[논문]알츠하이머질병 모델동물인 Tg2576 마우스를 이용한 미나리 알코올추출물의 기억력 개선 효능

원범영; 신기영; 하현지; 장근아; 윤여상; 김예리; 박용진; 이형근

doi:10.9721/kjfst.2015.47.6.779

알츠하이머질병 모델동물인 Tg2576 마우스를 이용한 미나리 알코올추출물의 기억력 개선 효능
Effect of Dropwort (Oenanthe javanica) Extracts on Memory Improvement in Alzheimer's Disease Animal Model, Tg2576 mice 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.47 no.6, 2015년, pp.779 - 784

원범영 ((주)브레인트로피아 기업부설연구소) , 신기영 (단국대학교 자연과학대학 미생물학과) , 하현지 ((주)브레인트로피아 기업부설연구소) , 장근아 (가천대학교 메디컬캠퍼스 약리학과) , 윤여상 ((주)브레인트로피아 기업부설연구소) , 김예리 ((주)브레인트로피아 기업부설연구소) , 박용진 ((주)브레인트로피아 기업부설연구소) , 이형근 ((주)브레인트로피아 기업부설연구소)

초록
AI-Helper

본 연구는 천연 식물이 기억력 개선에 미치는 영향을 검토하기 위하여 총 7가지 식물에 대하여 아세틸콜린분해효소 활성 억제력을 측정하였다. 특히 미나리 알코올추출물(18.76%)의 억제력이 가장 우수하였으며, 미나리 알코올추출물에 대한 추가 연구를 수행하였다. Tg2576 마우스의 기억력에 미치는 영향을 검토하기 위하여 미나리 알코올추출물 50 mg/kg으로 3개월간 경구투여 후 수동회피테스트로 인지기능변화를 측정하였고, 뇌 속의 아세틸콜린분해효소 활성 억제, 베타아밀로이드1-42 단백질 생성 억제력을 측정하였다. 그 결과, 수동회피 테스트에서 미나리추출물을 투여한 Tg 마우스군은 181.77초로 생리식염수를 투여한 Tg 마우스군과 비교하여 머무름 시간이 유의적으로 증가하게 나타났다. 베타아밀로이드1-42 단백질 농도 측정 시 미나리 알코올추출물에 의하여 축적 농도가 985.19 pmol/g으로 감소하였으며, 생리식염수를 투여한 Tg 마우스군과 유의적 차이가 있었다. 추가적인 효소 억제력 실험 결과, 미나리 알코올추출물의 아세틸콜린분해효소 활성억제에 대한 50% 활성억제농도($IC_{50}$)값은 $991.77{\mu}g/mL$로 나타났으며, Lineweaver-Burk Plot 결과, 무경쟁적 저해로 나타났다. 따라서 미나리 알코올추출물은 Tg2576 형질전환 마우스의 인지기능을 개선시키며, 콜린성 신경시스템을 보호하는 물질로 판단된다. 미나리 알코올추출물은 기억 및 학습 증진에 효과적으로 작용하는 천연식물로써 이상의 결과를 근거로 한 미나리 소재의 다양한 기능성제품 개발과 부가가치 향상이 가능할 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to investigate the effect of herbs on memory improvement by focusing on their cholinergic functions in Tg2576 mice. Seven herbs were used to obtain extracts by using alcohol and water. In screening test for cholinergic activities of the extracts, acetylcholinesterase (AChE) activity was highly inhibited in Oenanthe javanica alcohol extract (OJAE, 18.76%) as compared with the others. The OJAE-treated Tg2576 (Tg-OJAE) groups showed the statistically significant increases of latency time in passive avoidance test. Also, it was found that the concentration of $A{\beta}1-42$ was significantly reduced in Tg-OJAE groups compared to non-treated Tg2576 groups. In the additional enzyme test, it was found that $IC_{50}$ of OJAE was $991.77{\mu}g/mL$ and OJAE acted as an uncompetitive inhibitor of AChE. Therefore, it seemed that OJAE can be used for the development of processed foods for memory improvement.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

또한 아세틸콜린분해효소에 대한 50% 활성억제농도(IC₅₀)와 Lineweaver-Burk plot을 나타내었다. 결론적으로, 본 연구에서 미나리 알코올추출물의 기억력 개선 효과를 규명하고 기능성 식품으로서의 가능성을 평가하고자 한다.

제안 방법

이와 같이 약용 및 식용식물로서의 높은 가치를 지닌 미나리에 대한 다양한 연구가 진행되어 왔으나 아직 미나리 추출물에 대한 기억력 개선 효과 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서 7가지 식물 후보군인 미나리, 유자(Citrus junos), 대추(Ziziphus jujube), 천년초(Opuntia ficus-indica), 석류(Punica grantum), 무화과(Ficus carica), 신선초(Angelica keiskei)를 물 또는 알코올로 추출한 후 기억력 개선 기능성 소재로서의 가능성을 평가했다. 기억력 개선 스크리닝으로 아세틸콜린분해효소(acetylcholinesterase, AChE) 활성억제효과를 측정하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용된 약용 및 식용 식물들은 미나리, 유자, 대추, 천년초, 석류, 무화과 및 신선초이며, 모두 전라남도 지역에서 재배된 것을 구입하였다. 불순물 제거를 위하여 수세한 후 2번 열풍 건조기(VB-200DM, Vison Biotech, Incheon, Korea)에 건조시키고, 분쇄기(Pin Crusher-140, Korea Pulverizing Machinery Co.

데이터처리

실험 결과는 평균과 표준오차(SEM)으로 나타냈으며 통계분석은 SPSS program (SPSS Version 12.0, SPSS Inc., USA)을 이용하였고, one-way ANOVA (analysis of variation) 와 Student’s t-test로 분석하여 p<0.05 수준에서 유의성을 검정하였다.

성능/효과

또한, 마우스 혈청에서 NGF의 분비를 촉진하였다고 보고하였다. 따라서 미나리 추출물은 베타아밀로이드 펩타이드로부터 신경세포를 보호할 수 있는 천연물질로써 기억력 개선 효과를 제시하고 있다고 판단된다.
) 잎 추출물은 아세틸콜린분해효소 활성억제력이 높았으며, 플라보노이드와 페놀산, 타닌 성분 등이 반응 효과를 증가 시켰다고 한다(36-39). 아세틸콜린분해효소 활성 억제 효과는 미나리 추출물에 함유된 플라보노이드, 페놀의 성분이 기인한 것이라고 판단되며, 미나리 추출물은 항산화 활성이 있는 것으로 산화적 스트레스를 감소시킴으로써 기억력을 개선할 수 있을 것으로 추정된다.
이전 보고된 연구에서는 스코폴라민으로 유도한 기억손상 동물모델에서 머무름 시간이 증가하였다고 보고하였으며, 기억 손상의 회복 작용은 콜린 효능성 신경계에 작용하여 기억손상이 완화된 것이라고 하였다(41). 이를 바탕으로 미나리 알코올추출물은 콜린성 신경계를 보호하는 것으로 기억력 손상을 효과적으로 예방 가능함을 시사하였으며, 미나리 추출물의 지속적인 섭취는 치매질환과 같은 증상에서 나타나는 감퇴된 기억력을 증진시켜주는 효과가 있을 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	Tg2576 형질전환 마우스는 무엇으로 잘 알려져 있는가?	본 연구에서는 치매모델동물로서 잘 알려진 Tg2576 형질전환 마우스를 사용하였다. Tg2576 마우스와 Wild type (Wt) 마우스(B6SJLF/J, 12주령, 20±5 g)는 각각 Taconic Farms (Germantown, NY, USA)와 (주)코아텍(Geonggido Peongtaek, Korea)으로부터 구매하였으며, 12시간 간격으로 조명을 주고, 온도 22±2°C , 습도 50-55%의 환경에서 식이와 물은 자유롭게 섭취할 수 있게 하였다.
	아세틸콜린분해효소의 역할은?	아세틸콜린분해효소는 말초신경과 중추신경계의 대표적 신경전달물질인 아세틸콜린을 분해하는 효소로, 활성을 억제해 뇌 속의 아세틸콜린 농도를 증가시키는 방법이 알츠하이머질환 환자 치료에 이용되고 있다(34). 따라서 본 실험에서는 모든 식물의 알코올과 열수 추출물들이 아세틸콜린분해효소 활성에 미치는 효과를 나타내었다(Table 1).
	수동회피시험을 사용하여 Tg2576 형질전환 마우스에서 미나리 알코올추출물이 인지능 개선에 미치는 영향을 측정한 대조군의 실험 결과는?	1과 같다. 대조군에서 머무름 시간이 생리식염수를 투여한 대조군(Wt-CTL) 202.70초, 미나리추출물을 투여한 대조군(Wt-OJAE) 196.71초로 통계적으로 유의적인 차이는 없었다. 그러나 실험그룹 중 생리식염수를 투여한 실험군(Tg-CTL)은 머무름 시간이 61.

참고문헌 (50)

Oh SK. Neurotransmitters and Brain Disease. Shinil Books company. Seoul, Korea. pp. 160, 345-364 (2005)
Kim DW, Kim YJ, Lee YJ, Min JW, Kim SY, Yang DC. Conversion of ginsenosides by 9 repetitive steamings and dryings process of Korean ginseng root and its inhibition of BACE-1 activity. J. Physiol. Pathol. Korean Med. 22: 1557-1561 (2008)
Kim SM, Chung MJ, Ha TJ, Choi HN, Jang SJ, Kim SO, Chun MH, Do SI, Choo YK, Park YI. Neuroprotective effects of black soybean anthocyanins via inactivation of ASK1-JNK/p38 pathways and mobilization of cellular sialic acids. Life Sci. 90: 874-882 (2012)

상세보기
Choi KG. The long-term care and demetia policy in welfare states. Soc. Welf. Policy 17: 55-75 (2003)
Papandreou MA, Dimakopoulou A, Linardaki ZI, Cordopatis P, Klimis-Zacas D, Margarity M, Lamari FN. Effect of a polyphenol-rich wild blueberry extract on cognitive performance of mice, brain antioxidant markers and acetylcholinesterase activity. Behav. Brain Res. 198: 352-358 (2009)

상세보기
Selkoe DJ. Translating cell biology into therapeutic advances in alzheimer's disease. Nature 399: A23-A31 (1999)

상세보기
Tanzi R, Gaston S, Bush A, Romano D, Pettingell W, Peppercorn J, Paradis M, Gurubhagavatula S, Jenkins B, Wasco W. Genetic heterogenity of gene defects responsible for familial Alzheimer disease. Genet. Evol. Aging 3: 285-293 (1994)
Price DL, Tanzi RE, Borchelt DR, Sisodia SS. Alzheimer' disease: Genetic studies and transgenic models. Annu. Rev. Genet. 32: 461-493 (1998)

상세보기
Selkoe DJ. The molecular pathology of alzheimer' disease. Neuron 6: 487-498 (1991)

상세보기
Harada J, Sugimoto M. Activation of caspase-3 in ${\beta}$ -amyloid induced apoptosis of cultured rat cortical neurons. Brain Res. 842: 311-323 (1999)

상세보기
Yan XZ, Qiao JT, Dou Y, Qiao ZD. ${\beta}$ -amyloid peptide fragment 31-35 induces apoptosis in cutured cortical neurons. Neuroscience 92: 177-184 (1999)

상세보기
Goodman Y, Mattson MP. Secreted forms of ${\beta}$ -amyloid precursor protein protect hippocampal neurons against amyloid ${\beta}$ -peptideinduced oxidative injury. Exp. Neurol. 128: 1-12 (1994)

상세보기
Selkoe DJ. Toward a comprehensive theory for alzheimer's disease. Hypothesis: Alzheimer's disease is caused by the cerebral accumulation and cytotoxicity of amyloid ${\beta}$ -protein. Ann. Ny. Acad. Sci. 924: 17-25 (2000)
Pedersen WA, Kloczewiak MA, Bluszatajskn JK. Amyloid beta-protein reduces acetylcholine synthesis in a cell line derived from cholinergic neurons of the basal forebrain. P. Natl. Acad. Sci. USA 93: 8068-8071 (1996)

상세보기
Talesa VN. Acetylcholinesterase in Alzheimer's disease. Mech. Aging Dev. 122: 1961-1969 (2001)

상세보기
Lleo A, Greenberg SM, Growdon JH. Current pharmacotheraphy for alzheimer's disease. Annu. Rev. Med. 57: 513-533 (2006).

상세보기
Um MY, Ha TY, Seong KS, Kim YS. In vitro screening of the acetylcholinesterase inhibition, antioxidant activity, and neuronal cell protective effect of medicinal plant extracts. Korean J. Food Preserv. 20: 840-845 (2013)

원문보기 상세보기
Shin KY, Lee JY, Won BY, Jung HY, Chang KA, Koppula S, Suh YH. BT-11 is effective for enhancing cognitive functions in the elderly humans. Neurosci. Lett. 465: 157-159 (2009)

상세보기
Mancuso C, Siciliano R, Barone E, Preziosi P. Natural substances and alzheimer's disease: From preclinical studies to evidence based medicine. BBA-Mol. Basis Dis. 1822: 616-624 (2012)

상세보기
Walesiuk A, Braszko JJ. Gingkoselect alleviates chronic corticosterone- induced spatial memory deficits in rats. Fitoterapia 81: 25-29 (2010)

상세보기
Park SK, Jung IC, Lee WK, Lee YS, Park HK, Go HJ, Kim KS, Lim NK, Hong JT, Ly SY, Rho SS. A combination of green tea extract and l-theanine improves memory and attention in subjects with mild cognitive impairment: A double-blind placebo-controlled study. J. Med. Food 14: 334-343 (2011)

원문보기 상세보기
Ozarowski M, Mikolajczak PL, Bogacz A, Gryszczynska A, Kujawska M, Jodynis-Lieber J, Piasecka A, Napieczynska H, Szulc M, Kujawski R, Bartkowiak-Wieczorek J, Cichocka J, Bobkiewicz-Kozlowska T, Czerny B, Mrozikiewicz PM. Rosmarinus officinalis L. leaf extract improves memory impairment and affects acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase activities in rat brain. Fitoterapia 91: 261-271 (2013)

상세보기
Rhee HJ, Jung HS, Kim YD. Componential specification of the water dropwort (Oenanthe javanica DC). J. Sci. Educ. 2: 17-31 (1993)
Son MJ, Cha CG, Park JH, Kim CS, Lee SP. Manufacture of dropwort extract using brown sugar, fructose syrup and oligosaccharides. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 34: 1485-1489 (2005)

원문보기 상세보기
Park JC, Yu YB, Lee JH. Isolation of steroids and flavonoids from the herb Oenanthe javanica DC. Korean J. Pharmacogn. 24: 244-246 (1993)
Rhee HJ, Jung HS, Kim YD. Changes on the volatile constituents of the water dropwort (Oenanthe javanica DC) according to seasons. J. Sci. Educ. 4: 175-187 (1995)
Mun SI, Joh YG, Ryu HS. Protein and amino acid composition of water cress, Oenanthe stolonifera DC. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 19: 133-142 (1990)
Hwang CR, Hwang IG, Kim HY, Kang TS, Kim YB, Joo SS, Lee JS, Jeong HS. Antioxidant component and activity of dropwort (Oenanthe javanica) ethanol extracts. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 40: 316-320 (2011)

원문보기 상세보기
Shin CS, Rho SN. Effect of powder of small water dropwort (Oenanthe javanica DC) and brewer's yeast (Saccharomyces cerevisiae) on the liver function and serum lipid metabolism in alcohol-consumed rats. J. East Asian Soc. Dietary Life 16: 281-291 (2006)
Kim JG. Purification of water contaminated with synthetic detergent by a wild strain of Oenanthe javanica. J. Fd. Hyg. Safety 17: 1-7 (2002)
Ellman GL, Courtney KD, Andres jr VA, Feathertone RM. A new and rapid colorimetric determination of acetylcholinesterase activity. Biochem. Pharmacol. 7: 88-90 (1961)

상세보기
Shen Z, Wang G, Lin SZ. Two-way shuttlebox avoidance conditioning and brain NADH in rats. Physisol. Behav. 48: 515-517 (1990)

상세보기
Go J, Choi SI, Kim JE, Lee YJ, Kwak MH, Koh EK, Song SH, Sung JE, Hwang DY. Effect of reserpine on the behavioral defects, $A{\beta}$ -42 deposition and NGF metabolism in Tg2576 transgenic mouse model for alzheimer's disease. J. Life Sci. 23: 812-824 (2013)

원문보기 상세보기
Park HJ, Kim DI, Lee SH, Lee YM, Jeong HJ, Cho SM, Chun HK, Lillehoj HS. Supplementary effects of Lentinus edodes with different harvest period and part on neurotransmitters and lipid peroxide levels in the brain of diabetic mice. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 34: 1182-1187 (2005)

원문보기 상세보기
Lee EN, Song JH, Lee JS. Screening of potent antidementia acetylcholinesterase inhibitor-containing fruits and optimal extraction conditions. Korean J. Food Nutr. 23: 318-323 (2010)
Amessis-Ouchemoukh N, Madani K, Fal PLV, Serralheiro ML, Arajo MEM. Antioxidant capacity and phenolic contents of some mediterranean medicinal plants and their potential role in the inhibition of cyclooxygenase-1 and acetylcholinesterase activities. Ind. Crop. Prod. 53: 6-15 (2014)

상세보기
Hostettmann K, Borloz A, Urbain A, Marston A. Natural product inhibitors of acetylcholinesterase. Curr. Org. Chem. 10: 825-847 (2006)

상세보기
Fawole OA, Amoo SO, Ndhlala AR, Light ME, Finnie JF, van Staden J. Anti-inflammatory, anticholinesterase, antioxidant and phytochemical properties of medicinal plants used for pain-related ailments in South Africa. J. Ethnopharmacol. 127: 235-241 (2010)

상세보기
Hernandez MF, Fal PLV, Arajo MEM, Serralheiro MLM. Acetyl-cholinesterase inhibition and antioxidant activity of the water extracts of several Hypericum species. Food Chem. 120: 1076-1082 (2010)

상세보기
van der Zee EA, Biemans BAM, Gerkema MP, Daan S. Habituation to a test apparatus during associative learning is sufficient to enhance muscarinic acethylcholine receptor-immunoreactivity in rat suprachiasmatic nucleus. J. Neurosci. Res. 78: 508-519 (2004)

상세보기
Kang SJ, Woo JH, Kim AJ. The effects of Korean ginseng on memory loss in a rat models. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 42: 1190-1196 (2013)

원문보기 상세보기
Barril X, Orozco M, Luque FJ. Towards improved acetylcholinesterase inhibitors: A structural and computational approach. Mini Rev. Med. Chem. 1: 255-266 (2001)

상세보기
Lorenzo A, Yankner BA. ${\beta}$ -amyloid neurotoxicity requires fibril formation and is inhibited by Congo red. P. Natl. Acad. Sci. USA 91: 12243-12247 (1994)

상세보기
Oboh G, Ademiluyi AO, Akinyemi AJ. Inhibition of acetylcholinesterase activities and some pro-oxidant induced lipid peroxidation in rat brain by two varieties of ginger (Zingiber officinale). Exp. Toxicol. Pathol. 64: 315-319 (2012)

상세보기
Khalid A, Azim MK, Parveen S, Rahman A, Choudhary MI. Structural basis of acetylcholinesterase inhibition by triterpenoidal alkaloids. Biochem. Bioph. Res. Co. 331: 1528-1532 (2005)

상세보기
Snape MF, Misra A, Murray TK, de Souza RJD, Williams JL, Cross AJ, Green AR. A comparative study in rats of the in vitro and in vivo pharmacology of the acetylcholinesterase inhibitors tacrine, donepezil and NXX-066. Neuropharmacology 38: 181-193 (1999)

상세보기
Kim SH, Kim JK, Lee YS, Bae YS, Lim SS. Inhibitory effect of quercetin-3-O- ${\alpha}$ -L-rhamnopyranoside from Chamaecyparis obtuse on aldose reductase and sorbitol accumulation. Korean J. Medicinal Crop Sci. 18: 305-310 (2010)

원문보기 상세보기
Kavrayan D, Aydemir T. Partial purification and characterization of polypenoloxidase from peppermint (Mentha piperita). Food Chem. 74: 147-154 (2001)

상세보기
Lee Y, Kwon YM. L-arginine and L-canavanine uptake in the leaf protoplasts and leaf sices of Canavalia lineata. Korean Biochem. J. 26: 245-251 (1993)
Ra KS, Chung SH, Suh HJ, Son JY, Lee HK. Inhibitor of xanthine oxidase from onion skin. Korean J. Food Sci. Technol. 30: 697-701 (1998)

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증