[논문]β-아밀로이드 단백질 생성에 대한 톱니모자반(Sargassum serratifolium) 추출물의 효과

최민우; 정차균; 김형락; 김재일

doi:10.5657/kfas.2017.0085

β-아밀로이드 단백질 생성에 대한 톱니모자반(Sargassum serratifolium) 추출물의 효과
Effect of Sargassum serratifolium Extracts on β-Amyloid Production 원문보기

한국수산과학회지 = Korean journal of fisheries and aquatic sciences, v.50 no.1, 2017년, pp.85 - 91

최민우 (부경대학교 식품영양학과) , 정차균 (나고야시립대학 대학원의학연구과 뇌신경생리학부) , 김형락 (부경대학교 식품영양학과) , 김재일 (부경대학교 식품영양학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Alzheimer's disease (AD) is a progressive neurodegenerative disorder of insidious onset that causes gradual loss of memory and cognitive function, and it is the most common form of dementia in the elderly. AD is characterized by neuritic plaques and neurofibrillary tangles in the brain, together with loss of neuronal cells. The major neuropathological hallmark of AD is the accumulation of extracellular neurotoxic ${\beta}-amyloid$ ($A{\beta}$) peptides, such as $A{\beta}1-42$, in the brain. In the present study, we investigated the effect of sargachromenol (SCM), sargaquinoic acid (SQA) and sargahydroquinoic acid (SHQA) isolated from Sargassum serratifoilum ethanol extract (SSE) on $A{\beta}$ production in vitro using APP751-transfected Chinese hamster ovary cells (CHO-751). CHO-751 cells were treated with various concentrations of SSE, SCM, SQA and SHQA, and the level of extracellular $A{\beta}1-42$ was evaluated by enzyme-linked immunosorbent assay. SSE and SHQA reduced the production of $A{\beta}1-42$ in CHO-751 cells. Therefore, SHQA isolated from S. serratifolium has potential as an inhibitor of neurotoxic $A{\beta}$ peptide production.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

이상과 같이 SCM과 SQA, SHQA의 몇몇 생리활성들이 보고되어 있지만 알츠하이머질환과 같은 퇴행성신경질환에 대한 효과에 대해서는 연구된 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 알츠하이머질환의 발병의 주요원인물질로 알려져 있는 베타아밀로이드 생성에 대한 억제효과를 구명하고자 하였다. APP751은 다른 isotypes (APP695, APP770)과 함께 베타아밀로이드 전구체 단백질의 주된 형태이며, 이를 과발현 시킨 chinese hamster ovary cell (CHO-751)의 경우 베타아밀로이드 생성과 관련된 다양한 연구가 보고되어 있다(Goldgaber et al.
, 1997). 따라서, 본 연구에서는 이러한 CHO-751 세포주를 이용하였고, 이에 톱니모자반 추출물 및 유래 화합물을 처리하고 이후 베타아 밀로드(A_β1-42)의 생성량의 변화를 분석함으로써 퇴행성질환의 예방 또는 억제활성을 구명하고자 하였다.

제안 방법

1). CHO-751세포에서 생성되는 Aβ_1-42에 대한 SSE와 SCM, SQA, SHQA의 효과를 평가하기 위해서 SSE를 2.5, 5 μg/mL, SCM을 2.5,5 μM, SQA와 SHQA를 1, 2.5 μM의 농도로 30시간 동안 처리하였고, 상층배지를 모아 효소면역분석법을 실시하였다. 결과에 따르면 배양 배지에 5 μg/mL의 SSE와 2.
본 실험에서는 먼저 CHO-751 세포에 처리하는 시료의 독성을 확인하기 위해 세포생존율을 확인하였고 독성을 나타내지 않는 범위의 농도를 실험 농도로 설정하였다(Fig. 1).
cells/well로 분주하고 37℃에서 24시간 동안 배양하였다. 이후에 SSE와 SCM,SQA, SHQA가 농도별로 희석된 DMEM 배지로 교체하여 30시간 동안 배양한 후에 제조사의 방법에 따라 세포생존율을 분석하였다. MTS 용액은 FBS-free DMEM에 5% (v/v)의 농도로 섞어 100 μL씩 처리하였다.

대상 데이터

, 2015)의 방법으로 수행하였다. 2015년 5월에 부산 기장에서 채취하였고, 종의 확인은 부경대학교 생태공학과 최창근 교수가 수행하였다. 톱니모자반 시료의 처리는 톱니모자반을 음지 또는 양지에서 자연건조 후, 마쇄하여 얻은 분말 2.

데이터처리

수준의 데이터는 평균값과 표준편차(mean±SD)를 계산하여 나타내었다. 실험군 간의 유의성 검증은 P<0.05와 P<0.01 수준에서 일원분산분석(one-way ANOVA)을 이용하여 검증하였다.
연구의 세포 외 Aβ_1-42 수준의 데이터는 평균값과 표준편차(mean±SD)를 계산하여 나타내었다. 실험군 간의 유의성 검증은 P<0.

이론/모형

톱니모자반 시료의 처리는 이전의 보고(Gwon et al., 2015;Jeong et al., 2015)의 방법으로 수행하였다. 2015년 5월에 부산 기장에서 채취하였고, 종의 확인은 부경대학교 생태공학과 최창근 교수가 수행하였다.

성능/효과

5 μM의 농도로 30시간 동안 처리하였고, 상층배지를 모아 효소면역분석법을 실시하였다. 결과에 따르면 배양 배지에 5 μg/mL의 SSE와 2.5 μM의 SHQA를처리 했을 때, 세포 외 Aβ_1-42의 생성이 약 20% 정도 감소하는 것을 확인할 수 있었으나 SCM과 SQA에서는 유의적인 감소는 나타나지 않았다(Fig. 2).
2). 따라서 SSE 처리에 의해 나타나는 베타아밀로이드 생성 억제 효과는 SSE의 구성 성분인 SHQA에 의한 것이라 추측할 수 있었다. 베타아밀로이드는 APP로부터 β-와 γ-secretase의 endoproteolytic 활성에 의해 생성된다.
본 연구에 사용된 톱니모자반유래 화합물들은 이전의 다른 갈조식물 모자반속(Sargassum)에도 존재하는 것으로 확인되었다. 그러한 갈조류로는 큰열매모자반(Sargassum macrocarpum) (Tsang et al.

후속연구

, 2003)의 논문들이 보고되어 있다. 따라서 SHQA가 이러한 secretase의 발현이나 효소활성을억제시키는지에 대해서는 더 연구가 필요하지만 위의 보고들과 비슷한 방식으로 베타아밀로이드의 생성을 억제할 것이라생각된다. 또한 서론에 언급한 것처럼, 알츠하이머 환자의 세포 외 베타아밀로이드의 축적은 만성염증이나 산화적 손상과 많은 관련이 있다.
또한 서론에 언급한 것처럼, 알츠하이머 환자의 세포 외 베타아밀로이드의 축적은 만성염증이나 산화적 손상과 많은 관련이 있다. 이전의 보고에서 SHQA가 tumor necrosis factor (TNF)-α로 유도되는 HaCaT 세포의 염증반응을 억제시킨다는 내용(Jeon et al., 2014)과 항산화 활성을 가진다는 내용의 논문(Pérez-Castorena et al.^,2002)에서 알 수 있듯이, 이러한 SHQA의 항염증과 항산화적 특성이 항아밀로이드(antiamyloidogenic) 활성과 함께 알츠하이머 발병을 예방하거나 진행을 지연시키는데 유용하게 이용될 것이라 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	알츠하이머 질환을 발병시키는 주된 요인은 무엇인가?	알츠하이머 환자의 사후 검사를 통해 뇌조직을 확인해 보면 일반인과 다른 특징들이 나타나는데, 주로 노인반(neuritic or senile plaques)과 신경섬유다발(neurofibrillarytangles)이 그것이다(Marr and Hafez, 2014). 병변의 원인들이 몇 가지 알려져 있기는 하지만, 그 중에서도 신경독성을 나타내는 베타아밀로이드(beta-amyloid, Aβ)라는 단백질이 뇌조직에 축적되는 것이 알츠하이머 질환을 발병시키는 주된 요인으로 알려져 있다(Dá Mesquita et al., 2016).
	알츠하이머 질환이란?	알츠하이머 질환은 노화와 관련하여 시간의 경과에 따라 행동과 기억, 인지장애를 동반하는 가장 일반적인 신경퇴행성 질환 중의 하나이다. 알츠하이머 환자의 사후 검사를 통해 뇌조직을 확인해 보면 일반인과 다른 특징들이 나타나는데, 주로 노인반(neuritic or senile plaques)과 신경섬유다발(neurofibrillarytangles)이 그것이다(Marr and Hafez, 2014).
	톱니모자반의 특징은?	톱니모자반(Sargassum serratifolium)은 모자반과에 속하며 한국과 일본 연안에 서식하는 갈조류이다. 다른 모자반류와 비교했을 때, 기낭이 존재하여 이를 이용해 수면에서 광합성을 할 수 있다는 공통점을 가지며, 부착기가 반상형이고 줄기 가장자리에 끝이 뭉퉁한 가시를 내고 있다는 차이점을 가지는 것이 특징이다(Oak and Lee, 2006). 이전의 연구에서는 톱니모자반 주정 추출물(ethanolic extract of S.

참고문헌 (35)

Bonet-Costa V, Herranz-Perez V, Blanco-Gandia M, Mas-Bargues C, Ingles M, Garcia-Tarraga P, Rodriguez-Arias M, Minarro J, Borras C, Garcia-Verdugo JM and Vina J. 2016. Clearing amyloid- ${\beta}$ through PPAR ${\gamma}$ -/ApoE activation by genistein is a treatment of experimental Alzheimer's disease. J Alzheimers Dis 51, 701-711. http://dx.doi.org/10.3233/JAD-151020.

상세보기
Choi BW, Ryu G, Park SH, Kim ES, Shin J, Roh SS, Shin HC and Lee BH. 2007. Anticholinesterase activity of plastoquinones from Sargassum sagamianum: lead compounds for Alzheimer's disease therapy. Phytother Res 21, 423-426. http://dx.doi.org/10.1002/ptr.2090

상세보기
Corrigan F, Pham CL, Vink R, Blumbergs PC, Masters CL, van den Heuvel C and Cappai R. 2011. The neuroprotective domains of the amyloid precursor protein, in traumatic brain injury, are located in the two growth factor domains. Brain Res 1378, 137-143. http://dx.doi.org/10.1016/j.brainres.2010.12.077.

상세보기
Da Mesquita S, Ferreira AC, Sousa JC, Correia-Neves M, Sousa N and Marques F. 2016. Insights on the pathophysiology of Alzheimer's disease: the crosstalk between amyloid pathology, neuroinflammation and the peripheral immune system. Neurosci Biobehav Rev 68, 547-562. http://dx.doi.org/doi:10.1016/j.neubiorev.2016.06.014.

상세보기
de la Mare JA, Lawson JC, Chiwakata MT, Beukes DR, Edkins AL and Blatch GL. 2012. Quinones and halogenated monoterpenes of algal origin show anti-proliferative effects against breast cancer cells in vitro. Invest New Drugs 30, 2187-2200. http://dx.doi.org/10.1007/s10637-011-9788-0.

상세보기
Endres K and Fahrenholz F. 2012. Regulation of alpha-secretase ADAM10 expression and activity. Exp Brain Res 217, 343-352. http://dx.doi.org/10.1007/s00221-011-2885-7.

상세보기
Fernando PM, Piao MJ, Hewage SR, Kang HK, Yoo ES, Koh YS, Ko MH, Ko CS, Byeon SH, Mun SR, Lee NH and Hyun JW. 2016. Photo-protective effect of sargachromenol against UVB radiation-induced damage through modulating cellular antioxidant systems and apoptosis in human keratinocytes. Environ Toxicol Pharmacol 43, 112-119. http://dx.doi.org/10.1016/j.etap.2016.02.012.

상세보기
Goldgaber D, Lerman MI, McBride OW, Saffiotti U and Gajdusek DC. 1987. Characterization and chromosomal localization of a cDNA encoding brain amyloid of Alzheimer's disease. Science 235, 877-880. http://dx.doi.org/10.1126/science.3810169.

상세보기
Gwon WG, Lee B, Joung EJ, Choi MW, Yoon N, Shin T, Oh CW and Kim HR. 2015. Sargaquinoic acid inhibits TNF- ${\alpha}$ -induced NF- $\kappa$ B Signaling, thereby contributing to decreased monocyte adhesion to human umbilical vein endothelial cells. J Agric Food Chem 63, 9053-9061. http://dx.doi.org/10.1021/acs.jafc.5b04050.

상세보기
Heneka MT, Golenbock DT and Latz E. 2015. Innate immunity in Alzheimer's disease. Nat Immunol 16, 229-235. http://dx.doi.org/10.3348/kjr.2015.16.2.229.

상세보기
Hur S, Lee H, Kim Y, Lee BH, Shin J and Kim TY. 2008. Sargaquinoic acid and sargachromenol, extracts of Sargassum sagamianum, induce apoptosis in HaCaT cells and mice skin: its potentiation of UVB-induced apoptosis. Eur J Pharmacol 582, 1-11. http://dx.doi.org/10.1016/j.ejphar.2007.12.025.

상세보기
Jeon SY, Bae K, Seong YH and Song KS. 2003. Green tea catechins as a BACE1 (beta-secretase) inhibitor. Bioorg Med Chem Lett 13, 3905-3908. http://dx.doi.org/10.1016/j.bmcl.2003.09.018.

상세보기
Jeon Y, Jung Y, Kim MC, Kwon HC, Kang KS, Kim YK and Kim SN. 2014. Sargahydroquinoic acid inhibits TNF ${\alpha}$ -induced AP-1 and NF $\kappa$ B signaling in HaCaT cells through PPAR ${\alpha}$ activation. Biochem Biophys Res Commun 450, 1553-1559. http://dx.doi.org/10.1016/j.bbrc.2014.07.026.

상세보기
Joung EJ, Lee B, Gwon WG, Shin T, Jung BM, Yoon NY, Choi JS, Oh CW and Kim HR. 2015. Sargaquinoic acid attenuates inflammatory responses by regulating NF- $\kappa$ B and Nrf2 pathways in lipopolysaccharide-stimulated RAW264.7 cells. Int Immunopharmacol 29, 693-700. http://dx.doi.org/10.1016/j.intimp.2015.09.007.

상세보기
Kamei Y and Tsang CK. 2003. Sargaquinoic acid promotes neurite outgrowth via protein kinase A and MAP kinases mediated signaling pathways in PC12D cells. Int J Dev Neurosci 21, 255-262.

상세보기
Kayed R, Head E, Thompson JL, McIntire TM, Milton SC, Cotman CW and Glabe CG. 2003. Common structure of soluble amyloid oligomers implies common mechanism of pathogenesis. Science 300, 486-489. http://dx.doi.org/10.1126/science.1079469.

상세보기
Kim JA, Ahn BN, Kong CS and Kim SK. 2012. Protective effect of chromene isolated from Sargassum horneri against UV-Ainduced damage in skin dermal fibroblasts. Exp Dermatol 21, 630-631. http://dx.doi.org/10.1111/j.1600-0625.2012.01535.x.

상세보기
Kim SN, Choi HY, Lee W, Park GM, Shin WS and Kim YK. 2008. Sargaquinoic acid and sargahydroquinoic acid from Sargassum yezoense stimulate adipocyte differentiation through PPARalpha/gamma activation in 3T3-L1 cells. FEBS Lett 582, 3465-3472. http://dx.doi.org/10.1016/j.febslet.2008.09.011.

상세보기
Kim SN, Lee W, Bae GU and Kim YK. 2012. Anti-diabetic and hypolipidemic effects of Sargassum yezoense in db/dbmice. Biochem Biophys Res Commun 424, 675-680. http://dx.doi.org/10.1016/j.bbrc.2012.07.005.

상세보기
Marr RA and Hafez DM. 2014. Amyloid-beta and Alzheimer's disease: the role of neprilysin-2 in amyloid-beta clearance. Front Aging Neurosci 6, 187-193. http://dx.doi.org/10.3389/fnagi.2014.00187.

상세보기
Na CH, Jeoun SH, Zhang G, Olson GL and Chae CB. 2007. Inhibition of amyloid ${\beta}$ -peptide production by blockage of ${\beta}$ -secretase cleavage site of amyloid precursor protein. J Neurochem 101, 1583-1595. http://dx.doi.org/10.1111/j.1471-4159.2006.04441.x.

상세보기
Nie HZ, Li ZQ, Yan QX, Wang ZJ, Zhao WJ, Guo LC and Yin M. 2011. Nicotine decreases beta-amyloid through regulating BACE1 transcription in SH-EP1- ${\alpha}$ 4 ${\beta}$ 2 nAChRAPP695 cells. Neurochem Res 36, 904-912. http://dx.doi.org/10.1007/s11064-011-0420-7.

상세보기
Oak JH and Lee IK. 2006. Taxonomy of the Genus Sargassum (Fucales, Phaeophyceae) from Korea II. Subgenus Bactrophycus section Halochloa and Repentia. Algae 21, 393-405.

원문보기 상세보기
Pahlsson P and Spitalnik SL. 1996. The role of glycosylation in synthesis and secretion of beta-amyloid precursor protein by Chinese hamster ovary cells. Arch Biochem Biophys 331, 177-186. http://dx.doi.org/10.1006/abbi.1996.0296.

상세보기
Paris D, Beaulieu-Abdelahad D, Bachmeier C, Reed J, Ait-Ghezala G, Bishop A, Chao J, Mathura V, Crawford F and Mullan M. 2011. Anatabine lowers Alzheimer's A ${\beta}$ production in vitro and in vivo. Eur J Pharmacol 670, 384-391. http://dx.doi.org/10.1016/j.ejphar.2011.09.019.

상세보기
Park BG, Shin WS, Um Y, Cho S, Park GM, Yeon DS, Kwon SC, Ham J, Choi BW and Lee S. 2008. Selective vasodilatation effect of sargahydroquinoic acid, an active constituent of Sargassum micracanthum, on the basilar arteries of rabbits. Bioorg Med Chem Lett 18, 2624-2627. http://dx.doi.org/10.1016/j.bmcl.2008.03.034.

상세보기
Perez-Castorena AL, Arciniegas A, Apan MT, Villasenor JL and de Vivar AR. 2002. Evaluation of the anti-inflammatory and antioxidant activities of the plastoquinone derivatives isolated from Roldana barba-johannis. Planta Med 68, 645-647. http://dx.doi.org/10.1055/s-2002-32890.

상세보기
Sisodia SS and St George-Hyslop PH. 2002. Gamma-secretase, Notch, Abeta and Alzheimer's disease: where do the presenilins fit in? Nat Rev Neurosci 3, 281-290. http://dx.doi.org/10.1038/nrn785.

상세보기
Thornton E, Vink R, Blumbergs PC and van den Heuvel C. 2006. Soluble amyloid precursor protein alpha reduces neuronal injury and improves functional outcome following diffuse traumatic brain injury in rats. Brain Res 1094, 38-46. http://dx.doi.org/10.1016/j.brainres.2006.03.107.

상세보기
Tsang CK, Ina A, Goto T and Kamei Y. 2005. Sargachromenol, a novel nerve growth factor-potentiating substance isolated from Sargassum macrocarpum, promotes neurite outgrowth and survival via distinct signaling pathways in PC12D cells. Neuroscience 132, 633-643. http://dx.doi.org/10.1016/j.neuroscience.2005.01.028.

상세보기
Tsang CK and Kamei Y. 2004. Sargaquinoic acid supports the survival of neuronal PC12D cells in a nerve growth factorindependent manner. Eur J Pharmacol 488, 11-18. http://dx.doi.org/10.1016/j.ejphar.2004.01.033.

상세보기
Tsang CK, Sagara A and Kamei Y. 2001. Neurite outgrowth promoting substance from a marine alga, Sargassum macrocarpum. In: Animal Cell Technology: From Target to Market. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Netherlands, 20-22.
Wang L, Waltenberger B, Pferschy-Wenzig EM, Blunder M, Liu X, Malainer C, Blazevic T, Schwaiger S, Rollinger JM, Heiss EH, Schuster D, Kopp B, Bauer R, Stuppner H, Dirsch VM and Atanasov AG. 2014. Natural product agonists of peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPAR ${\gamma}$ ): a review. Biochem Pharmacol 92, 73-89. http://dx.doi.org/10.1016/j.apradiso.2014.06.008.

상세보기
Weggen S, Rogers M and Eriksen J. 2007. NSAIDs: small molecules for prevention of Alzheimer's disease or precursors for future drug development? Trends Pharmacol Sci 28, 536-543. http://dx.doi.org/10.1016/j.tips.2007.09.004.

상세보기
Xia W, Zhang J, Kholodenko D, Citron M, Podlisny MB, Teplow DB, Haass C, Seubert P, Koo EH and Selkoe DJ. 1997. Enhanced production and oligomerization of the 42-residue amyloid beta-protein by Chinese hamster ovary cells stably expressing mutant presenilins. J Biol Chem 272, 7977-7982. http://dx.doi.org/10.1074/jbc.272.12.7977.

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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].

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