초록 ▼

1차년도 연구로서, 70% 아세톤 용매의 검정콩 껍질 추출물의 총 페놀성화합물 함량 및 안토시아닌 함량은 2,584 mg GAE/100g, 1.05 mg/100g 으로 나타났다. 알츠하이머 치매발병의 원인인 AChE의 저해 효과를 확인한 결과, 검정콩 껍질의 안토시아닌 분획물에서는 AChE 저해활성이 나타나지 않았으며, 비안토시아닌 분획물에서 AChE의 저해활성이 농도 의존적으로 증가하는 것으로 나타났다. 검정콩 껍질의 비안토시아닌의 분획물의 PC12 AChE 저해활성에 대한 IC₅₀ 값은 약 233 μg로 나타

1차년도 연구로서, 70% 아세톤 용매의 검정콩 껍질 추출물의 총 페놀성화합물 함량 및 안토시아닌 함량은 2,584 mg GAE/100g, 1.05 mg/100g 으로 나타났다. 알츠하이머 치매발병의 원인인 AChE의 저해 효과를 확인한 결과, 검정콩 껍질의 안토시아닌 분획물에서는 AChE 저해활성이 나타나지 않았으며, 비안토시아닌 분획물에서 AChE의 저해활성이 농도 의존적으로 증가하는 것으로 나타났다. 검정콩 껍질의 비안토시아닌의 분획물의 PC12 AChE 저해활성에 대한 IC₅₀ 값은 약 233 μg로 나타났으며 비경쟁적 저해 경향을 보였다. Y-maze 및 passive avoidance 실험을 실시한 결과, TMT 투여에 의해 감소된 기억력 및 학습능력을 일정수준 개선시키는 것으로 나타났다. 실험 종료 후 마우스의 뇌 조직 중의 MDA 함량 측정 및 AChE 활성을 감소시키는 것으로 나타났다. 따라서 1차년도 실험 결과에서 TMT는 뇌 특정부위의 신경세포 손상 및 apoptosis에 중요한 역할을 하는 것으로 생각되며, TMT에 의해 생성된 ROS를 검정콩 껍질의 비안토시아닌이 효과적으로 저해하는 것으로 보인다.
2차년도 연구로서, 비안토시아닌 분획물을 처리한 다음 Aβ로 세포의 산화적 손상을 유도하여 DCF 형광강도를 관찰하였다. Aβ를 단독 처리한 군에서는 119.8%로 대조구 100% 대비 약 20%의 형광강도 증가를 보인 반면, 검정 콩 껍질 비안토시아닌 분획물을 처리한 구에서는 농도 의존적으로 산화적 손상 보호 효과를 보였다. 더불어 cytotoxic assay에서, Aβ 처리구는 control구 100% 대비 63.2%의 세포 생존율을 나타냈고 검정콩 껍질의 비안토시 아닌 분획물 처리구에서는 농도 의존적으로 cell viability가 증가하는 것으로 나타났다. 특히 비안토시아닌 분획물 25 μg/mL에서 부터는 positive control로 사용된 vitamin C 200 μM 보다 높았으며, Aβ 대비 약 86.4% 정도 증가율을 보이는 것으로 나타났다. 또한 control group의 LDH 방출량은 34.9% 정도인데 반해 Aβ 처리군에서는 52.3%의 방출량을 보여 Aβ에 의해 LDH 방출량이 약 17%정도 증가하였다. 반면 12 μg/mL 농도에서는 vitamin C 200 μM과 유사한 수준으로 낮은 LDH 방출량 나타내었다. 마지막으로, Aβ peptide sequence를 bregma에 ICV injection하여 in vivo 실험을 진행 하였다. Y-maze에서 마우스의 행동을 관찰한 결과, Aβ group은 control group(100%) 대비 89.4%로 현저한 기억력 저하 (10.6% 감소)를 보였다. 이에 반해 B5, B10, 그리고 B20 group은 각각 100.8, 103.1, 109.2%로 Aβ group과 비교 하였을 때 유의적으로 기억력을 개선시킬 뿐만 아니라 control group과 유사한 수준으로 나타났다. Passive avoidance test에서, Aβ group의 latency time은 98초로 control group (291초)에 비하여 학습 및 인지기능이 현저히 감소하였다. Aβ group과 비교하였을 때 B5, B10, 및 B20 group은 섭취량이 증가함에 따라 인지기능이 크게 회복되는 것으로 나타났으며, 특히 B20 group은 Aβ group에 비해 학습 및 인지기능을 64% 개선시킨 것으로 나타났다
3차년도 연구로서, AChEi의 positive control로서 tacrine과 Aβ를 상호 활용하였고 sample로서 nonanthocyanins와 이를 구성하는 main compounds (syringic acid, protocatecuic acid, catechin)을 각각 활용하여 AChE inhibitory activity와 Aβ-induced cytotoxicity에 대한 연관성을 검증하였다.
AChEi assay, DCF-DA, MTT, LDH assay모두에서 non-anthocyanins가 개별 major compounds보다 상대적으로 우수한 활성을 나타냈다. 또한 Aβ에 의한 직접적인 AChE저해효과는 미비했으나, tacrine은 cytotoxicity에서 Aβ의 세포 독성을 상대적으로 상쇄시키는 경향 (non-anthocyanins를 구성하는 주요 개별 compounds 수준)을 나타냈다.
상기 in vitro effect는 in vivo Y-maze와 Passive avoidance test에서도 유사한 결과로 나타났다. Tacrine과 non-anthocyanins 그리고 syringic acid를 각각 처리하여 인지기능 및 기억능력 감소에 대한 개선 효과를 검증하였다. Syringic acid와 non-anthocyanins의 효과는 유사하게 나타나 Aβ에 의한 인지기능 감소를 효과적으로 개선시켰다. 더불어 tacrine 역시 sample 수준은 아니지만 Aβ의 인지기능 감소를 일정 수준에서 저해시키는 결과를 보였다.
in vivo 실험 후 뇌 조직을 적출하여 뇌 조직 중의 AChE의 activity와 뇌 신경세포 막으로부터 발생되는 lipid peroxidation을 검증하여 상기 효과를 확인하였다. 결국 처리한 sample (syringic acid, non-anthocyanins)과 함께 tacrine 역시 AChE activity의 감소를 유도함과 동시에 lipid peroxidation 역시 감소하는 결과를 보여주었다. 이는 노인성 (또는 퇴행성) 치매 (Alzheimer’s Disease)의 주요 유발원으로 알려진 Aβ의 cytotoxicity가 주로 oxidative stress에 의해서 유발된다는 보고와 1-2차년도 연구 결과를 고려할 때, Aβ-induced oxidative stress의 조절이 결국 인지기능 감소 및 기억능력 감소를 억제하는 효과적인 방법임을 암시한다고 하겠다.