홍삼다당체의 노화 및 알츠하이머병 치료효과 Therapeutic effects of non-saponin fraction with rich polysaccharide from Korean red ginseng on aging and Alzheimer’s disease원문보기
생물학적 노화는 질병율과 여러 기능 저하를 유발하여 노인이 다양한 질병에 더 취약하게 만든다. 특히, 노화는 퇴행성 신경질환과 같은 비전염성 질환에 기여하는 주요 위험인자이다. 알츠하이머병(AD)은 인지기능저하와 아밀로이드베타 (Aβ)의 축적에 의해 형성된 아밀로이드 ...
생물학적 노화는 질병율과 여러 기능 저하를 유발하여 노인이 다양한 질병에 더 취약하게 만든다. 특히, 노화는 퇴행성 신경질환과 같은 비전염성 질환에 기여하는 주요 위험인자이다. 알츠하이머병(AD)은 인지기능저하와 아밀로이드베타 (Aβ)의 축적에 의해 형성된 아밀로이드 플라크의 형성을 특징으로 하는 노화 관련 신경 퇴행성 질환이다. 홍삼의 구성성분 중 가장 많은 부분을 차지하는 홍삼다당체 (NFP)는 많은 생물학적 활성을 가지고 있다. 그러나 홍삼의 NFP가 노화와 알츠하이머병에 치료적 효과가 있는지는 아직 명확하게 밝혀진 적이 없다. 먼저, 단백질 변화에 대한 NFP의 영향을 확인하기 위해 노화된 뇌에서 단백체학 분석을 수행했으며, NFP가 신경 보호 신경발생 효과와 관련된 단백질의 변화를 유도했다. 다음으로, (1) 면역염색을 사용하여 AD 질병모델인 5XFAD 마우스에서 Aβ 침착, 신경염증, 신경변성, 미토콘드리아 기능 장애 및 손상된 성인 해마 신경발생 (AHN)과 같은 AD 병리에 대한 NFP의 효과; (2) Seahorse 분석을 사용하여 HT22 세포에서 Aβ 매개 미토콘드리아 손상에 대한 NFP의 효과; (3) WST-1 분석을 통해 세포 증식에 대한 NFP의 효과; (4) Y-maze 테스트를 사용하여 5XFAD 마우스에서 Aβ로 인한 인지 기능 장애에 대한 NFP의 효과를 조사했다. 조직학적 분석결과, NFP가 5XFAD 마우스의 해마형성체에서 Aβ의 축적, 신경 염증, 신경 세포 손실 및 미토콘드리아 기능 장애를 유의하게 완화시키는 것으로 나타남. 또한, NFP는 Aβ 처리된 HT22 세포에서 미토콘드리아 손상을 완화시켰다. 더욱이, NFP 치료는 AHN와 신경세포 증식을 유의하게 증가시켰다. 마지막으로, NFP 투여는 건강한 쥐와 알츠하이머병 쥐의 인지 기능을 각각 크게 향상시키고 회복시켰다. 종합적으로, 우리의 연구 결과는 NFP가 노화 및 AD 치료에 대한 잠재적인 치료 후보가 될 수 있음을 시사한다.
생물학적 노화는 질병율과 여러 기능 저하를 유발하여 노인이 다양한 질병에 더 취약하게 만든다. 특히, 노화는 퇴행성 신경질환과 같은 비전염성 질환에 기여하는 주요 위험인자이다. 알츠하이머병(AD)은 인지기능저하와 아밀로이드베타 (Aβ)의 축적에 의해 형성된 아밀로이드 플라크의 형성을 특징으로 하는 노화 관련 신경 퇴행성 질환이다. 홍삼의 구성성분 중 가장 많은 부분을 차지하는 홍삼다당체 (NFP)는 많은 생물학적 활성을 가지고 있다. 그러나 홍삼의 NFP가 노화와 알츠하이머병에 치료적 효과가 있는지는 아직 명확하게 밝혀진 적이 없다. 먼저, 단백질 변화에 대한 NFP의 영향을 확인하기 위해 노화된 뇌에서 단백체학 분석을 수행했으며, NFP가 신경 보호 신경발생 효과와 관련된 단백질의 변화를 유도했다. 다음으로, (1) 면역염색을 사용하여 AD 질병모델인 5XFAD 마우스에서 Aβ 침착, 신경염증, 신경변성, 미토콘드리아 기능 장애 및 손상된 성인 해마 신경발생 (AHN)과 같은 AD 병리에 대한 NFP의 효과; (2) Seahorse 분석을 사용하여 HT22 세포에서 Aβ 매개 미토콘드리아 손상에 대한 NFP의 효과; (3) WST-1 분석을 통해 세포 증식에 대한 NFP의 효과; (4) Y-maze 테스트를 사용하여 5XFAD 마우스에서 Aβ로 인한 인지 기능 장애에 대한 NFP의 효과를 조사했다. 조직학적 분석결과, NFP가 5XFAD 마우스의 해마형성체에서 Aβ의 축적, 신경 염증, 신경 세포 손실 및 미토콘드리아 기능 장애를 유의하게 완화시키는 것으로 나타남. 또한, NFP는 Aβ 처리된 HT22 세포에서 미토콘드리아 손상을 완화시켰다. 더욱이, NFP 치료는 AHN와 신경세포 증식을 유의하게 증가시켰다. 마지막으로, NFP 투여는 건강한 쥐와 알츠하이머병 쥐의 인지 기능을 각각 크게 향상시키고 회복시켰다. 종합적으로, 우리의 연구 결과는 NFP가 노화 및 AD 치료에 대한 잠재적인 치료 후보가 될 수 있음을 시사한다.
Biological aging provokes morbidity and several functional declines, causing older adults more susceptible to variety of diseases than younger adults. In particular, aging is a major risk factor contributing to noncommunicable diseases, such as neurodegenerative disorders. Alzheimer’s disease (AD) i...
Biological aging provokes morbidity and several functional declines, causing older adults more susceptible to variety of diseases than younger adults. In particular, aging is a major risk factor contributing to noncommunicable diseases, such as neurodegenerative disorders. Alzheimer’s disease (AD) is an aging-related neurodegenerative disease that is characterized by cognitive deficits and the formation of amyloid plaques formed by the accumulation of amyloid-β (Aβ) peptides. Non-saponin fraction with rich polysaccharide (NFP) from red ginseng, the largest fraction of the components of red ginseng, perform many biological activities. However, it has not been clarified whether the NFP from Korean red ginseng (KRG) has beneficial effects in the aging and AD. First, proteomics analysis was performed in aged brain to identify the effect of NFP on protein changes, and we confirmed that NFP induced changes in proteins related to the neuroprotective and neurogenic effects. Next, we investigated (1) the effects of NFP on AD pathologies, such as Aβ deposition, neuroinflammation, neurodegeneration, mitochondrial dysfunction, and impaired adult hippocampal neurogenesis (AHN), in 5XFAD transgenic mouse model of AD using immunostaining; (2) the effect of NFP on Aβ-mediated mitochondrial respiration deficiency in HT22 mouse hippocampal neuronal cells (HT22) using Seahorse XFp analysis; (3) the effect of NFP on cell proliferation using WST-1 analysis; and (4) the effect of NFP on Aβ-induced cognitive dysfunction in 5XFAD mouse model of AD using Y-maze test. Histological analysis indicated that NFP significantly alleviated the accumulation of Aβ, neuroinflammation, neuronal loss, and mitochondrial dysfunction in the subiculum of 5XFAD mouse model of AD. In addition, NFP treatment ameliorated mitochondrial deficits in Aβ-treated HT22 cells. Moreover, NFP treatment significantly increased the AHN and neuritogenesis of neural stem cells in both healthy and AD brains. Furthermore, NFP significantly increased cell proliferation in the HT22 cells. Finally, NFP administration significantly enhanced and restored the cognitive function of healthy and AD mice, respectively. Taken together, NFP treatment demonstrated changes in proteins involved in central nervous system organization/maintenance in aged brain and ameliorates AD pathology. Collectively, our findings suggest that NFP from KRG could be a potential therapeutic candidate for aging and AD treatments.
Biological aging provokes morbidity and several functional declines, causing older adults more susceptible to variety of diseases than younger adults. In particular, aging is a major risk factor contributing to noncommunicable diseases, such as neurodegenerative disorders. Alzheimer’s disease (AD) is an aging-related neurodegenerative disease that is characterized by cognitive deficits and the formation of amyloid plaques formed by the accumulation of amyloid-β (Aβ) peptides. Non-saponin fraction with rich polysaccharide (NFP) from red ginseng, the largest fraction of the components of red ginseng, perform many biological activities. However, it has not been clarified whether the NFP from Korean red ginseng (KRG) has beneficial effects in the aging and AD. First, proteomics analysis was performed in aged brain to identify the effect of NFP on protein changes, and we confirmed that NFP induced changes in proteins related to the neuroprotective and neurogenic effects. Next, we investigated (1) the effects of NFP on AD pathologies, such as Aβ deposition, neuroinflammation, neurodegeneration, mitochondrial dysfunction, and impaired adult hippocampal neurogenesis (AHN), in 5XFAD transgenic mouse model of AD using immunostaining; (2) the effect of NFP on Aβ-mediated mitochondrial respiration deficiency in HT22 mouse hippocampal neuronal cells (HT22) using Seahorse XFp analysis; (3) the effect of NFP on cell proliferation using WST-1 analysis; and (4) the effect of NFP on Aβ-induced cognitive dysfunction in 5XFAD mouse model of AD using Y-maze test. Histological analysis indicated that NFP significantly alleviated the accumulation of Aβ, neuroinflammation, neuronal loss, and mitochondrial dysfunction in the subiculum of 5XFAD mouse model of AD. In addition, NFP treatment ameliorated mitochondrial deficits in Aβ-treated HT22 cells. Moreover, NFP treatment significantly increased the AHN and neuritogenesis of neural stem cells in both healthy and AD brains. Furthermore, NFP significantly increased cell proliferation in the HT22 cells. Finally, NFP administration significantly enhanced and restored the cognitive function of healthy and AD mice, respectively. Taken together, NFP treatment demonstrated changes in proteins involved in central nervous system organization/maintenance in aged brain and ameliorates AD pathology. Collectively, our findings suggest that NFP from KRG could be a potential therapeutic candidate for aging and AD treatments.
주제어
#Aging Alzheimer's disease Proteomics Korean red ginseng Amyloid beta 5XFAD mice Polysaccharide 노화 알츠하이머병 단백질체학 고려 홍삼 아밀로이드 베타 5XFAD 쥐 다당체
학위논문 정보
저자
김민정
학위수여기관
건양대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
의학과 생화학
지도교수
문민호
발행연도
2022
키워드
Aging Alzheimer's disease Proteomics Korean red ginseng Amyloid beta 5XFAD mice Polysaccharide 노화 알츠하이머병 단백질체학 고려 홍삼 아밀로이드 베타 5XFAD 쥐 다당체
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