry of the human mind in health and disease, using chiefly cyclotron-produced radionuclides, carbon-11, fluorine-18 and oxygen-15. It is now well established that measurable increases in regional cerebral blood flow, glucose and oxygen metabolism accompany the mental functions of perception, cognition, emotion and motion. On May 25, 1983 the first imaging of a neuroreceptor in the human brain was accomplished with carbon-11 methyl spiperone, a ligand that binds preferentially to dopamine-2 receptors, 80% of which are located in the caudate nucleus and putamen. Quantitative imaging of serotonin-2, opiate, benzodiazapine and muscarinic cholinergic receptors has subsequently been accomplished. In studies of normal men and women, it has been found that dopamine and serotonin receptor activity decreases dramatically with age, such a decrease being more pronounced in men than in women and greater in the case of dopamine receptors than serotonin-2 receptors. Preliminary studies in patients with neuropsychiatric disorders suggests that dopamine-2 receptor activity is diminished in the caudate nucleus of patients with Huntington's disease. Positron tomography permits quantitative assay of picomolar quantities of neuro-receptors within the living human brain. Studies of patients with Parkinson's disease, Alzheimer's disease, depression, anxiety, schizophrenia, acute and chronic pain states and drug addiction are now in progress. The growth of any scientific field is based on a paradigm or set of ideas that the community of scientists accepts. The unifying principle of nuclear medicine is the tracer principle applied to the study of human disease. Nineteen hundred and sixty-three was a landmark year in which technetium-99m and the Anger camera combined to move the field from its latent stage into a second stage characterized by exponential growth within the framework of the paradigm. The third stage, characterized by gradually declining growth, began in 1973. Faced with competing advances, such as computed tomography and ultrasonography, proponents and participants in the field of nuclear medicine began to search for greener pastures or to pursue narrow sub-specialties. Research became characterized by refinements of existing techniques. In 1983 nuclear medicine experienced what could be a profound change. A new paradigm was born when it was demonstrated that, despite their extremely low chemical concentrations, in the picomolar range, it was possible to image and quantify the distribution of receptors in the human body. Thus, nuclear medicine was able to move beyond physiology into biochemistry and pharmacology. Fundamental to the science of pharmacology is the concept that many drugs and endogenous substances, such as neurotransmitters, react with specific macromolecules that mediate their pharmacologic actions. Such receptors are usually identified in the study of excised tissues, cells or cell membranes, or in autoradiographic studies in animals. The first imaging and quantification of a neuroreceptor in a living human being was performed on May 25, 1983 and reported in the September 23, 1983 issue of SCIENCE. The study involved the development and use of carbon-11 N-methyl spiperone (NMSP), a drug with a high affinity for dopamine receptors. Since then, studies of dopamine and serotonin receptors have been carried out in over 100 normal persons or patients with various neuropsychiatric disorders. Exactly one year later, the first imaging of opitate receptors in a living human being was performed [1].

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Lipopolysaccharide로 자극된 BV-2 미세교세포에서 신경염증 매개체, MAP kinase경로, 세포주기의 조절에 의한 천문동(Asparagus cochinchinensis)의 저해효과 (Inhibitory Effects of Asparagus cochinchinensis in LPS-Stimulated BV-2 Microglial Cells through Regulation of Neuroinflammatory Mediators, the MAP Kinase Pathway, and the Cell Cycle)

  • 이현아;김지은;최준영;성지은;윤우빈;손홍주;이희섭;강현구;황대연
    • 생명과학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.331-342
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    • 2020
  • 미세교세포(Microglial cells)에서 신경염증반응(neuroinflammatory responses)의 억제는 알츠하이머질환, 파킨슨질환, 헌팅턴질환과 같은 신경퇴행성질환(neurodegenerative diseases)을 치료하기 위한 주요 표적으로 고려되고 있다. 천문동(Asparagus cochinchinesis)은 열, 기침, 신장 질환, 유방암, 염증성질환 및 뇌질환을 치료하는 데 오랫동안 사용 되어온 전통 치료제(Traditional medicine)이다. 본 연구에서는 lipopolysaccharide (LPS)로 활성화된 BV-2 미세교세포에서 항염증효과가 있는 천문동 뿌리 열수추출물(Aqueous extract from A. cochinchinesis root, AEAC)의 신경보호 메커니즘을 연구하였다. 먼저, 어떤 유의적인 세포독성은 플라보노이드(flavonoid), 페놀(phenol), 사포닌(saponin)을 함유하는 AEAC를 4가지 농도로 처리된 BV-2세포에서 검출되지 않았다. 또한, nitric oxide (NO), cyclooxygenase-2 (COX-2) mRNA 및 inducible nitric oxide synthase (iNOS) mRNA 수준은 AEAC+LPS 처리군에서 비하여 21%정도 감소하였다. 전염증성 사이토카인(TNF-α과 IL-1β) 및 항염증성 사이토카인(IL-6와 IL-10)농도에 대한 유사한 감소는 비록 감소비율은 다르지만, Vehicle+LPS 처리군에 비해 AEAC+LPS 처리군에서 검출되었다. 더불어, LPS 처리 후 mitogen-activated protein (MAP) kinase의 인산화수준의 증가는 AEAC 전처리군에서 유의하게 회복되었고, 세포주기에서 G2/M의 억제(arrest)는 AEAC+LPS 처리군에서 개선되었다. 또한, LPS 처리로 유도된 ROS의 증가도 AEAC 전처리군에서 감소되었다. 따라서, 이러한 결과는 AEAC가 MAPK 신호전달 경로, 세포주기 및 ROS (reactive oxygen species) 생성의 조절을 통해 LPS 자극에 대한 항신경염증 활성을 유도함을 제시하고 있다.

BV-2 미세아교세포에서 왕귀뚜라미 유래 Teleogryllusine의 신경염증 억제 효과 (Anti-neuroinflammatory Effect of Teleogryllus emma Derived Teleogryllusine in LPS-stimulated BV-2 Microglia)

  • 서민철;신용표;이화정;백민희;이준하;김인우;황재삼;김미애
    • 생명과학회지
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    • 제30권11호
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    • pp.999-1006
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    • 2020
  • 최근 중추신경계에서 면역기능을 담당하는 미세아교세포(microglia)의 염증반응을 효율적으로 조절하는 것은 알츠하이머 병, 파킨슨 병 및 헌팅턴 병과 같은 퇴행성 뇌질환의 치료를 위한 중요한 타겟으로 인식되고 있다. 왕귀뚜라미(Teleogryllus emma)는 다양한 치료효능으로 인해 세계적으로 널리 이용되고 있으며, 본 연구팀에서는 최근 왕귀뚜라미의 전사체 분석을 통하여 항균활성을 가지는 다양한 종류의 새로운 항균 펩타이드(antimicrobial peptide; AMP) 후보들을 선별한 바 있다. 항균 펩타이드는 미생물에서부터 포유류까지 매우 다양한 종으로부터 발견되었으며, 현재는 항균활성뿐만 아니라 염증반응과 같은 다양한 질병의 치료제 개발을 위한 후보 물질로 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 선행연구를 통하여 선별된 왕귀뚜라미 유래 항균 펩타이드들 중에서 Teleogryllusine(VKWKR-LNNNKVLQKIYFVKI-NH2)으로 명명된 항균 펩타이드의 신경염증 억제 효능을 관찰하였다. Teleogryllusine의 신경염증 억제 효능을 관찰 하기 위하여 immortalized mouse microglia 세포주인 BV-2 세포에 Teleogryllusine을 1시간 전처리 한 후 LPS를 이용하여 BV-2 세포의 염증 반응을 유도하였다. 그 결과 Teleogryllusin은 최대 처리 농도인 80 ㎍/ml까지 세포독성 없이 nitric oxide (NO) 생성을 현저히 감소시킴을 확인할 수 있었다. 또한 염증반응 매개인자인 iNOS와 COX-2 및 cytokine (Il-6, TNF-α)의 발현을 유전자 수준과 단백질 수준에서 확인한 결과 Teleogryllusine 처리농도에 의존적으로 감소됨을 확인할 수 있었다. 또한 Teleogryllusine의 신경염증 억제작용 기작을 확인한 결과 mitogen activated protein kinases (MAPKs)와 IκB의 인산화 및 proteosome에 의한 IκB의 분해를 억제함으로서 BV-2 세포의 신경염증반응이 조절됨을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 보아 왕귀뚜라미 유래 Teleogryllusine 펩타이드는 신경염증반응에 의해 유도되는 퇴행성 뇌질환 치료 및 예방을 위한 의료용 소재로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.