• 생명과학회지
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• 제21권9호
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• pp.1234-1243
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• 2011

맥문동(Liriope platyphylla)은 동양의학에서 오래 동안 항염증제, 당뇨 혹은 비만 치료제, 그리고 신경세포활성화 약제로 사용되어 왔다. 본 연구에서는 맥문동으로부터 NGF의 발현을 촉진하는 새로운 물질을 개발하고 이들의 작용기전을 밝히기 위하여 맥문동으로부터 13가지의 새로운 추출물을 확보하고 이들의 기능을 세포주와 마우스 실험을 통해 분석하였다. 그 결과, 상대적으로 세포독성이 낮고 NGF의 분비량이 많은 LP-E, LP-M, LP-M50, LP2E17PJ 등 4가지 추출물을 확보하였다. 또한 이들 중에서 LP2E17PJ를 제외한 3가지 추출물에 의해 분비된 NGF는 PC12세포의 neuritic outgrowth를 촉진하였다. 더불어 추출방법과 추출량의 측면에서 효과적인 LP-M을 C57BL/6 마우스에 2주간 투여하여 뇌조직에서 NGF mRNA의 발현을 확인하였다. LP-M은 오직 피질에서만 두 종류의 receptor 중에서 low affinity receptor를 통한 억제신호를 전달하였으며, 해마에서는 유의적인 변화를 유도하지 못했다. 그러나 high affinity receptor를 통한 신호전달은 해마에서만 활성화 신호를 전달하였고 피질에서는 변화를 유도하지 못했다. 이러한 결과는 맥문동 추출물인 LP-M은 마우스 대뇌의 해마에서 high affinity receptor를 통한 신호전달을 통해 neuritic outgrowth를 촉진함을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제29권6호
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• pp.747-753
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• 2019

인지기능 저하는 장 단기 기억 및 주의력 소실과 우울증, 불안증의 증가를 특징으로 한다. 또한, 인지기능 저하는 알츠하이머, 파킨슨병과 같은 다양한 퇴행성 뇌질환과 연관되어 있다. 경제적 부담, 안전 위협을 포함하는 인지기능 저하와 관련된 사회적 문제는 고령화가 진행됨에 따라 증가하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전 세계적으로 많은 연구가 수행되고 있다. 일반적으로 인지기능 저하를 유발할 가능성이 있는 원인으로는 노화에 따른 대사 및 호르몬 불균형, 감염, 약물 오남용, 신경세포 손상 등이 알려져 있지만 다양한 요인이 관련되어 있으므로 원인 규명이 어려운 한계점 때문에 뚜렷한 치료전략 수립이 어려운 실정이다. 최근의 연구에 따르면 퇴행성 뇌질환 발생의 원인과 이에 대한 치료전략 수립에 있어서 장내미생물의 역할이 중요하게 제시되고 있다. 특히, 알츠하이머병과 파킨슨병에서 장내미생물 조성의 변화 및 이들에 의한 대사산물에 따른 분자생물학적, 신경행동학적 증상의 변화가 밝혀졌다. 알츠하이머병 동물모델에서 장내미생물의 변화는 NMDA 수용체와 글루탐산의 변화를 통해 기억능력 소실을 야기하였다. 반면, 알츠하이머병 동물모델에 프로바이오틱스를 투여하였을 때, 비정상적인 신경학적 행동이 유의적으로 감소하였다. 파킨슨병은 장내미생물 군집의 변화와 직접적인 연관성을 보였으며 이는 이차적 증상인 변비 발생에도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 파킨슨병 동물모델에 투여한 프로바이오틱스는 단쇄지방산 중 하나인 뷰티르산 증가를 통한 신경세포 보호효과를 나타내었다. 또한, 알츠하이머병과 파킨슨병에서 뇌-혈관장벽의 기능이상이 밝혀졌으며, 뇌-혈관장벽 변화는 장내미생물 불균형에 의한 전신성 염증에 따른 미세소관의 파괴 및 투과성 증가와 연관된 것으로 나타났다. 더불어 장내미생물 대사과정에서 생성된 대사산물은 퇴행성 뇌질환의 발생과 치료에 영향을 미친다. 본 논문에서는 인지기능 저하의 진행을 지연시킴으로써 심화를 방지할 수 있는 효과적인 접근법을 제시하기 위하여 인지기능 저하와 장내미생물의 연관성을 심층적으로 고찰하여 치료적 대안으로 제시하고자 한다.

• 생명과학회지
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• 제19권4호
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• pp.520-525
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• 2009

영아형 바텐병은 PPT1 결핍 및 기능장애로 인해 발병하며, 12,500명 당 1명의 발병률을 가진 신경 퇴행 질환이다. 전 세계적으로 수많은 연구가 진행 중 이지만, 아직 명확하게 밝혀진 발병원인 및 치료방법에 대해서는 알려지고 있지 않다. 본 연구에서는 뇌에서 풍부하게 발현되는 neurogranin의 발현수준이 WT과 EBD KO 쥐에서 어떤 변화를 보이는지 확인하기 위해 mRNA, 단백질, 배양된 neurospheres를 이용하여 실험을 수행하였다. real-time PCR을 통한 neurogranin의 발현수준 비교 결과 WT에서는 노화와 무관하게neurogranin mRNA 수준에 차이가 없었으나, EBD KO 쥐에서는 노화가 진행됨에 따라 neurogranin mRNA 발현수준이 감소하였으며, 뇌에서 추출된 단백질을 이용한 western blot 분석에서도 real-time PCR과 동일한 결과를 확인할 수 있었다. 또한 WT, EBD KO 쥐의 태아로 부터 neural stem cell 인 neurospheres를 배양하여 western blot 분석을 수행한 결과 PPT1 결핍에 의해 neurogranin의 정상적인 인산화에 문제가 발생함을 확인하였다. 이러한 결과들을 바탕으로 neurospheres에 산화스트레스 유발물질인 $H_2O_2$를 처리하였고, 24시간 경과 후 항산화제인 NAC을 처리하자 $H_2O_2$를 처리한 시료에서는 mock control인 인산화된 neurogranin에 비해 그 수준이 증가하였으며, $H_2O_2$ 처리 후 NAC을 투여한 시료의 인산화 수준은 mock control 보다는 높았지만 $H_2O_2$만을 처리한 시료 수준보다 neurogranin의 인산화 정도가 감소하는 결과를 확인하였다. 이러한 결과들을 통해 PPT1 결핍으로 인해 신경세포 내에 과다하게 인산화된 neurogranin이 존재하며, neurogranin 인산화 정도는 세포가 지닌 산화스트레스 정도에 의해 변화함을 알 수 있었다. 또한 항산화제를 사용하여 세포의 산화스트레스 수준을 감소시킬 경우 neurogranin의 기능을 정상적으로 회복시킬 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제48권2호
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• pp.172-177
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• 2016

HPLC/MS를 이용하여 국내 자생 엉겅퀴(Cirsium japonicum)의 페놀성 화합물을 분석한 결과 제주지역 엉겅퀴가 가장 많은 페놀성 화합물을 함유하고 있었으며, chlorogenic acid가 73.15 mg/g dry weight, linarin이 76.67 mg/g dry weight 그리고 pectolinarin이 12.98 mg/g dry weight으로 확인되었다. 엉겅퀴의 기능성 식품으로서의 가치를 확인하기 위하여 산화방지 활성 및 신경세포 보호효과를 평가한 결과 DPPH, ABTS 및 FRAP assay에서 엉겅퀴의 강력한 산화방지 활성이 나타났다. 엉겅퀴 추출물이 DPPH 및 ABTS 라디칼의 50%를 저해하는 농도는 각각 $567{\mu}g/mL$와 $130{\mu}g/mL$으로 나타났다. DPPH, ABTS, FRAP법을 통한 총산화방지능은 각각 11.32, 100.15, $12.76{\mu}g/mL$ trolox equivalents 나타났다. 과산화수소로 산화적 손상을 유도한 PC12 세포에 대하여 MTT와 LDH assay를 이용하여 세포생존률을 측정한 결과 농도 의존적으로 세포 보호 활성이 나타났으며, 마찬가지로 활성산소종 생성률을 측정한 결과 농도 의존적으로 활성산소종 생성이 감소되어 세포 보호활성이 확인되었다. 본 연구를 통하여 엉겅퀴의 우수한 산화방지 활성 및 신경세포 보호효과가 검증되었다. 따라서 엉겅퀴는 안전한 식품 재료로서 꾸준히 섭취하였을 때 천연 산화방지제로 작용하여 신경퇴행을 예방함으로써 알츠하이머병, 파킨슨병 및 헌팅턴병 등의 질병 위험을 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

• BMB Reports
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• 제42권7호
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• pp.444-449
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• 2009

Different neurodegenerative disorders like prion disease, is caused by protein misfolding conformers. Reverse-transfected cytosolic prion protein (PrP) and PrP expressed in the cytosol have been shown to be neurotoxic. To investigate the possible mechanism of neurotoxicity due to accumulation of PrP in cytosol, a PrP mutant lacking the signal and GPI (CytoPrP) was introduced into the SH-SY5Y cell. MTT and trypan blue assays indicated that the viability of cells expressing CytoPrP was remarkably reduced after treatment of MG-132. Obvious apoptosis phenomena were detected in the cells accumulated with CytoPrP, including loss of mitochondrial transmembrane potential, increase of caspase-3 activity, more annexin V/PI-double positive-stained cells and reduced Bcl-2 level. Moreover, DNA fragmentation and TUNEL assays also revealed clear evidences of late apoptosis in the cells accumulated CytoPrP. These data suggest that the accumulation of CytoPrP in cytoplasm may trigger cell apoptosis, in which mitochondrial relative apoptosis pathway seems to play critical role.

• 생명과학회지
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• 제30권8호
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• pp.708-712
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• 2020

리트로머(retromer)는 VPS26, VPS29, VPS35 분자로 구성된 복합체로, 세포막에 존재하는 특정 단백질을 엔도솜에서 트렌스골지망으로 리사이클에 관여하는 단백질 복합체이다. 2000년대 초반 콜롬비아대학의 Scott A, Small 팀에 의해서, 알츠하이머 환자에서 리트로머 분자의 발현량이 저하된다는 것을 발견하였으며, 리트로머를 구성하는 VPS35 발현을 저하시킨 마우스를 이용한 Morris Water Maze (MWM) 실험에서 인지능력이 떨어진다는 것을 보고 하였다. 본 연구진은 리트로머를 구성하는 VPS26 분자에 대한 서브타입인 VPS26b를 발견하였고, 낙아웃 마우스를 제작하였다. VPS26b 낙아웃 마우스 뇌조직을 이용한 웨스턴 블롯 결과, 낙아웃 마우스 뇌조직에서 VPS29와 VPS35의 발현량의 50% 정도로 감소되는 것을 확인하였다. 또한, VPS29 낙아웃 마우스를 이용하여 MWM실험은 한 결과 인지능력이 저하되는 것을 확인하였으며 뇌조직의 해마 CA3영역의 세포 분포도가 정상마우스에 비해 감소되는 것을 확인하였다. 결과적으로 이번 연구를 통하여 VPS26b 낙아웃 마우스는 뇌질환 연구에 대한 실험 동물로서 기초 자료를 제공할 수 있을 것임을 보여준다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권2호
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• pp.389-398
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• 2018

본 연구는 노루궁뎅이버섯 균사체로 발효시킨 엄나무 추출물의 항산화 및 항아밀로이드 활성을 알아보고자 하였다. 항산화 활성은 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) radical, 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS) radical 소거 측정법을 사용하여 관찰하였다. 엄나무추출물(KP), 노루궁뎅이버섯 균사체 추출물(HE), 엄나무 발효물(KP-HE)에서 모두 라디칼 소거활성이 관찰되었다. 그러나 KP-HE가 KP와 HE에 비해서 더 높은 소거 활성을 갖는 것으로 관찰되었다. KP-HE는 peroxyl radical에 의한 DNA의 산화적 손상을 억제하였다. 알츠하이머병 (Alzheimer's disease: AD)과 관련 있는 $A{\beta}_{1-42}$의 응집에 KP, HE, KP-HE가 어떤 영향을 미치는 지를 알아보았다. KP와 HE는 $A{\beta}_{1-42}$의 응집에 거의 영향을 미치지 않았고 KP-HE는 $A{\beta}_{1-42}$의 응집을 효과적으로 억제하였다. 또한 $A{\beta}_{1-42}$에 의한 신경세포 사멸에 엄나무 발효물을 $300{\mu}g/mL$ 농도로 전 처리한 세포생존율은 20.3% 높게 증가되었다. 또한 엄나무 발효물을 $50{\mu}g/mL$ 농도로 처리했을 경우 세포 내 ROS의 축적이 유의적으로 감소되었다. 결론적으로 본 연구에서 관찰된 결과들을 통해 엄나무 발효물은 항산화 및 항아밀로이드 활성을 가지는 것으로 확인되었다. 따라서 엄나무 발효물은 알츠하이머병과 같은 퇴행성 뇌질환을 예방할 수 있는 식품소재로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한약침학회지
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• 제4권1호
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• pp.123-124
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• 2001

Purpose. Free radicals are implicated in the pathophysiology of aging, ischemic injury and neurodegenerative disorders. To deform]no whether Hominis Placenta extract prevents $H_2O_2$-induced apoptosis, we have performed morphological and biochemical analyses for the detection of apoptotic phenomena in the pineal tumor cell line $PGT-{\beta}$ We have also peformed cytochemical and immunocytochemical analyses for the detection of changes in nitric oxide synthase (NOS) activity and estimated the expression . of apoptotic genes using reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) Methods. $PGT-{\beta}\;cells$ were pretreated with Hominis Placenta extracts $(0,\;10^{-2}\;{\mu}g/ml)$ for 2 hours and then exposed to $H_2O_2\;(0,\;50\;{\mu}M)$ for 3 hours. Appearance of apoptotic characteristics were monitored using 4, 6-diamidino-2-phenylindole dihydrochloride (DAPI) staining assay, terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP-digoxigenin nick end labeling (TUNEL) assay and flow cytometric analysis. NOS activity was measured by NADPH-diaphorase cytochemistry. Expression of inducible NOS (iNOS) and nuclear factor kappa B (NF k B) was assessed via immunocytochemistry. The expression of apoptotic genes was examined by RT-PCR. Results. After 3 flours of exposure to $H_2O_2$, it was shown that $PGT-{\beta}\;cells$ treated with $H_2O_2(50\;{\mu}M)$ exhibit classical apoptotic features and increases in NOS activity and caspase-3 expression. Treatment with Hominis Placenta extract resulted in a reduced occurrence of apoptotic features. DAPI staining, TUNEL and flow cytometric assays revealed decreases in the occurrence of nuclear fragmentation and in the sub-Gl fraction in the $PGT-{\beta}\;cells$ treated with Hominis Placenta extract. Cells treated with Hominis Placenta extract also showed lower activity of NADPH-diaphorase and immunoreactivities of both iNOS and NF k B than those of $H_2O_2$-treated cells which were not treated with Hominis Placenta extract. By RT-PCR, it was shown that the level of caspase-3 mRNA was derreased In the cells treated with Hominis Placenta . extract. Conclusions. This study shows that Hominis Placenta extract prevents $H_2O_2$-induced apoptosis in $PGT-{\beta}\;cells$; inhibitions of iNOS and caspnse-3 are possible mechanisms of the protection against apoptosis.

• 생명과학회지
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• 제26권10호
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• pp.1153-1162
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• 2016

계종버섯(Thermitomyces albuminosus)의 안정성을 입증하기 위하여 사료에 계종버섯의 분말을 5%, 2.5%, 1.25%, 0%를 혼합하여 90일 동안 랫드에 자유 급이 시켜 실험동물의 일반증상, 체중변화, 혈액학적 검사, 부검소견, 임상병리, 조직병리학적 검사의 결과를 토대로 독성을 평가하였다. 독성판정기준은 독성의 정도와 양상에 따라 weight-based classification (독성 강도에 따른 분류)로 분류 하였는데 비시험물질-유래 변화인 NOEL, 시험물질-유래 경미한 변화는 NOAEL, 시험물질-유래 중요한 변화는 LOAEL을 기준으로 나누었다. 시험결과, 수컷 좌, 우측 신장 중량이 용량의존적으로 증가하여 고용량군에서는 12%, 8% 증가 하였다. 하지만 임상, 조직병리학적 결과 독성으로 판단되는 소견이 관찰되지 않아 시험물질-유래 경미한 변화로 판단으로 분류하였다. 따라서 판정기준에 따라 수컷은 NOAEL 암컷은 NOEL이 식이함량 5%로 추정되지만 식약처고시에 따라 암수 모두 NOAEL이 식이함량의 5%로 추정할 수 있다. 따라서 계종버섯은 식품 또는 기능성식품으로의 개발에 문제가 없을 것으로 사료된다.

• Journal of Genetic Medicine
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• 제12권1호
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• pp.38-43
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• 2015

Purpose: Spinocerebellar ataxias (SCAs) are progressive neurodegenerative disorders with diverse modes of inheritance. There are several subtypes of SCAs. SCA 8, SCA 12, and SCA 17 are the less common forms of SCAs with limited information available on their epidemiological profiles in Korea. The purpose of this study was to investigate the prevalence of SCA8, SCA12, and SCA17 in Korea. Materials and Methods: Ninety-six unrelated Korean patients were enrolled and showed normal trinucleotide repeats through polymerase-chain reaction (PCR) for the genes ATXN1, ATXN2, ATXN3, CACNA1A, and ATXN7, which correspond to SCA1, SCA2, SCA3, SCA6, and SCA7, respectively. PCR products from patients were further analyzed by capillary electrophoresis using fluorescence labeled primers for the genes ATXN8OS, PPP2R2B, and TBP, which correspond to SCA8, SCA12, and SCA17. Results: Three patients had 104, 97, and 75 abnormal expanded repeats in the ATXN8OS gene, the causative gene for SCA8. None of the patients exhibited abnormal repeats in SCA12 and SCA17. Normal trinucleotide repeat ranges of the cohort in this study were estimated to be 17-34 copies (average, $24{\pm}4copies$) for SCA8, 7-18 copies (average, $13{\pm}3copies$) for SCA12, and 26-43 copies (average, $35{\pm}2copies$) for SCA17. Conclusion: This study demonstrated that SCA8, SCA12, and SCA17 are rare in Korean patients with SCA, and further genetic studies are warranted to enhance the mutation detection rate in the Korean SCA population.