• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제46권10호
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• pp.989-995
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• 2003

목 적 : 미숙아들은 심혈관계 및 호흡기계의 미숙으로 만삭아 보다 주산기 저산소증의 발생 가능성이 높으며 만성 폐질환의 예방과 치료를 위한 출생 후 코르티코스테로이드 제제의 투여 기회 또한 높다. 저산소-허혈 즉 주산기 가사가 일어나는 경우 비가역적 손상을 나타내는 기관은 뇌가 유일하므로 뇌손상 정도는 장기적 예후와 직결된다. 이에 저자들은 저산소-허혈에 의한 뇌손상에서 코르티코스테로이드 제제 중 신생아에게 가장 빈번하게 쓰이고 있는 덱사메타손이 신생아 뇌손상에 어떠한 영향을 미치는지를 조사하기 위해 이 연구를 시행하였다. 방 법: 본 연구에는 10마리의 Sprague-Dawley rat 어미에서 태어난 103마리의 신생쥐를 총경동맥 절단과 산소 농도 8%에 노출시켜 저산소-허혈 모형을 만들고 덱사메타손체중 kg 당 0.5 mg을 투여하였다. 적출뇌는 terminal-deoxynucleotidyl-transferase-mediated deoxyuridine triphosphate nick end labelling(TUNEL) 염색, Bcl-2 및 Bax 형광염색, TUNEL 및 synaptophysin 이중 염색을 시행하여 세포 자멸사 양상을 관찰하고 경색부위 면적은 백분율로 구하여 대조군과 비교하였다. 결 과 : 허혈-저산소 환경 노출 후 생존한 95마리 중 덱사메타손 투여군은 54마리, 대조군은 41마리였다. 양육 중 덱사메타손 투여군 가운데 25마리가 사망하였고 대조군은 7마리가 사망하여 덱사메타손 투여군에서의 사망률이 의의 있게 높았다(46.3% vs. 17.1%, P=0.002). 생후 7일째 저산소-허혈 및 투약 전 체중은 두 군에서 차이를 보이지 않았으나 생후 14일째 측정한 체중은 덱사메타손 투여군의 체중 증가가 유의하게 적었다(P=0.001). Bax 및 Bcl-2, Bax/Bcl-2 및 TUNEL 염색 소견은 측정 단위당 Bax가 덱사메타손 투여시 유의하게 증가되었고 Bax/Bcl-2 및 TUNEL 양성세포 역시 덱사메타손군에서 다소 높은 것으로 나타났으나 통계적 유의성은 없었다. 덱사메타손군의 뇌손상 부위는 대조군과 의미 있는 차이를 보이지 않았다. 결 론: 저산소-허혈 후 덱사메타손 투여는 체중 증가 방해, 사망률 증가 등 전신 상태의 악화를 초래하며 뇌세포 자멸사를 조장할 가능성이 있다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제52권5호
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• pp.588-593
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• 2009

목 적 : 산소-포도당 박탈(oxygen-glucose deprivation, OGD)에 노출된 신생 흰쥐 해마 절편에서 성장호르몬이 신경 세포 보호 효과가 있는지를 연구하고자 하였다. 방 법 : 배양된 생후 7일된 신생 흰쥐의 해마 절편을 OGD에 60분간 노출 시켰다. 이후 각기 다른 세 용량의 성장 호르몬(5, 50, $500{\mu}M$)을 배양액에 투여하고 OGD 노출 후 12 와 24시간에 해마 절편의 상대적 propidium iodide (PI) uptake와 배양액의 상대적 lactate dehydrogenase (LDH) 활성도를 측정하여 성장 호르몬 처치군과 성장 호르몬 처치하지 않은 대조군 사이에 비교하였다. 신경 세포의 세포 사멸에 대한 성장호르몬의 효과를 관찰하고자 caspase-3의 면역 형광 염색과 TUNEL 염색을 시행하였다. 결 과 : 1) 각기 다른 세 용량의 성장호르몬을 처치한 해마 절편의 CA1과 DG에서 상대적 PI uptake는 처치하지 않은 대조군에 비해 OGD 노출 후 12시간과 24시간에 의미 있는 차이를 보이지 않았다(P>0.05). 2) 상대적 LDH 활성도는 OGD 노출 후 12시간에만 성장 호르몬을 투여한 군의 배양액에서 대조군에 비해 통계적으로 의미 있게 감소하였다(P<0.05). 3) 성장 호르몬($50{\mu}M$)으로 처치한 해마 절편의 CA1과 DG에서 caspase-3 발현과 TUNEL 양성의 발현은 OGD 노출 후 12와 24시간에 대조군과 차이를 보이지 않았다. 결 론 : OGD에 노출된 해마 절편에서 성장호르몬 처치는 확실한 신경세포 보호 효과를 보이지 않았으나 OGD 노출 후 12시간에 배양액으로 LDH 유출을 감소시킬 수 있었다.

• 농업생명과학연구
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• 제44권4호
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• pp.45-55
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• 2010

본 연구에서는 대표적인 퇴행성 신경질환인 알츠하이머성 치매에 대한 마늘 물, 100% 메탄올, 디클로로메탄 추출물들의 acetylcholinesterase (AChE) 저해 및 신경세포 보호효과를 조사하였다. 마늘 디클로로메탄 추출물은 농도 의존적으로 AChE를 저해하는 것으로 나타났으며, $IC_{50}$은 $36.1{\mu}g/mL$로 나타났다. MTT reduction assay를 이용해 amyloid ${\beta}$ protein ($A{\beta}$) 유도성 신경세포 독성에 대한 신경세포 보호효과를 측정한 결과, 세 가지 마늘 추출물들은 대부분 40% 미만의 세포생존율을 보였고 이 결과는 $A{\beta}$ 유도성 신경세포 독성보다 상대적으로 더 높은 세포독성을 보여주었다. LDH assay에서는 마늘 물 추출물이 37%의 LDH 방출량을 나타내 $200{\mu}M$의 vitamin C과 유사한 세포막손상 보호효과를 보였다. 마지막으로 neutral red uptake assay를 실시한 결과, MTT reduction assay와 마찬가지로 모든 마늘 추출물들에서 세포생존율의 감소를 확인하였으며 특히 디클로로메탄 추출물의 경우 현저하게 낮은 세포생존율을 나타내었다. AChE 저해활성을 갖는 마늘 디클로로메탄 추출물로부터 얻은 column fractionations에 함유된 생리활성물질을 탐색하기 위해 HPLC 분석을 실시하였으며, 마늘 98:2 fraction의 LC-MS 분석을 통하여 allyl methyl disulfide, diallyl monosulfide, diallyl disulfide로 추정되는 물질군이 확인되었다.

• 생명과학회지
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• 제32권1호
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• pp.11-22
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• 2022

뇌 등 신경 조직에서 흥분성 신경전달물질의 일종인 글루탐산(glutamate)에 의해 유도되는 신경세포 독성에 N-methyl-D-aspartate (NMDA) 수용체가 중요하게 관여함은 잘 알려져 있다. 레스베라트롤(resveratrol)은 자연식품에서 얻어지는 가장 잘 알려진 폴리페놀(polyphenol)의 일종으로 글루탐산에 의해 유도되는 신경세포 독성을 완화하는 효과가 있는 것으로 보고되었으나 그 기전은 명확히 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 NMDA를 처리한 HT-22 신경세포를 신경세포 독성 모델로 이용하여 미토콘드리아 손상에 미치는 레스베라트롤의 보호 효과와 그 기전을 연구하고자 하였다. NMDA를 처리한 HT-22 신경세포에서 MTT 환원능의 감소와 미토콘드리아 막전위의 소실, 세포 내 ATP 농도의 감소, 활성산소종 생성의 증가, 미토콘드리아 막 투과성의 증가(mitochondrial permeability transition) 등 미토콘드리아의 기능적, 형태학적 손상을 시사하는 지표 변화들이 관찰되었다. 또한 미토콘드리아 손상의 결과로 세포사멸(apoptosis)이 증가함도 확인하였다. 레스베라트롤은 NMDA에 의한 미토콘드리아 손상과 세포사멸을 현저히 방지하는 보호 효과를 보였다. 헴 산화효소-1(heme oxygenase-1) 활성 억제제인 아연 프로토포르피린-9(zinc protoporphyrin IX)을 전처리한 세포에서는 레스베라트롤의 보호 효과가 현저히 약화되었으며, 반면에 heme oxygenase-1 활성 촉진제인 코발트 프로토포르피린(cobalt protoporphyrin)과 빌리루빈(bilirubin)은 레스베라트롤과 유사한 보호 효과를 나타내었다. 실시간 정량중합효소연쇄반응(RT-qPCR) 검사와, 웨스턴 블롯(Western blot) 검사로 확인한 결과 레스베라트롤은 헴 산화효소-1의 mRNA와 단백 발현을 증가시킴을 확인할 수 있었다. 짧은 간섭 RNA (small interfering RNA)를 형질주입(transfection)하여 헴 산화효소-1의 발현을 일시적으로 차단(knock down)한 세포에서는 레스베라트롤의 보호 효과가 관찰되지 않았다. 이상의 결과를 종합하면 레스베라트롤은 NMDA를 처리한 HT-22 신경세포에서 미토콘드리아의 기능적, 형태학적 손상을 완화하여 신경세포 독성에 대한 보호 효과를 나타내며 그 기전에는 헴 산화효소-1의 발현 증가가 중요하게 작용함을 시사한다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제50권5호
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• pp.415-425
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• 2017

건 여주로부터 얻은 70%에탄올 추출물의 항산화 효과를 측정하고, $H_2O_2$에 의해 유도된 산화적 스트레스에 대한 신경세포 보호효과를 알아보기 위해 human neuroblastoma cell인 SK-N-MC세포를 이용하여 실험을 수행하였다. 여주 추출물의 총 폴리페놀과 플라보노이드 함량은 각각 28.51 mg gallic acid/extract g과 3.95 mg catechin/extract g 이었고, 추출물의 DPPH 라디칼 소거능 ($IC_{50}$)은 $506.95{\mu}g/ml$ 이었다. 여주추출물을 신경세포에 전 처리한 후 $H_2O_2$을 처리하여 산화적 스트레스를 유도했을 때, 여주추출물에 의해 세포생존율은 증가되었고 세포내 ROS는 감소되는 것을 확인하였다. 그리고 세포내 항산화 방어시스템인 항산화효소 (SOD-1,2와 GPx-1)의 mRNA 발현이 여주추출물 처리에 의해 control 수준으로 회복되거나 control 보다 증가되는 결과를 보였으며, ROS 의존적 세포사멸과 연관 있는 것으로 알려진 MAPK pathway 중 p38과 JNK의 인산화를 여주추출물이 억제하였다. 또한 cleaved caspase-3와 cleaved PARP의 발현도 여주추출물의 처리에 의해 감소되었다. 본 연구 결과에서 70% 에탄올 여주추출물은 항산화효능이 우수하여 ROS를 직접적으로 제거할 뿐 아니라 세포내 ROS 축적을 억제시키는 효과를 보여주었다. 그리고 신경세포 내 항산화효소들의 발현 증가 기전과 p38, JNK의 인산화 억제 및 cleaved caspase-3, cleaved PARP의 발현 억제를 통한 세포사멸 억제 기전을 통해 산화적 스트레스로부터 신경세포를 보호하는 효과가 있음을 제시하고 있다. 따라서 여주추출물은 산화적 스트레스에 의한 알츠하이머병이나 파킨슨병 등과 같은 신경변성질환 (neurodegenerative disease)에 대한 예방 및 치료제의 소재로써 이용가치가 충분한 것으로 사료된다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제39권10호
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• pp.739-748
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• 2006

토끼의 25분간의 척수허혈 모델에서 cyclosporin A의 신경보호효과를 신경병리학적 연관성과 면역조직화학적분석을 통하여 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 몸무게가 3.0 kg 전후의 뉴질랜드산 토끼를 이용하였고 복부 대동맥을 25분간 차단하였다. 32마리의 토끼를 무작위로 4군으로 나누어 대조군인 12군(n=8)과 17군(n=8)은 복부 대동맥 차단만 시행한 후 12군은 2일째, 17군은 7일째 희생시켜 신경학적 평가와 조직학적 검사를 시행하였다. 실험군인 Cs2군(n=8)과 Cs7군(n=8)은 복부 대동맥을 차단 후 재관류 15분 후에 cyclosporin A (25 mg/kg)를 정맥 주입한 후 Cs2군은 2일째, Cs7군은 7일째 희생시켜 신경학적 평가와 조직학적 검사를 시행하였다. 결과: 모든 토끼가 술 후 생존하였으며 술 후 2일째 신경학적 평가에 있어서는 군들 간 차이가 얼었으나 술 후 7일째 시행한 평가에서 복부대동맥 허혈 후 cyclosporin A를 투여한 Cs7군의 Tarlov score가 평균 $2.75{\pm}0.89$로 투여하지 않은 17군의 $1.25{\pm}1.39$에 비해 의미 있게 높아 신경학적 평가상 덜 손상을 받았음을 알 수 있었다(p<0.05). 또한 대조군 17군에서는 신경학적 평가가 2일째보다 7일째 악화하는 경향이었으나 통계학적으로 의미 있는 차이는 없었고 실험군 Cs7군에 있어서는 신경학적 평가가 2일째 $1.87{\pm}0.83$에 비해 7일째 $2.75{\pm}0.89$로 의미 있게 호전되었다(p<0.05). 모든 군을 조직학적으로 손상의 정도에 따라 등급을 매겼으며 신경학적 평가와의 상관관계를 분석하였는데 상관계수 -0.44로 조직학적 손상정도와 신경학적 평가사이에 유의한 관계가 있었다(p=0.009). 병리조직학적 등급을 4군 간 비교하였을 때 2일째 희생시킨 대조군과 실험군 사이에는 유의한 차이가 없었으나 7일째 희생시킨 17군은 조직학적 등급이 $2.13{\pm}1.36$이었으나 Cs7군은 $1.0{\pm}0.53$으로 두 군 간 유의한 차이가 있어 병리학적으로도 cyclosporin A를 투여한 실험군 Cs7군이 대조군 17군에 비해 덜 손상을 받았음을 알 수 있었다(p=0.039). 12군과 Cs2군에서 TUNEL 염색에 양성반응을 보이는 신경세포의 수는 12군이 $17.5{\pm}22.6$개였고 Cs2군이 $12.5{\pm}11.1$개로 통계학적으로 유의한 차이가 없었다. Heat shock protein-70 (HSP70)과 neuronal nitric oxide synthase (nNOS)에 대한 면역조직화학검사에서 실험군 Cs2군의 신경세포가 대조군 12군에 비해 HSP70과 nNOS의 과발현을 보였으며, 이는 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). nNOS와 HSP70의 발현은 강한 연관성을 보였고(상관계수 0.91, p=0.000), nNOS를 발현하는 세포가 동시에 HSP70도 발현함을 확인할 수 있었다. 결론: 우리는 cyclosporin A가 토끼의 25분간의 척수허혈에 대해 척수보호 효과가 있었으며 이는 HSP70의 과발현과 연관이 있으리라 생각한다.

• 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.

• 한국식품과학회지
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• 제46권5호
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• pp.609-615
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• 2014

국내에 충분히 보고되지 못한 소재로서 drumstick-tree (Moringa Oleifera Lam.)를 고부가가치 식품 자원으로서 그 활용가능성을 알아보기 위해 주요 영양성분 분식 및 in vitro 신경세포 보호효과에 대해서 연구하였다. Drumstick-tree의 주요 무기성분으로는 칼슘으로 2658.67 mg/100 g이 함유되어 있었고, 다음으로 칼륨, 마그네슘 및 인 등이 함유되어 있었다. 주요 지방산으로서 포화 지방산으로는 palmitic acid (16.33%)와 불포화 지방산으로서 gadoleic acid (66.34%)가 상대적으로 많이 함유되어 있었고, 지용성 비타민인 vitamin E가 94.78 mg/100 g 그리고 niacin이 112.61 mg/100 g 함유되어 있는 것을 알 수 있었다. 80% methanol에 추출한 drum-stick-tree 추출물을 활용하여 $H_2O_2$ 처리한 PC12 cell 내의 활성산소 생성억제효과를 DCF-DA assay를 통해 측정한 결과 drumstick-tree 추출물은 농도의존적인 활성산소 생성 억제효과를 보였다. MTT assay를 이용하여 $H_2O_2$로 유도된 PC12 신경세포에 대한 보호효과를 측정한 결과 vitamin C group 대비 효과적인 신경세포 보호효과를 확인하였고, LDH release assay를 통해 일정 수준의 세포막 보호효과를 역시 확인하였다. 또한 PC12 cell의 oxidative stress-induced apoptosis에 대한 세포 보호효과를 측정하기 위한 caspase assay 실험 결과, 세포 내 caspase activity가 추출물의 의해 효과적으로 감소됨을 알 수 있었다. 결국 본 연구결과를 종합해 볼 때, 우수한 영양 구성 성분과 함께 신경세포 내 oxidative stress의 저감화 등을 통한 drumstick-tree 추출물의 신경 세포 보호 효과는 고부가가치 천연 소재로서의 다양한 산업적 활용 가능성을 암시하는 것으로 판단된다.

• 대한수의학회지
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• 제41권4호
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• pp.467-475
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• 2001

Cardiac arrest, hypoxia, shock or seizure has been known to induce cerebral ischemia. This study was designed to investigate the effect of ischemia on hippocampal pyramidal layer induced by transient bilateral occlusion of the common carotid arteries. Mature Mongolian gerbils were sacrificed at days 2, 4, and 7 after carotid occlusion for 10 minutes. Sham-operated gerbils of control group were subjected to the same protocol except for carotid occlusion. During operation for ischemia, body temperature was maintained $37{\pm}0.5^{\circ}C$ in all gerbils. Paraffin-embedded brain tissue blocks were cut into coronal slices and stained with H-E stain or immunostain by TUNEL method. Neurons with the oval and prominent nucleus and without the eosinophilic cytoplasm in the subfield of hippocamapal pyramidal layer were calculated as to be viable neurons. Their chromatins were condensed or clumped. Their nuclei appeared multiangular or irregularly shrinked. The width of the pyramidal layer was reduced due to the loss of nuclei. At day 2 after reperfusion, some neurons in the CA1 subfield were slightly eosinophilic. But most neurons in the CA2 subfield were strongly eosinophilic. At day 4 day, most neurons in the CA1 subfield were severely damaged and at day 7 day, only a few survived neurons were observed. Survived neurons per longitudinal 1mm sector in the CA1, CA2, CA3, and CA4 subfields of pyramidal layer were investigated. At day 2, the mean numbers of pyramidal neurons in CA1, CA2, CA3, and CA4 subfiedls were 104.5/mm (54.3%), 51.0/mm (33.8%), 105.5/mm (85.6%), and 124.3/mm (93.5%) compared to the nonischemic control group, respectively. At day 4, the mean numbers of pyramidal neurons in CA1, CA2, CA3, and CA4 subfields were 3.2/mm (1.7%), 51.5/mm(34.2%), 95.3/mm (77.4%), and 112.5/mm (84.6%), respectively. At day 7, the mean numbers of pyramidal neurons in CA1, CA2, CA3, and CA4 subfiedls were 0.8/mm (0.4%), 5.7/mm(3.8%), 9.8/mm (8.0%), and 5.0/mm (3.7%), respectively. The mean numbers of apoptotic positive neurons in the CA1 subfield at day 2, 4, and 7 after reperfusion were 67.8/mm, 153.2/mm and 123.7/mm, respectively. These results suggest that the transient cerebral ischemia cause severe damages in most neurons at day 7 and that the prosminent apoptotic positive neurons in hippocampal pyramidal layer are the delayed neuronal death induced by ischemia.

• 대한한의학회지
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• 제30권3호
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• pp.1-14
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• 2009

Objectives : Alzheimer's disease (AD) is characterized by neuronal loss and extracellular senile plaque. Moreover, the cellular actions of ${\beta}$-amyloid (A${\beta}$ play a causative role in the pathogenesis of AD. This study was designed to determine whether Woo-Gui-Um, a commonly used Korean herbal medicine, has the ability to protect cortical and hippocampal neurons against A${\beta}_{25-35}$ neurotoxicity Methods : In the present study, the authors investigated the preventative effects of the water extract of Woo-Gui-Um in a mouse model of AD. Memory impairment was induced by intraventricularly (i.c.v.) injecting A${\beta}_{25-35}$ peptides into mice. Woo-Gui-Um extract was then administered orally (p.o.) for 14 days. In addition, A${\beta}_{25-35}$ toxicity on the hippocampus was assessed immunohistochemically, by staining for Tau, MAP2, TUNEL, and Bax, and by performing an in vitro study in PC12 cells. Results : Woo-Gui-Um extract had an effect to improve learning ability and memory score in the water maze task. Woo-Gui-Um extract had significant neuroprotective effects in vivo against oxidative damage and apoptotic cell death of hippocampal neurons caused by i.c.v. A${\beta}_{25-35}$. In addition, Woo-Gui-Um extract was found to have a protective effect on A${\beta}_{25-35}$-induced apoptosis, and to promote neurite outgrowth of nerve growth factor (NGF)-differentiated PC12 cells. Conclusions : These results suggest that Woo-Gui-Um extract reduces memory impairment and Alzheimer's dementia via an anti-apoptotic effect and by regulating Tau and MAP2 in the hippocampus.