반복 스트레스에 의한 흰쥐 해마조직내 신경전구세포의 생성과 brain-derived neurotrophic factor (BDNF) mRNA 발현 변동에 미치는 고려홍삼 사포닌의 반복 투여 효과 Effects of Korea Red Ginseng Total Saponin on Repeated Unpredictable Stress-induced Changes of Proliferation of Neural Progenitor Cells and BDNF mRNA Expression in Adult Rat Hippocampus원문보기
본 연구 결과를 통하여 홍삼 성분인 고려홍삼 사포닌을 반복 투여시 흰쥐 해마 SGZ 부위의 신경전구세포 생성이 유의하게 증가되었으며, 이와 같은 경향은 반복 스트레스에 노출되어도 유지되었다. 또한 스트레스를 가하지 않은 흰쥐에서 고려홍삼 사포닌 반복 투여시 해마 CA3와 CA1 부위에서 BDNF mRNA의 발현이 증가되었으나, 반복 스트레스를 가한 흰쥐의 CA3와 CA1부위에서 BDNF mRNA의 감소를 차단하지는 못하였다. 따라서 고려홍삼 사포닌 반복 처치에 의한 해마 신경전구세포의 생성에 BDNF 보다는 다른 요인이 관여할 가능성이 클 것으로 추정된다.
본 연구 결과를 통하여 홍삼 성분인 고려홍삼 사포닌을 반복 투여시 흰쥐 해마 SGZ 부위의 신경전구세포 생성이 유의하게 증가되었으며, 이와 같은 경향은 반복 스트레스에 노출되어도 유지되었다. 또한 스트레스를 가하지 않은 흰쥐에서 고려홍삼 사포닌 반복 투여시 해마 CA3와 CA1 부위에서 BDNF mRNA의 발현이 증가되었으나, 반복 스트레스를 가한 흰쥐의 CA3와 CA1부위에서 BDNF mRNA의 감소를 차단하지는 못하였다. 따라서 고려홍삼 사포닌 반복 처치에 의한 해마 신경전구세포의 생성에 BDNF 보다는 다른 요인이 관여할 가능성이 클 것으로 추정된다.
Korean red ginseng is known to have anti-stress and memory enhancing effects. Recent studies suggested that stress-induced inhibition of adult neurogenesis in hippocampus may contribute, in part, to decreased negative feedback inhibition of HPA axis. In order to elucidate the mechanism of Korean red...
Korean red ginseng is known to have anti-stress and memory enhancing effects. Recent studies suggested that stress-induced inhibition of adult neurogenesis in hippocampus may contribute, in part, to decreased negative feedback inhibition of HPA axis. In order to elucidate the mechanism of Korean red ginseng in anti-stress and memory enhancing effects, we observed the effects of repeated treatment of Korean red ginseng total saponin (GTS, 50 mg/kg, i.p.) in response to repeated unpredictable stress for 10 days. Male Sprague-Dawley rats (230 - 260 g) received with either GTS (50 mg/kg, i.p.) or vehicle (1 ml/kg, i.p.) 1 h before stress for 10 days. Rats were injected with bromodeoxyuridine (BrdU, 50 mg/kg, i.p.) 16-18 he after last stress procedure, and were sacrificed 2 hr later by perfusion. Immunohistochemistry of BrdU was done to measure proliferation of neural progenitor cells in hippocampus, which was used as an index of neurogenesis. Repeated GTS treatment for 10 days increased neurogenesis in subgranular zone area of dentate gyrus (SGZ), but not hilus, compared with vehicle-treated rats. Repeated unpredictable stress did not affect the neurogenesis compared with controls, while repeated GTS treatment increased neurogenesis in SGZ in repeated unpredictable stress-exposed group. BDNF mRNA was also measured in subregions of hippocampus by in situ hybridization. BDNF mRNA expression in CA3 and CA1 pyramidal cell layer was increased by repeated GTS treatment but not in dentate granule cell layer. Repeated unpredictable stresses significantly decreased BDNF mRNA expression in all subregions of hippocampus, but repeated GTS treatment did not prevent stress-induced BDNF mRNA downregulation. Given that repeated GTS treatment increased proliferation of neural progenitor cells in repeated unpredictable stress-exposed rats in the presence of decreased BDNF mRNA expression in dentate granule cell layer, it raise the possibility that BDNF may not playa significant role in GTS-mediated increase of neurogenesis in adult rat hippocampus. Also, these results suggest that repeated GTS treatment increased neurogenesis of SGZ and BDNF mRNA expression, which may account for memory enhancing effect of Korean red ginseng. In addition, repeated GTS treatment appears not to have anti-stress effects in terms of neurotrophin, but GTS-mediated increase of neurogenesis in hippocampus may contribute to increase negative feedback inhibition of HPA axis.
Korean red ginseng is known to have anti-stress and memory enhancing effects. Recent studies suggested that stress-induced inhibition of adult neurogenesis in hippocampus may contribute, in part, to decreased negative feedback inhibition of HPA axis. In order to elucidate the mechanism of Korean red ginseng in anti-stress and memory enhancing effects, we observed the effects of repeated treatment of Korean red ginseng total saponin (GTS, 50 mg/kg, i.p.) in response to repeated unpredictable stress for 10 days. Male Sprague-Dawley rats (230 - 260 g) received with either GTS (50 mg/kg, i.p.) or vehicle (1 ml/kg, i.p.) 1 h before stress for 10 days. Rats were injected with bromodeoxyuridine (BrdU, 50 mg/kg, i.p.) 16-18 he after last stress procedure, and were sacrificed 2 hr later by perfusion. Immunohistochemistry of BrdU was done to measure proliferation of neural progenitor cells in hippocampus, which was used as an index of neurogenesis. Repeated GTS treatment for 10 days increased neurogenesis in subgranular zone area of dentate gyrus (SGZ), but not hilus, compared with vehicle-treated rats. Repeated unpredictable stress did not affect the neurogenesis compared with controls, while repeated GTS treatment increased neurogenesis in SGZ in repeated unpredictable stress-exposed group. BDNF mRNA was also measured in subregions of hippocampus by in situ hybridization. BDNF mRNA expression in CA3 and CA1 pyramidal cell layer was increased by repeated GTS treatment but not in dentate granule cell layer. Repeated unpredictable stresses significantly decreased BDNF mRNA expression in all subregions of hippocampus, but repeated GTS treatment did not prevent stress-induced BDNF mRNA downregulation. Given that repeated GTS treatment increased proliferation of neural progenitor cells in repeated unpredictable stress-exposed rats in the presence of decreased BDNF mRNA expression in dentate granule cell layer, it raise the possibility that BDNF may not playa significant role in GTS-mediated increase of neurogenesis in adult rat hippocampus. Also, these results suggest that repeated GTS treatment increased neurogenesis of SGZ and BDNF mRNA expression, which may account for memory enhancing effect of Korean red ginseng. In addition, repeated GTS treatment appears not to have anti-stress effects in terms of neurotrophin, but GTS-mediated increase of neurogenesis in hippocampus may contribute to increase negative feedback inhibition of HPA axis.
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문제 정의
이는 BDNF가 해마부위에 匸-량 존재하는 신경성장인자로, 的 신경전구세포의 생성에 관 8하며, 17-20)스트레스를 가할 경우 BDNF의 발현이 감소되는 ;으로 알려져 있기 때문이다3D 현재까지의 여러 실험 결과 드을 고려할 때 해마 부위에서의 신경전구세포의 생성과 BDNF의 발현에 관한 연구는 홍삼에 의한 항스트레스 효과나 기억 및 학습 증진작용을 이해하는데 매우 중요할 것으로 생 각되지만, 이에 관한 연구는 그리 많지 않은 실정이다. 본 연구에서는 반복적 스트레스를 가하면서 고려홍삼 사포닌을 전 처치시 해마조직내 신경전구세포의 생성과 BDNF mRNA의 변동에 미치는 효과를 관찰하였다.
제안 방법
0:에 고。분간 처리한 후 탈수 및 탈지과정[70% 분), 80% ethanol(l-g-), 95% ethanol(2^-), 100% Rthanol(l분), chlorofdrm(5분), 100% ethanol(l분), 95% ethanol (1 분)]을 거쳐 공기 중에서 말린 후 -70℃ 냉동고 에 보관하였다. DNA template에 promoter에 특이적으로 작 용하는 RNA polymerase와 35S 표지 된 UTP(Uridine 5'- triphosphate, Amersham Biosciences, Piscataway USA)를 이용해 in vitro transcription을 시행한 다음 riboprobe를 얻 었다, 표지된 probe가 lxl07cpm/ml 함유된 hybridization 완충액을 각 slide당 100μ1씩 부하한 匸悟 coverglass로 덮 고 55℃에서 16시간 반응시켰다. Hybridization0] 끝난 후 상온에서 2xSSC 용액에 담궈 coverglass를 제거하고 2x SSC 용액에 5분씩 4번 세척한 다음 42。(3에서 RNase 용액 (30 μ以ml RNase A, 0.
PBS 용액으로 5분씩 세번 세척하고 3, 3-diami- nobenzidine-tetrahydrochloride (DAB) 용액과 H2O2 용액에 반응시켜 발색을 유도하였다. PBS로 세척한 다음 g이atinized glass 이ide에 조직을 부착시키고 cresyl violet으로 다시 염색 하여 현미경으로 관찰하였다.
해마부위의 전 부위를 360 呻 간격으로 자르고 BrdU 조 직면역염색을 시행한 다음 실험 동물당 최소한 6 - 9 개의 조직절편(각 12~18개의 해마조직)을 얻었다. 각 실험 동물에서 신경교세포의 전구세포(precursof)로 추정되는 세포나 endothelial cell로 추정되는 세포는 제외하고 BrdU에 염색된 세포의 수를 우측과 좌측 해마 부위를 따로 나누어 측정하였으며, 이를 NIH image analysis program(version L6)를 사용하여 구한 해마부위의 면적으로 나누어 그 밀도(BrdU- immunolabeled celWmneX 구하였다. 이때 SGZ 부위는 dentate granule cell lay曰와 동일한 두께의 SGZ를 포함한 면적을 구하고 hilus 부위는 해마의 superior blade와 inferior blade가 만나는 가상선을 긋고 SGZ 부위 안쪽의 면적을 구하였다(Fig.
고려홍삼 사포닌과 증류수를 스트레스 전에 주사하고 스트 레스에 노출되지 않은 대조군과 반복 스트레스 실험군(10x US)에서 해마 CA1 부위의 BDNF mRNA의 변동을 관찰하였다. 고려홍삼 사포닌 전처치와 반복 스트레스를 주효과로 하여 two way ANOVA 방법을 사용하여 관찰한 결과 고려 홍삼 사포닌 전처치(F(i, 42)=8.
고려홍삼 사포닌과 증류수를 스트레스 전에 주사하고 스트 레스에 노출되지 않은 대조군과 반복 스트레스 실험군(10x US)에서 해마 과립세포층 부위의 BDNF mRNA의 변동을 관찰하였다. 고려홍삼 사포닌 전처치와 반복 스트레스를 주효 과로 하여 two way ANOVA 방법을 사용하여 관찰한 결과 고려홍삼 사포닌 전처치에 의하여 유의한 변동을 관찰할 수 없었으나 반복 스트레스에 의하여 해마 GCL 부위의 BDNF mRNA는 유의하게 변동되었다(I%, 42)=128.
고려홍삼 사포닌과 증류수를 스트레스 전에 주사하고 스트 레스에 노출되지 않은 대조군과 반복 스트레스 실험군QOx US)에서 해마 CA3 부위의 BDNF mRNA의 변동을 관찰하였다. 고려홍삼 사포닌 전처치와 반복 스트레스를 주효과로 하여 two way ANOVA 방법을 사용하여 관찰한 결과, 고려 홍삼 사포닌 전처치(%42)=55.
실험동물은 light dark cycle (light 07 AM-07 PM)에 맞추어 조절하였고, 먹이와 물 은 마음대로 먹게 하였다. 고려홍삼 사포닌은 50 m以kg의 용 량으로 증류수에 녹여 매일 첫 번째 스트레스 1시간 전에 투 여하였으며, 오전에 스트레스가 없는 경우 오전 10시경에 복 강내로 주사하였다. 대조군은 증류수(1 ml/kg)를 주사하여 비 교하였다.
고려홍삼 사포닌의 반복 투여시 해마의 부위별 신경전구세 포의 생성에 미치는 효과를 살펴보기 위하여, 스트레스에 노 출되지 않은 실험군에서 고려홍삼 사포닌(50㎎/㎏)과 매개체 2 증류수(2ml/kg)를 매일 1 회씩 복강내로 10일간 투여한 다음 해마 조직의 SGZ와 hilus 부위에서 신경전구세포의 생 성을 관찰하였다. 관찰 결과 고려홍삼 사포닌 반복 처치시 SGZ 부위에서 증류수를 반복 투여한 대조군에 비하여 유의하 게 증가되었으나(29.
본 은구에서는 홍삼의 주요 성분 중 하나인 고려홍삼 사포닌 반 복 투여후 흰쥐의 해마조직내 신경전구세포의 생성에 미치는 효과와 신경전구세포의 생성과 밀접한 관련이 있는 것으로 알 产진 BDNF mRNA의 변동을 관찰하였다. 또한 반복적 스트 러스를 가하면서 고려홍삼 사포닌을 전처치시 해마조직내 신 경전구세포의 생성과 BDNF mRNA의 변동에 미치는 효과를 七찰하였다.
홍삼이 항스트레스 효과 기억과 학습의 증진작용이 있음은 壬리 알려져 있으나 그 기전은 확실하지 않은 실정이다. 본 은구에서는 홍삼의 주요 성분 중 하나인 고려홍삼 사포닌 반 복 투여후 흰쥐의 해마조직내 신경전구세포의 생성에 미치는 효과와 신경전구세포의 생성과 밀접한 관련이 있는 것으로 알 产진 BDNF mRNA의 변동을 관찰하였다. 또한 반복적 스트 러스를 가하면서 고려홍삼 사포닌을 전처치시 해마조직내 신 경전구세포의 생성과 BDNF mRNA의 변동에 미치는 효과를 七찰하였다.
1 M phosphate buffered saline(PBS)에 녹여 복강내로 주사하고 2시간 후에 pentobarbital sodium(100 mg/k아을 주사하여 마취시켰다. 생리식염수, 4.0% paraformaldehydeO.l M phosphate buff&(PPB)를 각각 3분, 20~30 분간 관류하고 뇌를 적출하여 관류액 (PPB)과 20% sucrose/PPB에 각각 12시간, 24시간씩 후고정 시킨 다음 microtome (Microm International GMBH, DRG)을 사용하여 30 gm 두께의 조직 절편을 얻었다. BrdU주사 2시간 후에 흰쥐를 고정한 것은 BrdU를 섭취한 신경전구세포가 새로 체세포분열을 시작하는데 최소 2시간 이상 소요되기 때문에 BrdU 주사하고 2 시간 후에 흰쥐를 고정하는 것은 신경전구세포의 증식 (prolifera- tion>을 측정하는데 적절한 시간으로 보고된 바 있다.
서로 다른 스트레스와 함께 10일 동안 증류수, 고려홍삼 사 포닌등을 투여하고 16-18시간후 흰쥐에 bromodeoxyuri- dine(BrdU, 50 ㎎/㎏, Boehringer Mannheim, DRG)를 0.1 M phosphate buffered saline(PBS)에 녹여 복강내로 주사하고 2시간 후에 pentobarbital sodium(100 mg/k아을 주사하여 마취시켰다. 생리식염수, 4.
대조군은 증류수(1 ml/kg)를 주사하여 비 교하였다. 실험군은 스트레스에 노출시키지 않은 대조군 (n=6)과 반복스트레스에 노출 시킨 반복 스트레스군(n=6)으 로 구분하여 실험하였으며, 반복 스트레스는 아래와 같이 부 하하였다.
실험은 230~260g 내외의 흰쥐 수컷 (Sprague-Dawley)을 사용하여 시작하며, 실험 1주일 전에 삼육 실험동물에서 받아 이 곳 환경에 적응기간을 거쳤다. 실험동물은 light dark cycle (light 07 AM-07 PM)에 맞추어 조절하였고, 먹이와 물 은 마음대로 먹게 하였다. 고려홍삼 사포닌은 50 m以kg의 용 량으로 증류수에 녹여 매일 첫 번째 스트레스 1시간 전에 투 여하였으며, 오전에 스트레스가 없는 경우 오전 10시경에 복 강내로 주사하였다.
각 실험 동물에서 신경교세포의 전구세포(precursof)로 추정되는 세포나 endothelial cell로 추정되는 세포는 제외하고 BrdU에 염색된 세포의 수를 우측과 좌측 해마 부위를 따로 나누어 측정하였으며, 이를 NIH image analysis program(version L6)를 사용하여 구한 해마부위의 면적으로 나누어 그 밀도(BrdU- immunolabeled celWmneX 구하였다. 이때 SGZ 부위는 dentate granule cell lay曰와 동일한 두께의 SGZ를 포함한 면적을 구하고 hilus 부위는 해마의 superior blade와 inferior blade가 만나는 가상선을 긋고 SGZ 부위 안쪽의 면적을 구하였다(Fig. 1). 각 처치군 간의 통계처리는 SPSS pro- gram(SPSS, Inc.
해마부위의 전 부위를 360 呻 간격으로 자르고 BrdU 조 직면역염색을 시행한 다음 실험 동물당 최소한 6 - 9 개의 조직절편(각 12~18개의 해마조직)을 얻었다. 각 실험 동물에서 신경교세포의 전구세포(precursof)로 추정되는 세포나 endothelial cell로 추정되는 세포는 제외하고 BrdU에 염색된 세포의 수를 우측과 좌측 해마 부위를 따로 나누어 측정하였으며, 이를 NIH image analysis program(version L6)를 사용하여 구한 해마부위의 면적으로 나누어 그 밀도(BrdU- immunolabeled celWmneX 구하였다.
대상 데이터
고려홍삼 사포닌은 한국인삼공사에서 제공한 시료를 이용하여 실험에 사용하였다.
실험은 230~260g 내외의 흰쥐 수컷 (Sprague-Dawley)을 사용하여 시작하며, 실험 1주일 전에 삼육 실험동물에서 받아 이 곳 환경에 적응기간을 거쳤다. 실험동물은 light dark cycle (light 07 AM-07 PM)에 맞추어 조절하였고, 먹이와 물 은 마음대로 먹게 하였다.
데이터처리
Two-way ANOVA test에서 유의한 경우 on&way ANOVA test 와 Tukey-HSD test* 수행하여 사후 검정하였으며, p 유의한 결과로 산정하였다.
, Chicago, USA)을 사용하여 Student's t-test나 two-way ANOVA test를 시행하였다. Two-way ANOVA test에서 유의한 경우 one-way ANOVA test와 liikey-HSD test를 수행하여 사후 검정하였으며, p<0.051- 유의한 결과로 七정하였다.
1). 각 처치군 간의 통계처리는 SPSS pro- gram(SPSS, Inc., Chicago, USA)을 사용하여 Student's t- test나 two-way ANOVA test를 시행하였다. Two-way ANOVA test에서 유의한 경우 on&way ANOVA test 와 Tukey-HSD test* 수행하여 사후 검정하였으며, p<0.
1). 각 처치군 간의 통계처리는 SPSS pro- gram(SPSS, Inc., Chicago, USA)을 사용하여 Student's t- test나 two-way ANOVA test를 시행하였다. Two-way ANOVA test에서 유의한 경우 on&way ANOVA test 와 Tukey-HSD test* 수행하여 사후 검정하였으며, p<0.
고려홍삼 사포닌과 증류수를 스트레스 전에 주사하고 스트 레스에 노출되지 않은 대조군과 서로 다른 종류의 스트레스를 10일간 가한 반복 스트레스 실험군(10xUS)의 SGZ 부위에서 신경전구세포의 생성을 반복 스트레스와 고려홍삼 사포닌 전 처치를 주효과로 하여 two way ANOVA(스트레스x고려홍삼 사포닌 처치) 방법을 사용하여 분석하였다. 고려홍삼 사포닌 전처치시 증류수 투여 대조군에 비하여 신경전구세포의 생성 이 유의하게 증가되었으나(孔, 44)=30.
=세가 끝난 조직 절편들은 ethanoE- 탈수시키고 건조시킨 [ I음 P-max hyperfilm(Amersham Biosciences, Piscataway USA)에 C14-standard slide와 함께 5일간 노출시켰다. 실험결과는 autoradiogram을 CCD카메라로 이미지를 잡은 〔-음 NIH image analysis program(version 1.60)을 사용하 cd 분석하였다. 각 처치군 간의 통계처리는 SPSS program (SPSS, Inc.
성능/효과
37)또한 외부 스트레스에 의한 혈중 부신피질호르몬의 증가도 고려홍삼 사포닌에 의하여 억 제되는 것으로 보고된 바 있다.38)고려홍삼 사포닌 투여시 스 트레스에 의한 혈중 부신피질호르몬의 상승을 차단하는 기전 은 확실하지는 않지만 고려홍삼 사포닌이 ACTH의 분비를 감소시켜 부신피질호르몬의 분비를 억제하는 것보다는 분비 된 ACTH에 의한 부신에서의 부신피질호르몬의 생성과 유리 를 차단하여 작용이 나타나는 것으로 추정되고 있다.37)
한편, 흰쥐의 해마 신경세포를 배양하여 고려홍삼 사포닌을 처치하였을 경우, NMDA에 의한 calcium ion의 유입을 억제하여 NMDA 수용체의 활성이 저하될 수 있음이 보고되었다.41)고려홍삼 사포닌에 의한 NMDA 수용 체의 차단 효과 또한 신경 세포의 생성을 증가시킬 수 있으며, 고려홍삼 사포닌 에 의한 해마 부위의 신경전구세포의 생 성증가는 홍삼에 의한 기억과 학습 증진 작용°에 기여할 것으로 추정된다.
또한 반복스 트레스와 고려홍삼 사포닌 전처치 유형간에 유의미한 상호작 용(interaction)은 관찰할 수 없었다. One-way ANOVA와 Tukey HSD 방법을 사용한 사후검정에서 스트레스에 노출되 지 않은 실험군과 반복 스트레스에 노출된 실험군에서 증류수 투여 대조군에 비하여 고려홍삼 사포닌 반복 처치시 각각 29.9% (pvO.Ol)와 29.6%(p<0.01)씩 유의하게 증가되었다 (吳心=10.34, p<0.01, Fig. 3).
4). One-way ANOVA와 Tukey-HSD 사후검정을 시행한 결과 스 트레스에 노출되지 않은 대조군의 경우 고려홍삼 사포닌 반복 처치시 증류수 투여 대조군에 비하여 BDNF mRNA가 적지 만 유의하게 증가되었으나(11.4%, p<0.05), 반복 스트레스 실 험군에서는 증가되는 경향만을 관찰하였다(8.98%, p>0.
5). One-way ANOVA와 Tukey-HSD 사후검정을 시행한 결과 스트레스에 노출되지 않은 대조군의 경우 고려홍삼 사포닌 반 복 처치시 증류수 투여 대조군에 비하여 BDNF mRNA가 유의하게 증가되었으나(12.4%, p<0.05), 반복 스트레스 실험 군에서는 큰 변동을 관찰할 수 없었다. 스트레스에 노출되지 않은 대조군에 비하여 반복 스트레스에 노출된 실험군의 경우 BDNF mRNA가 유의하게 감소되었으며(-17.
6 . One-way ANOVA와 lukey-HSD 사후검정을 시행한 결과 증류수 투여 군에서 반복 스트레스에 노출시 스트레스 노출 전에 비하여 BDNF mRNA의 발현이 유의하게 감소되었다 (-26.5%, p<0.01). 또한 고려홍삼 사포닌 처치군에서도 반복 스트레스에 노출시 BDNF mRNA의 발현이 스트레스에 노출 도 지 않은 대조군에 비하여 유의하게 감소되었다(-23.
본 연구에서 흰쥐에 고려홍삼 사포닌을 반복 투여시 증류수 반복 투여군에 비하여 해마 SGZ 부위에서 신경전구세포의 생 성을 유의하게 상승시켰다. 고려홍삼 사포닌 반복 처치시의 신 경전구세포의 생성에 미치는 효과는 hilus 부위보다 주로 SGZ 부위에서 선택적으로 유발되었다. 또한 반복 스트레스에 노출시 해마 SGZ 부위에서 신경전구세포의 생성은 스트레스 에 노출되지 않은 실험군에 비하여 감소되지 않았다.
고려홍삼 사포닌과 증류수를 스트레스 전에 주사하고 스트 레스에 노출되지 않은 대조군과 서로 다른 종류의 스트레스를 10일간 가한 반복 스트레스 실험군(10xUS)의 SGZ 부위에서 신경전구세포의 생성을 반복 스트레스와 고려홍삼 사포닌 전 처치를 주효과로 하여 two way ANOVA(스트레스x고려홍삼 사포닌 처치) 방법을 사용하여 분석하였다. 고려홍삼 사포닌 전처치시 증류수 투여 대조군에 비하여 신경전구세포의 생성 이 유의하게 증가되었으나(孔, 44)=30.93, p<0.01), 반복 스트 레스에 의하여 유의한 변동은 관찰할 수 없었다. 또한 반복스 트레스와 고려홍삼 사포닌 전처치 유형간에 유의미한 상호작 용(interaction)은 관찰할 수 없었다.
고려홍삼 사포닌과 증류수를 스트레스 전에 주사하고 스트 레스에 노출되지 않은 대조군과 반복 스트레스 실험군(10x US)에서 해마 과립세포층 부위의 BDNF mRNA의 변동을 관찰하였다. 고려홍삼 사포닌 전처치와 반복 스트레스를 주효 과로 하여 two way ANOVA 방법을 사용하여 관찰한 결과 고려홍삼 사포닌 전처치에 의하여 유의한 변동을 관찰할 수 없었으나 반복 스트레스에 의하여 해마 GCL 부위의 BDNF mRNA는 유의하게 변동되었다(I%, 42)=128.17, p<0.01, Fig. 6 . One-way ANOVA와 lukey-HSD 사후검정을 시행한 결과 증류수 투여 군에서 반복 스트레스에 노출시 스트레스 노출 전에 비하여 BDNF mRNA의 발현이 유의하게 감소되었다 (-26.
고려홍삼 사포닌과 증류수를 스트레스 전에 주사하고 스트 레스에 노출되지 않은 대조군과 반복 스트레스 실험군(10x US)에서 해마 CA1 부위의 BDNF mRNA의 변동을 관찰하였다. 고려홍삼 사포닌 전처치와 반복 스트레스를 주효과로 하여 two way ANOVA 방법을 사용하여 관찰한 결과 고려 홍삼 사포닌 전처치(F(i, 42)=8.16, pvO.Ol)와 반복 스트레스 (%42)=73.61, p<0.01H 의하여 해마 CA1 부위의 BDNF mRNA는 유의하게 변동되었으나 고려홍삼 사포닌과 반복 스 트레스 유형간 유의한 상호작용은 관찰할 수 없었다(Fig. 5). One-way ANOVA와 Tukey-HSD 사후검정을 시행한 결과 스트레스에 노출되지 않은 대조군의 경우 고려홍삼 사포닌 반 복 처치시 증류수 투여 대조군에 비하여 BDNF mRNA가 유의하게 증가되었으나(12.
고려홍삼 사포닌과 증류수를 스트레스 전에 주사하고 스트 레스에 노출되지 않은 대조군과 반복 스트레스 실험군QOx US)에서 해마 CA3 부위의 BDNF mRNA의 변동을 관찰하였다. 고려홍삼 사포닌 전처치와 반복 스트레스를 주효과로 하여 two way ANOVA 방법을 사용하여 관찰한 결과, 고려 홍삼 사포닌 전처치(%42)=55.33, p<0.01)와 반복 스트레스 ((i, 42)=1L98, p<0.01) 에 의하여 해마 CA3 부위의 BDNF mRNA는 유의하게 변동되었으나, 고려홍삼 사포닌과 반복 스 트레스 유형간 유의한 상호작용은 관찰할 수 없었다(Fig. 4). One-way ANOVA와 Tukey-HSD 사후검정을 시행한 결과 스 트레스에 노출되지 않은 대조군의 경우 고려홍삼 사포닌 반복 처치시 증류수 투여 대조군에 비하여 BDNF mRNA가 적지 만 유의하게 증가되었으나(11.
고려홍삼 사포닌의 반복 투여시 해마의 부위별 신경전구세 포의 생성에 미치는 효과를 살펴보기 위하여, 스트레스에 노 출되지 않은 실험군에서 고려홍삼 사포닌(50㎎/㎏)과 매개체 2 증류수(2ml/kg)를 매일 1 회씩 복강내로 10일간 투여한 다음 해마 조직의 SGZ와 hilus 부위에서 신경전구세포의 생 성을 관찰하였다. 관찰 결과 고려홍삼 사포닌 반복 처치시 SGZ 부위에서 증류수를 반복 투여한 대조군에 비하여 유의하 게 증가되었으나(29.9%, p<0.01), hilus 부위에서는 유의한 변동을 관찰할 수 없었다(Fig. 2). 따라서 고려홍삼 사포닌의 반복투여나 반복 스트레스에 의한 해마 신경전구세포의 변동 은 주로 해마의 SGZ 부위에서 관찰하였다.
01). 또한 고려홍삼 사포닌 처치군에서도 반복 스트레스에 노출시 BDNF mRNA의 발현이 스트레스에 노출 도 지 않은 대조군에 비하여 유의하게 감소되었다(-23.2%, p<0.01). 이와 같은 결과들은 반복 스트레스에 의하여 해마 고1.
본 실험에서 고려홍삼 사포닌을 반복 투여시 SGZ 부위내 신경전구세포의 생성을 촉진하는데, 그 기전은 확실하지 않은 실정이다. 또한 고려홍삼 사포닌을 전처치하면서 반복스트레 스에 노출시 SGZ 부위내 신경전구세포의 생성이 유의하게 증가되는데, 현재까지의 연구결과와 같이 스트레스에 의한 혈 중 부신피질호르몬의 증가가 고려홍삼 사포닌 반복 처치에 의하여 억제되더라도 정상치 이하로 내려갈 가능성은 적기 때문에 신경전구세포의 생성에 부신피질호르몬외에 다른 요인 들이 관여할 가능성을 시사한다. 예를 들어, 반복적인 스트레 스와 병행하여 항우울효과가 관찰되는 tanscranial magnetic stimulation(TMS)을 처치시 혈중 부신피질호르몬의 증가를 억제하여 정상치를 유지하였으나 신경전구세포의 생성은 감 소되는 것으로 보고된 바 있다.
42, 阳)본 연구에서 해마 부위의 CA3와 CA1 부위에서 고려홍삼 사포닌의 반복 처치 에 의하여 BDNF mRNA가 유의하게 증가되었다. 또한 반복 스트레스에 노출시 해마의 CA3, CA1, 과립세포층 부위에서 BDNF mRNA가 유의하게 감소되었으나, 그 경향은 고려홍삼 사포닌 반복 처치에 의하여 차단되지 않았다. 고려홍삼 사포 닌 반복 투여에 의하여 해마의 CA3, CA1 부위에서 선택적 으로 BDNF mRNA가 증가되는 기전은 아직 확실하지 않다.
본 연구결과를 통하여 홍삼 성분인 고려홍삼 사포닌을 반 복 투여시 흰쥐 해마 SGZ 부위의 신경전구세포 생성이 유의 하게 증가되었으며, 이와 같은 경향은 반복 스트레스에 노출 되어도 유지되었다. 또한 스트레스를 가하지 않은 흰쥐에서 고려홍삼 사포닌 반복 투여시 해마 CA3와 CA1 부위에서 BDNF mRNA의 발현이 증가되었으나, 반복 스트레스를 가한 흰쥐의 CA3와 CA1 부위에서 BDNF mRNA의 감소를 차단 지는 못하였다.
고려홍삼 사포 닌 반복 투여에 의하여 해마의 CA3, CA1 부위에서 선택적 으로 BDNF mRNA가 증가되는 기전은 아직 확실하지 않다. 본 연구에서 반복적 고려홍삼 사포닌 투여에 의하여 과립세 포층 부위에서 BDNF mRNA의 발현이 증가되지 않았음에도 불구하고, SGZ 부위에서 신경전구세포의 생성이 증가된 것을 미루어 볼 때 고려홍삼 사포닌에 의한 신경전구세포의 생성 증가에 BDNF외에 다른 신경성장인자가 관여할 가능성이 크 다. 특히 홍삼 성분에 basic fibroblast growth factor (bFGF)와 유사한 화합물이 발견되고 있고, 44) 피하로 bFGF를 투여하여도 소뇌에서 경전구세포의 생성을 촉진하는 점에 미 루어 bFGF는 혈뇌장벽 (blood brain barrier)를 통과하는 것으로 추정된다.
본 연구에서 흰쥐에 고려홍삼 사포닌을 반복 투여시 증류수 반복 투여군에 비하여 해마 SGZ 부위에서 신경전구세포의 생 성을 유의하게 상승시켰다. 고려홍삼 사포닌 반복 처치시의 신 경전구세포의 생성에 미치는 효과는 hilus 부위보다 주로 SGZ 부위에서 선택적으로 유발되었다.
05), 반복 스트레스 실험 군에서는 큰 변동을 관찰할 수 없었다. 스트레스에 노출되지 않은 대조군에 비하여 반복 스트레스에 노출된 실험군의 경우 BDNF mRNA가 유의하게 감소되었으며(-17.7%, p< 0.01), 이와 같은 결과는 고려홍삼 사포닌 반복 전처치에 의하여 크게 영향 받지 않았다(Fig. 5).
또한 본 실험의 경우 해마 부위 중 hilus를 제외하고, 주로 신경전구세포의 생성이 유발되는 과립세포층과 그 밑의 부위 를 포함한 SGZ 부위에서 측정하였으나 Lim 등의 보고에서 는 전체 dentate gyrus를 측정하였기 때문에 결과가 다소 다르게 나올 가능성을 배제할 수 없다. 한편 본 연구에서는 기존에 보고된 단기간 스트레스에 의하여 해마 신경전구세포 의 생성 억제와 달리 매개체인 증류수를 투여한 실험군에서 반복 스트레스에 노출시 SGZ 부위에서 신경전구세포의 생성 이 감소되지 않았다. 이와 같은 결과는 흰쥐를 반복 스트레스 에 노출시 스트레스 반응에 익숙해져서 혈중 부신피질호르몬 의 상승이 약화 되거나 또는 증류수 반복 투여에 의하여 혈 중 부신피질호르몬이 증가되어 반복 스트레스 실험군과 차이가 없는 지 확실하지 않다.
후속연구
특히 홍삼 성분에 basic fibroblast growth factor (bFGF)와 유사한 화합물이 발견되고 있고, 44) 피하로 bFGF를 투여하여도 소뇌에서 경전구세포의 생성을 촉진하는 점에 미 루어 bFGF는 혈뇌장벽 (blood brain barrier)를 통과하는 것으로 추정된다.45) bFGF는 흰쥐에서 생후 초기에는 피하로 주사시 해마에서 신경전구세포의 생성을 촉진시키지만 성숙한 흰쥐에서는 이 같은 경향이 관찰되지 않는 것으로 알려져 있 다46) 그러나 bFGF가 결손된 생쥐에서 해마의 과립세포층의 신경세포가 30% 이상 감소된 결과는 bFGF가 해마 신경전구 세포의 생성에 필요한 성장인자로 추정되고 있기 때문에, 負 앞으로 홍삼의 bFGF의 성분과 신경세포의 성장에 관하여 더 많은 연구가 필요하리라 생각된다. 한편, 해마 조직의 SGZ에서 생성된 전구 세포들은 과립세포층으로 이동하여 신경세포 와 신경교세포로 분화된다.
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