[논문]복신(茯神)의 인지기능 향상 및 해마 신경세포분화 촉진에 대한 효능 연구

최진규; 심여문; 김원남; 김선여; 오명숙

doi:10.6116/kjh.2015.30.2.43.

복신(茯神)의 인지기능 향상 및 해마 신경세포분화 촉진에 대한 효능 연구
Effect of Hoelen Cum Radix on learning and memory enhancement via stimulation of neuronal differentiation in the hippocampus of the mouse brain 원문보기

大韓本草學會誌 = The Korea journal of herbology, v.30 no.2, 2015년, pp.43 - 48

최진규 (경희대학교 일반대학원 나노의약생명과학과) , 심여문 (경희대학교 일반대학원 나노의약생명과학과) , 김원남 (예일대학교 의과대학 내분비내과) , 김선여 (가천대학교 약학대학 약학과) , 오명숙 (경희대학교 일반대학원 나노의약생명과학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives : The aim of this study was to investigate the memory enhancing properties of extract of Hoelen Cum Radix (HCR) and its possible mechanism in mice of normal condition. Methods : We evaluated the effects of HCR on cognitive function and memory enhancement in normal mice. Male ICR mice were orally administrated with HCR 100 mg/kg for 7 days and equal volume of saline was administrated to the control group in the same condition. We conducted two behavioral tests which measure the spatial working memory (Y-maze test) and cognitive fear memory (passive avoidance test). We also investigated whether HCR affects the hippocampal neurogenesis in the brain. To assess the effects of HCR on neural progenitor cell differentiation and neurite outgrowth in the early stage of hippocampal neurogenesis, we performed doublecortin (DCX), a direct neurogenesis marker, immunohistochemical analysis in the dentate gyrus (DG) of the mouse hippocampus. Results : HCR significantly enhanced memory and cognitive function as determined by the Y-maze test (p<0.05) and passive avoidance test (p<0.001). Moreover, HCR increased DCX positive cells (p<0.01) and neurite length (p<0.01) compared to the control group. These results indicated that HCR stimulates differentiation of neural progenitor cells and promotes neurite outgrowth in hippocampal DG of the mice. Conclusion : We concluded that HCR shows memory enhancing effects through the stimulation of hippocampal neurogenesis as a consequence of accelerated neuronal differentiation and neurite outgrowth in the DG of the hippocampus after HCR treatment.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는, 한의학적 이론과 기존 연구결과를 바탕으로 茯神이 병태 모델이 아닌 정상 동물 모델에서 기억 및 인지기능 강화 효능이 있음을 확인하고 그 기전을 연구하고자 하였다. 따라서, 茯神 추출물을 이용하여 마우스 모델에서 행동실험, 면역조직화학과 조직분석을 통하여 다음과 같은 결과를 얻었기에 보고하는 바이다.

제안 방법

실험기간 동안 사료는 실험동물용 고형사료를 공급하였고, 음수는 증류수를 사용하여 자유롭게 섭취할 수 있도록 하였다. 1 주일 적응시킨 후, 제1군(대조군)은 생리식염수를 쥐 체중 kg당 5 ml로 7 일간 1 일 1 회 경구투여 하였고, 제2군(HCR 100 mg/kg 투여군)은 생리식염수에 용해시킨 HCR을 100 mg/kg으로 7일간 1 일 1 회 경구투여 하였다. 수동 회피 행동 실험 완료 후, 각 군의 쥐를 tribromoethanol과 tertiary amyl alcohol 혼합 마취액(2.
HCR이 학습 및 기억 기능을 담당하는 뇌의 해마 치아이랑 신경 세포의 생성 및 분화에 미치는 영향을 알아보기 위하여 DCX 면역염색의 양성 세포 수를 분석하여 대조군 대비 백분율(%)로 환산하였다. HCR 100 mg/kg 투여군은 DCX 양성 세포 수를 대조군(100.
염색반응을 완료시킨 후 gelatin coated slide에 마운팅 후 70-100% 에탄올과 xylene 의 탈수 과정을 거치고 cover slide로 조직을 덮어 보관하였다. 염색을 시행한 뇌 조직은 optical light microscope(Olympus Microscope System BX51; Olympus, Tokyo, Japan)를 사용하여 HCR의 해마 치아이랑(dentate gyrus; DG)세포의 증식 및 분화(neuronal differentiation)와 신경돌기 성장(neurite outgrowth)에 대한 영향을 관찰하였다. DCX 양성 세포를 200 배율에서 세어서 대조군에 대한 백분율로 나타내었다.

대상 데이터

본 실험에서 사용한 茯神(Hoelen Cum Radix; HCR)은 정도약업사(Seoul, Korea)에서 구입하였다. 茯神은 잡질을 제거한 후 3 배의 증류수를 가하여 2 시간 동안 초음파 추출하였고 이를 3 회 반복하여 합하였다.
실험동물은 ICR mice 수컷(6 주령) 20 마리를 대한바이오(DBL, Gyeonggi, Korea)로부터 구입하여 각 군당 10마리씩 나누어 실험에 사용하였다. 동물은 한 케이지 당 10 마리씩 수용하여 사육하였으며, 사육환경은 온도 21∼25℃, 습도 50∼60%가 되도록 유지하였고, 12 시간 명암주기(07:00 점등, 19:00 소등)로 조절되는 환경에서 사육하였다.

데이터처리

모든 측정값은 mean ± SEM으로 표시하였다. 본 연구의 통계처리는 Graphpad Prism 5.0(San Diego, CA) 프로그램을 사용하였으며, 통계적 유의성은 Student's t-test를 실시한 후 Mann-whitney test로 각 시료의 평균 차이에 대한 사후 검정을 유의수준 5%에서 실시하였다.

이론/모형

따라서, 본 연구에서는 in vitro 선행 연구 결과를 바탕으로 HCR의 정상 동물 모델에서의 기억 및 인지기능에 미치는 영향을 살펴보았다. 먼저, HCR의 기억 및 인지기능 강화 효능을 평가 하기 위해 Y-maze test와 passive avoidance test를 실시하였다. Y-maze test는 단기간에 형성되는 순간적인 공간 인지기능을 측정하는 행동실험으로 알려져 있으며²⁹⁾, passive avoidance test는 공포 자극에 대한 학습 능력 및 기억력을 측정하는 행동실험으로 알려져 있다³⁰⁾.

성능/효과

茯神은 기억 및 인지기능 강화 효능으로 인해 알츠하이머병 또는 치매의 주요 증상 중 하나인 기억 및 인지기능 감퇴를 개선할 수 있으며, 이러한 효능은 해마 부위의 new born cell 생성과 neuronal differentiation 촉진 및 neurite outgrowth 유도에 의한 것임을 확인하였다. 이상의 결과는 茯神의 정상인의 기억력 증진 소재로서의 가능성을 과학적으로 규명한 점에서 시사하는 바가 크다.

후속연구

茯神은 기억 및 인지기능 강화 효능으로 인해 알츠하이머병 또는 치매의 주요 증상 중 하나인 기억 및 인지기능 감퇴를 개선할 수 있으며, 이러한 효능은 해마 부위의 new born cell 생성과 neuronal differentiation 촉진 및 neurite outgrowth 유도에 의한 것임을 확인하였다. 이상의 결과는 茯神의 정상인의 기억력 증진 소재로서의 가능성을 과학적으로 규명한 점에서 시사하는 바가 크다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	복신이란?	복신(茯神)은 소나무 뿌리에 기생하는 복령(Poria cocos Wolf; 茯笭)의 균핵으로 특히 松根을 싸고 있는 부위를 지칭한다. Polysaccharide로서 β-1,3-glucan의 pachyman이 주성분으로 함유되어 있으며, triterpene carboxylic acid로 서 pachymic acid, polyporenic acid, tumulosic acid, eburicoic acid, pinicolic acid 등이 함유되어 있다6,7).
	치매의 주요 치료제로 사용되고 있는 것은?	인지기능 및 기억력의 저하는 치매의 대표적인 전조 증상으로 치매로 진행되는 비율이 정상 대조군이 매년 1-2%의 비율인데 비해, 인지기능 저하형 경도인지장애의 경우 매년 10-15% 정도로 급증하게 된다2). 치매는 기억력과 감각, 공간 및 지각 능력의 감퇴를 동반하는 퇴행성 뇌질환으로서 알츠하이머성 치매(Alzheimer's disease)가 60% 이상을 차지하며3), 콜린성 가설(cholinergic hypothesis)에 기초한 donepezil, rivastigmine, galantamine 등의 아세틸콜린 분해 효소 억제제가 주요 치료제로 사용되고 있다4,5). 하지만 아세틸콜린 분해 효소 억제제는 치료 효과가 증상의 일시적인 개선 수준이고 모든 환자에게 적용하지 못하기 때문에, 효과적인 인지기능 개선제의 개발은 경도인지장애 또는 치매 환자의 치료 뿐만 아니라 정상인의 기억력 증진 및 치매 예방 측면에서도 그 의미가 크다.
	donepezil, rivastigmine, galantamine 등의 아세틸콜린 분해 효소 억제제의 한계점은 무엇인가?	치매는 기억력과 감각, 공간 및 지각 능력의 감퇴를 동반하는 퇴행성 뇌질환으로서 알츠하이머성 치매(Alzheimer's disease)가 60% 이상을 차지하며3), 콜린성 가설(cholinergic hypothesis)에 기초한 donepezil, rivastigmine, galantamine 등의 아세틸콜린 분해 효소 억제제가 주요 치료제로 사용되고 있다4,5). 하지만 아세틸콜린 분해 효소 억제제는 치료 효과가 증상의 일시적인 개선 수준이고 모든 환자에게 적용하지 못하기 때문에, 효과적인 인지기능 개선제의 개발은 경도인지장애 또는 치매 환자의 치료 뿐만 아니라 정상인의 기억력 증진 및 치매 예방 측면에서도 그 의미가 크다.

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표제어: PCR

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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].

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