파킨슨병은 중뇌의 흑색질에서 도파민을 생성하는 신경세포의 소멸에 의해 발생하는 퇴행성 신경질환으로, ...
파킨슨병은 중뇌의 흑색질에서 도파민을 생성하는 신경세포의 소멸에 의해 발생하는 퇴행성 신경질환으로, 알츠하이머병 다음으로 환자가 많으며, 60세 이상의 인구에서 유병률이 증가하고 있다. 임상적 증상으로는 관절경직, 느린 행동, 손, 팔, 다리 떨림, 자세의 불안정 등이 나타난다. 파킨슨병의 원인은 아직 불분명하지만 α-synuclein (SNCA), parkin (PARK2), phosphatase and tensin homolog (PTEN)-induced putative kinase 1 (PINK1), leucine-rich repeat kinase (LRRK)-2 및 parkinsonism associated deglycase (PARK7)와 같은 유전자의 변이에 의해 발생되는 것으로 알려져 있다. 파킨슨병의 병리적 특징을 나타내는 Lewy body는 3개의 domain을 갖는 140개의 아미노산으로 구성된 α-synuclein의 응집에 의해서 생성된다. 그러나 선행된 연구에 따르면 환자의 90% 이상에서 유전적 배경과 상관없이 노화가 진행되면서 산화에 따른 스트레스나 독소와 같은 환경적인 요소의 노출에 의하여 속발적 발생하므로, 파킨슨병은 유전적 돌연변이와 환경적 위험요소의 상호작용에 의하여 질병이 발생한다고 알려져 있다. 현재 파킨슨병의 증상을 완화하거나 질병을 치료하고자 다양한 의약품이 개발되고 있으나 완전히 치료되지 못하고 있는 실정으로, 천연물에서 유익한 물질을 찾고자 연구하고 있다. 본 연구에서 사용된 커큐민은 진한 노란색을 띠는 폴리페놀 화합물로서 생강과(Zingiberaceae)인 강황(Curcuma longa)의 뿌리줄기로부터 추출된 물질이며 아시아 문화권에서 오랫동안 식품첨가물, 화장품 원료, 약재 등으로 광범위하게 사용되어 왔다. 선행된 연구에서 커큐민은 항산화, 항염증, 항바이러스, 비만, 당뇨조절, 알레르기, 항암, 심혈관 질환 및 퇴행성 신경질환 등에 효과가 있다고 알려져 있다. 이에 따라 본 연구는 노화와 파킨슨병 연구에 좋은 모델인 Caenorhabditis elegans (C. elegans)를 대상으로 커큐민을 이용하여 노화지연 및 파킨슨병의 징후에 대한 잠재적 억제와 신경보호효과에 대하여 평가 하였다. C. elegans의 먹이인 E. coli OP50과 함께 커큐민을 섭취하게 한 후 수명과 lipofuscin에 대한 영향, insulin/insulin-like growth factor (IGF)-1 signaling (IIS) 경로에서 유도되는 superoxide dismutase-3 (SOD-3) 및 catalase-1,2,3 (CTL-1,2,3), 파킨슨병 모델 C. elegans를 대상으로 α-synuclein 응집억제능력, 지질의 변화, 도파민운반능력 및 운동성 반응을 실험하였고 커큐민과 α-synuclein의 분자결합 모의실험을 진행하였다. 연구결과 커큐민은 wild-type N2, 도파민 뉴런을 관찰할 수 있는 BZ555 및 인간 α-synuclein을 발현하는 NL5901의 수명을 연장 시켰다. 또한 커큐민은 IIS 경로에 의해 활성화되는 전사인자 중 하나인 skinhead (SKN)-1 활성에 의해 수명이 연장된다는 보고가 있는 daf-2 와 daf-16 돌연변이의 수명도 연장 시켰다. 노화와 관련된 lipofuscin도 커큐민에 의하여 억제되는 결과를 보여 커큐민은 수명연장과 노화에 관여하는 것을 알 수 있었다. 파킨슨병의 주요 원인인 reactive oxygen species (ROS)를 제거하는 효소인 SOD-3 및 CTL-1,2,3은 커큐민 섭취에 의해 활성이 증가 되었고, 수명, 항산화, 스트레스 저항, 해독작용, 지방산/지질 대사를 조절하는 전사인자인 dauer formation (DAF)-16의 세포질에서 핵내 이동을 촉진하였다. 파킨슨병의 병리적 특징을 나타내는 α-synuclein의 발현에 대한 결과 발현 및 Lewy body 생성이 커큐민에 의해 억제되는 것을 확인하였으며, ROS에 의해 지질이 과산화되어 손실되는 것을 억제하였다. 커큐민 섭취는 ROS를 일으키는 6-OHDA가 처리된 BZ555의 도파민 뉴런 파괴를 억제하였고, 운동능력도 개선되었다. 커큐민과 α-synuclein의 분자 도킹 모의 시뮬레이션 결과 단백질 응집에 중요한 역할을 하는 α-synuclein의 β-hairpin(아미노산 36-55 영역) 근처에서 높은 친화력이 있는 것으로 보아 커큐민이 이 부근에 결합하여 응집 억제력을 나타낼 것으로 예측하였다. 이러한 결과로 커큐민은 노화 억제 및 퇴행성 신경 질환에 대한 치료와 신경보호 효과로서 가능성을 확인하였다.
파킨슨병은 중뇌의 흑색질에서 도파민을 생성하는 신경세포의 소멸에 의해 발생하는 퇴행성 신경질환으로, 알츠하이머병 다음으로 환자가 많으며, 60세 이상의 인구에서 유병률이 증가하고 있다. 임상적 증상으로는 관절경직, 느린 행동, 손, 팔, 다리 떨림, 자세의 불안정 등이 나타난다. 파킨슨병의 원인은 아직 불분명하지만 α-synuclein (SNCA), parkin (PARK2), phosphatase and tensin homolog (PTEN)-induced putative kinase 1 (PINK1), leucine-rich repeat kinase (LRRK)-2 및 parkinsonism associated deglycase (PARK7)와 같은 유전자의 변이에 의해 발생되는 것으로 알려져 있다. 파킨슨병의 병리적 특징을 나타내는 Lewy body는 3개의 domain을 갖는 140개의 아미노산으로 구성된 α-synuclein의 응집에 의해서 생성된다. 그러나 선행된 연구에 따르면 환자의 90% 이상에서 유전적 배경과 상관없이 노화가 진행되면서 산화에 따른 스트레스나 독소와 같은 환경적인 요소의 노출에 의하여 속발적 발생하므로, 파킨슨병은 유전적 돌연변이와 환경적 위험요소의 상호작용에 의하여 질병이 발생한다고 알려져 있다. 현재 파킨슨병의 증상을 완화하거나 질병을 치료하고자 다양한 의약품이 개발되고 있으나 완전히 치료되지 못하고 있는 실정으로, 천연물에서 유익한 물질을 찾고자 연구하고 있다. 본 연구에서 사용된 커큐민은 진한 노란색을 띠는 폴리페놀 화합물로서 생강과(Zingiberaceae)인 강황(Curcuma longa)의 뿌리줄기로부터 추출된 물질이며 아시아 문화권에서 오랫동안 식품첨가물, 화장품 원료, 약재 등으로 광범위하게 사용되어 왔다. 선행된 연구에서 커큐민은 항산화, 항염증, 항바이러스, 비만, 당뇨조절, 알레르기, 항암, 심혈관 질환 및 퇴행성 신경질환 등에 효과가 있다고 알려져 있다. 이에 따라 본 연구는 노화와 파킨슨병 연구에 좋은 모델인 Caenorhabditis elegans (C. elegans)를 대상으로 커큐민을 이용하여 노화지연 및 파킨슨병의 징후에 대한 잠재적 억제와 신경보호효과에 대하여 평가 하였다. C. elegans의 먹이인 E. coli OP50과 함께 커큐민을 섭취하게 한 후 수명과 lipofuscin에 대한 영향, insulin/insulin-like growth factor (IGF)-1 signaling (IIS) 경로에서 유도되는 superoxide dismutase-3 (SOD-3) 및 catalase-1,2,3 (CTL-1,2,3), 파킨슨병 모델 C. elegans를 대상으로 α-synuclein 응집억제능력, 지질의 변화, 도파민운반능력 및 운동성 반응을 실험하였고 커큐민과 α-synuclein의 분자결합 모의실험을 진행하였다. 연구결과 커큐민은 wild-type N2, 도파민 뉴런을 관찰할 수 있는 BZ555 및 인간 α-synuclein을 발현하는 NL5901의 수명을 연장 시켰다. 또한 커큐민은 IIS 경로에 의해 활성화되는 전사인자 중 하나인 skinhead (SKN)-1 활성에 의해 수명이 연장된다는 보고가 있는 daf-2 와 daf-16 돌연변이의 수명도 연장 시켰다. 노화와 관련된 lipofuscin도 커큐민에 의하여 억제되는 결과를 보여 커큐민은 수명연장과 노화에 관여하는 것을 알 수 있었다. 파킨슨병의 주요 원인인 reactive oxygen species (ROS)를 제거하는 효소인 SOD-3 및 CTL-1,2,3은 커큐민 섭취에 의해 활성이 증가 되었고, 수명, 항산화, 스트레스 저항, 해독작용, 지방산/지질 대사를 조절하는 전사인자인 dauer formation (DAF)-16의 세포질에서 핵내 이동을 촉진하였다. 파킨슨병의 병리적 특징을 나타내는 α-synuclein의 발현에 대한 결과 발현 및 Lewy body 생성이 커큐민에 의해 억제되는 것을 확인하였으며, ROS에 의해 지질이 과산화되어 손실되는 것을 억제하였다. 커큐민 섭취는 ROS를 일으키는 6-OHDA가 처리된 BZ555의 도파민 뉴런 파괴를 억제하였고, 운동능력도 개선되었다. 커큐민과 α-synuclein의 분자 도킹 모의 시뮬레이션 결과 단백질 응집에 중요한 역할을 하는 α-synuclein의 β-hairpin(아미노산 36-55 영역) 근처에서 높은 친화력이 있는 것으로 보아 커큐민이 이 부근에 결합하여 응집 억제력을 나타낼 것으로 예측하였다. 이러한 결과로 커큐민은 노화 억제 및 퇴행성 신경 질환에 대한 치료와 신경보호 효과로서 가능성을 확인하였다.
Parkinson's disease (PD) is a major neurodegenerative disorder caused by progressive loss of dopaminergic neurons (DA) in the substantia nigra of mid-brain. It is the second most common disease second to Alzheimer's disease. Clinical symptoms include joint stiffness, slow behavior, hand and arm trem...
Parkinson's disease (PD) is a major neurodegenerative disorder caused by progressive loss of dopaminergic neurons (DA) in the substantia nigra of mid-brain. It is the second most common disease second to Alzheimer's disease. Clinical symptoms include joint stiffness, slow behavior, hand and arm tremors, and postural instability. PD is still unclear. Genes such as α-synuclein (SNCA), parkin (PARK2), phosphatase and tensin homolog (PTEN)-induced putative kinase 1 (PINK1), leucine-rich repeat kinase-2 (LRRK2) and parkinsonism associated deglycase (PARK7), those are known to be caused by mutation. Lewy bodies, a pathological characteristic of PD, are produced by aggregation of α-synuclein composed of 140 amino acids with 3 domains. According to the previous studies, PD may be related with certain genetic and environmental risk factors because more than 90% of patients develop sporadically by exposure to the environmental factors such as oxidative stress and toxins as aging proceeds regardless of the genetic background. Currently, various medications have been developed to alleviate the symptoms of PD or treat the disease. However, those medications are not fully effective, and many researchers are studying to find beneficial substances from natural products. Curcumin used in this study is a dark yellow polyphenol compound extracted from the root of turmeric, which has been used extensively as a food additive, cosmetic ingredient, and medicine for a long time in the Asian culture. In previous studies, Curcumin was found to be effective anti-oxidant, anti-inflammatory, anti-viral, anti-cancer, cardiovascular disease, obesity and diabetes control, allergies, and degenerative neurological diseases. C. elegans, a useful model for the study of aging and PD, was used for evaluating potential suppression and neuroprotective effects on the signs of aging and PD. After ingesting curcumin with E. coli OP50, their effects of curcumin on lifespan and lipofuscin, expression of superoxide dismutase-3 (SOD-3) and catalase-1,2,3 (CTL-1,2,3) induced in the insulin/insulin like growth factor (IGF)-1 signaling (IIS) pathway were studied, C. elegans model of PD was tested for α-synuclein aggregation inhibition ability, lipid change, dopamine transport ability, locomotion rate, and a simulation of curcumin and α-synuclein binding was conducted. As a result, curcumin prolonged the lifespan of wild-type N2, dat-1p::GFP strain and α-synuclein expressing NL5901, daf-2 and daf-16 mutant respectively. Lipofuschin-related aging was also inhibited by curcumin, so it was confirmed that curcumin was involved in prolonging lifespan. SOD-3 and CTL-1,2,3, that an remove reactive oxygen species (ROS) in IIS pathway, a major cause of PD. Curcumin led to the increased nuclear localization of DAF-16 a key transcription factor that regulates lifespan, anti-oxidant, stress resistance, detoxification, fatty acid/lipid metabolism. In C. elegans model of PD overexpressing α-synuclein in body wall muscle, which representing the pathological characteristics of PD, α-synuclein aggregation and lipid oxidation was inhibited. Curcumin diet inhibited dopamine neuron degeneration and improved dopamine-related locomotion rate. The molecular docking simulation of α-synuclein with curcumin demonstrate that curcumin has a high affinity near β-hairpin (amino acid 36-55 region) of α-synuclein, suggesting an important role in α-synuclein aggregation. These results demonstrate a possibility of curcumin as anti-aging, neuroprotective effects and treatment in PD.
Parkinson's disease (PD) is a major neurodegenerative disorder caused by progressive loss of dopaminergic neurons (DA) in the substantia nigra of mid-brain. It is the second most common disease second to Alzheimer's disease. Clinical symptoms include joint stiffness, slow behavior, hand and arm tremors, and postural instability. PD is still unclear. Genes such as α-synuclein (SNCA), parkin (PARK2), phosphatase and tensin homolog (PTEN)-induced putative kinase 1 (PINK1), leucine-rich repeat kinase-2 (LRRK2) and parkinsonism associated deglycase (PARK7), those are known to be caused by mutation. Lewy bodies, a pathological characteristic of PD, are produced by aggregation of α-synuclein composed of 140 amino acids with 3 domains. According to the previous studies, PD may be related with certain genetic and environmental risk factors because more than 90% of patients develop sporadically by exposure to the environmental factors such as oxidative stress and toxins as aging proceeds regardless of the genetic background. Currently, various medications have been developed to alleviate the symptoms of PD or treat the disease. However, those medications are not fully effective, and many researchers are studying to find beneficial substances from natural products. Curcumin used in this study is a dark yellow polyphenol compound extracted from the root of turmeric, which has been used extensively as a food additive, cosmetic ingredient, and medicine for a long time in the Asian culture. In previous studies, Curcumin was found to be effective anti-oxidant, anti-inflammatory, anti-viral, anti-cancer, cardiovascular disease, obesity and diabetes control, allergies, and degenerative neurological diseases. C. elegans, a useful model for the study of aging and PD, was used for evaluating potential suppression and neuroprotective effects on the signs of aging and PD. After ingesting curcumin with E. coli OP50, their effects of curcumin on lifespan and lipofuscin, expression of superoxide dismutase-3 (SOD-3) and catalase-1,2,3 (CTL-1,2,3) induced in the insulin/insulin like growth factor (IGF)-1 signaling (IIS) pathway were studied, C. elegans model of PD was tested for α-synuclein aggregation inhibition ability, lipid change, dopamine transport ability, locomotion rate, and a simulation of curcumin and α-synuclein binding was conducted. As a result, curcumin prolonged the lifespan of wild-type N2, dat-1p::GFP strain and α-synuclein expressing NL5901, daf-2 and daf-16 mutant respectively. Lipofuschin-related aging was also inhibited by curcumin, so it was confirmed that curcumin was involved in prolonging lifespan. SOD-3 and CTL-1,2,3, that an remove reactive oxygen species (ROS) in IIS pathway, a major cause of PD. Curcumin led to the increased nuclear localization of DAF-16 a key transcription factor that regulates lifespan, anti-oxidant, stress resistance, detoxification, fatty acid/lipid metabolism. In C. elegans model of PD overexpressing α-synuclein in body wall muscle, which representing the pathological characteristics of PD, α-synuclein aggregation and lipid oxidation was inhibited. Curcumin diet inhibited dopamine neuron degeneration and improved dopamine-related locomotion rate. The molecular docking simulation of α-synuclein with curcumin demonstrate that curcumin has a high affinity near β-hairpin (amino acid 36-55 region) of α-synuclein, suggesting an important role in α-synuclein aggregation. These results demonstrate a possibility of curcumin as anti-aging, neuroprotective effects and treatment in PD.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.