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문제 정의
- 따라서 본 연구 에서는 포제법의 한 방법으로 도라지를 열처리 후에 효모균을 이용하여 가공하는 발효법을 통하여 그에 따른 항산화력 및 scopolamine으로 유도된 기억감퇴 동물모델을 이용하여 인지 기능 개선 여부를 확인하고자 실시하였다. scopolamine 유도 기억상실 mouse의 인지능 회복 실험은 도라지를 이용한 실험은 수행되었지만, 발효 도라지를 이용한 실험은 수행되지 않았으므로, 본 실험에서는 도라지를 이용하여 발효도라지를 제조한 후 발효도라지의 건망증에 대한 효과를 scopolamine 으로 유도된 기억감퇴 동물모델을 이용하여 수동회피시험 (Passive avoidance test)과 Morris 수중미로시험(Morris water maze test) 및 Y미로 시험(Y-maze test)을 이용하여 행동학적 변화를 관찰하고 발효도라지의 기억력 개선 능력 여부를 확인하고자 하였다.
- 그러나 최근 연구에서는 여러 식물에서 열처리한 경우 항산화 활성이 증가한다고 보고된 바13,14,21,30,31) 있고 또한 식물의 발효과정은 오래전부터 행해 져온 가공공정의 일환으로 미생물작용을 통해 식물의 맛과 향을 개선하고 유효성분을 증진시키는 작용을 하며, 식물유래 약재의 저장성을 개선하는 장점을 가진다12). 따라서 본 연구 에서는 포제법의 한 방법으로 도라지를 열처리 후에 효모균을 이용하여 가공하는 발효법을 통하여 그에 따른 항산화력 및 scopolamine으로 유도된 기억감퇴 동물모델을 이용하여 인지 기능 개선 여부를 확인하고자 실시하였다. scopolamine 유도 기억상실 mouse의 인지능 회복 실험은 도라지를 이용한 실험은 수행되었지만, 발효 도라지를 이용한 실험은 수행되지 않았으므로, 본 실험에서는 도라지를 이용하여 발효도라지를 제조한 후 발효도라지의 건망증에 대한 효과를 scopolamine 으로 유도된 기억감퇴 동물모델을 이용하여 수동회피시험 (Passive avoidance test)과 Morris 수중미로시험(Morris water maze test) 및 Y미로 시험(Y-maze test)을 이용하여 행동학적 변화를 관찰하고 발효도라지의 기억력 개선 능력 여부를 확인하고자 하였다.
- 본 연구는 농촌진흥청 고품질 도라지 생산성 향상과 산업화기술 개발과제의 지원에 의하여 이루어진 것이므로 이에 사의를 표합니다.
- 본 연구에서는 도라지 뿌리를 경상남도 사천에서 2월에 채취한 후 효모(Saccharomyces cerevisae C-2)를 이용하여 시료를 조제하여 항산화 효과, 아세틸콜린 분효 효소 활성 측정, 그리고 기억력 감퇴에 대한 효과는 scopolamine으로 유도된 기억력 감퇴 모델을 이용하여 수동회피시험(passive avoidance test) 및 Y-미로시험(Y-maze test), Morris 수중미로시험(Morris water maze test)을 이용한 행동 관찰시 험을 통하여 발효에 따른 기억력 개선 작용에 대한 결론을 얻어 이에 보고하는 바이다.
- 동물을 사용하는 기억 검사에서 24시간의 파지 기간은 상당히 긴 것이고 이러한 기억을 장기 기억(Long term memory)이라고 한다. 이에 본 연구에서는 도라지 추출물이 감퇴된 기억력을 개선시켜줄 수 있는지를 검색하기 위하여 muscarinic 수용체의 길항제인 scopolamine 을 투여하여 만든 기억력 감퇴 동물모델을 이용하여 passive avoidance test, morris water maze test 및 y-maze test를 실시하였다. 치매 유도 동물모델 중 대표적인 행동 실험 방법인 수동회피실험(passive avoidance test)에서 도라지 추출물의 단회투여에서 latency time이 scopolamine 투여군에 비해 유의성 있게 증가함을 확인할 수 있었다(Fig.
제안 방법
- 0), Test Sample 10µl, Ach 10µl, 그리고 AchE 10µl를 microplate 에 넣은 뒤 405nm에서 10분 동안 흡광도를 측정하였다.(Model Anthos 2020, Asys hitech Gmbh, Austria) 효소활성은 1분 동안 흡광도 변화율에 대한 평균값을 계산하여 저해율을 측정하였다.
- Acetylcholinesterase 활성은 Ellman's coupled enzyme assay법21) 을 변형하여 측정하였다.
- Scopolamine(1㎎/㎏, i.p.)을 투여한 기억력 감퇴 동물모델을 이용하여 열풍건조도라지 (PR) 및 발효도라지 (FPR) 추출물 각각 50, 100㎎/㎏의 경구투여에 의하여 추출물이 기억력 손상을 억제하여 주는 효과가 있는지 여부를 수동회피 측정 장치를 이용하여 확인하였다. 기억력 개선 및 인지능력 향상에 사용 되고 있는 모델 중 하나인 수동회피실험인 passive avoidance test는 흔히 단순기억에 대한 효과를 입증할 때 쓰이는 모델로, 어두운 곳을 선호하는 mouse의 특성을 이용한 것이다.
- Scopolamine으로 유도한 기억력 감퇴 mouse의 공간학습에 대한 열풍 건조도라지(PR) 및 발효도라지(FPR) 추추물의 효과는 morris water maze test를 실시하여 Fig. 6에 나타내었다. 수중미로시험 (Water maze test)에서 발효도라지(FPR) 의 에탄올 추출물 100㎎/㎏ 투여군(FPR 100)은 대조군(VEH) 의 68%의 회복율이 나타났다.
- 2). 각 가지를 A, B, C로 정한 후 한쪽 가지에 mouse를 조심스럽게 놓고 8분 동안 자유롭게 움직이게 한 다음 흰쥐가 들어간 가지를 기록하였다. 이 때 꼬리까지 완전히 들어갔을 경우에 한하며, 갔던 가지에 다시 들어간 경우에도 기록하였다.
- 약물투여는 발효도라지 추출물 및 tacrine은 10% Tween 80에 녹인 후 경구투여 하였고 (10mg/kg), 대조군에는 10% Tween 80을 같은 용량으로 경구투여 하였다. 경구투여 30분 후, 식염수에 녹인 scopolamin을 1mg/kg의 용량으로 복강투여 하였고, scopolamin 투여 30분 후, mouse를 조명을 비춘 구획에 놓고 10초간 탐색시킨 후 길로틴문을 열어두어 어두운 구획으로 들어갈 수 있게 하였다. 이때 길로틴문이 열린 후 40초 이내에 어두운 쪽으로 들어가지 않는 mouse는 실험에서 제외시켰으며, mouse가 어두운 구획으로 들어가면 길로틴문이 닫히고 0.
- 8ml 를 가하여 10초간 혼합하고, 상온에서 30분간 방치 후 517nm에서 ELISA로 측정하였다. 대조군은 메탄올 0.2ml에 DPPH용액 0.8ml를 가한 후 상온에서 30분간 방치 후 517nm에서 흡광도를 측정한 것으로 하였다.
- 도라지 건조방법에 따른 항산화 효과를 비교분석 하였다. 도라지의 항산화 효과 평가로 뇌신경보호를 통하여 기억력개 선효과를 비교할 수 있는 기초자료로 사용하기 위해 기존 관행 건조법인 열풍건조(PR)와 발효를 위한 증자(Stem) 과정을 거친(SPR) 그리고 증자 후 효모군 주입을 통한 발효(Fermented) 공정을 거친 발효도라지(FPR)로 3가지 도라지를 이용하여 항산화 효과를 비교한 결과 항산화 50%를 나타내는 최소농도 IC50의 경우 관행의 열풍건조의 경우 14.
- 발효의 확인은 48시간 배양한 시료 에서 총균수를 측정하여 발효를 확인한 후 분석에 사용 하였다. 발효도라지를 얻은 후, 세절하여 동결건조기(PVTFA10AT, ILSIN, Suwon, Korea)를 사용하여 동결건조하였다.
- 본 실험에 사용된 도라지는 경상남도 사천에서 3년간 재배된 것을 2012년 2월에 채취하여 선별 후 깨끗이 세정하여 물기를 제거한 후 발효균주로서 효모(Saccharomyces cerevisae C-2)를 중량 대비 5%로 접종하여 온도 37℃, 습도 75%를 유지하며 48시간 배양하였다. 발효의 확인은 48시간 배양한 시료 에서 총균수를 측정하여 발효를 확인한 후 분석에 사용 하였다. 발효도라지를 얻은 후, 세절하여 동결건조기(PVTFA10AT, ILSIN, Suwon, Korea)를 사용하여 동결건조하였다.
- 본 실험에서는 scopolamine 으로 cholinergic 신경의 subtype 중 하나인 무스카린 수용체(mAChR)를 차단하여 아세틸콜린의 양은 변화시키지 않고 시냅스 간극에서 아세틸콜린이 수용체에 결합하는 것을 방해하여 실험모델을 작성하였다8).
- 본 연구에서는 경남 사천시에 자생하는 3년근 도라지를 채취하여 생도라지, 발효도라지를 각각 80% EtOH에 추출한 추출물을 이용하여 기억력 개선효과와 이를 수반하는 항산화 효과를 측정한 실험으로 그 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 실험동물이 도피대에 도달하면 10초 동안 도피대에 머물도록 하였으며, 180초 안에 도피대을 찾지 못할 경우에는 10초 동안 도피대에 머물도록 하여 도피대를 기억하도록 하였다. 수중미로 실험은 20분 간격으로 반복하였으며, 실험 5일째에는 working memory를 측정하기 위하여 도피대를 제거하고 도피대를 찾아가는 시간(escape latency)을 기록하는 probe test를 실시하였다.
- 수중미로 시험은 원형 수조(직경 150㎝, 높이 65㎝) 안에 물을 30㎝ 높이로 채우고 (23±2℃), 수조 4분면의 한 구획에 직경 10㎝의 도피대(escape platform)를 수면아래 1㎝ 에 위치하도록 하고 탈지분유를 풀어 받침대가 보이지 않게 하였다. 실험 첫날은 도피대 없이 수조안에서 실험동물이 60 초간 자유롭게 수영하도록 하였고, 4일 동안 매일 입수하는 사분면을 달리하여 하루 2번씩 반복하여 인지적응 훈련을 수행하였다. 실험동물이 도피대에 도달하면 10초 동안 도피대에 머물도록 하였으며, 180초 안에 도피대을 찾지 못할 경우에는 10초 동안 도피대에 머물도록 하여 도피대를 기억하도록 하였다.
- 학습시험이 끝난 후, 24시간 후에 장기기억에 미치는 발효도라지 추출물의 효과를 입증하고자 실시하였다(기억시험 ; test trial). 실험동물을 shuttle box에 넣고 10초 동안 탐색시간 후 길로틴문이 열리고 어두운 구획으로 mouse의 네 발이 다 들어가는데 걸리는 시간(latenty time; 머무름 시간)을 180초까지 측정하였다. 어두운 구획으로 가는데 걸리는 시간이 길수록 수동회피의 학습과 기억이 좋음을 나타낸다.
- 실험 첫날은 도피대 없이 수조안에서 실험동물이 60 초간 자유롭게 수영하도록 하였고, 4일 동안 매일 입수하는 사분면을 달리하여 하루 2번씩 반복하여 인지적응 훈련을 수행하였다. 실험동물이 도피대에 도달하면 10초 동안 도피대에 머물도록 하였으며, 180초 안에 도피대을 찾지 못할 경우에는 10초 동안 도피대에 머물도록 하여 도피대를 기억하도록 하였다. 수중미로 실험은 20분 간격으로 반복하였으며, 실험 5일째에는 working memory를 측정하기 위하여 도피대를 제거하고 도피대를 찾아가는 시간(escape latency)을 기록하는 probe test를 실시하였다.
- Y-미로시험은 단기기억형태의 순간 공간인지력을 평가하기 위한 방법으로 mouse를 이용하여 실험하였다. 약물 투여 하는 수동회피실험에서와 같은 방법으로 미로시험 1시간 전에 발효도라지 추출물과 tacrine을 경구투여하고, scopolamine 을 1㎎/㎏ 용량으로 시험 30분 전에 복강투여한 후 미로시험을 실시하였다. 본 실험에 사용된 Y-미로시험 기구는 3개의 가지로 구성되어 있으며 각 가지의 길이는 42㎝, 넓이는 3㎝, 높이는 12㎝이고 세 팔이 접하는 각도는 120°이다.
- 실험 시작 1시간 전에 실험동물을 행동관찰실로 옮기고 약물을 투여한 후 안정시켰다. 약물투여는 발효도라지 추출물 및 tacrine은 10% Tween 80에 녹인 후 경구투여 하였고 (10mg/kg), 대조군에는 10% Tween 80을 같은 용량으로 경구투여 하였다. 경구투여 30분 후, 식염수에 녹인 scopolamin을 1mg/kg의 용량으로 복강투여 하였고, scopolamin 투여 30분 후, mouse를 조명을 비춘 구획에 놓고 10초간 탐색시킨 후 길로틴문을 열어두어 어두운 구획으로 들어갈 수 있게 하였다.
- 경구투여 30분 후, 식염수에 녹인 scopolamin을 1mg/kg의 용량으로 복강투여 하였고, scopolamin 투여 30분 후, mouse를 조명을 비춘 구획에 놓고 10초간 탐색시킨 후 길로틴문을 열어두어 어두운 구획으로 들어갈 수 있게 하였다. 이때 길로틴문이 열린 후 40초 이내에 어두운 쪽으로 들어가지 않는 mouse는 실험에서 제외시켰으며, mouse가 어두운 구획으로 들어가면 길로틴문이 닫히고 0.5mA의 전기 충격이 3초 동안 grid 바닥을 통해 흐르게 되고 mouse는 이를 기억하게 되는데 이때 길로틴문이 열린 후 mouse가 어두운 쪽으로 들어갈 때까지의 시간을 측정하였다(학습시험 ; training trial). 학습시험이 끝난 후, 24시간 후에 장기기억에 미치는 발효도라지 추출물의 효과를 입증하고자 실시하였다(기억시험 ; test trial).
- 즉, 20µl의 0.01M DTNB 와 300µl의 0.05M Tris-HCl (pH 8.0), Test Sample 10µl, Ach 10µl, 그리고 AchE 10µl를 microplate 에 넣은 뒤 405nm에서 10분 동안 흡광도를 측정하였다.
- 5mA의 전기 충격이 3초 동안 grid 바닥을 통해 흐르게 되고 mouse는 이를 기억하게 되는데 이때 길로틴문이 열린 후 mouse가 어두운 쪽으로 들어갈 때까지의 시간을 측정하였다(학습시험 ; training trial). 학습시험이 끝난 후, 24시간 후에 장기기억에 미치는 발효도라지 추출물의 효과를 입증하고자 실시하였다(기억시험 ; test trial). 실험동물을 shuttle box에 넣고 10초 동안 탐색시간 후 길로틴문이 열리고 어두운 구획으로 mouse의 네 발이 다 들어가는데 걸리는 시간(latenty time; 머무름 시간)을 180초까지 측정하였다.
- 해마와 전두피질의 ACh가 감소되면 일시적으로 감각운동 기능에 결함이 생기고 장기적으로는 수동적 회피학습(passive avoidance learning)과 미로 과제의 수행이 현저하게 불량해 지는 행동적 변화가 수반29) 되므로 전기 자극을 주는 수동회피실험을 수행하였으며 미로시험은 두 가지로 진행하였다. 미로시험에서도 y-maze 와 morris water maze 로 나눠서 실험한 것은, y-maze 는 공간기억과제이고 주로 작업 기억을 바탕으로 하는 학습능력을 알아보기 위한 것이다.
- 행동관찰은 Ethovision program (Noldus,Netherlands)을 이용하여 기록 및 측정하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 Y-미로시험 기구는 3개의 가지로 구성되어 있으며 각 가지의 길이는 42㎝, 넓이는 3㎝, 높이는 12㎝이고 세 팔이 접하는 각도는 120°이다.
- 본 실험에 사용된 도라지는 경상남도 사천에서 3년간 재배된 것을 2012년 2월에 채취하여 선별 후 깨끗이 세정하여 물기를 제거한 후 발효균주로서 효모(Saccharomyces cerevisae C-2)를 중량 대비 5%로 접종하여 온도 37℃, 습도 75%를 유지하며 48시간 배양하였다. 발효의 확인은 48시간 배양한 시료 에서 총균수를 측정하여 발효를 확인한 후 분석에 사용 하였다.
- 본 실험에 사용한 시약 tacrine (9-amino-1, 2, 3, 4-tetra- hydroacridine hydrochloride), (-) scopolamine hydrobromide, acetylthiocholine iodide, DTNB (5, 5’-dithiobis [2-nitrobenzoic acid]), 는 시그마(Sigma, USA)의 제품을 사용하였으며 기타 시약은 시중에서 구입할 수 있는 최상급을 사용하였다.
- 실험동물은 각 군당 10마리로 구성하였고, 온도 23 ± 3℃, 습도 50 ± 10% 내외, 명암주기 12시간 주기로 일정하게 유지된 사육실에서 다섯 마리씩 polycarbonate mice cage에 수용하여 사육하였으며 적응 기간 동안 사료와 물을 제한 없이 공급하였다.
- 실험동물은 수컷의 ICR mouse 5주령을 주식회사 코아텍 (경기도, 한국)에서 공급받아 사용하였다. 실험동물은 경남과 학기술대학교 동물실에서 7일간 적응시킨 후 사용하였다. 실험동물은 각 군당 10마리로 구성하였고, 온도 23 ± 3℃, 습도 50 ± 10% 내외, 명암주기 12시간 주기로 일정하게 유지된 사육실에서 다섯 마리씩 polycarbonate mice cage에 수용하여 사육하였으며 적응 기간 동안 사료와 물을 제한 없이 공급하였다.
- 실험동물은 수컷의 ICR mouse 5주령을 주식회사 코아텍 (경기도, 한국)에서 공급받아 사용하였다. 실험동물은 경남과 학기술대학교 동물실에서 7일간 적응시킨 후 사용하였다.
- 실험동물의 공간기억을 평가하기 위해 mouse를 이용하였다. 수중미로 시험은 원형 수조(직경 150㎝, 높이 65㎝) 안에 물을 30㎝ 높이로 채우고 (23±2℃), 수조 4분면의 한 구획에 직경 10㎝의 도피대(escape platform)를 수면아래 1㎝ 에 위치하도록 하고 탈지분유를 풀어 받침대가 보이지 않게 하였다.
이론/모형
- 도라지 추출물의 항산화력을 측정하기 위해 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazy(DPPH) 자유기 소거능 측정 Blois법20)에 따라 Test sample을 메탄올에 희석시킨 희석 용액 0.2ml에 4×10-4 M 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazy(DPPH : Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA)용액 0.8ml 를 가하여 10초간 혼합하고, 상온에서 30분간 방치 후 517nm에서 ELISA로 측정하였다.
- 우측방에는 매우 밝은 전구가 설치되어 있어 실험동물이 싫어하는 밝은 환경을 조성할 수 있게 하였고, 좌측 방에는 빛이 전혀 들어오지 않게 하여 실험동물이 상대적으로 편안함을 느끼게 하였다. 수동회피시험은 설치류의 working memory ability를 측정하는 방법으로 학습 및 기억력 측정을 위하여 널리 이용되고 있는 LeDoux22)의 방법을 응용하여 시행하였다. 실험 시작 1시간 전에 실험동물을 행동관찰실로 옮기고 약물을 투여한 후 안정시켰다.
성능/효과
- 1. 채취 후 건조방법에 따른 도라지 추출물의 항산화력을 DPPH로 측정한 결과 열풍건조도라지 추출물에 비해 발효도라지 추출물의 항산화 효과가 38.5% 증가됨을 알 수 있었다.
- 2. 신경전달물질 분해효소인 AChE 저해능을 같은 방법으로 비교하여 도라지 추출물의 기억력개선효과를 측정한 결과 AChE 저해효과는 열풍건조도라지 추출물에 비해 발효도라지 추출물이 31% 증가됨을 알 수 있었다.
- 3. 각 도라지 추출물의 학습, 기억능력 측정을 위해 실시한 수동회피시험 (Passive avoidance test)에서 발효 도라지의 100mg/kg 투여군은 대조군의 90% 회복됨을 알 수 있었다.
- 4. 각 도라지 추출물 투여군의 공간지각력의 영향을 관찰하기 위해 실시한 Y미로 시험 (Y maze test)에서는 발효도라지의 100mg/kg 투여군은 대조군의 92% 회복함을 알 수 있었다.
- 5. 각 도라지 추출물 투여군의 장기기억력의 영향을 관찰하기 위해 실시한 수중미로시험 (Water maze test)에 서는 발효도라지의 100mg/kg 투여군은 대조군의 68% 회복됨을 알 수 있었다.
- AChE 저해효과의 IC50 는 도라지 추출물(PR) 20.80㎍/㎖, 발효도라지 추출물(FPR) 14.29㎍/㎖로 발효도라지 AChE 저해효과가 31% 증가됨을 알 수 있었다.
- Scopolamine(1㎎/㎏, I.p.)의 투여에 의해 spontaneous alternation이 대조군에 비해 유의성 있게 감소하였고(P<0.05), 발효도라지 (FPR) 50㎎/㎏ 투여군과 100㎎/㎏ 투여군 그리고 tacrine(10㎎/㎏)을 투여했을 때 모두 spontaneous alternation 이 scopolamine 투여군에 비해 유의성 있게 증가하였다 (P<0.05, Fig. 4).
- 도라지 건조방법에 따른 항산화 효과를 비교분석 하였다. 도라지의 항산화 효과 평가로 뇌신경보호를 통하여 기억력개 선효과를 비교할 수 있는 기초자료로 사용하기 위해 기존 관행 건조법인 열풍건조(PR)와 발효를 위한 증자(Stem) 과정을 거친(SPR) 그리고 증자 후 효모군 주입을 통한 발효(Fermented) 공정을 거친 발효도라지(FPR)로 3가지 도라지를 이용하여 항산화 효과를 비교한 결과 항산화 50%를 나타내는 최소농도 IC50의 경우 관행의 열풍건조의 경우 14.72㎍/㎖를 나타내고 반면 발효도라지 추출물은 관행대비 38.5%가 개선된 최소 유효농도 9.05㎍/㎖를 나타내어 발효를 통하여 항산화력이 증강된 점을 알 수 있다.
- 실험동물에 전기충격을 가하여 전기 자극을 기억하는 시간을 측정하는 방법으로 학습 및 기억능력을 측정하는 대표적인 행동 실험 방법인 수동회피실험 (Passive avoidance test)에서 도라지추출물의 단회투여에서 latency time이 scopolamine 투여군에 비해 유의성 있게 증가함을 확인 할 수 있었다. 따라서 scopolamine으로 유도한 건망증 mouse의 수동회피실험에서 latency time이 길어졌다는 것은 발효도라지 추출물이 콜린성 신경계에 작용하여 학습 및 기억력을 회복시켰다는 것을 의미하고, 정상인의 기억과 인지기능 감퇴뿐만 아니라 치매 질환에서도 유효한 효과가 있을 것으로 여겨진다. Fig.
- 이는 추출물이 콜린성 신경계에 작용하여 학습 및 기억력을 회복시켰다는 것을 의미하여, 정상인 및 인지기능감퇴자인 치매 환자에서도 유효한 효과가 있을 것으로 여겨진다. 또한 공간의 학습과 기억을 검사하는 실험 장치로 사용되는 morris 수중미로 실험에서도 4일 동안 실시되는 획득시행에서 양성대조 군인 tacrine 그룹과 비슷한 양상으로 공간 기억 능력의 향상이 관찰되었으며 또한 y-maze test에서도 spontaneous alternation이 scopolamine 투여군에 비해 유의성 있게 증가 하여 학습 및 기억력이 회복되었다는 것을 알 수 있었다.
- 5). 수중미로 시험에서도 발효도라지 추출물 100㎎/㎏ 투여군(FPR 100)은 4일째 기억검사를 시행한 결과 도피대에 있었던 4분원 머무는 시간이 scopolamine군에 대해 유의성 있게 증가하여 대조군(정상군, VEH)의 68%까지 회복되었음을 확인할 수 있었다.
- 6에 나타내었다. 수중미로시험 (Water maze test)에서 발효도라지(FPR) 의 에탄올 추출물 100㎎/㎏ 투여군(FPR 100)은 대조군(VEH) 의 68%의 회복율이 나타났다.
- Morris water maze test에서 escape latency 감소는 장기기억과 관련된 학습능력을 나타낸다. 실험결과에서 치매유발 물질인 scopolamine 투여군은 4일간의 반복시험으로 escape latency가 감소하지 않아 장기기억 (long-term memory)이 손상된 것을 알 수 있었다. 반면에 발효도라지 추출물(FPR) 투여군에서는 3일째부터 tacrine 투여군과 함께 escape latency 시간이 scopolamine 투여군에 비해 유의적으로 감소하였다 (P<0.
- 기억력 개선 및 인지능력 향상에 사용 되고 있는 모델 중 하나인 수동회피실험인 passive avoidance test는 흔히 단순기억에 대한 효과를 입증할 때 쓰이는 모델로, 어두운 곳을 선호하는 mouse의 특성을 이용한 것이다. 실험동물에 전기충격을 가하여 전기 자극을 기억하는 시간을 측정하는 방법으로 학습 및 기억능력을 측정하는 대표적인 행동 실험 방법인 수동회피실험 (Passive avoidance test)에서 도라지추출물의 단회투여에서 latency time이 scopolamine 투여군에 비해 유의성 있게 증가함을 확인 할 수 있었다. 따라서 scopolamine으로 유도한 건망증 mouse의 수동회피실험에서 latency time이 길어졌다는 것은 발효도라지 추출물이 콜린성 신경계에 작용하여 학습 및 기억력을 회복시켰다는 것을 의미하고, 정상인의 기억과 인지기능 감퇴뿐만 아니라 치매 질환에서도 유효한 효과가 있을 것으로 여겨진다.
- 따라서 이 효소를 제거하는 효능이 치매 예방 및 기억력 개선과 밀접한 관련이 있다. 이러한 효소 저해력을 측정한 결과 발효도라지의 acetylcholine 저해효과가 도라지 관행군에 비해 31% 증가됨을 알 수 있어서 도라지는 발효에 의해서 퇴행성으로 인한 기억력 감퇴에 도움을 줄 수 있을 것을 시사하였다.
- 이상의 결과를 종합하여 볼 때 채취 후 가공방법 설정을 위한 실험에서 미생물 발효 후 건조한 도라지는 관행건조방법 대비 항산화 효과 및 기억력개선에 효과가 있음이 나타났다.
- 이에 본 연구에서는 도라지 추출물이 감퇴된 기억력을 개선시켜줄 수 있는지를 검색하기 위하여 muscarinic 수용체의 길항제인 scopolamine 을 투여하여 만든 기억력 감퇴 동물모델을 이용하여 passive avoidance test, morris water maze test 및 y-maze test를 실시하였다. 치매 유도 동물모델 중 대표적인 행동 실험 방법인 수동회피실험(passive avoidance test)에서 도라지 추출물의 단회투여에서 latency time이 scopolamine 투여군에 비해 유의성 있게 증가함을 확인할 수 있었다(Fig. 2). 이는 추출물이 콜린성 신경계에 작용하여 학습 및 기억력을 회복시켰다는 것을 의미하여, 정상인 및 인지기능감퇴자인 치매 환자에서도 유효한 효과가 있을 것으로 여겨진다.
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