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LPS에 의해 활성화된 미세아교세포에서 미역쇠 추출물의 신경염증 보호 효과
Inhibitory effect of Petalonia binghamiae on neuroinflammation in LPS-stimulated microglial cells 원문보기

Journal of nutrition and health, v.50 no.1, 2017년, pp.25 - 31  

박재현 (제주대학교 생물학과) ,  김성훈 (제주대학교 생물학과) ,  이선령 (제주대학교 생물학과)

초록
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퇴행성 뇌신경 질환의 원인이 되는 것으로 알려진 미세아교세포의 과도한 활성화에 의한 신경염증반응에 미치는 미역쇠의 보호 효과를 알아보기 위해 LPS를 처리한 BV2 세포에서 미역쇠에서 얻은 에탄올 추출물을 이용하여 실험을 수행하였다. 미세아교세포의 활성화를 유도하는 LPS의 처리는 신경염증반응의 지표인 NO의 생성량과 이들을 조절하는 iNOS, COX-2의 발현을 증가시켰다. 미역쇠 추출물의 처리는 LPS가 유도하는 NO의 생성량을 농도 의존적으로 억제하였고 iNOS와 COX-2의 발현을 억제하여 NO 생성량 저해와 유사한 양상의 결과를 나타내었다. 미역쇠 추출물의 신경 염증반응 저해 효과가 $NF-{\kappa}B$의 활성화 조절을 통해 일어나는지를 알아보기 위해 $NF-{\kappa}B$의 핵으로의 전이, $I{\kappa}B$의 인산화, $NF-{\kappa}B$ 억제제인 PDTC를 이용한 NO의 생성량에 미치는 효과를 확인하였다. 미역쇠 추출물 처리에 의해 핵분획물에서의 $NF-{\kappa}B$ 발현은 현저히 감소하였고 $I{\kappa}B$의 인산화를 억제하였으며 PDTC의 처리로 NO의 생성량은 감소하였다. 이상의 결과는 미세아교세포의 활성화로 인해 발생되는 신경염증반응에 미역쇠 추출물이 $NF-{\kappa}B$의 활성 억제를 통해 NO의 생성을 저해함으로써 항신경염증 효과가 있음을 보여주는 것으로 미역쇠 추출물이 신경염증 관련 뇌신경 질환의 제어하는데 있어서 치료효과를 가지는 소재로서 이용 가능성에 대한 정보를 제공할 것으로 사료된다.

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Purpose: Neuroinflammation is mediated by activation of microglia implicated in the pathogenesis of neurodegenerative disorders such as Alzheimer's disease and Parkinson's disease. Inhibition of neuroinflammation may be an effective solution to treat these brain disorders. Petalonia binghamiae is kn...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그 외, 미역쇠는 항산화 작용과 함께 타이로시네이즈의 활성을 조절하여 미백 활성을 가지는 것으로 보고되어 있다. 24 따라서 본 연구에서는 염증성 관련 퇴행성 뇌질환에 미치는 미역쇠의 효능을 알아보고자 뇌신경혈관계를 구성하는 미세아교세포인 BV2 세포를 이용하여 LPS에 의한 미세아교세포의 활성화를 유도하여 미역쇠 추출물이 신경염증에 미치는 효능 및 조절 기전을 조사하였다.
  • 28 또한, iNOS 발현을 억제하는 동물모델은 dopaminergic neuron의 사멸을 억제하여 신경염증을완화시켜줌으로써 파킨슨질환의 조절이 가능함을 보여주었다.29 따라서 본 연구에서는 미세아교세포의 활성화에 의한 과도한 신경염증반응을 억제하여 신경 퇴행성 질환의 진행을 조절하는데 긍정적인 효과를 가지는 천연물 소재를 발굴하고자 예로부터 먹거리로 활용되는 갈조류의 하나인 미역쇠의 효능과 그 작용기전을 분석하였다. 미세아교세포의 활성화를 유도하는 것으로 알려진 LPS를 이용하여 BV2세포에서 과도한 신경염증을 유발하였고 미역쇠의 항신경염증 효능을 확인하기 위해 염증반응의 대표 지표물질인 NO의 생성량을 측정하였다.
  • 미세아교세포의 지나친 활성화에 의한 신경염증 반응은 결국 신경세포 사멸을 유도하여 뇌손상과 같은 신경질환으로 이어지게 되므로 신경염증반응의 저해는 뇌손상의 예방과 치료에 있어서 매우 중요한 일이다. 본 연구결과에서 보여준 미역쇠 추출물의 항신경염 효과는 미역쇠가 미세아교세포의 활성을 억제하여 신경염증반응을 효율적으로 제어할 수 있는 활용 가능한 잠재적 후보로서의 가능성을 제시하였다. 그러나 향후 보다 더 정확한 검증을 위해 알츠하이머질환이나 파킨슨질환, 뇌경색 등의 신경뇌질환 동물모델을 이용한 미역쇠 추출물의 효능 검증과 그 작용기전에 대한 추가 연구가 계속 진행되어야 할 것으로 사료된다.
  • 이러한 결과는 미역쇠 추출물의 항신경염증 효능 조절이 LPS에 의해 유도되는 NF-κB의 핵으로의 translocaton을 억제함으로써 이루어지고 있음을 보여주는 것이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
미세아교세포의 과도한 활성화는 어떤 것에 의해 발생하는가? 미세아교세포의 과도한 활성화는 lipopolysccharides(LPS), β-amyloid related proteins, human immunodeficiency virus (HIV)의 외부 단백질인 gp120과 같은 물질들에 의해 일어나는 것으로 알려져 있으며, nitric oxide (NO), prostaglandin E2 (PGE2), interleukin-1β (IL-1β), interleukin-6(IL-6), tumor necrosis factor-α (TNF-α) 등과 같은 염증성 매개 인자 및 활성산소종 (reactive oxygen species, ROS)의 분비를 촉진하여 신경독성을 유발한다.11,12 LPS에 의한 신경염증반응은 Toll-like receptor 4 (TLR 4) 신호전달경로의 활성화에 의해 조절되거나 독성물질로 작용하는 NO나 PG의 생성에 영향을 미치는 inducible nitric oxide synthase (iNOS), cyclooxygenase-2 (COX-2)에 의해 조절되기도 하는데 이러한 일련의 과정은 nuclear fator (NF)-κB와 activator protein (AP)-1의 신호전달 조절 기전과 밀접한 연관성이 있는 것으로 알려져 있다.
미세아교세포는 무엇인가? 뇌에서 대식세포의 역할을 하는 미세아교세포 (microglialcell)는 중추신경계 (central nervous system, CNS) 내 면역 반응을 조절하는 중요한 효과세포 (effector cell)이다. 이들의 활성화는 약물이나 독소에 의한 이물질을 제거하고 신경 성장 인자를 분비하여 CNS의 항상성을 유지하는데 중요한 역할을 한다.
활성화된 미세아교세포의 중요한 역할은? 뇌에서 대식세포의 역할을 하는 미세아교세포 (microglialcell)는 중추신경계 (central nervous system, CNS) 내 면역 반응을 조절하는 중요한 효과세포 (effector cell)이다. 이들의 활성화는 약물이나 독소에 의한 이물질을 제거하고 신경 성장 인자를 분비하여 CNS의 항상성을 유지하는데 중요한 역할을 한다.1 그러나 손상된 뉴런으로부터 발생하는 신호, 외부 자극에 의해 변형된 비정상적인 형태의 단백질의 축적, 병원체의 침투와 같은 유해한 스트레스에 노출되면 미세아교세포의 활성이 지나치게 증가되어 과도한 뇌에서 대식세포의 역할을 하는 미세아교세포 (microglialcell)는 중추신경계 (central nervous system, CNS) 내 면역 반응을 조절하는 중요한 효과세포 (effector cell)이다.
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참고문헌 (37)

  1. Nakagawa Y, Chiba K. Role of microglial m1/m2 polarization in relapse and remission of psychiatric disorders and diseases. Pharmaceuticals (Basel) 2014; 7(12): 1028-1048. 

  2. Jin R, Yang G, Li G. Inflammatory mechanisms in ischemic stroke: role of inflammatory cells. J Leukoc Biol 2010; 87(5): 779-789. 

  3. Griffin WS. Inflammation and neurodegenerative diseases. Am J Clin Nutr 2006; 83(2): 470S-474S. 

  4. Chung YC, Ko HW, Bok E, Park ES, Huh SH, Nam JH, Jin BK. The role of neuroinflammation on the pathogenesis of Parkinson's disease. BMB Rep 2010; 43(4): 225-232. 

  5. Gonzalez H, Elgueta D, Montoya A, Pacheco R. Neuroimmune regulation of microglial activity involved in neuroinflammation and neurodegenerative diseases. J Neuroimmunol 2014; 274(1-2): 1-13. 

  6. Whitney NP, Eidem TM, Peng H, Huang Y, Zheng JC. Inflammation mediates varying effects in neurogenesis: relevance to the pathogenesis of brain injury and neurodegenerative disorders. J Neurochem 2009; 108(6): 1343-1359. 

  7. Yoon CH, Kim DC, KO WM, Kim KS, Lee DS, Kim DS, Cho HK, Seo J, Kim SY, Oh H, Kim YC. Anti-neuroinflammatory effects of Quercetin-3-O-glucuronide isolated from the leaf of Vitis labruscana on LPS-induced neuroinflammation in BV2 cells. Korean J Pharmacogn 2014; 45(1): 17-22. 

  8. Dilshara MG, Jayasooriya RG, Lee S, Choi YH, Kim GY. Morin downregulates nitric oxide and prostaglandin E2 production in LPS-stimulated BV2 microglial cells by suppressing $NF-{\kappa}B$ activity and activating HO-1 induction. Environ Toxicol Pharmacol 2016; 44: 62-68. 

  9. Park E, Chun HS. Green tea polyphenol Epigallocatechine gallate (EGCG) prevented LPS-induced BV-2 micoglial cell activation. J Life Sci 2016; 26(6): 640-645. 

  10. Min JS, Lee DS. A screen for dual-protection molecules from a natural product library against neuronal cell death and microglial cell activation. J Life Sci 2015; 25(6): 656-662. 

  11. Galea E, Reis DJ, Fox ES, Xu H, Feinstein DL. CD14 mediate endotoxin induction of nitric oxide synthase in cultured brain glial cells. J Neuroimmunol 1996; 64(1): 19-28. 

  12. Laflamme N, Rivest S. Toll-like receptor 4: the missing link of the cerebral innate immune response triggered by circulating gramnegative bacterial cell wall components. FASEB J 2001; 15(1): 155-163. 

  13. Colton CA. Heterogeneity of microglial activation in the innate immune response in the brain. J Neuroimmune Pharmacol 2009; 4(4): 399-418. 

  14. Lee YP, Kang SY. A catalogue of the seaweeds in Korea. Jeju: Jeju National University Press; 2002. 

  15. Noda H, Amano H, Arashima K, Hashimoto S, Nisizawa K. Studies on the antitumour activity of marine algae. Bull Jpn Soc Sci Fish 1989; 55(7): 1259-1264. 

  16. Schwartsmann G, Brondani da Rocha A, Berlinck RG, Jimeno J. Marine organisms as a source of new anticancer agents. Lancet Oncol 2001; 2(4): 221-225. 

  17. Shin DB, Han EH, Park SS. Cytoprotective effects of Phaeophyta extracts from the coast of Jeju island in HT-22 mouse neuronal cells. J Korean Soc Food Sci Nutr 2014; 43(2): 224-230. 

  18. Athukorala Y, Kim KN, Jeon YJ. Antiproliferative and antioxidant properties of an enzymatic hydrolysate from brown alga, Ecklonia cava. Food Chem Toxicol 2006; 44(7): 1065-1074. 

  19. Ryu G, Park SH, Kim ES, Choi BW, Ryu SY, Lee BH. Cholinesterase inhibitory activity of two farnesylacetone derivatives from the brown alga Sargassum sagamianum. Arch Pharm Res 2003; 26(10): 796-799. 

  20. Park JC, Choi JS, Song SH, Choi MR, Kim KY, Choi JW. Hepatoprotective effect of extracts and phenolic compound from marine algae in bromobenzene-treated rats. Korean J Pharmacogn 1997; 28(4): 239-246. 

  21. Park KE, Jang MS, Lim CW, Kim YK, Seo Y, Park HY. Antioxidant activity on ethanol extract from boiled-water of Hizikia fusiformis. J Korean Soc Appl Biol Chem 2005; 48(4): 435-439. 

  22. Kang SI, Kim MH, Shin HS, Kim HM, Hong YS, Park JG, Ko HC, Lee NH, Chung WS, Kim SJ. A water-soluble extract of Petalonia binghamiae inhibits the expression of adipogenic regulators in 3T3-L1 preadipocytes and reduces adiposity and weight gain in rats fed a high-fat diet. J Nutr Biochem 2010; 21(12): 1251-1257. 

  23. Kang SI, Jin YJ, Ko HC, Choi SY, Hwang JH, Whang I, Kim MH, Shin HS, Jeong HB, Kim SJ. Petalonia improves glucose homeostasis in streptozotocin-induced diabetic mice. Biochem Biophys Res Commun 2008; 373(2): 265-269. 

  24. Yoon HS, Koh WB, Oh YS, Kim IJ. The Anti-melanogenic effects of Petalonia binghamiae extracts in $\alpha$ -melanocyte stimulating hormone-induced B16/F10 murine melanoma cells. J Korean Soc Appl Biol Chem 2009; 52(5): 564-567. 

  25. Lee SG, Kim MM. Anti-inflammatory effect of scopoletin in RAW264.7 macrophages. J Life Sci 2015; 25(12): 1377-1383. 

  26. Jiang Z, Li C, Arrick DM, Yang S, Baluna AE, Sun H. Role of nitric oxide synthases in early blood-brain barrier disruption following transient focal cerebral ischemia. PLoS One 2014; 9(3): e93134. 

  27. Wang JY, Lee CT, Wang JY. Nitric oxide plays a dual role in the oxidative injury of cultured rat microglia but not astroglia. Neuroscience 2014; 281: 164-177. 

  28. Blum-Degen D, Muller T, Kuhn W, Gerlach M, Przuntek H, Riederer P. Interleukin-1 beta and interleukin-6 are elevated in the cerebrospinal fluid of Alzheimer's and de novo Parkinson's disease patients. Neurosci Lett 1995; 202(1-2): 17-20. 

  29. Li M, Dai FR, Du XP, Yang QD, Chen Y. Neuroprotection by silencing iNOS expression in a 6-OHDA model of Parkinson's disease. J Mol Neurosci 2012; 48(1): 225-233. 

  30. Gulati P, Singh N. Pharmacological evidence for connection of nitric oxide-mediated pathways in neuroprotective mechanism of ischemic postconditioning in mice. J Pharm Bioallied Sci 2014; 6(4): 233-240. 

  31. Okamoto S, Lipton SA. S-nitrosylation in neurogenesis and neuronal development. Biochim Biophys Acta 2015; 1850(8): 1588-1593. 

  32. Verstrepen L, Beyaert R. Receptor proximal kinases in $NF-{\kappa}B$ signaling as potential therapeutic targets in cancer and inflammation. Biochem Pharmacol 2014; 92(4): 519-529. 

  33. Carmody RJ, Chen YH. Nuclear factor-kappaB: activation and regulation during toll-like receptor signaling. Cell Mol Immunol 2007; 4(1): 31-41. 

  34. Hatziieremia S, Gray AI, Ferro VA, Paul A, Plevin R. The effects of cardamonin on lipopolysaccharide-induced inflammatory protein production and MAP kinase and NFkappaB signalling pathways in monocytes/macrophages. Br J Pharmacol 2006; 149(2): 188-198. 

  35. Gasparini C, Feldmann M. $NF-{\kappa}B$ as a target for modulating inflammatory responses. Curr Pharm Des 2012; 18(35): 5735-5745. 

  36. Zhou W, Hu W. Anti-neuroinflammatory agents for the treatment of Alzheimer's disease. Future Med Chem 2013; 5(13): 1559-1571. 

  37. Duarte J, Francisco V, Perez-Vizcaino F. Modulation of nitric oxide by flavonoids. Food Funct 2014; 5(8): 1653-1668. 

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