퇴행성뇌질환 중에 두 번째로 발병률이 높은 파킨슨병은 떨림, 강직, 운동 완서 및 자세 불안정 등의 운동 조절 이상이 그것의 중요 증상으로 알려져 있고 이러한 증상은 선조체 (striatum)와 흑질 (substantia nigra)의 도파민성 뉴런의 감소와 연관되어 있다고 알려져 있다. 파킨슨병에서 도파민성 뉴런의 소실이 나타나는 원인으로 ...
퇴행성뇌질환 중에 두 번째로 발병률이 높은 파킨슨병은 떨림, 강직, 운동 완서 및 자세 불안정 등의 운동 조절 이상이 그것의 중요 증상으로 알려져 있고 이러한 증상은 선조체 (striatum)와 흑질 (substantia nigra)의 도파민성 뉴런의 감소와 연관되어 있다고 알려져 있다. 파킨슨병에서 도파민성 뉴런의 소실이 나타나는 원인으로 미토콘드리아 손상 및 기능 상실에 의한 활성 산소 발생 및 축적에 의한 세포 사멸이다. 또한, 손상 받은 도파민성 뉴런에 대한 과도한 염증반응도 원인 중 하나로 여겨지고 있다. Humulus Japonicus (HJ, 환삼덩굴)는 한국, 일본, 중국을 포함한 아시아 전역에 분포되어 있고 새로운 환경에 대한 적응력이 뛰어나 흔하게 발견할 수 있는 식물이다. 환삼덩굴은 오래전부터 한의학적으로 폐질환, 피부병, 고혈압에 처방되는 약재로 사용되어져 왔으며 활성 산소 제거 능력, 항염증반응, 항암반응, 항균작용이 있는 것으로 보고되어 있다. 최근연구 결과, 환삼덩굴 추출물이 알츠하이머병의 예방 및 치료 효과가 있는 것을 확인하였으며 노화를 예방 및 치료하는데도 환삼덩굴 추출물이 효과가 있다는 보고가 있다. 따라서 연구에서는 파킨슨병에서 의 환삼덩굴 추출물의 효능에 관한 연구는 진행하고자 하였다. 먼저 마우스 신경세포주인 Neuro2a 세포에서 t-BHP를 처리하여 산화적 스트레스 를 유발하여 활성 산소 발생 후, 환삼덩굴에 의해 활성 산소 생성이 감소하는지 확인하고자 하였다. 또한, 신경독소인 6-OHDA를 사람 신경세포주인 SH-SY5Y 세 포에 처리하여 신경세포사를 유발하고 환삼덩굴 추출물이 이를 억제하는지 MTT assay를 이용하여 확인하였으며 항산화작용은 GSH 활성을 측정함으로써 확인하였다. 6-OHDA에 의한 산화적 스트레스 증가는 세포내에서 MAPKs인 p38, JNK과 ERK1/2와 Akt의 인산화를 유발하고 세포사멸과 연관된 단백질인 cytochrome C의 세포질 내에서의 증가와 caspase-9와 caspase-3, PARP의 활성이 증가를 유발하는 것으로 알려져 있는데 이러한 증가와 활성화를 환삼덩굴 추출물이 효과적 으로 억제하는지 웨스턴 블로팅 방법으로 확인하였다. In vivo에서 파킨슨병에서 환삼덩굴 추출물의 효과에 대해 알아보기 위해 C57BL/6J 마우스의 선조체 (striatum)에 6-OHDA를 직접 주입하여 흑질 (substantia nigra compacta, SNc) 과 선조체 (striatum) 내 도파민성 뉴런 소실을 야기하는 방 법으로 파킨슨병을 유발하였으며 환삼덩굴의 메탄올 추출물과 에탄올 추출물의 효과를 뇌에서의 도파민성 뉴런 소실의 억제와 마우스의 운동조절 능력의 평가 를 통해 확인하였다. 환삼덩굴 추출물은 6-OHDA 주입 3일 전부터 매일 300 또는 500 mg/kg로 총 13일 동안 투여하였다. 마우스의 뇌에서 환삼덩굴 추출물의 항산화 효과를 MDA assay로 확인하였고, 환삼덩굴 추출물의 항염작용은 뇌의 흑질 내 미세아교세포 (microglia) 와 성상교세포 (astrocyte, GFAP)의 면역 염색으로 확인하였다. 결과적으로 Neueo2a 세포에서 t-BHP에 의해 증가된 활성 산소는 환삼덩굴 메탄올 추출물의 처리에 의해 유의하게 감소한 것을 확인하였으며 SH-SY5Y 세포주에 6-OHDA 처리에 의한 신경세포사 또한 환삼덩굴 추출물의 처리에 의해 현저히 억제됨을 확인하였다. 이때 항산화 표지자인 GSH 활성 감소가 환삼덩굴 추출물의 처리에 의해 현저히 증가함을 확인하였으며 웨스턴 블로팅에서 6-OHDA 처리에 의해 유발되는 cytochrome 와 caspase-9, caspase-3, PARP의 활성 증가 뿐 아니라, ERK1/2의 인산화 증가도 환삼덩굴 메탄올 추출물을 처리함으로써 현저히 억제되는 것을 확인하였다. 6-OHDA로 유발한 마우스 파킨슨병 동물모델에서도 환삼덩굴의 메탄올 추출물과 에탄올 추출물 투여 그룹 모두에서 한쪽 뇌의 병변 형성에 발생되는 비대칭성 회전운동이 효과적으로 억제되는 것을 확인하였다. 그 리고 6-OHDA에 의한 선조체와 흑질 내 도파민성 뉴런 소실도 환삼덩굴의 메탄올 추출물과 에탄올 추출물 투여 그룹에서 효과적으로 억제된 것을 확인하였다. 환삼덩굴 메탄올 추출물은 6-OHDA 마우스 동물모델에서 MDA 수치를 유의하게 떨어뜨렸고 미세아교세포의 활성도 현저히 떨어뜨림으로서 항산화와 항염증 효과가 있음이 확인 되었다. 이러한 in vitro와 in vivo 실험 결과들은 파킨슨병의 예방 및 치료에 있어서 환삼덩굴 추출물의 응용 가능성을 보여준다.
퇴행성뇌질환 중에 두 번째로 발병률이 높은 파킨슨병은 떨림, 강직, 운동 완서 및 자세 불안정 등의 운동 조절 이상이 그것의 중요 증상으로 알려져 있고 이러한 증상은 선조체 (striatum)와 흑질 (substantia nigra)의 도파민성 뉴런의 감소와 연관되어 있다고 알려져 있다. 파킨슨병에서 도파민성 뉴런의 소실이 나타나는 원인으로 미토콘드리아 손상 및 기능 상실에 의한 활성 산소 발생 및 축적에 의한 세포 사멸이다. 또한, 손상 받은 도파민성 뉴런에 대한 과도한 염증반응도 원인 중 하나로 여겨지고 있다. Humulus Japonicus (HJ, 환삼덩굴)는 한국, 일본, 중국을 포함한 아시아 전역에 분포되어 있고 새로운 환경에 대한 적응력이 뛰어나 흔하게 발견할 수 있는 식물이다. 환삼덩굴은 오래전부터 한의학적으로 폐질환, 피부병, 고혈압에 처방되는 약재로 사용되어져 왔으며 활성 산소 제거 능력, 항염증반응, 항암반응, 항균작용이 있는 것으로 보고되어 있다. 최근연구 결과, 환삼덩굴 추출물이 알츠하이머병의 예방 및 치료 효과가 있는 것을 확인하였으며 노화를 예방 및 치료하는데도 환삼덩굴 추출물이 효과가 있다는 보고가 있다. 따라서 연구에서는 파킨슨병에서 의 환삼덩굴 추출물의 효능에 관한 연구는 진행하고자 하였다. 먼저 마우스 신경세포주인 Neuro2a 세포에서 t-BHP를 처리하여 산화적 스트레스 를 유발하여 활성 산소 발생 후, 환삼덩굴에 의해 활성 산소 생성이 감소하는지 확인하고자 하였다. 또한, 신경독소인 6-OHDA를 사람 신경세포주인 SH-SY5Y 세 포에 처리하여 신경세포사를 유발하고 환삼덩굴 추출물이 이를 억제하는지 MTT assay를 이용하여 확인하였으며 항산화작용은 GSH 활성을 측정함으로써 확인하였다. 6-OHDA에 의한 산화적 스트레스 증가는 세포내에서 MAPKs인 p38, JNK과 ERK1/2와 Akt의 인산화를 유발하고 세포사멸과 연관된 단백질인 cytochrome C의 세포질 내에서의 증가와 caspase-9와 caspase-3, PARP의 활성이 증가를 유발하는 것으로 알려져 있는데 이러한 증가와 활성화를 환삼덩굴 추출물이 효과적 으로 억제하는지 웨스턴 블로팅 방법으로 확인하였다. In vivo에서 파킨슨병에서 환삼덩굴 추출물의 효과에 대해 알아보기 위해 C57BL/6J 마우스의 선조체 (striatum)에 6-OHDA를 직접 주입하여 흑질 (substantia nigra compacta, SNc) 과 선조체 (striatum) 내 도파민성 뉴런 소실을 야기하는 방 법으로 파킨슨병을 유발하였으며 환삼덩굴의 메탄올 추출물과 에탄올 추출물의 효과를 뇌에서의 도파민성 뉴런 소실의 억제와 마우스의 운동조절 능력의 평가 를 통해 확인하였다. 환삼덩굴 추출물은 6-OHDA 주입 3일 전부터 매일 300 또는 500 mg/kg로 총 13일 동안 투여하였다. 마우스의 뇌에서 환삼덩굴 추출물의 항산화 효과를 MDA assay로 확인하였고, 환삼덩굴 추출물의 항염작용은 뇌의 흑질 내 미세아교세포 (microglia) 와 성상교세포 (astrocyte, GFAP)의 면역 염색으로 확인하였다. 결과적으로 Neueo2a 세포에서 t-BHP에 의해 증가된 활성 산소는 환삼덩굴 메탄올 추출물의 처리에 의해 유의하게 감소한 것을 확인하였으며 SH-SY5Y 세포주에 6-OHDA 처리에 의한 신경세포사 또한 환삼덩굴 추출물의 처리에 의해 현저히 억제됨을 확인하였다. 이때 항산화 표지자인 GSH 활성 감소가 환삼덩굴 추출물의 처리에 의해 현저히 증가함을 확인하였으며 웨스턴 블로팅에서 6-OHDA 처리에 의해 유발되는 cytochrome 와 caspase-9, caspase-3, PARP의 활성 증가 뿐 아니라, ERK1/2의 인산화 증가도 환삼덩굴 메탄올 추출물을 처리함으로써 현저히 억제되는 것을 확인하였다. 6-OHDA로 유발한 마우스 파킨슨병 동물모델에서도 환삼덩굴의 메탄올 추출물과 에탄올 추출물 투여 그룹 모두에서 한쪽 뇌의 병변 형성에 발생되는 비대칭성 회전운동이 효과적으로 억제되는 것을 확인하였다. 그 리고 6-OHDA에 의한 선조체와 흑질 내 도파민성 뉴런 소실도 환삼덩굴의 메탄올 추출물과 에탄올 추출물 투여 그룹에서 효과적으로 억제된 것을 확인하였다. 환삼덩굴 메탄올 추출물은 6-OHDA 마우스 동물모델에서 MDA 수치를 유의하게 떨어뜨렸고 미세아교세포의 활성도 현저히 떨어뜨림으로서 항산화와 항염증 효과가 있음이 확인 되었다. 이러한 in vitro와 in vivo 실험 결과들은 파킨슨병의 예방 및 치료에 있어서 환삼덩굴 추출물의 응용 가능성을 보여준다.
Humulus Japonicus (HJ), popularly known as Japanese hop, is a traditional herbal medicine widely used for the treatment of pulmonary disease, skin disease, and hypertension in Korea. HJ showed its scavenging effects on the reactive oxygen species (ROS), for instance ins superoxide radical, hydro...
Humulus Japonicus (HJ), popularly known as Japanese hop, is a traditional herbal medicine widely used for the treatment of pulmonary disease, skin disease, and hypertension in Korea. HJ showed its scavenging effects on the reactive oxygen species (ROS), for instance ins superoxide radical, hydroxyl radical and hydrogen peroxide. Moreover, dysfunction and damage of mitochondria elicited by ROS are of critical importance in the pathogenesis of Parkinson’s disease (PD). However, effects of HJ against PD has not yet been elucidated. In the present study, we cultured SH-SY5Y cells to explore the mechanisms for the neuroprotective effect of HJ in vitro. Unilateral 6-hydroxydopamine (6-OHDA)-induced mouse model of PD was established to investigate the neuroprotective effect of HJ on dopaminergic neuron in substantia nigra compacta (SNc) and striatum in vivo. HJ extracts were administered at 300 or 500 mg/kg/day of dose for 3 days before 6-OHDA injection and for 10 days after 6-OHDA injection into the striatum. The motor asymmetry was showed using the apomorphine- and amphetamine-induced rotation test to assess the effect of lesions to the dopaminergic system. Immunohistochemical and immunoblot assays were performed to address the dopaminergic cell loss and molecular changes in the striatum and SNc. HJ significantly attenuated proetin level of cleaved caspase-9, cleaved caspase-3, and cleaved PARP in 6-OHDA-treated SH-SY5Y cells. 6-OHDA-induced phosphorylation of ERK1/2 was significantly inhibited by treatment with HJ in SH-SY5Y cells, but not the phosphorylation of JNK and p38. In vivo, administration of HJ for 10 days improved the motor dysfunction induced by 6-OHDA. Moreover, HJ treatment revealed anti-inflammatory and anti-oxidative effects in the brain of the 6-OHDA animal model. Consequently, HJ notably reduced dopaminergic cell death and fiber loss in the SNc and striatum of 6-OHDA-induced animal model. Our findings demonstrate that HJ may be a therapeutic potential to protect dopaminergic neuron degeneration in Parkinson’s disease.
Humulus Japonicus (HJ), popularly known as Japanese hop, is a traditional herbal medicine widely used for the treatment of pulmonary disease, skin disease, and hypertension in Korea. HJ showed its scavenging effects on the reactive oxygen species (ROS), for instance ins superoxide radical, hydroxyl radical and hydrogen peroxide. Moreover, dysfunction and damage of mitochondria elicited by ROS are of critical importance in the pathogenesis of Parkinson’s disease (PD). However, effects of HJ against PD has not yet been elucidated. In the present study, we cultured SH-SY5Y cells to explore the mechanisms for the neuroprotective effect of HJ in vitro. Unilateral 6-hydroxydopamine (6-OHDA)-induced mouse model of PD was established to investigate the neuroprotective effect of HJ on dopaminergic neuron in substantia nigra compacta (SNc) and striatum in vivo. HJ extracts were administered at 300 or 500 mg/kg/day of dose for 3 days before 6-OHDA injection and for 10 days after 6-OHDA injection into the striatum. The motor asymmetry was showed using the apomorphine- and amphetamine-induced rotation test to assess the effect of lesions to the dopaminergic system. Immunohistochemical and immunoblot assays were performed to address the dopaminergic cell loss and molecular changes in the striatum and SNc. HJ significantly attenuated proetin level of cleaved caspase-9, cleaved caspase-3, and cleaved PARP in 6-OHDA-treated SH-SY5Y cells. 6-OHDA-induced phosphorylation of ERK1/2 was significantly inhibited by treatment with HJ in SH-SY5Y cells, but not the phosphorylation of JNK and p38. In vivo, administration of HJ for 10 days improved the motor dysfunction induced by 6-OHDA. Moreover, HJ treatment revealed anti-inflammatory and anti-oxidative effects in the brain of the 6-OHDA animal model. Consequently, HJ notably reduced dopaminergic cell death and fiber loss in the SNc and striatum of 6-OHDA-induced animal model. Our findings demonstrate that HJ may be a therapeutic potential to protect dopaminergic neuron degeneration in Parkinson’s disease.
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