아밀로이드 베타 단백질과 관련된 알츠하이머병 모델에서 단삼 엑스 및 그의 성분들의 치매 억제 효과 Dementia inhibitory effects of extracts and its constituents of salvia miltiorrhiza root on alzheimer‘s disease model related to amyloid-beta protein원문보기
알츠하이머병 (Alzheimer's disease/AD)은 서서히 점차 진행하는 뇌 조직의 퇴행성 변화로서 발병원인으로는 아밀로이드 베타 (Aβ)의 뇌 속 축적에 기인한다. 이 변화는 AD환자의 뇌 속에는 아밀로이드 베타 단백질 (Aβ)이 주성분인 노인반 (senile plaque)을 형성하며, Aβ의 과다 축적에 따라서 미세아교세포와 성상세포들이 활성화되고 proinflammatory cytokine을 과다하게 발현시켜 ...
알츠하이머병 (Alzheimer's disease/AD)은 서서히 점차 진행하는 뇌 조직의 퇴행성 변화로서 발병원인으로는 아밀로이드 베타 (Aβ)의 뇌 속 축적에 기인한다. 이 변화는 AD환자의 뇌 속에는 아밀로이드 베타 단백질 (Aβ)이 주성분인 노인반 (senile plaque)을 형성하며, Aβ의 과다 축적에 따라서 미세아교세포와 성상세포들이 활성화되고 proinflammatory cytokine을 과다하게 발현시켜 중추신경계염증 반응을 일으키고 이것이 신경 세포 독성을 일으킨다. 최근에는 약물의 독성으로 인한 부작용이 최소화되고, Aβ의 독성 억제 및 신경조직 보호 효과가 있는 천연물에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 특히 단삼 엑스는 항산화, 항염증 및 CNS 관련 질환에 효과를 가지고 있어서, 단삼에서 AD성 치매 치료에 유용한 성분이 있을 것으로 생각되지만 아직 연구된바 없다. 따라서 본 실험은 치매 치료제 개발을 위한 여러 가지 in vitro 및 in vivo 실험을 통하여 단삼에서 AD의 치료 및 예방에 유용한 성분을 찾아내고자 하였다. 그 결과 단삼 엑스의 에델, 부탄올 및 물 분획을 가지고 ThT 및 Aβ-MTT assay를 수행한 결과 에텔 분획물이 가장 좋은 Aβ응집억제 효과를 보였다. 이 에텔 분획을 가지고 silica column chromatography로 분리하여 Aβ응집 억제 효과가 뛰어난 성분으로 miltirone, 1,2-dihydromiltrione, tanshinone IIA, tanshinone I, dihydrotanshinone I을 분리하였다. 이 물질 각각에 대하여 ThT 및 Aβ-MTT assay 시험을 시행한 결과 이 성분들은 대부분 Aβ응집 억제 효능이 모두 뛰어났으나, Aβ 독성 억제 효과 분석에서 tanshinone IIA가 가장 좋은 결과를 보여 주었다. Tanshinone IIA는 Aβ응집 억제 효과는 용량 의존적으로 효과가 뛰어 났으며 (ThT=IC50 0.14 μg/mL), Aβ독성 억제 효과는 나타나지 않았다. 세포독성 효과를 가지고 있으나 Aβ 세포 독성을 더 악화 시키지는 않는 것으로 나타났다. 항산화 효과는 없었고, acetylcholinesterase 억제 효과는 100 μM에서 보여졌다. Tanshinone IIA는 Aβ로 유도된 급성 AD 마우스 모델을 이용한 효능 시험 결과 Y-maze test를 통하여 유의성있게 (p < 0.05) 기억학습이 회복되는 것을 확인하였다. 그 외 수동 회피 시험, object recognition 시험 및 water maze 시험에서도 유의성은 없지만 전반적으로 기억학습이 회복되는 것을 확인하였다. 특히 Y-maze 시험에서 tanshinone IIA는 농도 의존적으로 기억학습의 회복을 보였으며, 50 mg/kg 에서 saturation 되었다. 실험이 끝난 마우스의 뇌 절편을 염색하고 현미경으로 검사한 결과 tanshinone IIA 투여 그룹에서 신경세포 및 콜린성 뉴런의 생존이 control (+)그룹에 비해 증가했고, 염증반응이 줄어듦을 보여주었다. 또한 Aβ가 선천적으로 과발현되는 APP/PS1 유전자를 조작한 모델인 double TG 마우스를 이용하여 tanshinone IIA의 기억학습 회복 시험과 뇌 절편의 면역 마커 실험을 통해서 tanshinone IIA를 3 mg/pellet/day로 3개월 동안 투여한 double TG 마우스에서 기억회복 시험 중 Y- maze 시험에서는 통계적으로 유의성있는 (p < 0.05) 기억학습의 회복을 나타내었으며, context fear conditioning 시험, object recognition 시험, water maze 시험에서는 유의하지는 않았지만 전반적으로 기억학습이 회복되는 것을 보여 주었다. 실험이 끝난 후 tanshinone IIA 를 먹인 double TG의 뇌 속에는 control 그룹에 비해 Aβ40과 42의 양이 줄어든 것으로 나타났으나 유의하지는 않았다. 또한 뇌 절편을 염색하여 검토한 결과 tanshinone IIA 를 먹인 double TG 는 control그룹에 비해 Aβ plaque의 숫자가 줄어들었으며, 신경세포의 숫자는 증가하였고, 염증세포 미세아교세포 및 성상세포의 활성도가 감소하였다. 다만 콜린성 신경세포 수의 증가는 보이지 않았다. 따라서 tanshinon IIA가 기억 학습을 회복시키고, 신경세포를 회복시키며, 염증 반응을 억제함을 확인 하였으며, 이는 Aβ의 응집 억제 효과로 기인된 것으로 사료된다. 결론적으로 단삼에서 추출한 단삼 주성분 중에 tanshinone IIA가 in vitro에서 뛰어난 Aβ응집 억제 효과를 보였으며, in vivo에서 Aβ의 응집 반응을 억제함으로서 급성 및 선천성 AD 모델에서 기억 학습 인지 기능을 회복시키고, amyloid plaque 형성을 억제하고, 신경세포를 회복시키며, 염증 반응을 억제함을 확인 할 수 있었다.
알츠하이머병 (Alzheimer's disease/AD)은 서서히 점차 진행하는 뇌 조직의 퇴행성 변화로서 발병원인으로는 아밀로이드 베타 (Aβ)의 뇌 속 축적에 기인한다. 이 변화는 AD환자의 뇌 속에는 아밀로이드 베타 단백질 (Aβ)이 주성분인 노인반 (senile plaque)을 형성하며, Aβ의 과다 축적에 따라서 미세아교세포와 성상세포들이 활성화되고 proinflammatory cytokine을 과다하게 발현시켜 중추신경계 염증 반응을 일으키고 이것이 신경 세포 독성을 일으킨다. 최근에는 약물의 독성으로 인한 부작용이 최소화되고, Aβ의 독성 억제 및 신경조직 보호 효과가 있는 천연물에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 특히 단삼 엑스는 항산화, 항염증 및 CNS 관련 질환에 효과를 가지고 있어서, 단삼에서 AD성 치매 치료에 유용한 성분이 있을 것으로 생각되지만 아직 연구된바 없다. 따라서 본 실험은 치매 치료제 개발을 위한 여러 가지 in vitro 및 in vivo 실험을 통하여 단삼에서 AD의 치료 및 예방에 유용한 성분을 찾아내고자 하였다. 그 결과 단삼 엑스의 에델, 부탄올 및 물 분획을 가지고 ThT 및 Aβ-MTT assay를 수행한 결과 에텔 분획물이 가장 좋은 Aβ응집억제 효과를 보였다. 이 에텔 분획을 가지고 silica column chromatography로 분리하여 Aβ응집 억제 효과가 뛰어난 성분으로 miltirone, 1,2-dihydromiltrione, tanshinone IIA, tanshinone I, dihydrotanshinone I을 분리하였다. 이 물질 각각에 대하여 ThT 및 Aβ-MTT assay 시험을 시행한 결과 이 성분들은 대부분 Aβ응집 억제 효능이 모두 뛰어났으나, Aβ 독성 억제 효과 분석에서 tanshinone IIA가 가장 좋은 결과를 보여 주었다. Tanshinone IIA는 Aβ응집 억제 효과는 용량 의존적으로 효과가 뛰어 났으며 (ThT=IC50 0.14 μg/mL), Aβ독성 억제 효과는 나타나지 않았다. 세포독성 효과를 가지고 있으나 Aβ 세포 독성을 더 악화 시키지는 않는 것으로 나타났다. 항산화 효과는 없었고, acetylcholinesterase 억제 효과는 100 μM에서 보여졌다. Tanshinone IIA는 Aβ로 유도된 급성 AD 마우스 모델을 이용한 효능 시험 결과 Y-maze test를 통하여 유의성있게 (p < 0.05) 기억학습이 회복되는 것을 확인하였다. 그 외 수동 회피 시험, object recognition 시험 및 water maze 시험에서도 유의성은 없지만 전반적으로 기억학습이 회복되는 것을 확인하였다. 특히 Y-maze 시험에서 tanshinone IIA는 농도 의존적으로 기억학습의 회복을 보였으며, 50 mg/kg 에서 saturation 되었다. 실험이 끝난 마우스의 뇌 절편을 염색하고 현미경으로 검사한 결과 tanshinone IIA 투여 그룹에서 신경세포 및 콜린성 뉴런의 생존이 control (+)그룹에 비해 증가했고, 염증반응이 줄어듦을 보여주었다. 또한 Aβ가 선천적으로 과발현되는 APP/PS1 유전자를 조작한 모델인 double TG 마우스를 이용하여 tanshinone IIA의 기억학습 회복 시험과 뇌 절편의 면역 마커 실험을 통해서 tanshinone IIA를 3 mg/pellet/day로 3개월 동안 투여한 double TG 마우스에서 기억회복 시험 중 Y- maze 시험에서는 통계적으로 유의성있는 (p < 0.05) 기억학습의 회복을 나타내었으며, context fear conditioning 시험, object recognition 시험, water maze 시험에서는 유의하지는 않았지만 전반적으로 기억학습이 회복되는 것을 보여 주었다. 실험이 끝난 후 tanshinone IIA 를 먹인 double TG의 뇌 속에는 control 그룹에 비해 Aβ40과 42의 양이 줄어든 것으로 나타났으나 유의하지는 않았다. 또한 뇌 절편을 염색하여 검토한 결과 tanshinone IIA 를 먹인 double TG 는 control그룹에 비해 Aβ plaque의 숫자가 줄어들었으며, 신경세포의 숫자는 증가하였고, 염증세포 미세아교세포 및 성상세포의 활성도가 감소하였다. 다만 콜린성 신경세포 수의 증가는 보이지 않았다. 따라서 tanshinon IIA가 기억 학습을 회복시키고, 신경세포를 회복시키며, 염증 반응을 억제함을 확인 하였으며, 이는 Aβ의 응집 억제 효과로 기인된 것으로 사료된다. 결론적으로 단삼에서 추출한 단삼 주성분 중에 tanshinone IIA가 in vitro에서 뛰어난 Aβ응집 억제 효과를 보였으며, in vivo에서 Aβ의 응집 반응을 억제함으로서 급성 및 선천성 AD 모델에서 기억 학습 인지 기능을 회복시키고, amyloid plaque 형성을 억제하고, 신경세포를 회복시키며, 염증 반응을 억제함을 확인 할 수 있었다.
Alzheimer's disease (AD) is degeneration of brain tissue which progresses slowly and gradually and is caused by the accumulation of beta-amyloid peptide (Aβ) in the brain. Neurofibrillary tangle and senile plaque composed of Aβ are formed in the AD patient's brain. Over-accumulation of Aβ activates ...
Alzheimer's disease (AD) is degeneration of brain tissue which progresses slowly and gradually and is caused by the accumulation of beta-amyloid peptide (Aβ) in the brain. Neurofibrillary tangle and senile plaque composed of Aβ are formed in the AD patient's brain. Over-accumulation of Aβ activates microglial cells and astrocytes, and excessively induces proinflammatory cytokines that initate inflammation and induce neuronal cytotoxicity. Recently, the researches about natural substance, which can minimize side effect by drug toxicity and can inhibition of Aβ toxicity and protective effects of nervous tissue, are very active. In particular, Salvia miltiorrhiza root extracts had been reported the effects of antioxidant, antiinflammation and CNS related disease. It was think that Salvia miltiorrhiza root extract had the effective compounds which treated the AD and did not study as yet. Therefore, object of this study was finding effective compounds of the prevention and treatment of AD in the Salvia miltiorrhiza root extract by in vitro and in vivo test. ThT and Aβ-MTT assays were performed with ether, butanol and water fraction of Salvia miltiorrhiza root methanol extracts. Among them, ether fraction showed the best inhibitory activity on Aβ aggregation. Using silica column chromatography, compounds that inhibited Aβ aggregation were separated from the ether fraction and those are miltirone, 1,2-dihydromiltrione, tanshinone IIA, tanshinone I, dihydrotanshinone I. ThT and Aβ-MTT assays with these compounds showed significantly (p < 0.01) inhibitory activity on Aβ aggregation. But Among them, Tanshinone IIA showed the inhibitory effect of Aβ induced cytotoxicity. Tanshinone IIA showed dose-dependent effects on Aβ aggregation inhibition (ThT=IC50 0.14 μg/mL), but did not show dose-dependent inhibitory effect on neuronal cell death induced by Aβ. Tanshinone IIA itself had cytotoxicity and did not have the antioxidant effect. and acetylcholinesterase inhibition effect was seen when 100 μM of tanshinone IIA was used. In the acute AD mouse model induced by Aβ, Tanshinone IIA significantly (p < 0.05) recovered learning and memory in Y-maze test. and passive avoidance test, ORT and water-maze test overall showed slight recovery of learning and memory, however it was not significant. Tanshinone IIA showed dose-dependent recovery of learning and memory in Y-maze test. After the recovery test mice were sacrificed and numbers of neuronal cells and cholinergic neurons were increased and activity of inflammation cells were decreased in the brain slices of group treated with tanshinone IIA. In the APP/PS1 double TG mouse, Treated with tanshinone IIA 3 mg/day for 3 month significantly (p < 0.05) showed recovery of learning and memory in Y-maze test. and context fear conditioning test, ORT and water-maze test overall showed slight recovery of learning and memory, however it was not significant. In the Brain survey after the recovery test mice were sacrificed. The Aβ40 and 42 in the brain of double TG mouse treated with tanshinone IIA were decreased compared with control group, however it was not significant. In the staining results of brain slice section, the number of Aβ plaque and microglia, astrocyte cells activity was decreased, and the number of neuronal cells was increased in double TG mouse compared with control group. The number of cholinergic neuron was not increased. These results su iest that tanshinone IIA protected neuronal cells and inhibited inflammation by inhibiting Aβ aggregation. In conclusion, Tanshinone IIA extracted from Salvia miltiorrhiza root inhibited of Aβ aggregation in vitro. Tanshinone IIA showed recognition recovery of learning and memory, recovery of neurons, inhibition of amyloid plaque formation and inhibition of inflammatory cell activity in the brain of acute AD and double TG model mouse by inhibiting aggregation of Aβ in vivo.
Alzheimer's disease (AD) is degeneration of brain tissue which progresses slowly and gradually and is caused by the accumulation of beta-amyloid peptide (Aβ) in the brain. Neurofibrillary tangle and senile plaque composed of Aβ are formed in the AD patient's brain. Over-accumulation of Aβ activates microglial cells and astrocytes, and excessively induces proinflammatory cytokines that initate inflammation and induce neuronal cytotoxicity. Recently, the researches about natural substance, which can minimize side effect by drug toxicity and can inhibition of Aβ toxicity and protective effects of nervous tissue, are very active. In particular, Salvia miltiorrhiza root extracts had been reported the effects of antioxidant, antiinflammation and CNS related disease. It was think that Salvia miltiorrhiza root extract had the effective compounds which treated the AD and did not study as yet. Therefore, object of this study was finding effective compounds of the prevention and treatment of AD in the Salvia miltiorrhiza root extract by in vitro and in vivo test. ThT and Aβ-MTT assays were performed with ether, butanol and water fraction of Salvia miltiorrhiza root methanol extracts. Among them, ether fraction showed the best inhibitory activity on Aβ aggregation. Using silica column chromatography, compounds that inhibited Aβ aggregation were separated from the ether fraction and those are miltirone, 1,2-dihydromiltrione, tanshinone IIA, tanshinone I, dihydrotanshinone I. ThT and Aβ-MTT assays with these compounds showed significantly (p < 0.01) inhibitory activity on Aβ aggregation. But Among them, Tanshinone IIA showed the inhibitory effect of Aβ induced cytotoxicity. Tanshinone IIA showed dose-dependent effects on Aβ aggregation inhibition (ThT=IC50 0.14 μg/mL), but did not show dose-dependent inhibitory effect on neuronal cell death induced by Aβ. Tanshinone IIA itself had cytotoxicity and did not have the antioxidant effect. and acetylcholinesterase inhibition effect was seen when 100 μM of tanshinone IIA was used. In the acute AD mouse model induced by Aβ, Tanshinone IIA significantly (p < 0.05) recovered learning and memory in Y-maze test. and passive avoidance test, ORT and water-maze test overall showed slight recovery of learning and memory, however it was not significant. Tanshinone IIA showed dose-dependent recovery of learning and memory in Y-maze test. After the recovery test mice were sacrificed and numbers of neuronal cells and cholinergic neurons were increased and activity of inflammation cells were decreased in the brain slices of group treated with tanshinone IIA. In the APP/PS1 double TG mouse, Treated with tanshinone IIA 3 mg/day for 3 month significantly (p < 0.05) showed recovery of learning and memory in Y-maze test. and context fear conditioning test, ORT and water-maze test overall showed slight recovery of learning and memory, however it was not significant. In the Brain survey after the recovery test mice were sacrificed. The Aβ40 and 42 in the brain of double TG mouse treated with tanshinone IIA were decreased compared with control group, however it was not significant. In the staining results of brain slice section, the number of Aβ plaque and microglia, astrocyte cells activity was decreased, and the number of neuronal cells was increased in double TG mouse compared with control group. The number of cholinergic neuron was not increased. These results su iest that tanshinone IIA protected neuronal cells and inhibited inflammation by inhibiting Aβ aggregation. In conclusion, Tanshinone IIA extracted from Salvia miltiorrhiza root inhibited of Aβ aggregation in vitro. Tanshinone IIA showed recognition recovery of learning and memory, recovery of neurons, inhibition of amyloid plaque formation and inhibition of inflammatory cell activity in the brain of acute AD and double TG model mouse by inhibiting aggregation of Aβ in vivo.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.