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문제 정의
- 따라서 본 연구자는 신경독성물질인 MPTP 에 의해 파킨스병을 유발시킨 생쥐 실험을 통해 사포닌의 생체 이용률을 극대 화한 발효홍삼이 신경독성에 미치는 경감 효과와, 뇌보호제 개발가능성 및 신경독성 관련 질환의 예방 가능성을 검증하기 위해 실시하였으며 유의적인 결과를 얻었기에 보고하고자 한다,
- 본 시험은 수컷 C57BL/6N마우스에서 MPTP를 이용하여 파킨슨 질환을 유도하고, 시험물질인 홍삼 및 발효홍삼의 신경독성 보호효과를 평가하기 위하여 실시하였다. 발효홍삼(FRG) 및 홍삼(RG)을 50mg/kg(FRG), 100mg/kg(FRG, RG)의 용량으로, 군당 3마리에 10일간 투여하였으며, 시험 5일부터 10일까지 MPTP를 피하로 투여하였다.
- 따라서 저자는 홍삼 및 발효홍삼의 항산 화 작용에 의한 MPTP 유도 파킨스병 동물 모델 신경독성 경감 효과를 검토하기 위하여 생쥐의 뇌에 산화적 손상을 유발시킬 목적으로 MPTP를 사용하였고, 각 추출물의 보호효과에 대하여 실험하였다. 각 추출물 을 10일간 경구 투여한 다음 MPTP를 생쥐에 복강투여(10 ㎎/㎏, fo 6day)하여 산화적 손상을 유발시킨 후 하루 동안 절식시키고 뇌 조직을 채취하여 균질액으로 만든 다음 원심 분리하여 항산화 효소 활성, 지질 과산 화물의 함량, 과산화수소의 함량 등을 중심으로 실험하였다.
- 이상의 결과를 종합하여 볼 때 MPTP에 의해 유도된 생쥐의 신경독성에 대한 홍삼 및 발효홍삼의 경감효과가 우수하였으며 특히 발효홍삼이 홍삼에 비해 우수한 결과가 관찰되었기에 보고하고자 한다.
- 본 연구는 홍삼 및 발효홍삼의 활성성분이 MPTP 유도 신경독성 파킨슨병 동물모델에서 뇌 신경세포의 보호효과 및 항산화 작용과의 상호 관련성을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
제안 방법
- 홍삼추출물(RG)의 제조는 홍삼 원물을 70%의 주정(발효주정, 대한주정판매주식회사)을 사용하여 8시간 동안 2회, 50% 주정에 서 1회, 정제수를 12시간 동안 2회 추출하였다. 주정으로 추출된 시료는 농축(60～64 cm/Hg, 65brix)하여 주정을 회수하고 5배의 정제수로 희석하였다.
- 주정으로 추출된 시료는 농축(60～64 cm/Hg, 65brix)하여 주정을 회수하고 5배의 정제수로 희석하였다. 원심분리(Continuous centrifuge, Kansai, Japan)를 이용하여 여과하고 60℃이하에서 진공감압농축(60～64 cm/Hg, 67brix)하여 홍삼농축액을 획득하였다. 발효홍삼(FRG) 시료는 얻어진 홍삼농축액에 6배의 정제수를 가하고 95℃에서 2시간 동안 살균․냉각시킨 후 유산균 배양액 을 1/20 수준으로 첨가하고 37℃를 유지하면서 7일 동안 발효를 수행하였다.
- 원심분리(Continuous centrifuge, Kansai, Japan)를 이용하여 여과하고 60℃이하에서 진공감압농축(60～64 cm/Hg, 67brix)하여 홍삼농축액을 획득하였다. 발효홍삼(FRG) 시료는 얻어진 홍삼농축액에 6배의 정제수를 가하고 95℃에서 2시간 동안 살균․냉각시킨 후 유산균 배양액 을 1/20 수준으로 첨가하고 37℃를 유지하면서 7일 동안 발효를 수행하였다. 첨가된 유산균배양액은 발효기(KF-500, 한국발효기, 대한민국)를 이용하여 발효배지(멸균정제수 95%와 홍삼농축액 5%)에 1×108CFU/g까지 배양된 유산균 Lactobacillus casei(Shirota, Yakult, Japan), Bifidobacterium longum(BB536,Morinaga Milk Industry Co.
- 첨가된 유산균배양액은 발효기(KF-500, 한국발효기, 대한민국)를 이용하여 발효배지(멸균정제수 95%와 홍삼농축액 5%)에 1×108CFU/g까지 배양된 유산균 Lactobacillus casei(Shirota, Yakult, Japan), Bifidobacterium longum(BB536,Morinaga Milk Industry Co., Ltd. Japan)을 1×108CFU/g까지 배양된 액을 1% 수준으로 접종하고 37℃에서 7일간 배양하여 유산균 수가 1×106 CFU/g 이상이 되도록 배양한 액을 사용하였다.
- 홍삼과 발효홍삼의 신경독성 경감에 미치는 효과를 비교 연구하기 위하여 Table 1과 같이 대조군, MPTP 단독투여군, 홍삼 50 ㎎ /㎏ 및 MPTP 병용 투여군, 발효홍삼 50 mg 및 MPTP 병용 투여군, 발효홍삼 100 ㎎/㎏ 및 MPTP 병용 투여군으로 하여 총 5 개군으로 분류하였다. MPTP는 10 ㎎/㎏의 농도 로 6일(1회/1일) 동안 복강 투여하였다.
- 홍삼과 발효홍삼의 신경독성 경감에 미치는 효과를 비교 연구하기 위하여 Table 1과 같이 대조군, MPTP 단독투여군, 홍삼 50 ㎎ /㎏ 및 MPTP 병용 투여군, 발효홍삼 50 mg 및 MPTP 병용 투여군, 발효홍삼 100 ㎎/㎏ 및 MPTP 병용 투여군으로 하여 총 5 개군으로 분류하였다. MPTP는 10 ㎎/㎏의 농도 로 6일(1회/1일) 동안 복강 투여하였다. 홍삼 추출의 투여용량은 예비실험결과 투여 50 ㎎/㎏에서 MPTP 독성완화 효과가 있는 것으로 판단되어 용량을 50 ㎎/㎏으로 설정하였으며, 추출물은 10일(1회/1일) 동안 경구 투여하였다.
- MPTP는 10 ㎎/㎏의 농도 로 6일(1회/1일) 동안 복강 투여하였다. 홍삼 추출의 투여용량은 예비실험결과 투여 50 ㎎/㎏에서 MPTP 독성완화 효과가 있는 것으로 판단되어 용량을 50 ㎎/㎏으로 설정하였으며, 추출물은 10일(1회/1일) 동안 경구 투여하였다. 홍삼/발효홍삼과 MPTP 병용 투여군에서 홍삼과 발효홍삼은 매일 50 또 는 100 ㎎/㎏/0.
- 홍삼 추출의 투여용량은 예비실험결과 투여 50 ㎎/㎏에서 MPTP 독성완화 효과가 있는 것으로 판단되어 용량을 50 ㎎/㎏으로 설정하였으며, 추출물은 10일(1회/1일) 동안 경구 투여하였다. 홍삼/발효홍삼과 MPTP 병용 투여군에서 홍삼과 발효홍삼은 매일 50 또 는 100 ㎎/㎏/0.1 mL 씩 경구 투여한 후에 MPTP성분으로 6일 동안 급성 독성을 유도하기 위해 연속적으로 복강 주사하였으며, 시료의 총 투여기간은 10일이었다. 실험동물은 홍삼 및 발효홍삼과 MPTP를 마지막으로 병용 투여하고 24시간 절식시킨 다음, 이산 화탄소로 마취하여 뇌를 적출하였다.
- 1 mL 씩 경구 투여한 후에 MPTP성분으로 6일 동안 급성 독성을 유도하기 위해 연속적으로 복강 주사하였으며, 시료의 총 투여기간은 10일이었다. 실험동물은 홍삼 및 발효홍삼과 MPTP를 마지막으로 병용 투여하고 24시간 절식시킨 다음, 이산 화탄소로 마취하여 뇌를 적출하였다.
- 1 mM EDTA를 함유한 0.1 M 인산완충액 (pH 7.0) 500 μL에 100 μL의 측정 시료, 0.24 unit의 glutathione reductase 100 μL, 10 mM GSH 100 μL를 넣고 전체 반응액에서 농도 가 1 mM이 되도록 NaN3을 첨가하여 37℃ 에서 10분간 반응시킨 다음 파장 340 ㎚에서 3분 동안 NADPH의 농도 변화를 측정하 였다.
- 전체 반응은 위 반응액에 1.5 mM H2O2 용액 100 μL를 가한 후 위와 같은 조건에서 5분간 흡광도 감소를 측정하였다.
- 5 mM H2O2 용액 100 μL를 가한 후 위와 같은 조건에서 5분간 흡광도 감소를 측정하였다. 비 효소적 반응은 위와 동일한 조건으로 측정 시료 대신에 인산 완충액을 넣고 흡광도 변화를 측정하였으며, 다음과 같은 식에 의해 효소 활성도를 구하였다. 단위는 분당 산화된 NADPH μmole을 효소 활성으로 하였다.
- 신경 독성물질인 MPTP는 특징적으로 dopamine 함량 감소가 초래되므로 dopamine 생성 신경세포인 흑질과 선조체에서 dopamine 함량을 측정하였다. 생쥐로부터 적출한 선조체 및 흑질은 0.
- 100 μM xylenol orange, 250 μM ammonium ferrous sulfate, 100 mM sorbitol, 25 mM H2SO4가 되도록 각각을 합한 용액 을 FOX I 시약으로 조제하고, 시료 50 μL에 FOX I 시약 950 μL를 혼합한 후, 실온에서 최소 30분 이상 방치한 다음, 원심 분리하여 응결된 물질을 제거하고, 560 ㎚에서 분광광도계로 측정하였으며, 과산화수소를 표준시 약으로 하였다.
- 고정이 완료된 뇌조직은 OCT compound를 이용하여 -70℃에서 얼려 형태를 잡은 후 cryostat cryocut microtome(LEICA CM. 3050S, Wetzlar, Germany)을 이용하여 SNpc(substantia nigra pars compacta; 흑색치밀부분 신경세포)와 striatum 부위의 위아래 축(rostrocaudal extent)을 중심으로 30 μM두께로 coronal section 하였다.
- 뇌조직액의 10% 균질액 0.2 mL와 0.2 N HCl 0.1 mL를 혼합하여 60℃에서 80분간 가열하여 시료를 가수분해시킨 다음, 가수분해 한 시료에 0.4 mM 1-methyl-2-phenylindole 0.65 mL와 37 % HCl 0.15 mL 를 넣어 혼합시키고 45 ℃에서 40분 동안 반응시킨 다음 원심분리(9000×g, 10분)하여 얻은 상등액의 흡광도를 586 ㎚에서 측정하였다.
- 1 M perchloric acid를 균질화(W/V, 1:20)한 다음 원심분리(12,000 rpm×15 min)하였다. 그 상등액을 취하여 moble phase로 희석한 다음, HPLC를 이용하여 분석하였다. Mobile phase에서는 0.
- 본 시험은 수컷 C57BL/6N마우스에서 MPTP를 이용하여 파킨슨 질환을 유도하고, 시험물질인 홍삼 및 발효홍삼의 신경독성 보호효과를 평가하기 위하여 실시하였다. 발효홍삼(FRG) 및 홍삼(RG)을 50mg/kg(FRG), 100mg/kg(FRG, RG)의 용량으로, 군당 3마리에 10일간 투여하였으며, 시험 5일부터 10일까지 MPTP를 피하로 투여하였다. 시험기간 중 사망률, 임상증상, 체중 변화를 관찰하고, 투여 종료 후 장기적출 및 면역학적 평가를 실시하였다.
- 발효홍삼(FRG) 및 홍삼(RG)을 50mg/kg(FRG), 100mg/kg(FRG, RG)의 용량으로, 군당 3마리에 10일간 투여하였으며, 시험 5일부터 10일까지 MPTP를 피하로 투여하였다. 시험기간 중 사망률, 임상증상, 체중 변화를 관찰하고, 투여 종료 후 장기적출 및 면역학적 평가를 실시하였다.
- 3050S, Wetzlar, Germany)을 이용하여 SNpc(substantia nigra pars compacta; 흑색치밀부분 신경세포)와 striatum 부위의 위아래 축(rostrocaudal extent)을 중심으로 30 μM두께로 coronal section 하였다. 절편을 만들어 Tyrosine hydroxylase staining 하였다. SNpc 부위에서 TH에 염색된 도파민 신경세포의 수 측정은 형광현미경으로 검경하여 측정하였다.
- 절편을 만들어 Tyrosine hydroxylase staining 하였다. SNpc 부위에서 TH에 염색된 도파민 신경세포의 수 측정은 형광현미경으로 검경하여 측정하였다.
- MPTP 신경독성에 대한 홍삼 및 발효홍삼의 보호효과를 연구하기 위해 각각의 홍삼 및 발효홍삼을 전처리 후 MPTP 신경독성을 유도하고 각 뇌조직의 SOD 효소 활성도를 측정한 결과는 Fig. 1과 같다
- 따라서 저자는 홍삼 및 발효홍삼의 항산 화 작용에 의한 MPTP 유도 파킨스병 동물 모델 신경독성 경감 효과를 검토하기 위하여 생쥐의 뇌에 산화적 손상을 유발시킬 목적으로 MPTP를 사용하였고, 각 추출물의 보호효과에 대하여 실험하였다. 각 추출물 을 10일간 경구 투여한 다음 MPTP를 생쥐에 복강투여(10 ㎎/㎏, fo 6day)하여 산화적 손상을 유발시킨 후 하루 동안 절식시키고 뇌 조직을 채취하여 균질액으로 만든 다음 원심 분리하여 항산화 효소 활성, 지질 과산 화물의 함량, 과산화수소의 함량 등을 중심으로 실험하였다.
- p) was injected subcutaneously into the mice for 6 days form beginning 2 hr before saline treatment. ▩, RG50+MPTP : Mouse was administered orally with red ginseng extract(50 ㎎/㎏) for 10 days, and MPTP(10 ㎎/㎏, i.p) was injected subcutaneously into the mice for 6 days form beginning 2 hr before red ginseng extract treatment. ▧, FRG50+MPTP : Mouse was administered orally with fermented red ginseng extract(50 ㎎/㎏) for 10 days, and MPTP(10 ㎎/㎏, i.
- p) was injected subcutaneously into the mice for 6 days form beginning 2 hr before red ginseng extract treatment. ▧, FRG50+MPTP : Mouse was administered orally with fermented red ginseng extract(50 ㎎/㎏) for 10 days, and MPTP(10 ㎎/㎏, i.p) was injected subcutaneously into the mice for 6 days form beginning 2 hr before fermented red ginseng extract treatment. ▤, FRG100+MPTP : Mouse was administered orally with fermented red ginseng extract(100 ㎎/㎏) for 10 days, and MPTP(10 ㎎/㎏, i.
- p) was injected subcutaneously into the mice for 6 days form beginning 2 hr before fermented red ginseng extract treatment. ▤, FRG100+MPTP : Mouse was administered orally with fermented red ginseng extract(100 ㎎/㎏) for 10 days, and MPTP(10 ㎎/㎏, i.p) was injected subcutaneously into the mice for 6 days form beginning 2 hr before fermented red ginseng extract treatment. The values represent mean±S.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 홍삼 및 발효홍삼은 엔헬시바이오(Gunsan, Korea)에서 2010년 6월 10일 구입하여 사용하였다.
- 실험동물은 Shizuoka 실험동물센터 (Shizuoka, Japan)에서 분양받은 4 주령의 C57BL6계 수컷 생쥐로서 실온이 20±2℃, 습도가 50±5%, 12시간 명암주기의 사육실에서 상품화된 생쥐용 사료와 물을 자유롭게 먹게 하였으며, 이와 같은 조건에서 1주일간 적응시킨 후 체중이 25～30g의 생쥐만을 선별하고 실험동물로 수컷 생쥐 10마리를 5개 군으로 분류하였다.
- 실험기기로는 원심분리기(Beckman, J2-2401PC, Johannesburg, Republic of South Africa), 마쇄기(Wheaton, NC, USA), 분광광도계(Shimadzu UV-2401PC, Tokyo, Japan), 초저온 냉동기(Ilsinbiobase DF9007, Yangju, Korea), 증류수 제조기(Millipore Milli-Q, Billerica, MA, USA), 제빙기(Brema HB802, Villa Cortese , Italy), 초음파 마쇄기 (BRANSON 3210, Danbury, Connecticut, USA) 및 항온수조(Eyela, SB-9, Tokyo, Japan), 고성능 액체크로마토그래피 (Shimadzu 20A, Tokyo, Japan) 등을 사용하였다.
- 15 mL 를 넣어 혼합시키고 45 ℃에서 40분 동안 반응시킨 다음 원심분리(9000×g, 10분)하여 얻은 상등액의 흡광도를 586 ㎚에서 측정하였다. 표준 검량 선을 얻기 위하여 1,1,3,3-tetramethoxypropane를 표준품으로 사용하였다.
- 95% 에탄올 용액 50 mL에 Coomasie Brilliant Blue G-250 100 ㎎을 녹이고 85% 인산 100 mL와 물을 첨가하여 최종 부피가 1000 mL가 되도록 한 용액 5 mL을 뇌조직 시료 1 mL에 가하고 15분간 방치한 다음, 595 ㎚에서 흡광도를 측정하여 정량하였다. 표준 검량선을 얻기 위하여 알부민을 표준 품으로 사용하였다.
- 실험에 사용한 시약은 MPTP(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydro-p yridine), reduced glutathion(GSH), sodium azide, glutathione reductase, nicotinamide adenine dinucleotide phosphate(NADPH), oxidized glutathione (GSSG), ethylendiaminetetraacetic acid(EDTA), xanthine monosodium salt, xanthine oxidase, cytochrome-C 등은 Sigma (Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, USA)사의 제품을 사용하고, 그 외의 일반 시약들은 시판 1급 이상을 사용하였다.
데이터처리
- 모든 실험결과에 대한 통계처리는 SPSS를 이용하여 각 실험군별로 평균차이가 있는가를 검증하기 위하여 분산분석(ANOVA 검증)을 수행하였으며, 실험군간의 유의성은 Ducan,s test를 이용하여 유의수준 0.05로 상호 유의성을 검정하였다.
이론/모형
- 실험동물은 Shizuoka 실험동물센터 (Shizuoka, Japan)에서 분양받은 4 주령의 C57BL6계 수컷 생쥐로서 실온이 20±2℃, 습도가 50±5%, 12시간 명암주기의 사육실에서 상품화된 생쥐용 사료와 물을 자유롭게 먹게 하였으며, 이와 같은 조건에서 1주일간 적응시킨 후 체중이 25～30g의 생쥐만을 선별하고 실험동물로 수컷 생쥐 10마리를 5개 군으로 분류하였다.(Table.1) 생쥐의 관리, 사용 및 취급은 미국 NIH기준과 대한의 학회 제정 동물실험지침(2000년)에 준하여 시행하였다.
성능/효과
- 또한 홍삼은 장내 미생물의 생물학적 전환에 의해 변화되어 생체 내 약리 활성을 보이는데 이는 개인의 장내 미생물의 분포 차이에 의해 약리작용의 차이를 보일 수 있다.4) 이 같은 차이를 극복하기위해 인위적으로 장내 미생물에 의해 사전 발효시킨 발효홍삼은 홍삼과 다른 성분량의 차이를 보임으로써 독특한 약리 작용을 보인다고 알려져 있다.4)
- 1에서 보는 바와 같이 전뇌의 경우 SOD 효소활성도는 홍삼 및 발효홍삼 투여 군이 MPTP 처리군에 비해서 유의성있게 증가하였다. 또한 홍삼 및 발효홍삼 투여군간의 상호 유의성을 검정한 결과 발효홍삼 투여군 모두에서 홍삼 투여군에 비해 유의성 있게 증가함을 보였다.
- 대뇌의 경우에는 홍삼 및 발효홍삼 투여 군 모두 MPTP 처리군에 비해 유의성있게 증가하였으며, 홍삼 및 발효홍삼 투여군간의 상호 유의성을 검정한 결과 발효홍삼 투여 군 모두에서 홍삼 투여군에 비해 유의성있게 증가함을 보였다.
- 흑색질의 경우 발효홍삼 투여군이 MPTP 처기룬에 비해서 유의성있게 증가함을 보였다. 또한 홍삼 및 발효홍삼 투여군간의 상호 유의성을 검정한 결과 발효홍삼 투여군에서 모두 홍삼투여군에 비해 활성이 유의성있게 증가함을 보였다.
- 조직별 투여군의 상호 유의성을 비교하여 보면 전뇌, 대뇌, 흑색질에서 대조군에 비하여 모든 실험군에서 유의성 있게 감소함을 보였다. MPTP 투여군을 대조군으로 하여 홍삼 및 발효홍삼 투여군의 유의성 검정을 한 결과 모든 투여군에서는 유의성 있게 증가함을 보였다.
- 조직별 투여군의 상호 유의성을 비교하여 보면 전뇌, 대뇌, 흑색질에서 대조군에 비하여 모든 실험군에서 유의성 있게 감소함을 보였다. MPTP 투여군을 대조군으로 하여 홍삼 및 발효홍삼 투여군의 유의성 검정을 한 결과 모든 투여군에서는 유의성 있게 증가함을 보였다. 또한 홍삼 및 발효홍삼 투여 군간의 상호유의성을 검정한 결과 발효홍삼 투여군 모두에서 홍삼 투여군에 비해 활성 이 유의성 있게 증가함을 보였다.
- 조직별 투여군의 상호 유의성을 비교하여 보면 전뇌, 대뇌, 흑색질에서 대조군에 비하여 모든 실험군에서 유의성 있게 감소함을 보였다. MPTP 투여군을 대조군으로 하여 홍삼 및 발효홍삼 투여군의 유의성 검정을 한 결과 모든 투여군에서는 유의성 있게 증가함을 보였다. 또한 홍삼 및 발효홍삼 투여 군간의 상호유의성을 검정한 결과 발효홍삼 투여군 모두에서 홍삼 투여군에 비해 활성 이 유의성 있게 증가함을 보였다.
- MPTP 투여군을 대조군으로 하여 홍삼 및 발효홍삼 투여군의 유의성 검정을 한 결과 모든 투여군에서는 유의성 있게 증가함을 보였다. 또한 홍삼 및 발효홍삼 투여 군간의 상호유의성을 검정한 결과 발효홍삼 투여군 모두에서 홍삼 투여군에 비해 활성 이 유의성 있게 증가함을 보였다.
- MPTP 투여군을 대조군으로 하여 홍삼 및 발효홍삼 투여군의 유의성 검정을 한 결과 모든 투여군에서는 유의성 있게 증가함을 보였다. 또한 홍삼 및 발효홍삼 투여 군간의 상호유의성을 검정한 결과 발효홍삼 투여군 모두에서 홍삼 투여군에 비해 활성 이 유의성 있게 증가함을 보였다.
- 투여군별 상호 유의성을 비교하여 보면 전뇌, 대뇌, 흑색질 모두에서 MPTP 투여군은 대조군에 비하여 유의성 있게 감소함을 보였고, 흑색질에서 홍삼투여군이 유의성 있게 감소함을 보였다. MPTP 투여군을 대조 군으로하여 홍삼 및 발효홍삼 투여군의 유의성 검정을 한 결과 모든 투여군에서는 유의성 있게 증가함을 보였다.
- 실험군별 상호 유의성을 비교하여 보면 전뇌, 대뇌, 흑색질에서 MPTP 투여군은 대조군에 비하여 유의성 있게 증가함을 보였 으나, 발효홍삼 투여군에서는 유의성 있게 감소함을 보였다. MPTP 투여군을 대조군으로하여 홍삼 및 발효홍삼 투여군의 유의성 검정을 한 결과 모든 투여군에서 유의성 있게 감소함을 보였다.
- 실험군별 상호 유의성을 비교하여 보면 전뇌, 대뇌, 흑색질에서 MPTP 투여군은 대조군에 비하여 유의성 있게 증가함을 보였 으나, 발효홍삼 투여군에서는 유의성 있게 감소함을 보였다. MPTP 투여군을 대조군으로하여 홍삼 및 발효홍삼 투여군의 유의성 검정을 한 결과 모든 투여군에서 유의성 있게 감소함을 보였다. 또한 홍삼 및 발효홍삼 투여군간의 상호유의성을 검정한 결과 발효 홍삼 투여군에서 모두 홍삼투여군에 비해 함량이 유의성 있게 감소함을 보였다.
- MPTP 투여군을 대조군으로하여 홍삼 및 발효홍삼 투여군의 유의성 검정을 한 결과 모든 투여군에서 유의성 있게 감소함을 보였다. 또한 홍삼 및 발효홍삼 투여군간의 상호유의성을 검정한 결과 발효 홍삼 투여군에서 모두 홍삼투여군에 비해 함량이 유의성 있게 감소함을 보였다.
- 전뇌의 경우 대조군에 비해 MPTP 투여 군에서는 유의성 있게 MDA 함량이 증가하였으며, MPTP 투여군을 대조군으로 하여 홍삼 및 발효홍삼 투여군의 상호유의성 검정 결과 모든 투여군에서 유의성 있게 감소하였다. 또한 홍삼과 발효홍삼 투여군 간의 상호 유의성을 비교한 결과 FRG100+MPTP 투여군에서만 홍삼 투여군에 비해 유의성 있게 감소하는 경향을 보였다.
- 전뇌의 경우 대조군에 비해 MPTP 투여 군에서는 유의성 있게 MDA 함량이 증가하였으며, MPTP 투여군을 대조군으로 하여 홍삼 및 발효홍삼 투여군의 상호유의성 검정 결과 모든 투여군에서 유의성 있게 감소하였다. 또한 홍삼과 발효홍삼 투여군 간의 상호 유의성을 비교한 결과 FRG100+MPTP 투여군에서만 홍삼 투여군에 비해 유의성 있게 감소하는 경향을 보였다.
- 또한 대뇌의 경우 대조군에 비해 MPTP 투여군에서는 유의성 있게 MDA 함량이 증가하였으며, MPTP 투여군 대조군으로 하여 홍삼 및 발효홍삼 투여군의 상호유의성을 검정한 결과 모든 투여군에서 유의성 있게 감소하였다. 한편 대뇌에서는 홍삼과 발효 홍삼 투여군간의 상호 유의성은 없지만 발효홍삼 투여군에서 홍삼 투여군에 비해 다소 감소하는 경향을 보였다.
- 또한 대뇌의 경우 대조군에 비해 MPTP 투여군에서는 유의성 있게 MDA 함량이 증가하였으며, MPTP 투여군 대조군으로 하여 홍삼 및 발효홍삼 투여군의 상호유의성을 검정한 결과 모든 투여군에서 유의성 있게 감소하였다. 한편 대뇌에서는 홍삼과 발효 홍삼 투여군간의 상호 유의성은 없지만 발효홍삼 투여군에서 홍삼 투여군에 비해 다소 감소하는 경향을 보였다.
- 흑색질의 경우 MPTP 투여군에서는 대조군에 비해 유의성 있게 MDA함량이 증가하였으며 홍삼 투여군에서는 흑색질에서 유의성있게 MDA 함량이 증가하였다. MPTP 투여군을 대조군으로하여 홍삼 및 발효홍삼 투여군의 상호 유의성을 검정한 결과 모든 투여군에서 유의성 있게 MDA 함량이 감소하였으며 홍삼 및 발효홍삼 투여군의 상호 유의성을 검정한 결과 전뇌에서는 FRG100+MPTP 투여군에서,흑 ,색질에서는 모든 발효홍삼 투여군에서 유의성 있게 MDA 함량이 감소하였다. 특히 용량의존성 관계를 조사하기 위해서 발효홍삼의 투여량을 2배 증가시킨 FRG100+MPTP 투여군은 모든 군에 비하여 유의성 있게 감소함을 보였으며, 같은 발효홍삼 추출물 투여군간 비교해 볼 때도 용량 의존성에 의하여 지질과 산화물의 함량이 감소하는 결과를 보였다.
- MPTP 투여군을 대조군으로하여 홍삼 및 발효홍삼 투여군의 상호 유의성을 검정한 결과 모든 투여군에서 유의성 있게 MDA 함량이 감소하였으며 홍삼 및 발효홍삼 투여군의 상호 유의성을 검정한 결과 전뇌에서는 FRG100+MPTP 투여군에서,흑 ,색질에서는 모든 발효홍삼 투여군에서 유의성 있게 MDA 함량이 감소하였다. 특히 용량의존성 관계를 조사하기 위해서 발효홍삼의 투여량을 2배 증가시킨 FRG100+MPTP 투여군은 모든 군에 비하여 유의성 있게 감소함을 보였으며, 같은 발효홍삼 추출물 투여군간 비교해 볼 때도 용량 의존성에 의하여 지질과 산화물의 함량이 감소하는 결과를 보였다.
- 뇌 조직 검경 결과, G1(normal control)에서는 뇌 흑질의 tyrosine hydroxylase 양성 반응이 잘 관찰되었으나, G2 (Salline+ MPTP 투여군), SNPC부위에서 TH-IR neuron이 G1 보다 현저히 감소함을 보였다. G3 (RG 100 mg/kg+ MPTP).
- Tyrosin hydroxylase를 이용한 면역학적 평가에서 MPTP 및 부형제투여군 (G2)에 비하여 발효홍삼 및 홍삼 투여군인 G3 (RG100 mg/kg+ MPTP), G4 (FRG 50mg/kg+ MPTP), G5 (FRG 100mg/kg+ MPTP)에서 양성반응이 잘 관찰되었으며, G4와 G5를 비교하였을 때, 농도에 따른 차이는 감지되지 않았다(Fig. 7).
- 이와 같은 실험 결과에서 SOD 활성을 비교해보면 MPTP 투여군은 대조군에 비해 활성도가 유의성 있게 감소한 반면 홍삼 투여군은 MPTP 투여군에 비해 모두 유의성 있게 증가하였다. 특히 발효홍삼을 투여한 군은 대조군과 MPTP 투여군 모두에 비해 유의성 있게 증가함을 보였다.
- 이와 같은 실험 결과에서 SOD 활성을 비교해보면 MPTP 투여군은 대조군에 비해 활성도가 유의성 있게 감소한 반면 홍삼 투여군은 MPTP 투여군에 비해 모두 유의성 있게 증가하였다. 특히 발효홍삼을 투여한 군은 대조군과 MPTP 투여군 모두에 비해 유의성 있게 증가함을 보였다. 이러한 결과는 장내에서 사포닌 대사성분을 함유하고 있는 발효홍삼의 소화흡수가 증가되었기 때문인 것으로 생각된다.
- 활성산소가 SOD에 의해서 과산화수소로 전환되는데 과산화수소는 radical이 아니면서 독성이 있는 물질이다. 과산화수소의 함량을 측정한 결과에서 MPTP 투여군은 대조군에 비해 유의성 있게 증가함을 보였고, 각 추출물 투여군은 MPTP 투여군에 비해 유의성 있게 감소함을 보였다.
- 이들의 활성 및 함량이 적어지면 상대적으로 지질 과산화 반응이 많아지고 이로 인하여 간 질환, 암, 동맥경화 등의 여러 가지 질병이 초래되어 결국 노화와 유전적 장애의 원인이 된다. 이러한 MDA의 함량 변화를 조사한 결과 MPTP 투여군은 SOD 등의 항산화 효소 활성이 감소됨으로 인해서 MDA 함량이 대조군에 비해 유의성 있게 증가함을 보였다. 그리고 각 홍삼 및 발효홍삼 투여군은 항산화 효소의 활성이 높은 것과 관련하여 MPTP 투여군에 비해 유의성 있게 감소함을 보였다.
- 이러한 MDA의 함량 변화를 조사한 결과 MPTP 투여군은 SOD 등의 항산화 효소 활성이 감소됨으로 인해서 MDA 함량이 대조군에 비해 유의성 있게 증가함을 보였다. 그리고 각 홍삼 및 발효홍삼 투여군은 항산화 효소의 활성이 높은 것과 관련하여 MPTP 투여군에 비해 유의성 있게 감소함을 보였다.
- 이상의 결과를 통하여 발효홍삼은 MPTP 유도 파킨슨병 동물모델에 의한 산화적 뇌 손상에 대해 생쥐의 뇌에서 항산화 효소의 합성 증가를 유도하거나 항산화 효소의 활성을 촉매 하여 생체 내에서 생성되는 활성 산소를 효율적으로 소거하는 소거제로서의 기능을 갖고 있을 뿐 아니라, 지질과산화 작용을 효과적으로 억제한 것으로 보아 비 효소적 항산화 작용을 나타내는 GSH나 알부민과 같은 내인성 항산화 물질의 합성 능력을 강화하는 작용을 하고 있는 것으로 생각된다. 또한 발효홍삼에 있는 ginsenoside의 복합적 작용에 의하여 홍삼 투여군에 비해 유의성이 있는 것으로 생각된다.
- 1. 항산화 효소인 SOD의 활성도는 MPTP 투여군에 비해 전뇌 대뇌에서는 홍삼 및 발효홍삼 투여군의 활성도가 유의성 있게 증가 하였으며, 흑색질에서는 발효홍삼 투여군의 활성도가 유의성 있게 증가하였다. 특히 발효홍삼 투여군에서 홍삼 투여군에 비해 유의성 있게 증가함을 보였다.
- 항산화 효소인 SOD의 활성도는 MPTP 투여군에 비해 전뇌 대뇌에서는 홍삼 및 발효홍삼 투여군의 활성도가 유의성 있게 증가 하였으며, 흑색질에서는 발효홍삼 투여군의 활성도가 유의성 있게 증가하였다. 특히 발효홍삼 투여군에서 홍삼 투여군에 비해 유의성 있게 증가함을 보였다.
- 2. GPx, GR의 활성도는 MPTP 투여군에 비해 전뇌, 대뇌, 흑색질 모두에서 홍삼 및 발효홍삼 투여군의 활성도가 증가하였으며, 특히 발효홍삼 투여군에서 홍삼 투여군에 비해 유의성 있게 증가함을 보였다.
- 3. 각 뇌조직의 도파민 및 그 대사체 함량을 측정한 결과 대조군의 함량이 매우 높은 편이며, DOPAC/DA 결과 실험군중에서 홍삼 투여군이 가장 높은 함량을 보였으며 MPTP 투여군에서는 가장 낮은 함량을 보였다. MPTP 투여군 대비 홍삼 및 발홍삼 투여군에서 유의성은 없었다.
- 또한 HVA/DA 결과 실험군중에서 MPTP 투여군이 높은 함량을 보이고 . 홍삼 및 발효홍삼 투여군에서는 낮은 함량을 보였으나, MPTP 투여군 대비 홍삼 및 발효홍삼 투여군에서 유의성은 없었다.
- 또한 HVA/DA 결과 실험군중에서 MPTP 투여군이 높은 함량을 보이고 . 홍삼 및 발효홍삼 투여군에서는 낮은 함량을 보였으나, MPTP 투여군 대비 홍삼 및 발효홍삼 투여군에서 유의성은 없었다.
- 4. 과산화 수소의 함량을 조사한 결과 MPTP 투여군에 비해 전뇌, 대뇌, 흑색질 모두에서 홍삼 및 발효홍삼 투여군이 유의성 있게 감소함을 보였으며, 특히 발효홍삼 투여군이 홍삼 투여군에 비해 유의성 있게 감소함을 보였다.
- 5. MDA의 함량을 조사한 결과 MPTP 투여군에 비해 전뇌, 대뇌, 흑색질 모두에서 홍삼 및 발효홍삼 투여군이 유의성 있게 함량 감소를 보였으며,특히 발효홍삼 투여군이 전뇌 및 흑색질에서 홍삼 투여군에 비해 유의성 있게 감소함을 보였다.
- 6. Tyrosine hydroxylase 면역조직화학 염색법으로 뇌 조직의 흑색질을 관찰한 결과 홍삼과 발효홍삼 투여군에서 MPTP 투여군에 비해 TH 단백질 발현이 잘 나타내고 있었다.
- 이상의 결과를 종합하여 볼 때 발효홍삼 은 MPTP의 산화적 뇌 손상에 대해 전반적으로 홍삼 투여군보다 더 나은 보호효과를 나타냈으며, 이는 사포닌의 체내흡수율이 증가된 사포닌 대사물이 함유된 발효홍삼 성분이 MAO-B의 inhibitor 작용, TH 단백질 발현 증가 유도 및 뇌 신경독성에 대한 항산화 효소 방어 체계의 효율성을 더욱 증가시킨 것으로 해석 할 수 있다.
후속연구
- 이러한 관점에서 발효홍삼은 뇌 보호제로 써 파킨슨병과 같은 신경독성 관련 질환의 예방에 매우 효과적인 보조 수단으로 응용할 수 있을 것으로 판단된다.
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