• 생명과학회지
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• 제26권5호
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• pp.509-518
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• 2016

천문동(Asparagus cochinchinensis)은 북아시아 지역에서 열병, 감기, 신장질환, 유방암, 염증질환, 뇌질환 등의 치료에 오랫동안 사용되어온 약용식물(medicinal plant)이다. 비록, 천문동의 항염증(ani-inflammatory) 효능에 대한 일부 연구들이 수행되었지만, 신경세포에서 항염증작용과 신경성장인자(nerve growth factor, NGF)의 연관성에 대한 연구는 수행된바 없다. 따라서, 본 연구에서는 신경세포에서 신경성장인자의 분비와 작용기전에 대한 천문동 열수추출물(aqueous extract from A. cochinchinensis, AEAC)의 영향을 연구하였다. AEAC로 처리된 B35세포의 배양액에 NGF단백질의 농도는 대조물질(vehicle) 처리군에 비하여 유의적으로 증가하였으며, 특별한 독성은 관찰되지 않았다. 또한, NGF mRNA의 발현도 단백질의 농도변화와 유사한 양상을 나타내었다. 더불어, B35세포로부터 분비된 NGF의 생리활성을 확인하기 위해, AEAC-조정배지(conditioned medium)를 미분화된 PC12세포에 처리한 후 이들 세포의 신경염성 성장(neuritic outgrowth)을 관찰하였다. PC12세포의 수상돌기 길이(dendritic length)는 vehicle처리군에 비하여 AEAC-조정배지처리군에서 유의적으로 증가하였다. 또한, High affinity NGF 수용체의 하위신호전달에 포함된 p-TrkA와 p-ERK의 발현은 AEAC-조정배지처리군에서 높았지만, low affinity NGF 수용체의 하위신호전달에서는 낮은 수준으로 관찰되었다. 이러한 결과는 AEAC가 신경세포에서 NGF발현과 분비의 조절에 기여하기 때문에 신경퇴행성질환(neurodegenerative disease) 치료제로서 우수한 후보물질임을 제시하고 있다.

• 생명과학회지
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• 제30권6호
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• pp.501-512
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• 2020

제주조릿대 잎은 항염, 해열 및 이뇨작용을 가지고 있어 위궤양, 목마름 및 토혈 치료를 위한 민간의약으로 사용되어 왔다. 본 저자들은 제주조리대 잎에서 분리한 피토케미칼 풍부 추출물(PRE)과 그 에틸아세테이트 분획물(EPRE)은 여러 위암 세포주에서 세포사멸을 유도하는 항암 효과가 있다고 보고한 바 있다. 본 연구는 EPRE의 세포사멸 유도 기전에 관여하는 분자표적들을 탐색하기 위하여 EPRE을 처리한 SNU-16 세포에서 mRNA와 microRNA (miRNA)의 프로파일 변화를 분석하였다. RNA sequencing 분석을 통해 총 2,875개의 차등적으로 발현되는 유전자들(DEGs)을 동정하였다. 유전자 온톨로지(GO)와 KEGG 경로 분석 결과, EPRE는 세포사멸, 유사 분열-활성화 단백질 키나제(MAPK) 및 염증 반응, 종양 괴사 인자(TNF) 신호 전달 및 암 경로에 관여하는 유전자들의 발현을 조절하는 것으로 나타났다. 단백질-단백질 상호 작용(PPI) 네트워크 분석으로 세포사멸 및 세포죽음과 관련된 유전자들 간의 상호작용들을 확인할 수 있었다. 그리고, miRNA sequencing 분석을 통해 총 27개의 차별적으로 발현되는 miRNAs (DEMs)를 동정하였다. GO와 KEGG 경로 분석 결과, EPRE는 세포주기, 세포사멸 및 tropomyosin-receptor-kinase (TRK) 수용체 신호 전달, 성장인자-β(TGF-β), 핵인자 κB (NF-κB) 및 암 경로에 관여하는 miRNAs의 발현을 조정하였다. 본 연구결과는 EPRE의 항암 효과의 근본적인 메커니즘에 대한 통찰력을 제공한다.

• 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.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제25권4호
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• pp.281-296
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• 2021

The beneficial effects of hypoxic preconditioning are abolished in the diabetes. The present study was designed to investigate the protective effects and mechanisms of repeated episodes of whole body hypoxic preconditioning (WBHP) in db/db mice. The protective effects of preconditioning were explored on diabetes-induced vascular dysfunction, cognitive impairment and ischemia-reperfusion (IR)-induced increase in myocardial injury. Sixteen-week old db/db (diabetic) and C57BL/6 (non-diabetic) mice were employed. There was a significant impairment in cognitive function (Morris Water Maze test), endothelial function (acetylcholine-induced relaxation in aortic rings) and a significant increase in IR-induced heart injury (Langendorff apparatus) in db/db mice. WBHP stimulus was given by exposing mice to four alternate cycles of low (8%) and normal air O₂ for 10 min each. A single episode of WBHP failed to produce protection; however, two and three episodes of WBHP significantly produced beneficial effects on the heart, brain and blood vessels. There was a significant increase in the levels of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and nitric oxide (NO) in response to 3 episodes of WBHP. Moreover, pretreatment with the BDNF receptor, TrkB antagonist (ANA-12) and NO synthase inhibitor (L-NAME) attenuated the protective effects imparted by three episodes of WBHP. These pharmacological agents abolished WBHP-induced restoration of p-GSK-3β/GSK-3β ratio and Nrf2 levels in IR-subjected hearts. It is concluded that repeated episodes of WHBP attenuate cognitive impairment, vascular dysfunction and enhancement in IR-induced myocardial injury in diabetic mice be due to increase in NO and BDNF levels that may eventually activate GSK-3β and Nrf2 signaling pathway to confer protection.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제14권1호
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• pp.45-49
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• 2010

R-type $Ca_v2.3$ high voltage-activated $Ca^{2+}$ channels in peripheral sensory neurons contribute to pain transmission. Recently we have demonstrated that, among the six $Ca_v2.3$ isoforms ($Ca_v2.3a{\sim}Ca_v2.3e$), the $Ca_v2.3e$ isoform is primarily expressed in trigeminal ganglion (TG) nociceptive neurons. In the present study, we further investigated expression patterns of $Ca_v2.3$ isoforms in the dorsal root ganglion (DRG) neurons. As in TG neurons, whole tissue RT-PCR analyses revealed the presence of two isoforms, $Ca_v2.3a$ and $Ca_v2.3e$, in DRG neurons. Single-cell RT-PCR detected the expression of $Ca_v2.3e$ mRNA in 20% (n=14/70) of DRG neurons, relative to $Ca_v2.3a$ expression in 2.8% (n=2/70) of DRG neurons. $Ca_v2.3e$ mRNA was mainly detected in small-sized neurons (n=12/14), but in only a few medium-sized neurons (n=2/14) and not in large-sized neurons, indicating the prominence of $Ca_v2.3e$ in nociceptive DRG neurons. Moreover, $Ca_v2.3e$ was preferentially expressed in tyrosine-kinase A (trkA)-positive, isolectin B4 (IB4)-negative and transient receptor potential vanilloid 1 (TRPV1)-positive neurons. These results suggest that $Ca_v2.3e$ may be the main R-type $Ca^{2+}$ channel isoform in nociceptive DRG neurons and thereby a potential target for pain treatment, not only in the trigeminal system but also in the spinal system.