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섬애쑥 추출물의 뇌 신경세포 보호효과에 의한 학습 및 기억능력 개선 효과
Anti-amnesic and Neuroprotective Effects of Artemisia argyi H. (Seomae mugwort) Extracts 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.47 no.3, 2015년, pp.380 - 387  

하기정 (경상대학교 응용생명과학부(BK21 plus).농업생명과학연구원) ,  이두상 (경상대학교 응용생명과학부(BK21 plus).농업생명과학연구원) ,  승태완 (경상대학교 응용생명과학부(BK21 plus).농업생명과학연구원) ,  박창현 (경상대학교 응용생명과학부(BK21 plus).농업생명과학연구원) ,  박선경 (경상대학교 응용생명과학부(BK21 plus).농업생명과학연구원) ,  진동은 (경상남도농업기술원) ,  김낙구 (경상남도농업기술원) ,  신현열 (경상남도농업기술원) ,  허호진 (경상대학교 응용생명과학부(BK21 plus).농업생명과학연구원)

초록
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국내에서는 최초로 황해쑥의 변종인 섬애(Seomae)쑥이란 품종명으로 산림청 품종보호등록(산림청 품종보호 제 42호, 2013.09.27.)된 고부가가치 식품 자원의 산업 활용도를 높이기 위하여 섬애쑥(Artemisia argyi H.) 60% 에탄올 추출물의 TMT 유도성 인지 결함에 대한 학습 및 기억 능력 개선 효과를 연구하였다. 뇌 신경세포 사멸을 유도하여 뇌 기능의 억제를 유발하는 TMT에 의한 인지기능 장애에 있어서 in vivo 학습 및 기억 능력을 평가하기 위해 Y-maze 및 passive avoidance test를 실시한 결과 TMT에 의해 유도된 인지기능 장애는 섬애쑥 에탄올 추출물에 의해 일정 수준에서 회복 되는 것으로 나타났다. 이들 in vivo 실험 결과의 원인 규명을 위해 동물실험이 종료된 후 mouse의 뇌 조직을 적출하여 AChE 활성 및 뇌 신경세포의 과산화 정도로써 MDA 함량을 측정한 결과, 섬애쑥 60% 에탄올 추출물을 섭취한 mouse의 경우 AChE 활성을 억제할 수 있으며 MDA 함량 역시 저해 시키는 것으로 나타났다. 특히 퇴행성 뇌신경 질환에서 중요한 발병 원인으로 알려진 산화적 스트레스에 대한 검증을 위해 섬애쑥 60% 에탄올 추출물을 이용하여 과산화수소에 의해 유발되는 in vitro 산화적 스트레스에 대한 PC12 세포에 대한 신경세포 보호효과를 확인한 결과, 60% 에탄올 추출물을 처리한 그룹은 비교적 농도 의존적으로 $H_2O_2$로 유도된 산화적 스트레스에 대한 신경세포 보호효과가 나타남을 확인할 수 있었다. 섬애쑥 에탄올 추출물에 존재하는 페놀 화합물을 HPLC로 분석한 결과 항산화 활성이 있는 eupatilin과 jaceosidin이 함유된 것으로 분석되었다. 본 연구 결과를 종합해 볼 때, TMT에 의해 유도된 학습 및 기억능력 감소 효과에 대한 섬애쑥 60% 에탄올 추출물의 개선 효과는 eupatilin과 jaceosidin 등의 페놀 화합물에서 기인되는 항산화 효과들과 이로 인한 뇌 신경세포 보호효과 그리고 일정 수준에서의 AChE 억제 효과 등에 의한 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The anti-amnesic effect of Artemisia argyi H against trimethyltin (TMT)-induced learning and memory impairment and its neuroprotective effect against $H_2O_2$-inducedoxidative stress were investigated. Cognitive behavior was examined by Y-maze and passive avoidance test for 4 weeks, which...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러므로 국내 고유 자원으로서 섬애쑥의 유효 생리활성 효과 및 산업적 활용 가능성을 위한 다양한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 고부가가치 식품 소재의 활용도 제고를 위하여 섬애쑥 추출물의 in vitro 신경세포 보호능력 및 TMT 유도성 뇌 신경세포 결함에 대한 in vivo 개선 효과를 연구하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
쑥이란 무엇인가? 쑥(Artemisia spp.)은 우리나라에서 자생하고 있는 국화과 다년생 초본 식물로서 우리나라 뿐 만 아니라 중국, 일본 등 아시아 지역과 유럽, 멕시코 및 북미 지역 등 전 세계적으로 약 400여종에 이르는 품종이 다양하게 분포 되어 있다(11). 특히 국내에서는 약 300여 종의 다양한 쑥들이 자생하고 있는 것으로 알려져 있으며 한방에서는 의초, 영고 및 황초 등으로도 불려진다.
알츠하이머성 치매의 병리학적 특징은 무엇인가? 이러한 산화적 스트레스는 지질, 단백질, 세포막 및 DNA 등을 산화시켜 세포의 노화와 변형을 유도함으로써 뇌졸중, 암, 동맥경화, 알츠하이머성 치매(Alzheimer's disease, AD) 및 파킨스 병과 같은 다양한 퇴행성 질환을 유발하게 되며 그 중 AD는 대표적인 퇴행성 뇌질환으로 보고되고 있다(2,3). AD의 병리학적 특징은 40-42개의 아미노산으로 이루어진 amyloid β protein (Aβ)의 과도한 축적으로 인한 산화적 스트레스 증가, 노인성 플라크(senile plaque) 및 신경섬유매듭(neurofibrillary tangle) 등의 형성으로 알려져 있다(4). Aβ에 의한 뇌신경세포독성은 H2O2를 포함하는 활성 산소종(reactive oxygen species; ROS)의 세포 내 증가로 산화적 스트레스와 매우 밀접한 관계가 있는 것으로 알려져 있다(5).
산화적 스트레스가 유발하는 것은? 모든 생명체는 유산소 호흡을 통하여 대사과정에서 라디칼과 활성산소를 생성하는데 활성산소는 불안정하고 산화력이 높아 생체 물질과 쉽게 반응하기 때문에 인체 내에서 제거되지 못하면 산화적 스트레스(oxidative stress)를 생성하게 된다(1). 이러한 산화적 스트레스는 지질, 단백질, 세포막 및 DNA 등을 산화시켜 세포의 노화와 변형을 유도함으로써 뇌졸중, 암, 동맥경화, 알츠하이머성 치매(Alzheimer's disease, AD) 및 파킨스 병과 같은 다양한 퇴행성 질환을 유발하게 되며 그 중 AD는 대표적인 퇴행성 뇌질환으로 보고되고 있다(2,3). AD의 병리학적 특징은 40-42개의 아미노산으로 이루어진 amyloid β protein (Aβ)의 과도한 축적으로 인한 산화적 스트레스 증가, 노인성 플라크(senile plaque) 및 신경섬유매듭(neurofibrillary tangle) 등의 형성으로 알려져 있다(4).
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참고문헌 (24)

  1. Fridovich I. Biological effects of the superoxide radical. Arch. Biochem. Biophys. 247: 1-11 (1986) 

  2. Jeong EJ, Sung SH, Kim JW, Kim SH, Kim YC. Rhus verniciflua stokes attenuates glutamate-induced neurotoxicity in primary cultures of rat cortical cells. Nat. Prod. Sci. 14: 156-160 (2008) 

  3. Parfenova H, Basuroy S, Bhattacharya S, Techranova D, Qu Y, Regan RF, Leffler CW. Glutamate induces oxidative stress and apoptosis in cerebral vascular endothelial cells: contributions of $HO-_1$ and $HO-_2$ to cytoprotection. Am. J. Physiol.-Cell. Ph. 290: C1399-C1410 (2006) 

  4. 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) 

  5. Lee JS, Jeong BC, Ahn YS, Chung MN, Kim HS. Color stability according to storage period of purple sweetpotato products. Korean J. Crop Sci. 51: 204-208 (2006) 

  6. Whitehouse PJ, Price DL, Struble RG, Clark AW, Coyle JT, Delon MR. Alzheimer's disease and senile dementia: Loss of neurons in the basal forebrain. Science 215: 1237-1239 (1982) 

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  18. Kim JK, Choi SJ, Cho HY, Hwang HJ, Kim YJ, Lim ST, Kim CJ, Kim HK, Peterson S, Shin DH. Protective effects of kaempferol (3,4',5,7-tetrahydroxyflavone) against amyloid beta peptide ( $A{\beta}$ )-induced neurotoxicity in ICR mice. Biosci. Biotech. Bioch. 74: 397-401 (2010) 

  19. Heo HJ, Lee CY. Strawberry and its anthocyanins reduce oxidative stress-induced apoptosis in PC12 cells. J. Agr. Food Chem. 53: 1984-1989 (2005) 

  20. Heo HJ, Lee CY. Phenolic phytochemicals in cabbage inhibit amyloid ${\beta}$ protein-induced neurotoxicity. LWT-Food Sci. Technol. 39: 331-337 (2006) 

  21. Zhao B. Natural antioxidants protect neurons in Alzheimer's disease and Parkinson's disease. Neurochem. Res. 34: 630-638 (2009) 

  22. Wang Q, Lee AY, Choi JM, Lee DG, Kim HY, Lee SH, Cho EJ. In vitro radical scavenging effect and neuroprotective activity from oxidative stress of Petasites japonicus. Kor. J. Pharmacogn. 45: 147-153 (2014) 

  23. Kim MJ, Han JM, Jin YY, Back MI, Bang MH, Chung HG, Choi MS, Lee KT, Sok DE, Jeong TS. In vitro antioxidant and antiinflammatory activities of jaceosidin from Artemisia princeps Pampanini cv. Sajabal. Arch. Pharm. Res. 31: 429-437 (2008) 

  24. Cai M, Phan PTT, Hong JG, Kim DH, Kim JM, Park SJ, Liu X, Han JE, Park H, Choi JW, Ryu JH. The neuroprotective effect of eupatilin against ischemia/reperfusion-induced delayed neuronal damage in mice. Eur. J. Pharmacol. 689: 104-110 (2012) 

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