Scopolamine 유도 기억력 억제 마우스 모델에서 삼채 추출물의 항치매 효과 :Anti-Dementia Effects of Allium hookeri Extracts on Scopolamine-Induced Memory Impairment in Mice

최지혜

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자료유형: 학위논문

저자정보: 최지혜 (전북대학교, 전북대학교 일반대학원)

지도교수: 차연수

발행연도: 2021

저작권: 전북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수18

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2021

기억력 손상 마우스에서 흑미 호분층 추출물의 인지능력 개선 효과

최지혜 , 이은별 , 장환희 외 2명 한국약용작물학회지 2021.10 학술저널

Scopolamine 유도 기억력 억제 마우스 모델에서 삼채 추출물의 항치매 효과

최지혜 2021.01 학위논문

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삼채 (Allium hookeri)는 항염, 항산화, 항비만 및 항당뇨 등 다양한 생리활성에 대한 보고가 이루어져 있으나, 기억력 및 치매에 미치는 영향에 대한 연구의 보고는 적은 실정이었다. 따라서 본 연구는 다양한 생리활성을 갖는 삼채 추출물을 이용하고, 스코폴라민을 사용하여 인지능력 저하 동물모델을 설정, 삼채 잎과 뿌리 추출물의 항치매 효과를 확인하였다. 삼채 잎과 뿌리 추출물을 각각 150 mg/kg 체중 및 300 mg/kg 체중으로 마우스에게 경구투여하였으며, 행동유형 실험 30분 전 스코폴라민을 1 mg/kg 체중의 농도로 복강 투여하여 인지기능 장애를 유발하였다. 삼채 추출물을 투여받은 마우스에서는 스코폴라민 단독 처리군인 실험군에 비하여 Y-maze에서 오류 동작 횟수가 감소하였으며, 수중 미로 실험에서는 도피대에 도달하는 시간이 단축되었다. 또한 수동회피 실험 결과, 머무름 시간이 삼채 추출물을 투여한 군에서 증가한 것으로 보아 스코폴라민으로 감퇴된 기억력이 삼채 잎과 뿌리 추출물 투여로 인하여 향상 되었음을 확인하였다. 행동 실험이 끝난 쥐의 혈청에서 choline과 acetylcholine의 농도 및 acetylcholinesterase 활성을 측정한 결과, 삼채 추출물은 스코폴라민으로 감소된 choline과 acetylcholine의 농도를 유의하게 증가시켰으며, 스코폴라민 처리로 증가한 acetylcholinesterase 활성을 정상화시켰다. 또한 혈청 사이토카인의 측정 결과 스코폴라민 투여로 인하여 상승된 염증성 사이토카인 반응이 삼채 추출물 투여로 인하여 감소되었다. 스코폴라민 처리로 간 조직내의 염증 반응 또한 증가하였는데, 상승된 iNOS, COX-2 및 NF-κB와 사이토카인 TNF-α와 IL-6의 단백질 발현량은 삼채 추출물 투여로 인하여 감소하였다. 뇌 조직에서 스코폴라민으로 인하여 과발현된 amyloid β-peptide와 caspase-3의 발현은 삼채 추출물 투여로 인하여 정상화 되었으며, 스코폴라민으로 인하여 감소된 nueronal nucelar와 choline acetyltransferase의 발현량은 삼채 추출물 투여로 인하여 회복되었다. 앞선 결과를 종합하여 볼 때, 삼채 잎과 뿌리 추출물은 스코폴라민으로 인해 발생 된 기억 감퇴 현상의 회복 및 신경 보호 효과, 신경 염증을 감소시켰고 특히 뿌리 추출물에서 효과적인 것으로 나타났다. 따라서 삼채는 기억력 개선을 통한 항치매 소재로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

Allium hookeri (AH) has been reported with various physiological activities such as anti-inflammatory, antioxidant, anti-obesity, and anti-diabetes. However, no studies have been reported on its effects on memory improvement and dementia. Therefore, in this study, I tried to induce memory damage by scopolamine using AH extracts with various physiological activities and to confirm the anti-dementia effects of AH extracts. AH extracts were orally administered to mice at 150 mg/kg and 300 mg/kg for 8 weeks. Scopolamine was administered intraperitoneally at a concentration of 1 mg/kg to induce cognitive dysfunction. In the AH extract-administered group, the number of error actions was reduced in Y-maze performance compared with the scopolamine alone-treated group. Additionally, the escape time decreased in the water maze test, and the step-through latency time increased in the passive avoidance test. Concentrations of choline and acetylcholine and acetylcholinesterase activity were measured in mouse serum. The AH extract significantly increased the reduced choline and acetylcholine concentrations. The acetylcholinesterase activity increased by scopolamine treatment was normalized by the administration of AH extract. Serum cytokines (IL-1β, IL-6, and IFN-γ) were measured, the response of inflammatory cytokines increased by scopolamine administration was regulated by administration of AH extracts. Administration of scopolamine also increased the inflammatory response in liver tissue, while increased protein expression of iNOS, COX-2 and NF-κB and cytokines TNF-α and IL-6 were decreased by administration of AH extract. The expression of amyloid β-peptide and caspase-3 overexpressed by scopolamine in the brain tissue were normalized in the AH extract-administered group, and the scopolamine-reduced expression of neuronal nuclear and choline acetyltransferase was restored. Taken together, thorgh AH extracts showed anti-dementia effects, and the AH root extracts are more effective in relieving the scopolamine-induced memory impairment, neuroprotective effects, and reducing the development of neuroinflammation.

#Allium hookeri #Dementia #Scopolamine #Memory #Neuroprotective #Neuroinflammation

List of Tables ⅲ
List of Figures ⅳ
ABSTRACT (Eng) ⅵ
Ⅰ. INTRODUCTION 1
Ⅱ. MATERIALS AND METHODS 5
1. Plant material and sample preparation 5
2. Experimental animals 6
3. Evaluation of memory function 7
1) Y-maze test 7
2) Water maze test 7
3) Passive avoidance test 8
4. ELISA assay of serum on mice 10
1) Choline/Acetylcholine concentration of serum 10
2) Acetylcholinesterase activity of serum 10
3) Cytokine concentration of serum 11
5. Western blot analysis 12
6. Immunofluorescences staining 14
7. Statistical analysis 16
Ⅲ. RESULTS 17
1. Effects of Allium hookeri on body weight and organ weight 17
2. Effcts on animal behavior 20
3. Effects on cholinergic dysfunction in serum 26
4. Effects on cytokine concentration in serum 29
5. The expression of NF-κB signaling in the liver 32
6. The expression of cytokine in the liver 35
7. The expression of Aβ, Cas-3, NeuN, and ChAT in the hippocampus 37
Ⅳ. DISCUSSION 49
Ⅴ. CONCLUSIONS 54
Ⅵ. REFERENCES 55
ABSTRACT (국문초록) 61

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