• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권12호
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• pp.1779-1784
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• 2013

Although enzyme-hydrolyzed silk fibroin has been reported to enhance cognitive function before, it has been still unknown which peptides can improve memory. Here we report that amino acid sequences of three novel peptides were identified from fibroin hydrolysate. Fibroin hydrolysate was obtained by hydrolysis with protease after partial hydrolysis with 5M $CaCl_2$. Synthesized peptides derived from these sequences improved scopolamine-induced memory impairments in mice. We confirmed this hydrolysate had effects that improved learning and memory abilities by performing the Rey-Kim test. From this hydrolysate of silk fibroin, amino acid sequences of eight peptides were identified by LC-MS/MS. Three peptides (GAGAGTGSSGFGPY, GAGAGSGAGSGAGAGSGAGAGY, and SGAGSGAGAGSGAGAGSGA) were synthesized to investigate whether they could improve memory. Passive avoidance test and Morris water maze test were performed, and all peptides showed memory-enhancing abilities on scopolamine-induced memory impairments in mice. In this study, we identified three novel peptides that could improve memory, and that silk fibroin hydrolysate was a mixture of various active peptides that could enhance memory.

• 한국식품과학회지
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• 제48권3호
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• pp.275-283
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• 2016

본 연구는 스트렙토조토신에 의해 당뇨가 유발된 기억력 감퇴 모델에서 황칠나무 잎 열수추출물(DMW)의 학습 및 기억력 개선 효과를 평가하기 위해 수행되어졌다. 6주령의 SD-래트를 총 5개 군으로 분리 하였고, 11주간 24시간 간격으로 DMW를 100과 300 mg/kg b.w.농도로 경구 투여 하였으며, 양성대조군으로 donepezil (1 mg/kg b.w.)을 처리하였다. 7일 간격으로 체중과 혈당을 측정하였으며 STZ군에 비해 DMW군에서 유의한 체중 증가를 확인 할 수 있었다. 혈당 측정 결과 DMW군에서 6주째부터 혈당이 감소하기 시작하였으며, STZ군에 비해 유의적인 혈당 감소를 나타내었다. 혈청 내 바이오마커 측정 결과 혈중 포도당은 DMW 시료군에서 유의하게 감소하였고, 인슐린 호르몬 농도와 혈액 요소질소 또한 유의한 감소를 나타내었다. 간 기능 수치와 TG, TC, 그리고 크레아틴 농도에서는 각 군 간의 유의적 차이는 확인할 수 없었다. Morris water maze test와 passive avoidance test를 통해 STZ로 유도한 당뇨 모델에서 학습 및 기억력 장애를 확인 하였으며, DMW를 투여함으로서 학습 및 기억력이 유의적으로 회복, 증가한 것을 확인할 수 있었다. 또한 뇌 해마에서 Ach 함량과 AchE 활성 측정 결과, 당뇨 대조군에 비해 Ach 함량은 증가하였으며, AchE의 활성은 유의적으로 감소 한 것을 확인 하였다. 본 연구 결과로 STZ로 유도된 고 혈당 동물모델에서 황칠나무 잎 열수추출물(DMW)의 당뇨 개선 및 학습, 기억력 개선 효과를 확인 할 수 있었다. 이는 당뇨의 개선 효과와 더불어 고 혈당으로 인한 퇴행성 치매의 예방과 치료에도 일부 효과적일 것으로 사료된다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 황칠 열수추출물(DMW)이 당뇨에 의한 학습 및 기억력의 저하에 있어 효과적인 대안으로서 보다 더 넓은 분야에서 연구되기를 바라는 바이다.

• Nutrition Research and Practice
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• 제12권3호
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• pp.191-198
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• 2018

BACKGROUD/OBJECTIVES: Neuroinflammation plays critical role in neurodegenerative disorders, such as Alzheimer's disease (AD). We investigated the effect of three licorice varieties, Glycyrhiza uralensis, G. glabra, and Shinwongam (SW) on a mouse model of inflammation-induced memory and cognitive deficit. MATERIALS/METHODS: C57BL/6 mice were injected with lipopolysaccharide (LPS; 2.5 mg/kg, intraperitoneally) and orally administrated G. uralensis, G. glabra, and SW extract (150 mg/kg/day). SW, a new species of licorice in Korea, was combined with G. uralensis and G. glabra. Behavioral tests, including the T-maze, novel object recognition and Morris water maze, were carried out to assess learning and memory. In addition, the expressions of inflammation-related proteins in brain tissue were measured by western blotting. RESULTS: There was a significant decrease in spatial and objective recognition memory in LPS-induced cognitive impairment group, as measured by the T-maze and novel object recognition test; however, the administration of licorice ameliorated these deficits. In addition, licorice-treated groups exhibited improved learning and memory ability in the Morris water maze. Furthermore, LPS-injected mice had up-regulated pro-inflammatory proteins, such as inducible nitric oxide synthase (iNOS), cyclooxygenase-2, interleukin-6, via activation of toll like receptor 4 (TLR4) and nuclear factor-kappa B ($NF{\kappa}B$) pathways in the brain. However, these were attenuated by following administration of the three licorice varieties. Interestingly, the SW-administered group showed greater inhibition of iNOS and TLR4 when compared with the other licorice varieties. Furthermore, there was a significant increase in the expression of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in the brain of LPS-induced cognitively impaired mice that were administered licorice, with the greatest effect following SW treatment. CONCLUSIONS: The three licorice varieties ameliorated the inflammation-induced cognitive dysfunction by down-regulating inflammatory proteins and up-regulating BDNF. These results suggest that licorice, in particular SW, could be potential therapeutic agents against cognitive impairment.

• 한방재활의학과학회지
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• 제18권3호
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• pp.1-17
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• 2008

Objectives : Ohyaksungi-san(Wuyaoshunqi-san) has been used for many years as a treatment for cerebrovascular diseases in Oriental medicine. This study was designed to evaluate the effects of Ohyaksungi-san(Wuyaoshunqi-san) on cognition and motor function recovery after ischemic brain injury, and also the expression of BDNF in hippocampus. Methods : This study was designed with 4 subgroups to evaluate the effects of Ohyaksungi-san(Wuyaoshunqi-san). As control groups, group I has no treatment during 1 week after ischemic brain injury and group II has no treatment during 2 weeks after ischemic brain injury. As experimental groups, group III has been treated with Ohyaksungi-san(Wuyaoshunqi-san) during 1 week after ischemic brain injury and group IV have treated with Ohyaksungi-san(Wuyaoshunqi-san) during 2 week after ischemic brain injury. Each group has been examined by tests as follows, neurological motor behavioral tests, cognitive motor behavior test and histological test. Neurological motor behavior tests consisted of limb placement test, beam-walking test and horizontal wire test. Cognitive motor behavior test was performed by using Morris water maze. In the histological test, TTC(2,3,5-triphenylteterazolium chloride) staining, hematoxylin & eosin staining, and immunohistochemical staining were used. Results : 1. The tests for motor function recovery change had significantly good result in the experimental groups as compared with control groups(p<.05). 2. The Morris water maze test on cognition also had significantly good result in the experimental groups as compared with control groups(p<.05). 3. In the immunohistochemical staining for the expression of BDNF in hippocampus, more immune reaction was investigated in the experimental groups as compared with control groups. Especially group IV has the greatest immune reaction. Conclusions : Ohyaksungi-san(Wuyaoshunqi-san) has good effects on cognition and motor function recovery after ischemic brain injury, and also the expression of BDNF in hippocampus.

• 대한본초학회지
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• 제21권2호
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• pp.63-75
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• 2006

Objectives : We investigated the effects of Liriopis Tuber on the nervous protection. Methods : We measured the reaction behavior with EPM(Elevated Plus Maxe) and MWM(Morris Water Maze) after applying restraint stress to rats. Also, the degrees of AchE generation were measured with immunohistochemical method in the regions of hippocampus, and the degree of TH generation in the regions of VTA and LC, respectively. Results : 1. As the results of measuring how long EPM which reflects anxiety reaction stayed in the open arm, there was the trend which can suppress anxiety reaction in the MMD+stress group(Liriopis Tuber+stress) but no statistical significance. The counting results how many EPM passed between opened and closed arm showed suppression trend against a physical activity in the saline+stress group but there was no statistical significance. 2. According to the result of MWM, the saline+stress group showed the learning retardation which means increased time arriving at goal compared to ti1e normal group at the second and third day of measurement. On the contrary, a learning retardation was significantly decreased in the MMD+stress group. Among the probe trial test a memory loss occurred in the saline+stress group, meanwhile memory ability was notably increased in the saline-stress group. 3. The degree of TH generation was investigated at the VTA and LC respectively after test animals treated with drug. In the saline+stress group, TH-immunoreactive cells were significantly increased, and these stress-induced TH increases were suppressed in the saline+stress group at the VTA region. However, the saline+stress group did not show any significant difference. 4. the degree of AchE generation was investigated at the CA3 of hippocampus. The saline+stress group showed that AchE-immunoreactive cells were significantly decreased. Those stress-induced reductions of AchE cells were meaningfully recovered in the saline+stress group. Although the cells showed recovery trend in the region of CA1 of hippocampus, statistical significance was not observed. Conclusion : The results of our study indicate that Liriopis Tuber can improve spatial memory ability of rats applied a restraint stress. This improvement of the spatial memory ability is considered to have an efficacy of nervous protection that Liriopis Tuber suppresses the generation of AchE in the hippocampus region and enhances the generation of TH in the VTA.

• 한국식품과학회지
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• 제44권4호
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• pp.428-433
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• 2012

본 연구팀의 선행 연구 결과, L. helveticus IDCC3801의 발효유 주정 침전물이 BACE의 활성 억제를 통한 amyloid beta($A{\beta}$) 생성 저해효과를 갖고 있음을 확인하였다(15). 이러한 결과를 바탕으로 L. helveticus IDCC3801의 발효유 주정 침전물의 산업화를 위한 공정 개선연구를 진행하였고, 대량생산을 통해 LHFM을 확보하였다. 본 연구는 LHFM의 인지기능 개선 기능성 입증 연구로써 $A{\beta}$ 저해효과 외에 신경세포 보호효과 및 기억력 개선 효능을 확인하고 어떠한 작용 기전으로 개선 효과가 나타나는지 조사한 것으로 scopolamine으로 기억 손상을 유발한 mouse에서 학습 능력과 기억력 개선 효과, 신경세포 보호 효과, AChE 저해와 ACh 증가 효과 등을 평가하였다. LHFM은 신경세포 사멸을 유도하는 고농도의 glutamate가 존재하는 환경에서 농도 의존적으로 신경세포의 사멸을 억제하여 신경세포를 보호하였다. 또한 LHFM은 in vitro에서 농도 의존적으로 강력하게 AChE의 활성을 저해하였다. 이러한 in vitro 결과들을 근거로 scopolamine으로 기억 손상을 유발한 mouse에서 Morris water maze와 Y-maze 행동 시험을 통해 LHFM의 학습능력과 기억 개선 효과를 조사하였다. LHFM은 Morris water maze에서 실험 2일째부터 escape latency시간을 유의적으로 감소 시켰으며 5일째에서는 정상 mouse와 동등한 수준으로 감소되어 우수한 학습 효과를 보였다. 실험 6일째 platform을 치운 후 시행한 probe trial에서도 platform이 있던 위치에 머무는 회수가 scopolamine을 단독으로 처리한 것보다 유의적으로 높아 장기기억의 개선에도 효과가 있었다. Y-maze 시험에서도 LHFM은 scopolamine 단독 처리군과 비교하여 뚜렷하게 변경 행동력을 증가시켜 여러 행동 시험을 통해 LHFM의 인지기능 개선 효과를 확인하였다. 행동실험 후 hippocampus를 적출하여 ACh 및 AChE의 활성을 측정한 결과, donepezil과 마찬가지로 LHFM은 AChE의 활성을 유의적으로 억제하였으며 또한 ACh 함량도 증가시켰다. 결론적으로 LHFM은 신경세포 보호 효과와 신경전달물질인 ACh의 뇌 조직 내 농도를 높여 인지기능 개선 효과를 보이는 것을 확인하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제43권6호
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• pp.799-806
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• 2014

본 연구는 scopolamine으로 유도한 기억력 및 인지기능 감퇴 동물모델에서 비파엽 추출물의 기억력 및 인지기능 개선효과를 평가하기 위해 수행되어졌다. 6주령의 SD-rat(male)을 총 5개 군으로 분리하였으며, 양성대조군으로 donepezil(1 mg/kg b.w.)을 처리하였다. 15일간 24시간 간격으로 EJE를 50, 200 mg/kg b.w. 농도로 전처리(경구투여) 하였으며, 16일째에 농도별로 EJE 및 양성대조군으로서 donepezil을 투여하고 scopolamine을 복강투여(1 mg/kg b.w.) 하였다. Water maze test와 passive avoidance test를 통해 scopolamine으로 유도한 동물모델에서 EJE의 기억력 및 인지능력 개선 효과를 확인한 결과, scopolamine에 의해 감소된 기억력 및 학습능력이 EJE를 투여함으로써 유의적으로 회복 및 증가한 것을 확인할 수 있었다. Scopolamine에 의해 인지능력과 함께 감소된 운동능력의 평가를 위해 수행한 rotarod test 및 vertical pole test에서는 scopolamine의 투여로 감소된 균형감각, 협응력 그리고 grip strength와 같은 운동능력들이 EJE의 투여로 유의적으로 회복된 것을 확인하였다. 또한 scopolamine에 의해 증가한 AchE의 활성과 감소한 Ach의 함량이 EJE의 투여로 각각 개선되었다. 본 연구에서는 이와 같은 결과를 바탕으로 EJE의 scopolamine으로 유도한 동물모델에서 인지능력 개선과 감퇴한 운동능력의 향상 및 cholinergic neurotransmission system의 강화 효과를 확인할 수 있었으며, 이러한 연구 성과들로 비파엽 추출물이 퇴행성뇌질환인 AD 치료와 학습 및 기억력 개선에 있어 효과적인 대안으로서 보다 더 많은 분야에서 연구되기를 바라는 바이다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권2호
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• pp.192-196
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• 2012

현재까지 복분자가 인지능력 및 기억력에 미치는 영향에 대해 연구된 바가 없다. 본 연구에서는 복분자 물추출물이 기억력에 미치는 영향을 조사하기 위해 복분자 물추출물을 100 mg/kg body weight/day로 4주간 투여한 후 스코폴라민(1 mg/kg body weight)을 복강 주사하여 기억력 감퇴를 유발한 후 수동회피시험과 수중미로시험을 실시하여 복분자물추출물의 기억력 개선 효과를 평가하였다. 수동회피실험에서 스코폴라민으로 기억력 감퇴를 유도한 경우 밝은 방에서의 체류시간이 현저히 짧아졌고 복분자 물추출물을 섭취한 군에서는 밝은 방에서의 체류 시간이 스코폴라민 투여군에 비해 현저히 증가하였다. 또한 수중미로시험에서도 스코폴라민 투여군의 도피대를 찾아가는 탈출잠복기가 정상대조군에 비해 현저히 증가하였고 복분자 물추출물 투여군에서는 스코폴라민 군에 비해 탈출잠복기가 유의적으로 감소하였다. 대뇌피질에서 기억력에서 중요한 역할을 하는 acetylcholinesterase활성은 스코폴라민에 의해 증가하고, 복분자 물추출물에 의해 감소하였다. 이상의 결과는 복분자 물추출물이 항콜린제인 스코폴라민에 의해 유도된 기억력 감퇴를 효과적으로 개선함을 보여주며, 이는 acetylcholinesterase의 활성을 저해함으로써 이루어짐을 나타낸다. 향후 더 많은 연구가 필요하나 본 연구는 복분자 물추출물을 기억력 개선 또는 증강제로 개발할 수 있는 가능성을 제시한다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권9호
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• pp.1253-1258
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• 2012

본 연구에서는 복분자 섭취가 노화에 의한 기억력 감퇴에 개선 효과를 나타내는지 조사하기 위해 노화촉진마우스 (SAM)를 사용하여 평가하였다. 28주령 SAMP8 마우스에 복분자 시료를 100 mg/kg body weight/day로 8주간 투여한 후 수동회피시험과 수중미로시험을 실시하여 기억력 개선효과를 평가하였다. 수동회피시험에서 노화 촉진 동물(SAMP8)은 대조동물(SAMR1)에 비해 밝은 방에서 체류시간이 현저히 감소하였다. 복분자를 섭취한 노화 촉진 동물의 밝은 방에서의 체류 시간은 복분자를 섭취하지 않은 동물에 비해 현저히 증가하였다. 수중미로실험에서 대조 동물에 비해 노화 촉진 동물의 평균 탈출잠복기는 길었고, 복분자를 섭취한 경우 평균 탈출잠복기가 유의적으로 감소하였다. 뇌의 대뇌피질과 해마 조직에서 대조군에 비해 노화 촉진 동물의 acetylcholinesterase 활성이 증가하였다. 복분자를 섭취한 노화 촉진 동물의 해마 조직 내 acetylcholinesterase는 복분자를 섭취하지 않은 동물에 비해 유의적으로 감소하였다. 이 결과들은 복분자가 노화촉진마우스에서 노화에 의한 기억력 감퇴에 대한 개선 효과를 나타내며, 이는 콜린성 신경전달에 중요한 역할을 하는 acetylcholinesterase 활성 감소를 통해 이루어짐을 나타낸다. 향후 더 많은 연구가 수행 되어야 하나, 본 연구는 복분자가 노인의 기억력 개선제 개발에 좋은 기능성 소재로 활용할 수 있음을 제시한다.

• 동의생리병리학회지
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• 제25권2호
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• pp.300-305
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• 2011

The present study was investigated the neuroprotective effects of acupuncture at ST36 on learning and memory deficits after transient cerebral ischemia in a gerbil model. The animals were randomly divided into three groups (n=7 in each group): the sham operation group (SHAM), ischemia-induced and ST36 acupuncture group (ISC + ST36), and the ischemia-induced and Tail-acupuncture group (ISC + TAIL). For the acupuncture stimulation, stainless steel needles, 0.3 mm in diameter, were inserted bilaterally into the ST36 locus or the tail and stimulated for 1 min/day for 14 days. Using the Morris water maze test, the animals were tested on spatial learning and memory. In addition, the effects of acupuncture on memory storage and the choline acetyltransferase (ChAT) activity, in the hippocampal CA1 area, were investigated by ChAT immunohistochemistry. Transient cerebral ischemia produced impaired performance on the MWM test (DAY 5: p<0.01 and retention test: p<0.05) and severely decreased ChAT immunoreactivity in the CA1 hippocampal area compared to the SHAM group (p<0.05). However, improved learning and memory were observed (DAY 5: p<0.05 and retention test: p<0.01) as well as a significantly reduced loss of ChAT immunoactivity in the hippocampal CA1 region (p<0.001) after acupuncture stimulation at ST36 were observed. These results show that acupuncture at ST36 ameliorated the learning and memory deficits at least in part through the cholinergic system. The findings of this study provide potential data that acupuncture is useful for the treatment of some of the behavioral impairs of transient cerebral ischemia.