[보고서]중뇌피질변연계 도파민 경로의 활성화를 통한 곰피의 주의력 결핍/과잉행동 장애 개선 효과

이영아

중뇌피질변연계 도파민 경로의 활성화를 통한 곰피의 주의력 결핍/과잉행동 장애 개선 효과
Therapeutical effects of Ecklonia stolonifera in Attention Deficit/Hyperactivity Disorder through its actions on the mesocorticolimbic dopamine pathways 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	대구가톨릭대학교 Catholic University of Daegu
연구책임자	이영아
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2020-06
과제시작연도	2020
주관부처	과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT
등록번호	TRKO202100012758
과제고유번호	1345314870
사업명	개인기초연구(교육부)(R&D)
DB 구축일자	2021-08-28
키워드	주의력결핍 과잉행동장애.곰피.하베뉼라.도파민.중뇌피질변연계.전전두엽.천연물.동물모델.신경발달장애.

초록 ▼

□ 연구개요
주의력 결핍 과잉행동 장애(Attention Deficit Hyperactivity Disorder, ADHD)동물 모델을 이용하여 곰피의 ADHD 개선 효과와 그 작용기전을 행동학적, 도파민 시스템과 관련된 신경조직학적, 그리고 신경화학적 분석을 통해 규명하고자 한다.
○ 1차년도: 전두엽 및 도파민성 뉴런을 이용한 곰피 및 곰피 활성성분의 효과 및 표적인자 검토
○ 2차년도: ADHD 동물을 이용한 곰피의 ADHD 개선효과에 대한 분석
○ 3차년도: ADHD 동물의 중뇌피질변연계의 도파민 시스템에 대한 곰피의 작용기전 규명

□ 연구 목표대비 연구결과
(1) 1차년도: 전두엽 피질 및 도파민성 뉴런을 이용하여 곰피 활성성분의 작용기전 검토
○ 곰피 및 곰피 활성성분(fucosterol, fucoxanthin) 처리에 따른 prefrontal cortical neuron에서의 작용기전의 검토
- Prefrontal cortical neuron 분리 및 배양
- 도파민 시스템 관련 인자의 단백질 발현 측정
○ 곰피 및 곰피 활성성분(fucosterol, fucoxanthin) 처리에 따른 dopaminergic neuron에서의 작용기전의 검토
- Dopaminergic neuron 분리 및 배양
- 도파민 시스템 관련 인자의 단백질 발현 측정
(2) 2차년도:　곰피의 ADHD 개선 효과 및 작용기전에 대한 검토
○ 신생아기 하베뉼라 파괴 모델을 통한 ADHD 동물 모델 작성
○ ADHD 동물모델의 행동학적 변화 검토
- 과잉행동 개선 효과(open field test)
- 주의력 결핍 개선 효과(object exploration test)
- 충동성 개선 효과(delay discounting test)
○ 곰피와 ADHD 기존 치료제와의 효과 비교
- 과잉행동 개선 효과(open field test)
- 주의력 결핍 개선 효과(object exploration test)
- 충동성 개선 효과(delay discounting test)
(3) 3차년도: 중뇌피질변연계에 대한 곰피의 작용기전 규명
○ 신생아기 하베뉼라 파괴 모델을 통한 ADHD 동물 모델 작성
○ ADHD 동물모델의 뇌조직에서 카테콜 아민 분비량 변화 검토
- HPLC를 이용한 전전두엽에서 카테콜 아민 분비량 분석
- HPLC를 이용한 측좌핵에서 카테콜 아민 분비량 분석
○ ADHD 동물 피질변연계에서 ADHD 개선효과 메카니즘 규명
- 도파민 시스템 관련 단백질 발현 분석
- 중뇌피질변연계에서 국소부위전위활동과 동기활동의 변화 측정

□ 연구개발결과의 중요성
○ 곰피와 그 활성성분인 fucostrol과 fucoxanthin은 전두엽 뉴런과 도파민성 뉴런에서 도파민 시스템을 조절하여 뇌신경계 변화를 유도할 가능성이 확인되어 곰피가 도파민 시스템과 관련된 뇌신경계 질환에 대한 치료 후보물질로서 이용 가능함이 확인되었음.
○ 신생아기 하베뉼라 파괴를 통해 유도된 ADHD 동물모델에서 나타난 아동기 과잉행동, 충동성, 주의력 결핍 증상은 곰피 투여에 의해 개선되었으며 이는 암페타민과 유사한 수준인 것으로 나타나 곰피가 기존 ADHD 치료제를 대체할 새로운 치료물질로써의 이용 가능성을 제시할 수 있었음.
○ ADHD 동물모델의 행동장애에는 전전두엽과 편도체간의 정보생성과정의 이상이 관여하며, 곰피는 이러한 중뇌피질변연계의 정보생성과정의 정상화를 통해 ADHD 증상 완화를 유도할 수 있음이 확인되었음.
○ 이러한 곰피의 효과 규명을 통해 ADHD와 같은 발달장애 뿐 아니라 우울증, 조현병과 같은 도파민 시스템과 관련된 다양한 정신질환에서 곰피의 새로운 대체 치료물질로써 이용가능성을 제시하고 이를 통해 인류 건강증진에 기여할 수 있을 것으로 생각됨.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

표지 ... 1
연구결과 요약문 ... 3
목차 ... 4
1. 연구개발과제의 개요 ... 5
2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
(1) 전두엽 뉴런에서 곰피 및 그 활성성분의 도파민 시스템에 대한 효과 ... 6
(2) AHDHD 동물모델에서 곰피의 효과 분석 ... 8
(3) 곰피의 ADHD 동물 모델의 행동장애 개선효과의 작용기전 규명 ... 9
(4) 사회적 밀도에 따른 사회성의 변화와 세로토닌의 역할 ... 12
(5) 비인간 영장류에서 사회적 정보 생성에 있어서 도파민의 관련성 ... 13
(6) 사회그룹 변화에 따른 의사결정과 세로토닌의 관련성 ... 14
(7) 자폐증에서 사회적 순위에 대한 인지 변화 ... 14
(8) 수크로오스 과잉섭취에 따른 행동학적 변화와 도파민의 변화와의 관련성 ... 15
3. 연구개발결과의 중요성 ... 17
4. 참고문헌 ... 18
5. 연구성과 ... 20
끝페이지 ... 21

표/그림 (23)

표 Causes of ADHD. (a) Altered brain network in ADHD. (b) Cellular mechanisms associated with ADHD
표 The model of neonatal habenula lesion and the respected effect of Ecklonia stolonifera. (a) The model of neonatla habenula lesion (ADHD animal model). (b) The effect of Ecklonia stolonifera in ADHD animal model (predicted mechanism)
표 Tyrosine hydroxylase expression in the prefrontal cortex (PFC). (a) vehicle, (b-d) ES 0.1, 1, 10 ㎍/mL, (e & f) Fucosterol 5 & 20 μM, (g & h) Fucoxanthin 5 & 20 μM, blue: DAPI, Green: Neurofilament, Red: Tyrosine hydroxylase, Scale bar = 100 ㎛
표 Intensity of protein expressions in the PFC neurons. (a) The intensity of tyrosine hydroxylase expression. (b) The intensity of dopamine transporter expression. *p<0.05 vs. CTR
표 Intensity of protein expressions in the PFC neurons. (a) The intensity of dopamine receptor D1 expression. (b) The intensity of dopamine receptor D2 expression. *p<0.05 vs. CTR
표 Intensity of tyrosine hydroxylase expressions in the dopaminergic neurons. *p<0.05 vs. CTR
표 The effects of ES treatments on behavioral alterations in NHL rats. (a) Alterations of hyperactivity induced by NHL. (b) Alterations of attention deficit induced by NHL. (c) Improvement of impulsivity induced by NHL
표 The effects of ES in alterations of DA and 5-HT induced by NHL. (a) Concentrations of DA and 5-HT. (b) Ratios of its metabolites and DA or 5-HT. PFC, prefrontal cortex; DS, dorsal striatum; NAcc, nucleus accumbens; HPC, hippocampus; AMY, amygdala; VTA, ventral tegmental area
표 Power spectral density analysis of LFPs in juvenile animals with NHL. (a) The representative examples of LFPs. (b) Density of LFPs in the juvenile animals. (c) Density of LFPs in the adult animals. AMY, amygdala; NAcc, nucleus accumbens; HPC, hippocampus; PFC, prefrontal cortex
표 Coherence analysis of synchronous LFPs oscillations in juvenile animals with NHL. (a) The representative examples of coherence. (b) Density of coherence in the juvenile animals. (c) Density of coherence in the adult animals. AMY, amygdala; NAcc, nucleus accumbens; HPC, hippocampus; PFC, prefrontal cortex
표 Intensities of protein expressions. (a) Intensity of tyrosine hydroxylase expression. (b) Intensity of dopamine expression. *p<0.05
표 The effects of FCS on NHL-induced behavior alterations. (a) A graph showing locomotor distance of NHL rats travelled in juvenile NHL and CTR rats with VEH or FCS (1 mg/kg B.W.) administration. (b) A graph showing time spent per visit for object exploration in the object exploration test in juvenile NHL and CTR rats with VEH or FCS administration. (c) A graph showing preference to large rewards in the delayed discounting test in juvenile NHL and CTR rats with VEH or FCS administration. *p<0.05
표 Social interactions and plasma monoamine concentrations in group-housed macaques. (a) A graph showing overall percentages of time that Japanese (Mf) and rhesus (Mm) macaques spent social affiliations. Error bars indicate mean ± s.e.m. (b) A graph showing the relationship between housing density and percentages of time that Japanese (left) and rhesus (right) macaques spent social affiliations on each observation day. (c,d) Graphs similar to (a) and (b), but showing aggressions. (e) A graph showing plasma 5-HT (left) and DA (right) concentrations in Japanese and rhesus macaques. *p < 0.001 for Mf and Mm. (f) Graphs showing the relationships between housing density and plasma 5-HT (left) and DA (right) concentrations in group-housed Japanese and rhesus macaques
표 The effects of housing density on social interactions of mice in their home cages. (a) A photograph illustrating an example of tracking of mice under the housing condition of 8 mice per cage (8 mpc). (b) A diagram illustrating an example of tracking of mice under 4 mpc without backgrounds. (c) Diagrams illustrating examples of distance changes between each pair of C57 and DBA mice over time, with 6 times of 30 second recordings in 15 minutes. Red and blue screens indicate the periods in which distance between a pair of mice reached the threshold (i.e. less than 5 cm). (d) A graph showing duration of social interactions in C57 and DBA mice under different housing density. *1p = 0.034 for 2 mpc vs. 8 mpc in DBA, *2p = 0.046 for 4 mpc vs. 8 mpc in DBA, *3p < 0.001 for C57 vs. DBA under 2 mpc, *4p < 0.001 for C57 vs. DBA under 4 mpc, *5p = 0.024 for C57 vs. DBA under 8 mpc. (e) A graph showing a normal distribution of duration for the distance reaching less than 5 cm by chance, which was calculated by randomly shuffled pairs of mice. Tm indicates the duration at 2 standard deviations from the mean of the normal distribution, corresponding to statistical significance (p < 0.05). The red line indicates Gaussian curve fitting to the distribution. (f) A cumulative histogram for duration of social interactions shown in (d), along with Tm shown in (e). (g) Diagrams illustrating an example of a group of 4 mice for probability of locations that each mouse was observed within the home cage during observations. (h) A graph showing the amount of mutual information in each pair of mice. *1p = 0.002 for 2 mpc vs. 4 mpc in C57, *2p < 0.001 for 2 mpc vs. 8 mpc in C57, *3p = 0.006 for 2 mpc vs. 8 mpc in DBA. (i) A graph similar to (h), but showing the amount of mutual information in whole groups. *p = 0.040 for 2 mpc vs. 8 mpc in C57
표 Oxy-Hb and deoxy-Hb responses to social and nonsocial visual stimulus presentation with SAL treatments. (a) Graphs showing discriminant analysis for oxy-Hb concentrations. (b) Graphs similar to (a), but showing for deoxy-Hb concentrations. (c) Receiver operating curve (ROC) analysis for oxy-Hb concentrations with one category of stimuli against the other two stimulus categories. The left graph shows AUC of ROC on each site of NIRS recordings for one category of stimuli over the other two categories. The right graph illustrates ROC for the recording sites where significant difference were observed for one category of stimuli over the other two categories. (d) Graphs similar to (c), but showing for deoxy-Hb concentrations. e A radar chart showing oxy-Hb changes at all recording sites (left) and a bar graph showing the recording sites where significantly different changes between stimuli were observed (right). *p < 0.05, **p < 0.01. Error bars indicate s.e.m. f Graphs similar to (e), but showing deoxy-Hb
표 Oxy-Hb and deoxy-Hb responses and functional connectivity in the PFC to social and nonsocial visual stimulus presentation with DA antagonist treatments. (a) Graphs showing oxy-Hb changes with SAL (dashed, gray lines) and DA antagonists at the recording sites where significant differences were observed between stimulus categories with SAL treatments. *p < 0.05, **p < 0.01, relative to the SAL. (b) Graphs similar to (a), but showing for deoxy-Hb. (c) Graphs showing the ratios of Pearson’s r in oxy-Hb changes with DA antagonist treatments over those with SAL treatments (rs) for the pairs of recording sites where statistically significant correlations were observed with SAL treatments. The ratio of r/rs = 1.0 indicates no alteration of correlation by drug administration relative to SAL, r/rs = 0 indicates no correlation between recording sites with drug administration, and negative values on r/rs indicate that positive correlation with SAL turns to negative correlation with drug administration. (d) Graphs similar to (c), but showing for deoxy-Hb
표 The behavioral test for decision-making under conflict associated with social conformity. Schematic diagrams illustrating the experimental design with different (D2/T4, D3/T3, and D4/T2) group conditions
표 Decision-making under conflict in social conformity-like behavior and the effects of SSRI. (a) A graph showing freezing of demonstrators (D) and test subjects (T) with SAL in different group conditions. Control groups in which all 6 mice were subjected for fear conditioning or none of them were conditioned is denoted as CTR. *1–3p < 0.001. (b) A graph similar to (a), but showing as percentages that the test subjects expressed freezing relative to the demonstrators in different group conditions. *1–2p < 0.001. (c) A graph showing growing freezing of test subjects in the D4/T2 conditions with repeated trials (T1-T5), and one additional trial, but without demonstrators in the cage (ND; 6th trial). *1p = 0.037, *2p = 0.002, *3p = 0.012, *4p = 0.017. (d) A graph showing freezing of test subjects with SAL (data shown in (a)) and SSRI administration. *1p = 0.020. (e) A graph showing freezing of test subjects housed in smaller (55 cm2/subject; high housing density) and larger (167 cm2/subject; low housing density; data shown in (a)) cages. *1p < 0.001
표 Social rank recognition in ASD and TS children. (a) A graph showing difference of rating scores (DRS) for all images with SC, PC, and CF, combined. (b) A graph showing DRS separately for SC, PC, and CF. (c,d) Graphs showing correlations of DRS between for SC and PC in ASD (c) and TD (d) children, respectively
표 Behavioral alterations in animals subjected to sucrose and saccharine treatments. (A) Graph showing amphetamine (AMP) modulation of locomotion in juvenile (PD28–35) and adult (>PD56) animals. (B) Graph showing sucrose preference expressed as the ratio of sucrose solution intake over tap water intake in the sucrose preference test. (C) Graph showing the duration of immobility in the forced swimming test. (D) Graph showing the time spent in the open arms (left) and the number of entries into the enclosed arms (right) in the elevated plus maze. (E) Graph showing the time spent for object exploration per visit in the object exploration test. (F) Graph showing the time spent on social interaction with a mate in the social interaction test. *p < 0.05
표 Alterations of tissue DA and 5-HT concentrations in mesocorticolimbic regions of animals subjected to sucrose and saccharine treatments. Graphs showing tissue DA concentrations in the PFC, dSTR, NAcc, HPC, AMY, and VTA of juvenile (A) and adult (B) animals. Graphs similar to a and b but showing tissue 5-HT concentrations in juvenile (C) and adult (D) animals. *p < 0.05
표 Alterations of dopamine and serotonin transporter expression levels in mesocorticolimbic regions of juvenile animals subjected to sucrose and saccharine treatments. (A) Representative images of DAT (red) and SERT (green) expression levels in mesocorticolimbic regions of juvenile animals. Graph showing fluorescence intensities of DAT (B) and SERT (C) expression in juvenile animals. *p < 0.05
표 Alterations of dopamine and serotonin transporter expression levels in mesocorticolimbic regions of adult animals subjected to sucrose and saccharine treatments. (A) Representative images of DAT (red) and SERT (green) expression in mesocorticolimbic regions of adult animals. Graph showing fluorescence intensities of DAT (B) and SERT (C) expression in adult animals. *p < 0.05

과제명(ProjectTitle) :	-
연구책임자(Manager) :	-
과제기간(DetailSeriesProject) :	-
총연구비 (DetailSeriesProject) :	-
키워드(keyword) :	-
과제수행기간(LeadAgency) :	-
연구목표(Goal) :	-
연구내용(Abstract) :	-
기대효과(Effect) :	-

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 제목(한글), 저자명(한글), 발행일자, 전자원문, 초록(한글), 초록(영문) 관리번호, 제목(한글), 제목(영문), 저자명(한글), 저자명(영문), 주관연구기관(한글), 주관연구기관(영문), 발행일자, 총페이지수, 주관부처명, 과제시작일, 보고서번호, 과제종료일, 주제분류, 키워드(한글), 전자원문, 키워드(영문), 입수제어번호, 초록(한글), 초록(영문), 목차
저장형식	Text(ASCII format) Excel format
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

중뇌피질변연계 도파민 경로의 활성화를 통한 곰피의 주의력 결핍/과잉행동 장애 개선 효과
Therapeutical effects of Ecklonia stolonifera in Attention Deficit/Hyperactivity Disorder through its actions on the mesocorticolimbic dopamine pathways 원문보기

초록 ▼

목차 Contents

표/그림 (23)

표/그림 (23)

참고문헌 (25)

연구과제 타임라인

관련 콘텐츠

원문 보기

이 보고서와 함께 이용한 콘텐츠

연관된 기능

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

중뇌피질변연계 도파민 경로의 활성화를 통한 곰피의 주의력 결핍/과잉행동 장애 개선 효과 Therapeutical effects of Ecklonia stolonifera in Attention Deficit/Hyperactivity Disorder through its actions on the mesocorticolimbic dopamine pathways 원문보기

초록 ▼

목차 Contents

표/그림 (23) 모든 표/그림 보기

표/그림 (23) 슬라이드로 보기

참고문헌 (25)

연구과제 타임라인

전체(0) 논문(0) 특허(0) 보고서(0)

전체(0) 논문(0) 특허(0) 보고서(0)

관련 콘텐츠

원문 보기

이 보고서와 함께 이용한 콘텐츠

연관된 기능

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

중뇌피질변연계 도파민 경로의 활성화를 통한 곰피의 주의력 결핍/과잉행동 장애 개선 효과
Therapeutical effects of Ecklonia stolonifera in Attention Deficit/Hyperactivity Disorder through its actions on the mesocorticolimbic dopamine pathways 원문보기

표/그림 (23)

표/그림 (23)