[논문]생쥐에서 사간 추출물의 기억력 감퇴에 대한 개선 효과

정지욱

doi:10.22889/kjp.2021.52.1.55

생쥐에서 사간 추출물의 기억력 감퇴에 대한 개선 효과
Belamcandae Rhizoma Extract Improves Memory Impairment in Mice 원문보기

생약학회지, v.52 no.1, 2021년, pp.55 - 60

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Belamcandae Rhizoma (BR), the rhizome of Belamcanda chinensis (L.) DC., possesses various biological properties such as anti-inflammatory activity, antioxidant activity and antimutagenic activity. However, there have been no studies on the anti-amnesic effect of BR. In this study, we assessed the improvement effect of BR extract on scopolamine-induced amnesia in mice. ICR mice were administrated with BR (50, 100 or 200 mg/kg, p.o.) and were subsequently injected of scopolamine (1 mg/kg, i.p.) 30 min before behavioral tasks (Y-maze, passive avoidance and Morris water maze tasks). To further assess the possible mechanisms of BR, the ex vivo acetylcholinesterase (AChE) activity was also evaluated. BR could ameliorate scopolamine-induced memory impairment and could regulate the cholinergic function by inhibiting the AChE activity. These data demonstrated that BR exert candidate extract against amnesia by restoring the cholinergic activity.

주제어

표/그림 (4)

그림 Fig. 1. Effect of Belamcandae Rhizoma on scopolamine-induced memory impairment in the Y-maze test. Spontaneous alternation (%) (A) and the total entry (B) were monitored for an 8-min session. Values are expressed as mean ± SEM (n=6-7). ***P < 0.001 vs NOR group, ###P < 0.001 vs CON group. Statistical level of significance analysis by one-way ANOVA followed by Newman- Keuls tests.
그림 Fig. 2. Effect of Belamcandae Rhizoma on scopolamine-induced memory impairment in the passive avoidance test. Latency time was measured. Values are expressed as mean ± SEM (n=6-8). ***P < 0.001 vs NOR group, ^#P < 0.05; ^##P < 0.01; ***P < 0.001 vs CON group. Statistical level of signif-icance analysis by one-way ANOVA followed by Newman- Keuls tests.
그림 Fig. 3. Effect of Belamcandae Rhizoma on scopolamine-induced memory impairment in the Morris water maze test. Escape latency (A) and exploration time in target quadrant (B) were monitored. The values shown the mean±SEM (n=6-8). **P < 0.01; ***P < 0.001 vs NOR group, ^#P < 0.05; ^##P < 0.01; ^###p < 0.001 vs the CON group. Statistical level of significance analysis by one-way ANOVA followed by Newman-Keuls tests.
그림 Fig. 4. Effect of Belamcandae Rhizoma on the AChE activity. The AChE inhibition rate of Belamcandae Rhizoma and done-pezil was analyzed. Donepezil was used as a positive control. Data are presented as mean ± SEM (n=3).

AI 본문요약
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제안 방법

Morris Water Maze - 해마 의존적 공간학습 및 장기 기억력 개선에 대한 실험으로 원형으로 된 지름 90cm, 높이 45cm의 수조의 사분면 한 구역에 지름 9cm, 높이 25cm의 도피대를 설치하고 20±2℃ 깨끗한 물을 도피대 보다 1cm 정도 위로 채운 뒤 실험 동물이 도피대를 찾아가는데 걸리는 시간을 측정하였다
본 연구는 사간 에탄올 추출물을 scopolamine으로 유도한 인지 및 기억 감퇴모델에서 Y-미로, 수동 회피 및 모리스 수중 미로 시험을 통하여 기억 개선 효과를 확인하였으며 그 기전으로 AChE의 저해능을 측정하였다. 그 결과 사간 에탄올 추출물이 scopolamine 유도 기억 감퇴 동물의 자발적 변경 행동력과 밝은 방에 머무르는 시간을 증가시키고, 도피대를 찾아가는데 걸리는 시간을 감소시켰을 뿐만 아니라 도피대가 머무른 구역의 수영 시간을 증가시켰다.
수동 회피 - 해마의 조건화된 기억과 변연계와 관련 있는 기억에 관한 영향 및 working memory ability를 평가하기 위해 회피학습상자(JEING DO BIO&PLANT CO., LTD., Seoul, Korea)를 이용하여 실험을 하였다
사육기간 중 식이와 물은 자유 섭취시켰으며 사육실 온도는 23±1℃, 습도 50±5%, 조명시간 07:00-19:00(12시간 주기)로 환경을 유지하였다. 순화 기간을 거친 실험 동물에게 행동 실험 1시간 전 사간 추출물 50, 100 또는 200mg/kg를 단회 경구 투여하였고 30분 뒤 scopolamine 1mg/kg을 복강 투여하여 기억 손상을 유발하였다. 본 연구에서 진행된 동물실험 절차는 대구한의대학교 동물실험윤리위원회의 사전심의와 윤리 규정을 준수하여 수행하였다 (승인번호: DHU2014-028).
원형 수조에서 4개의 표지판을 설치하여 4분면으로 나누어 입수하는 위치를 다르게 하여 하루 4번씩 반복하여 60초간 진행하였으며 실험 동물이 60초 안에 도피대를 찾으면 실험을 완료하였고 찾지 못한 경우 손으로 위치를 안내해주어 10초간 머무르게 하였다. 실험 마지막 날 도피대를 제거하고 학습능력을 측정하기 위해 120초간 도피대가 있었던 구역에 머무르는 시간을 측정하였고 모든 실험은 Ethovision program(Noldus, Netherlands)을 이용하여 기록 및 측정하였다.
5 mA의 전기충격을 가하였다. 전기충격을 가한 다음 날 실험 동물을 밝은 방에 다시 넣었을 때 어두운 방에서의 전기충격을 기억하여 밝은 방에 머무르게 되는데 이때 체류하는 시간(step-through latency)을 측정하여 기억력을 평가하였다.

대상 데이터

실험동물 - 주령 수컷 ICR mouse를 대한바이오링크 (Chungbuk, Korea)로부터 공급받아 1주일 동안 순화 후 실험에 사용하였다. 사육기간 중 식이와 물은 자유 섭취시켰으며 사육실 온도는 23±1℃, 습도 50±5%, 조명시간 07:00-19:00(12시간 주기)로 환경을 유지하였다.
실험재료 - 연구에 사용된 사간은 계림약업사(대구)에서 구입하여 동아대학교 김동현 교수가 감정한 후 실험에 사용하였고 표본(DHU-2014-15)은 대구한의대학교 약리학연 구실에 보관하였다. 사간 100g에 70% 에탄올 1L를 가하여 초음파로 2시간씩 3회 추출하였으며, 추출액은 여과지 (Advantec No.

데이터처리

그룹 간 유의성 검정은 일원배치분산분석(one-way analysis of variance)를 실시하였고 Newman-Keuls test에 의해 유의수준 p<0.05 이상에서 사후검정을 실시하였다
모든 결과는 mean±standard error of mean(SEM)으로 표시하였다.
통계 처리 - 본 연구의 모든 실험 결과는 Prism 5(GraphPad Software, Inc., San Diego, USA)를 사용하여 산출하였다. 그룹 간 유의성 검정은 일원배치분산분석(one-way analysis of variance)를 실시하였고 Newman-Keuls test에 의해 유의수준 p<0.

이론/모형

Y-maze - 단기 기억력을 측정하는 실험으로 순차적으로 행동하는 능력을 평가하기 위한 방법으로 Y-maze test 실시하였다. 측정 장비는 세 개의 가지로 구성되어 있으며 각 가지의 길이는 42cm, 넓이는 3cm, 높이는 12cm이고 세가 지가 접히는 각도는 120°이다.

성능/효과

본 연구는 사간 에탄올 추출물을 scopolamine으로 유도한 인지 및 기억 감퇴모델에서 Y-미로, 수동 회피 및 모리스 수중 미로 시험을 통하여 기억 개선 효과를 확인하였으며 그 기전으로 AChE의 저해능을 측정하였다. 그 결과 사간 에탄올 추출물이 scopolamine 유도 기억 감퇴 동물의 자발적 변경 행동력과 밝은 방에 머무르는 시간을 증가시키고, 도피대를 찾아가는데 걸리는 시간을 감소시켰을 뿐만 아니라 도피대가 머무른 구역의 수영 시간을 증가시켰다. 또한 ex vivo에서 AchE를 저해하는 것을 확인하였다.
도피대를 제거하고 수행한 probe test에서 도피대가 있던 구역에서 머무른 시간이 NOR군 40.2±4.3초에 비하여 CON군에서 23.9±1.7초로 유의하게 감소하였으나 사간 50, 100 및 200mg/kg를 투여한 군에서 31.3±2.7초, 36.6±2.3초, 38.2±1.4초로 농도 의존적으로 증가하였고 DNPZ군 역시 39.9±2.3초로 증가하는 것을 확인하였다(Fig
그 결과 사간 에탄올 추출물이 scopolamine 유도 기억 감퇴 동물의 자발적 변경 행동력과 밝은 방에 머무르는 시간을 증가시키고, 도피대를 찾아가는데 걸리는 시간을 감소시켰을 뿐만 아니라 도피대가 머무른 구역의 수영 시간을 증가시켰다. 또한 ex vivo에서 AchE를 저해하는 것을 확인하였다. 이러한 결과로 미루어 보아 사간 에탄올 추출물이 향후 인지 및 기억력 손 상에 대한 예방 또는 치료 약물로서 잠재적 가치가 있다고 여겨진다.
또한 사간 50, 100 및 200mg/kg와 scopolamine을 투여한 실험군에서 66.7±1.0%, 72.1±1.9%, 76.1±1.1%로 CON군과 비교하여 변경 행동력이 농도 의존적으로 증가하는 것을 확인하였고(Fig
사간의 semantic, spatial working memory에 대한 효과를 확인하기 위하여 Morris water maze를 수행한 결과 기억을 습득하는 과정 동안 도피대를 찾아가는데 걸리는 시간이 NOR군은 첫째 날부터 감소하는 반면 CON군은 첫째 날부터 넷째 날까지 비슷한 수준으로 나타났고, DNPZ군에는 훈련이 진행됨에 따라 도피대를 찾아가는데 걸리는 시간이 감소하는 것을 확인하여 본 연구 모델이 잘 확립된 것을 확인하였다. 사간 50, 100 및 200mg/kg를 투여한 군 역시 훈련이 진행됨에 따라 도피대를 찾아가는데 걸리는 시간이 감소하는 것을 확인하였다(Fig. 3A).
사간 50, 100 및 200mg/kg를 투여한 군은 118.3±20.0초, 141.8±28.8초, 177.5±32.1초로 농도 의존적으로 증가하는 것을 확인하였고 습득 평가에서는 모든 실험군 간의 차이가 없는 것을 확인하였다(Fig
사간의 emotional memory에 대한 효과를 확인하기 위하여 수동 회피를 수행한 결과 기억 평가에서 NOR군은 213.0±23.4초인 반면 CON군은 32.8±3.9초로 유의하게 감소하였고 DNPZ군이 196.0±24.7초로 NOR군과 비슷한 수준을 나타내어 본 연구 모델이 잘 확립된 것을 확인하였다
사간의 semantic, spatial working memory에 대한 효과를 확인하기 위하여 Morris water maze를 수행한 결과 기억을 습득하는 과정 동안 도피대를 찾아가는데 걸리는 시간이 NOR군은 첫째 날부터 감소하는 반면 CON군은 첫째 날부터 넷째 날까지 비슷한 수준으로 나타났고, DNPZ군에는 훈련이 진행됨에 따라 도피대를 찾아가는데 걸리는 시간이 감소하는 것을 확인하여 본 연구 모델이 잘 확립된 것을 확인하였다. 사간 50, 100 및 200mg/kg를 투여한 군 역시 훈련이 진행됨에 따라 도피대를 찾아가는데 걸리는 시간이 감소하는 것을 확인하였다(Fig.
사간의 working short-term memory에 대한 효과를 확인하기 위하여 Y-maze를 수행한 결과 용매만 투여한 NOR군의 변경 행동력이 77.7±1.6%인 반면 scopolamine 투여한 CON군의 변경 행동력이 62.5±1.7%로 유의하게 감소하여 기억 손상이 유발된 것을 확인하였고, donepezil과 scopolamine을 투여한 DNPZ군이 76.2±1.8초로 감소된 변경 행동력을 증가시켜 연구 모델이 잘 확립된 것을 확인하였다
1B). 이는 사간이 실험동물의 행동양상에 영향을 주지 않고 기억력을 개선시키는 것을 의미한다.
2). 이는 실험동물이 환경에 영향을 미치지 않고 사간에 의해 기억력이 개선되는 것을 의미한다.
이상의 결과를 통해 사간이 cholinergic system인 AChE 억제를 통하여 scopolamine으로 유도된 단, 장기 인지 및 기억력 손상을 개선시키는 것으로 판단된다.

후속연구

또한 ex vivo에서 AchE를 저해하는 것을 확인하였다. 이러한 결과로 미루어 보아 사간 에탄올 추출물이 향후 인지 및 기억력 손 상에 대한 예방 또는 치료 약물로서 잠재적 가치가 있다고 여겨진다.

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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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