KR102627493B1 - Composition for preventing, improving or treating neurodegenerative disorders trimethyltin mediated comprising Ishige okamurae extract and uses thereof - Google Patents

Composition for preventing, improving or treating neurodegenerative disorders trimethyltin mediated comprising Ishige okamurae extract and uses thereof Download PDF

Info

Publication number
KR102627493B1
KR102627493B1 KR1020210091400A KR20210091400A KR102627493B1 KR 102627493 B1 KR102627493 B1 KR 102627493B1 KR 1020210091400 A KR1020210091400 A KR 1020210091400A KR 20210091400 A KR20210091400 A KR 20210091400A KR 102627493 B1 KR102627493 B1 KR 102627493B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
trimethyltin
disease
ioe
brain cells
expression
Prior art date
Application number
KR1020210091400A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20230010957A (en
Inventor
이승호
Original Assignee
인천대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인천대학교 산학협력단 filed Critical 인천대학교 산학협력단
Priority to KR1020210091400A priority Critical patent/KR102627493B1/en
Publication of KR20230010957A publication Critical patent/KR20230010957A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102627493B1 publication Critical patent/KR102627493B1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K36/00Medicinal preparations of undetermined constitution containing material from algae, lichens, fungi or plants, or derivatives thereof, e.g. traditional herbal medicines
    • A61K36/02Algae
    • A61K36/03Phaeophycota or phaeophyta (brown algae), e.g. Fucus
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/105Plant extracts, their artificial duplicates or their derivatives
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00Drugs for disorders of the nervous system
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2200/00Function of food ingredients
    • A23V2200/30Foods, ingredients or supplements having a functional effect on health
    • A23V2200/322Foods, ingredients or supplements having a functional effect on health having an effect on the health of the nervous system or on mental function
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2250/00Food ingredients
    • A23V2250/20Natural extracts
    • A23V2250/202Algae extracts

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Natural Medicines & Medicinal Plants (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Alternative & Traditional Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)

Abstract

본 발명은 패(Ishige okamurae) 추출물을 포함하는 신경변성, 특히 트리메틸틴(trimethyltin)으로 인해 발생하는 신경변성 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 대한 것이다.
또한, 본 발명은 패(Ishige okamurae) 추출물을 처리하는 단계를 포함하는 트리메틸틴(trimethyltin) 처리된 뇌세포 보호방법 내지 패 추출물을 포함하는 트리메틸틴 처리된 뇌세포 보호용 조성물에 대한 것이다.
본 발명의 패 추출물은 트리메틸틴 처리로 인해 손상된 뇌세포를 보호하는 효과로서, i) 절단된 카스파아제-3 발현 감소, ii) 절단된 PARP 발현 감소, iii) BDNF(brain-derived neurotrophic factor) 발현 증가, iv) ERK 인산화 감소, v) p38 인산화 감소, vi) JNK 인산화 감소, vii) HO-1(heme oxygenase-1) 발현 증가, 및 viii) Nrf2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2) 발현 증가 를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 패 추출물은 트리메틸틴 매개 신경변성 예방, 개선 또는 치료용 조성물, 트리메틸틴 처리된 뇌세포 보호방법 내지 보호용 조성물 로서 효과적으로 사용될 수 있다.
The present invention relates to a composition containing an extract of Ishige okamurae for preventing, improving or treating neurodegeneration, particularly neurodegeneration caused by trimethyltin.
In addition, the present invention relates to a method for protecting brain cells treated with trimethyltin, which includes the step of treating Ishige okamurae extract, and a composition for protecting brain cells treated with trimethyltin, which includes the shell extract.
The shell extract of the present invention protects brain cells damaged by trimethyltin treatment by i) reducing the expression of cleaved caspase-3, ii) reducing the expression of cleaved PARP, and iii) expressing BDNF (brain-derived neurotrophic factor). increased, iv) decreased ERK phosphorylation, v) decreased p38 phosphorylation, vi) decreased JNK phosphorylation, vii) increased heme oxygenase-1 (HO-1) expression, and viii) increased nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) expression. can be provided. Therefore, the shell extract of the present invention can be effectively used as a composition for preventing, improving or treating trimethyltin-mediated neurodegeneration, and as a method or composition for protecting trimethyltin-treated brain cells.

Description

패 추출물을 포함하는 트리메틸틴 매개 신경변성 예방, 개선 또는 치료용 조성물 내지 이의 용도 {Composition for preventing, improving or treating neurodegenerative disorders trimethyltin mediated comprising Ishige okamurae extract and uses thereof}Composition for preventing, improving or treating neurodegenerative disorders trimethyltin mediated comprising Ishige okamurae extract and uses thereof}

본 발명은 패(Ishige okamurae) 추출물을 포함하는 신경변성, 특히 트리메틸틴(trimethyltin)으로 인해 발생하는 신경변성 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 대한 것이다. The present invention relates to a composition containing an extract of Ishige okamurae for preventing, improving or treating neurodegeneration, particularly neurodegeneration caused by trimethyltin.

또한, 본 발명은 패(Ishige okamurae) 추출물을 처리하는 단계를 포함하는 트리메틸틴(trimethyltin) 처리된 뇌세포 보호방법 내지 패 추출물을 포함하는 트리메틸틴 처리된 뇌세포 보호용 조성물에 대한 것이다. In addition, the present invention relates to a method for protecting brain cells treated with trimethyltin, which includes the step of treating Ishige okamurae extract, and a composition for protecting brain cells treated with trimethyltin, which includes the shell extract.

신경 변성은 파킨슨 병, 근 위축성 측삭 경화증, 헌팅턴병, 치명적인 가족성 불면증, 알츠하이머 병과 같은 많은 불치의 신경 퇴행성 질환을 유발하는 신경 세포의 점진적인 기능적 또는 구조적 손실이다. 이러한 신경 퇴행성 질환은 세포 이하 수준에서 많은 유사한 표현형을 가지고 있는 것으로 입증되어 동시에 신경 퇴행성 질환을 개선하는 치료제를 개발할 수 있는 기회를 제공한다. 이러한 이유로 TMT 유도 신경 퇴화 및 글루타메이트 흥분 독성과 같은 여러 모델 시스템이 신경 퇴행성 질환에 대한 치료 후보의 효과를 조사하는데 자주 사용된다.Neurodegeneration is the progressive functional or structural loss of nerve cells that leads to many incurable neurodegenerative diseases, such as Parkinson's disease, amyotrophic lateral sclerosis, Huntington's disease, fatal familial insomnia, and Alzheimer's disease. These neurodegenerative diseases have been proven to have many similar phenotypes at the subcellular level, providing an opportunity to develop treatments that simultaneously improve neurodegenerative diseases. For this reason, several model systems, such as TMT-induced neurodegeneration and glutamate excitotoxicity, are frequently used to investigate the effects of therapeutic candidates for neurodegenerative diseases.

트리메틸틴(trimethyltin, TMT)은 농업 및 산업 분야에서 널리 사용되는 유기 주석 화합물이다. 인간에게 TMT를 전신 투여하면 중추 신경계 (CNS)에서 활동과잉 및 인지장애와 같은 임상 증상으로 이어지는 신경 변성이 유도된다. 따라서 TMT는 뇌 기능 장애 및 신경 퇴행을 조사하기 위한 잠재적인 모델 신경 독소로 사용되었다. 세포 내 칼슘 과부하, 글루타메이트 흥분 독성, 산화 스트레스를 포함하여 TMT 매개 신경 독성 효과의 몇 가지 기본 메커니즘이 제안되었다. 그러나 TMT로 인한 신경 퇴행의 상세한 세포 및 분자 메커니즘은 여전히 밝혀야한다.Trimethyltin (TMT) is an organotin compound widely used in agriculture and industry. Systemic administration of TMT to humans induces neurodegeneration in the central nervous system (CNS) leading to clinical symptoms such as hyperactivity and cognitive impairment. Therefore, TMT has been used as a potential model neurotoxin to investigate brain dysfunction and neurodegeneration. Several underlying mechanisms of TMT-mediated neurotoxic effects have been proposed, including intracellular calcium overload, glutamate excitotoxicity, and oxidative stress. However, the detailed cellular and molecular mechanisms of TMT-induced neurodegeneration remain to be elucidated.

패(Ishige okamurae)는 동아시아 전역에 널리 퍼져있는 일종의 식용 갈조류이다. 패를 비롯한 갈조류는 생리 활성이 저혈당, 항 염증, 항 바이러스 효과를 포함하는 것으로 제안되어 약용 식품에 사용되는 기능성 소재로 주목 받고 있다. Ishige okamurae ( Ishige okamurae ) is a type of edible brown algae that is widespread throughout East Asia. Brown algae, including shellfish, are attracting attention as functional materials used in medicinal foods as their physiological activities have been suggested to include hypoglycemic, anti-inflammatory, and antiviral effects.

대한민국 특허출원 제10-2020-0109571호Republic of Korea Patent Application No. 10-2020-0109571 대한민국 특허출원 제10-2018-0096791호Republic of Korea Patent Application No. 10-2018-0096791

이에 본 발명자들은 TMT 주입 동물 모델과 in vitro 글루타메이트 흥분 독성을 이용하여 알츠하이머 병(Alzheimer's disease, AD) 이외의 신경변성에도 패 추출물(Ishige okamurae extract, IOE)을 적용할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다. Accordingly, the present inventors confirmed that Ishige okamurae extract (IOE) can be applied to neurodegeneration other than Alzheimer's disease (AD) using a TMT injection animal model and in vitro glutamate excitotoxicity, and developed the present invention. Completed.

따라서, 본 발명의 목적은 패(Ishige okamurae) 추출물을 포함하는 트리메틸틴(trimethyltin) 매개 신경변성 예방, 개선 또는 치료용 조성물을 제공하는 것이다. Accordingly, the purpose of the present invention is to provide a composition for preventing, improving, or treating trimethyltin-mediated neurodegeneration, including an extract of Ishige okamurae .

본 발명의 또 다른 목적은 패(Ishige okamurae) 추출물을 처리하는 단계를 포함하는 트리메틸틴(trimethyltin) 처리된 뇌세포 보호방법, 또는 패(Ishige okamurae) 추출물을 포함하는 트리메틸틴(trimethyltin) 처리된 뇌세포 보호용 조성물을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is a method of protecting brain cells treated with trimethyltin, which includes the step of processing an extract of Ishige okamurae , or a method of protecting brain cells treated with trimethyltin, which includes an extract of Ishige okamurae . To provide a composition for cell protection.

본 발명은 패(Ishige okamurae) 추출물을 포함하는 트리메틸틴(trimethyltin) 매개 신경변성 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다. The present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating trimethyltin-mediated neurodegeneration containing an extract of Ishige okamurae .

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 추출물은 물, 유기용매 또는 이들의 혼합물을 추출용매로 하여 추출된 것일 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the extract may be extracted using water, an organic solvent, or a mixture thereof as an extraction solvent.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 트리메틸틴 매개 신경변성은 활동과잉, 공격성, 인지장애, 파킨슨병(Parkinson's disease), 근 위축성 측삭 경화증(amyotrophic lateral sclerosis), 헌팅턴병(Huntington's disease) 및 알츠하이머병(Alzheimer's disease) 으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the trimethyltin-mediated neurodegeneration causes hyperactivity, aggression, cognitive impairment, Parkinson's disease, amyotrophic lateral sclerosis, Huntington's disease, and Alzheimer's disease ( It may be one or more selected from the group consisting of Alzheimer's disease.

또한, 본 발명은 패(Ishige okamurae) 추출물을 포함하는 트리메틸틴(trimethyltin) 매개 신경변성 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물 을 제공한다. In addition, the present invention provides a health functional food composition containing an extract of Ishige okamurae for preventing or improving trimethyltin-mediated neurodegeneration.

또한, 본 발명은 패(Ishige okamurae) 추출물을 처리하는 단계를 포함하는 트리메틸틴(trimethyltin) 처리된 뇌세포 보호방법 을 제공한다. Additionally, the present invention provides a method for protecting brain cells treated with trimethyltin, which includes the step of treating Ishige okamurae extract.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 패 추출물은 하기 8 가지 특징으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 특징을 유도하기 위해 처리되는 것일 수 있다:According to a preferred embodiment of the present invention, the shell extract may be processed to induce one or more characteristics selected from the group consisting of the following eight characteristics:

i) 절단된 카스파아제-3 발현 감소 ;i) Reduced expression of cleaved caspase-3;

ii) 절단된 PARP 발현 감소 ; ii) reduced expression of cleaved PARP;

iii) BDNF(brain-derived neurotrophic factor) 발현 증가 ;iii) increased expression of brain-derived neurotrophic factor (BDNF);

iv) ERK 인산화 감소 ;iv) decreased ERK phosphorylation;

v) p38 인산화 감소 ;v) decreased p38 phosphorylation;

vi) JNK 인산화 감소 ;vi) decreased JNK phosphorylation;

vii) HO-1(heme oxygenase-1) 발현 증가 ; 및 vii) increased expression of heme oxygenase-1 (HO-1); and

viii) Nrf2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2) 발현 증가. viii) Increased expression of Nrf2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2).

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 뇌세포는 HT22 세포인 것일 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the brain cells may be HT22 cells.

본 발명은 패(Ishige okamurae) 추출물을 포함하는 트리메틸틴(trimethyltin) 처리된 뇌세포 보호용 조성물 을 제공한다. The present invention provides a composition for protecting brain cells treated with trimethyltin containing an extract of Ishige okamurae .

본 발명의 패 추출물은 트리메틸틴 처리로 인해 손상된 뇌세포를 보호하는 효과로서, i) 절단된 카스파아제-3 발현 감소, ii) 절단된 PARP 발현 감소, iii) BDNF(brain-derived neurotrophic factor) 발현 증가, iv) ERK 인산화 감소, v) p38 인산화 감소, vi) JNK 인산화 감소, vii) HO-1(heme oxygenase-1) 발현 증가, 및 viii) Nrf2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2) 발현 증가 를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 패 추출물은 트리메틸틴 매개 신경변성 예방, 개선 또는 치료용 조성물, 트리메틸틴 처리된 뇌세포 보호방법 내지 보호용 조성물 로서 효과적으로 사용될 수 있다. The shell extract of the present invention protects brain cells damaged by trimethyltin treatment by i) reducing the expression of cleaved caspase-3, ii) reducing the expression of cleaved PARP, and iii) expressing BDNF (brain-derived neurotrophic factor). increased, iv) decreased ERK phosphorylation, v) decreased p38 phosphorylation, vi) decreased JNK phosphorylation, vii) increased heme oxygenase-1 (HO-1) expression, and viii) increased nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) expression. can be provided. Therefore, the shell extract of the present invention can be effectively used as a composition for preventing, improving or treating trimethyltin-mediated neurodegeneration, and as a method or composition for protecting trimethyltin-treated brain cells.

도 1은 마우스의 패 추출물(IOE) 경구 투여 (A) 에 따른 기억 장애 테스트 방법 및 결과를 나타낸다. Y-미로 테스트의 진입 수(Number of enteries)는 그룹 간에 차이가 없었지만(B) TMT 마우스 그룹에 비해 IOE 마우스에서 TMT에 의한 자발적 변화(Alteration, %)가 회복되었다(C). (D) 는 각 그룹의 경로 추적을 나타낸다. 표시된 데이터는 ± SD를 의미한다. Con : 대조군 (미처리), a : b와 비교할 때 유의한 차이 (p <0.05).
도 2는 마우스의 패 추출물(Ishige okamurae extract, IOE) 경구 투여 (A) 에 따른 장기 기억 장애 테스트 방법 및 결과를 나타낸다. 모리스 수중 미로 테스트의 탈출 지연 시간 (Escape latency) (A)과 5 일째 W 영역에서의 시간 (Time in W zone, %) (B) 을 나타냈다(n = 5). (C)는 프로브 시험 중 각 그룹의 움직임 패턴을 나타낸다. 표시된 데이터는 ± SD를 의미한다. Con : 대조군 (미처리), a : b와 비교할 때 유의한 차이 (p <0.05).
도 3은 대조군(Con), 트리메틸틴 투여(TMT), 트리메틸틴 및 패 추출물 투여(TMT+IOE) 그룹의 뇌 조직에서 절단된 Caspase-3 및 절단된 PARP (A) 및 BDNF (B)의 발현을 나타낸다(n = 5). 각 유전자의 발현 수준을 추정하고 GAPDH 것으로 정규화하여 나타냈다. 표시된 데이터는 ± SD를 의미한다. a : b와 비교할 때 유의한 차이 (p <0.05).
도 4는 대조군(Con), 트리메틸틴 투여(TMT), 트리메틸틴 및 패 추출물 투여(TMT+IOE) 그룹 마우스 뇌의 H & E 로 염색된 해마 영역의 대표적인 CA1 하위 필드를 나타낸다. 위쪽 패널에 있는 사각형의 확대된 영역은 아래쪽 패널 (A)에 표시되고 생존 세포 및 농축 핵의 수를 나타냈다 (n = 5) (B). 화살표는 농축 핵을 나타낸다. 데이터는 평균 ± SD로 표현된다. a : b와 비교할 때 유의한 차이 (p <0.05). 배율 200 배 (위쪽 패널) 및 400 배 (아래쪽 패널). 스케일 바 = 50 μm.
도 5는 대조군(Con), 트리메틸틴 투여(TMT), 트리메틸틴 및 패 추출물 투여(TMT+IOE) 그룹 마우스 뇌 (n = 5)에서 ERK (A), p-38 MAPK (B) 및 JNK (C)의 인산화 수준을 나타내고, 각 그룹 ERK (p-ERK/t-ERK), p38 (p- p38/p38) 및 JNK (p-JNK/JNK)의 상대적 발현율을 나타냈다. 표시된 데이터는 ± SD를 의미한다. a : b와 비교할 때 유의한 차이 (p <0.05).
도 6은 대조군(Con), 트리메틸틴 투여(TMT), 트리메틸틴 및 패 추출물 투여(TMT+IOE) 그룹 마우스의 뇌에서 Nrf2 및 HO-1의 발현 수준과 (n = 5) (A), 각 그룹 Nrf2 (Nrf2/GAPDH) 및 HO-1 (HO-1/GAPDH)의 상대적 발현율을 나타낸다 (B). 표시된 데이터는 ± SD를 의미한다. a : b와 비교할 때 유의한 차이 (p <0.05).
도 7은 HT22 세포에 대한 패 추출물(IOE)의 세포 독성을 나타낸다. 글루타메이트 매개 세포 독성은 비 독성 수준의 IOE 처리에 의해 억제되었다. 세포 생존율은 WST-1 분석 키트 (B) 및 세포 계수 (C)로 측정되었다. 표시된 데이터 값은 ± SD를 의미한다. 대조군에는 처리되지 않은 세포 (IOE- 및 Glu-)가 사용되었다. 비슷한 결과로 실험을 세 번 반복했다. a : b 또는 c와 비교할 때 유의한 차이 (p <0.05) b : a 또는 c와 비교할 때 유의한 차이 (p <0.05), * : 대조군과 비교했을 때 유의한 차이 (p <0.01). Glu : 글루타메이트.
도 8은 HT22 세포에서 글루타메이트 매개 ROS 생산에 대한 IOE 효과를 나타낸다(A). 세포 사멸 관련 유전자 (Bax, Bcl-1 및 절단된 caspase-3)의 발현과 (B, C) (n = 3), Bax/Bcl-2의 비율과 절단된 caspase-3 (절단된 caspase-3/β액틴)의 상대적 발현을 나타낸다. 표시된 데이터는 ± SD를 의미한다. Glu : 글루타메이트. 대조군에는 처리되지 않은 세포 (IOE- 및 Glu-)가 사용되었다. 실험은 세 번 반복되었고 유사한 결과로 세 번 반복되었다. a : b 또는 c와 비교할 때 유의한 차이 (p <0.05) b : a, c 및 d와 비교할 때 유의한 차이 (p <0.05).
도 9는 HT22 세포에서 글루타메이트 (5mM) 유무에 관계없이 IOE로 2 시간 동안 전처리하고, ERK (A), p38 MAPK (B) 및 JNK (C)의 인산화를 측정한 결과를 나타낸다(n = 3). 각 데이터 값은 평균 ± SD로 표시된다. Glu : 글루타메이트. 대조군에는 처리되지 않은 세포 (IOE- 및 Glu-)가 사용되었다. 실험은 세 번 반복되었고 유사한 결과로 세 번 반복되었다. a : b 또는 c와 비교할 때 유의한 차이 (p <0.05) b : a 또는 c와 비교할 때 유의한 차이 (p <0.05).
도 10은 글루타메이트에 의한 Nrf2 및 HO-1 억제는 IOE (2 시간 전처리)와 MAPK 억제제 (PD98059, SB203580 및 SP600125, 1 시간 전처리)에 의해 회복된 것을 나타낸다. HT22 세포에서 Nrf2 (D-F) 및 HO-1 (A-C)의 글루타메이트 유도 발현은 qRT-PCR (n = 3)에 의해, PD98059 (A, D), SB203580 (B, E) 및 SP600125 (C 및 F)가 Nrf2 및 HO-1의 발현에 미치는 영향은 qRT-PCR (n = 3)에 의해 추정되었다. 처리되지 않은 세포 (IOE, Glu 및 억제제-)가 대조군에 사용되었다. 실험은 세 번 반복되었고 유사한 결과로 세 번 반복되었다. 표시된 데이터는 ± SD를 의미한다. a : b 또는 c와 비교할 때 유의한 차이 (p <0.05) b : a 또는 c와 비교할 때 유의한 차이 (p <0.05).
도 11은 HT22 세포에서 글루타메이트로 유발된 ROS 과잉 생산과 세포 독성은 IOE와 MAPK 억제제에 의해 회복된 것을 나타낸다. IOE (2 시간) 및 MAPK 억제제 (1 시간)로 HT22 세포를 전처리 한 후 (PD98059; MEK 억제제, SB203580; p38 MAPK 억제제, SP600125; JNK 억제제) ROS 과잉 생산(A-C) 및 세포 생존력 (D-F)을 추정했다. 처리되지 않은 세포 (IOE, Glu 및 억제제)가 대조군에 사용되었다. 표시된 데이터는 ± SD를 의미한다. Glu : 글루타메이트. 실험은 세 번 반복되었고 유사한 결과로 세 번 반복되었다. a : b 또는 c 또는 d와 비교할 때 유의한 차이 (p <0.05) b : a, c 또는 d와 비교할 때 유의한 차이 (p <0.05); c : a, b 또는 d와 비교할 때 유의한 차이 (p <0.05).
도 12는 패 추출물(IOE) 매개 항 신경 변성 효과를 나타낸 개략도이다.
Figure 1 shows the method and results of memory impairment test according to oral administration of mouse shell extract (IOE) (A). The number of entries in the Y-maze test did not differ between groups (B), but TMT-induced spontaneous alterations (%) were recovered in IOE mice compared to the TMT mouse group (C). (D) shows the path trace of each group. Data shown are means ± SD. Con: control (untreated), a: significant difference (p < 0.05) compared to b.
Figure 2 shows the method and results of testing long-term memory impairment following oral administration of Ishige okamurae extract (IOE) to mice (A). Escape latency of the Morris water maze test (A) and time in W zone (%) (B) on day 5 were shown (n = 5). (C) shows the movement patterns of each group during the probe test. Data shown are means ± SD. Con: control (untreated), a: significant difference (p < 0.05) compared to b.
Figure 3 shows the expression of cleaved Caspase-3 and cleaved PARP (A) and BDNF (B) in brain tissue of the control group (Con), trimethyltin administration (TMT), and trimethyltin and plaque extract administration (TMT+IOE) groups. (n = 5). The expression level of each gene was estimated and normalized to that of GAPDH. Data shown are means ± SD. a: significant difference (p <0.05) compared to b.
Figure 4 shows representative CA1 subfields of the hippocampal region stained with H & E of mouse brains from the control (Con), trimethyltin administered (TMT), and trimethyltin and plaque extract administered (TMT+IOE) groups. The enlarged area of the square in the upper panel is shown in the lower panel (A) and indicated the number of viable cells and enriched nuclei (n = 5) (B). Arrows indicate enriched nuclei. Data are expressed as mean ± SD. a: significant difference (p <0.05) compared to b. Magnifications 200x (top panel) and 400x (bottom panel). Scale bar = 50 μm.
Figure 5 shows ERK (A), p-38 MAPK (B) and JNK ( C) shows the phosphorylation level of ERK (p-ERK/t-ERK), p38 (p-p38/p38), and JNK (p-JNK/JNK) in each group. Data shown are means ± SD. a: significant difference (p <0.05) compared to b.
Figure 6 shows the expression levels of Nrf2 and HO-1 in the brains of mice in the control group (Con), trimethyltin administration (TMT), and trimethyltin and plaque extract administration (TMT+IOE) groups (n = 5) (A), respectively. Relative expression rates of groups Nrf2 (Nrf2/GAPDH) and HO-1 (HO-1/GAPDH) are shown (B). Data shown are means ± SD. a: significant difference (p <0.05) compared to b.
Figure 7 shows the cytotoxicity of plaque extract (IOE) on HT22 cells. Glutamate-mediated cytotoxicity was inhibited by treatment with non-toxic levels of IOE. Cell viability was measured with the WST-1 assay kit (B) and cell counting (C). Data values shown are means ± SD. Untreated cells (IOE- and Glu-) were used as controls. The experiment was repeated three times with similar results. a: significant difference compared to b or c (p < 0.05) b: significant difference compared to a or c (p < 0.05), *: significant difference compared to control group (p < 0.01). Glu: glutamate.
Figure 8 shows the effect of IOE on glutamate-mediated ROS production in HT22 cells (A). Expression of apoptosis-related genes (Bax, Bcl-1 and cleaved caspase-3) (B, C) (n = 3), ratio of Bax/Bcl-2 and cleaved caspase-3 (cleaved caspase-3) /β actin) relative expression. Data shown are means ± SD. Glu: glutamate. Untreated cells (IOE- and Glu-) were used as controls. The experiment was repeated three times with similar results. a: significant difference (p <0.05) when compared to b or c. b: significant difference (p <0.05) when compared to a, c and d.
Figure 9 shows the results of measuring phosphorylation of ERK (A), p38 MAPK (B), and JNK (C) in HT22 cells pretreated with IOE with or without glutamate (5mM) for 2 hours (n = 3). . Each data value is expressed as mean ± SD. Glu: glutamate. Untreated cells (IOE- and Glu-) were used as controls. The experiment was repeated three times with similar results. a: significant difference (p <0.05) when compared to b or c. b: significant difference (p <0.05) when compared to a or c.
Figure 10 shows that Nrf2 and HO-1 inhibition by glutamate was restored by IOE (2 hours pretreatment) and MAPK inhibitors (PD98059, SB203580, and SP600125, 1 hour pretreatment). Glutamate-induced expression of Nrf2 (DF) and HO-1 (AC) in HT22 cells by qRT-PCR (n = 3), PD98059 (A, D), SB203580 (B, E) and SP600125 (C and F) The effect of Nrf2 and HO-1 on the expression of Nrf2 and HO-1 was estimated by qRT-PCR (n = 3). Untreated cells (IOE, Glu and inhibitor-) were used as controls. The experiment was repeated three times with similar results. Data shown are means ± SD. a: significant difference (p <0.05) when compared to b or c. b: significant difference (p <0.05) when compared to a or c.
Figure 11 shows that glutamate-induced ROS overproduction and cytotoxicity were recovered by IOE and MAPK inhibitors in HT22 cells. ROS overproduction (AC) and cell viability (DF) were estimated after pretreatment of HT22 cells with IOE (2 h) and MAPK inhibitors (1 h) (PD98059; MEK inhibitor, SB203580; p38 MAPK inhibitor, SP600125; JNK inhibitor). did. Untreated cells (IOE, Glu and inhibitors) were used as controls. Data shown are means ± SD. Glu: glutamate. The experiment was repeated three times with similar results. a: significant difference (p < 0.05) compared to b or c or d b: significant difference (p < 0.05) compared to a, c or d; c: significant difference (p < 0.05) compared to a, b or d.
Figure 12 is a schematic diagram showing the anti-neurodegenerative effect mediated by plaque extract (IOE).

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명에서 패(Ishige okamurae)가 in vivo에서 트리메틸틴(trimethyltin, TMT)에 의해 유도된 신경 변성에 미치는 영향을 확인하여 식용 갈색 조류인 패(Ishige okamurae)가 신경 퇴행 과정에 미치는 억제 역할을 조사했다. 본 발명에서 제조한 TMT 주입 마우스 모델은, 신경변성 마우스 모델을 의미하며 상기 신경변성 마우스 모델은 활동과잉, 공격성, 인지장애, 파킨슨병(Parkinson's disease), 근 위축성 측삭 경화증(amyotrophic lateral sclerosis), 헌팅턴병(Huntington's disease) 또는 알츠하이머병(Alzheimer's disease) 마우스 모델일 수 있다. TMT 주입 마우스에 패 추출물(IOE)을 경구 투여하면 모리스 수중 미로 테스트 및 Y-maze 테스트에서 조사한 TMT 매개 단기 및 장기 기억 장애가 방해를 받았다. IOE는 TMT 매개 세포 사멸과 뇌 유래 신경 영양 인자, Nrf2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2) 및 HO-1(heme oxygenase-1)의 발현을 마우스 뇌에서 약화시켰다. 또한, 마우스 뇌 조직 및 HT22 세포에서 TMT 에 의해 유도된 MAPK (mitogen-activated protein kinases) 인산화는 IOE 처리에 의해 약화되었다. 종합적으로, 본 발명의 IOE는 MAPK/Nrf-2/HO-1 항산화 경로를 조절함으로써 TMT-매개 신경 세포 조절 장애와 같은 신경변성 과정을 약화 효과를 제공할 수 있다. In the present invention, we investigated the inhibitory role of Ishige okamurae , an edible brown algae, on the neurodegeneration process by confirming the effect of Ishige okamurae on neurodegeneration induced by trimethyltin (TMT) in vivo. did. The TMT injection mouse model prepared in the present invention refers to a neurodegenerative mouse model, and the neurodegenerative mouse model includes hyperactivity, aggression, cognitive impairment, Parkinson's disease, amyotrophic lateral sclerosis, and Huntington's disease. It may be a mouse model of Huntington's disease or Alzheimer's disease. Oral administration of plaque extract (IOE) to TMT-injected mice disrupted TMT-mediated short-term and long-term memory impairments examined in the Morris water maze test and Y-maze test. IOE attenuated TMT-mediated cell death and the expression of brain-derived neurotrophic factor, nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) and heme oxygenase-1 (HO-1) in mouse brain. Additionally, TMT-induced MAPK (mitogen-activated protein kinases) phosphorylation in mouse brain tissue and HT22 cells was attenuated by IOE treatment. Overall, the IOE of the present invention can provide an attenuating effect on neurodegenerative processes such as TMT-mediated neuronal dysregulation by regulating the MAPK/Nrf-2/HO-1 antioxidant pathway.

따라서, 본 발명은 패(Ishige okamurae) 추출물을 포함하는 트리메틸틴(trimethyltin) 매개 신경변성 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공할 수 있다. Accordingly, the present invention can provide a pharmaceutical composition for preventing or treating trimethyltin-mediated neurodegeneration containing an extract of Ishige okamurae .

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 추출물은 물, 유기용매 또는 이들의 혼합물을 추출용매로 하여 추출된 것일 수 있다. 바람직하게는 물, C1 내지 C4의 저급알코올 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하며 가장 바람직하게는 1~100% 에탄올 을 용매로 하는 것이 가장 바람직하다.According to a preferred embodiment of the present invention, the extract may be extracted using water, an organic solvent, or a mixture thereof as an extraction solvent. Preferably, it is water, C1 to C4 lower alcohol, or a mixture thereof, more preferably, it is water, methanol, ethanol, propanol, or a mixture thereof, and most preferably, 1 to 100% ethanol is used as the solvent. It is most desirable to do so.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 트리메틸틴 매개 신경변성은 활동과잉, 공격성, 인지장애, 파킨슨병(Parkinson's disease), 근 위축성 측삭 경화증(amyotrophic lateral sclerosis), 헌팅턴병(Huntington's disease) 및 알츠하이머병(Alzheimer's disease) 으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the trimethyltin-mediated neurodegeneration causes hyperactivity, aggression, cognitive impairment, Parkinson's disease, amyotrophic lateral sclerosis, Huntington's disease, and Alzheimer's disease ( It may be one or more selected from the group consisting of Alzheimer's disease.

본 발명의 '예방'이란, 본 발명의 패 추출물로 인해 신경변성 관련 질환이 억제되거나 그 발병이 지연되도록 하는 모든 행위를 의미한다. 'Prevention' of the present invention refers to any action that suppresses or delays the onset of neurodegenerative diseases due to the shell extract of the present invention.

본 발명의 '개선' 또는 '치료'란, 본 발명의 패 추출물로 인해 신경변성 관련 질환과 관련된 파라미터, 예를 들면 증상의 정도가 호전되거나 이롭게 되도록 하는 모든 행위를 의미한다.'Improvement' or 'treatment' of the present invention refers to any action that improves or benefits parameters related to neurodegenerative diseases, such as the degree of symptoms, due to the shell extract of the present invention.

본 발명의 약학적 조성물은 경구 또는 비경구의 여러 가지 제형일 수 있다. 상기 조성물을 제형화할 경우에는 하나 이상의 완충제(예를 들어, 식염수 또는 PBS), 항산화제, 정균제, 킬레이트화제(예를 들어, EDTA 또는 글루타치온), 충진제, 증량제, 결합제, 아쥬반트(예를 들어, 알루미늄 하이드록사이드), 현탁제, 농후제 습윤제, 붕해제 또는 계면활성제, 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제될 수 있다. The pharmaceutical composition of the present invention may be in various oral or parenteral dosage forms. When formulating the composition, one or more buffering agents (e.g., saline or PBS), antioxidants, bacteriostatic agents, chelating agents (e.g., EDTA or glutathione), fillers, extenders, binders, adjuvants (e.g., Aluminum hydroxide), suspending agents, thickening agents, wetting agents, disintegrants or surfactants, diluents or excipients.

경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 하나 이상의 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분(옥수수 전분, 밀 전분, 쌀 전분, 감자 전분 등 포함), 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose), 락토오스(lactose), 덱스트로오스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨 말티톨, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 나트륨 카르복시메틸셀룰로오즈 및 하이드록시프로필메틸-셀룰로즈 또는 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 예컨대, 활성성분을 고체 부형제와 배합한 다음 이를 분쇄하고 적합한 보조제를 첨가한 후 과립 혼합물로 가공함으로써 정제 또는 당의정제를 수득할 수 있다. Solid preparations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, capsules, etc. These solid preparations contain one or more compounds and at least one excipient, such as starch (corn starch, wheat starch, rice starch, potato). starch, etc.), calcium carbonate, sucrose, lactose, dextrose, sorbitol, mannitol, xylitol, erythritol maltitol, cellulose, methyl cellulose, sodium carboxymethylcellulose and hydroxypropylmethyl. -It is prepared by mixing cellulose or gelatin. For example, tablets or dragees can be obtained by combining the active ingredient with solid excipients, grinding them, adding suitable auxiliaries, and processing them into a granule mixture.

또한, 단순한 부형제 이외에 스테아린산 마그네슘, 탈크 등과 같은 윤활제들도 사용된다. 경구투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제 또는 시럽제 등이 해당되는데, 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제 또는 보존제 등이 포함될 수 있다. 또한, 경우에 따라 가교결합 폴리비닐피롤리돈, 한천, 알긴산 또는 나트륨 알기네이트 등을 붕해제로 첨가할 수 있으며, 항응집제, 향료, 유화제, 가용화제, 분산제, 향미제, 항산화제, 포장제, 안료 및 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다.Additionally, in addition to simple excipients, lubricants such as magnesium stearate, talc, etc. are also used. Liquid preparations for oral administration include suspensions, oral solutions, emulsions, or syrups. In addition to the commonly used simple diluents such as water and liquid paraffin, they may contain various excipients such as wetting agents, sweeteners, fragrances, or preservatives. You can. In addition, in some cases, cross-linked polyvinylpyrrolidone, agar, alginic acid, or sodium alginate can be added as a disintegrant, and anti-coagulants, flavoring agents, emulsifiers, solubilizers, dispersants, flavoring agents, antioxidants, and packaging agents. , pigments and preservatives may be additionally included.

비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁용제, 유제, 동결건조제제 또는 좌제 등이 포함된다. 비수성용제 및 현탁용제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세롤, 젤라틴 등이 사용될 수 있다.Preparations for parenteral administration include sterilized aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, freeze-dried preparations, or suppositories. Non-aqueous solvents and suspensions may include propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oil such as olive oil, and injectable ester such as ethyl oleate. As a base for suppositories, witepsol, macrogol, tween 61, cacao, laurel, glycerol, gelatin, etc. can be used.

본 발명의 조성물은 경구 또는 비경구로 투여될 수 있으며, 비경구 투여시 복강내, 직장, 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관내 주사하는 주사제; 또는 비강 흡입제의 형태로 당업계에 공지된 방법에 따라 제형화할 수 있다.The composition of the present invention can be administered orally or parenterally. When administered parenterally, it can be administered intraperitoneally, rectally, intravenously, intramuscularly, subcutaneously, intrauterineally, or intracerebrovascularly; Alternatively, it can be formulated in the form of a nasal inhalant according to methods known in the art.

상기 주사제의 경우에는 반드시 멸균되어야 하며 박테리아 및 진균과 같은 미생물의 오염으로부터 보호되어야 한다. 주사제의 경우 적합한 담체의 예로는 이에 한정되지는 않으나, 물, 에탄올, 폴리올(예를 들어, 글리세롤, 프로필렌 글리콜 및 액체 폴리에틸렌 글리콜 등), 이들의 혼합물 및/또는 식물유를 포함하는 용매 또는 분산매질일 수 있다. 보다 바람직하게는, 적합한 담체로는 행크스 용액, 링거 용액, 트리에탄올 아민이 함유된 PBS (phosphate buffered saline) 또는 주사용 멸균수, 10% 에탄올, 40% 프로필렌 글리콜 및 5% 덱스트로즈와 같은 등장 용액 등을 사용할 수 있다. 상기 주사제를 미생물 오염으로부터 보호하기 위해서는 파라벤, 클로로부탄올, 페놀, 소르빈산, 티메로살 등과 같은 다양한 항균제 및 항진균제를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 주사제는 대부분의 경우 당 또는 나트륨 클로라이드와 같은 등장화제를 추가로 포함할 수 있다.The above injections must be sterilized and protected from contamination by microorganisms such as bacteria and fungi. For injections, examples of suitable carriers include, but are not limited to, solvents or dispersion media including water, ethanol, polyols (e.g., glycerol, propylene glycol, and liquid polyethylene glycol, etc.), mixtures thereof, and/or vegetable oils. You can. More preferably, suitable carriers include Hanks' solution, Ringer's solution, phosphate buffered saline (PBS) containing triethanolamine, or isotonic solutions such as sterile water for injection, 10% ethanol, 40% propylene glycol, and 5% dextrose. etc. can be used. In order to protect the injection from microbial contamination, it may additionally contain various antibacterial and antifungal agents such as parabens, chlorobutanol, phenol, sorbic acid, thimerosal, etc. Additionally, in most cases, the injection may additionally contain an isotonic agent such as sugar or sodium chloride.

흡입 투여제의 경우, 본 발명에 따라 사용되는 화합물은 적합한 추진제, 예를 들면, 디클로로플루오로메탄, 트리클로로플루오로메탄, 디클로로테트라플루오로에탄, 이산화탄소 또는 다른 적합한 기체를 사용하여, 가압 팩 또는 연무기로부터 에어로졸 스프레이 형태로 편리하게 전달 할 수 있다. 가압 에어로졸의 경우, 투약 단위는 계량된 양을 전달하는 밸브를 제공하여 결정할 수 있다. 예를 들면, 흡입기 또는 취입기에 사용되는 젤라틴 캡슐 및 카트리지는 화합물, 및 락토즈 또는 전분과 같은 적합한 분말 기제의 분말 혼합물을 함유하도록 제형화할 수 있다. For inhalation administration, the compounds used according to the invention may be packaged in pressurized packs or using a suitable propellant, for example dichlorofluoromethane, trichlorofluoromethane, dichlorotetrafluoroethane, carbon dioxide or other suitable gas. It can be conveniently delivered in the form of an aerosol spray from a nebulizer. For pressurized aerosols, the dosage unit can be determined by providing a valve that delivers a metered amount. For example, gelatin capsules and cartridges for use in inhalers or insufflators can be formulated to contain a powder mixture of the compound and a suitable powder base such as lactose or starch.

본 발명의 조성물은 약제학적으로 유효한 양으로 투여한다. 약제학적으로 유효한 양은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효용량 수준은 환자의 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 즉, 본 발명의 조성물의 총 유효량은 단일 투여량(single dose)으로 환자에게 투여될 수 있으며, 다중 투여량(multiple dose)으로 장기간 투여되는 분할 치료 방법(fractionated treatment protocol)에 의해 투여될 수 있다. 상기한 요소들을 모두 고려하여 부작용없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.The composition of the present invention is administered in a pharmaceutically effective amount. A pharmaceutically effective amount refers to an amount sufficient to treat a disease with a reasonable benefit/risk ratio applicable to medical treatment, and the effective dose level refers to the type of patient's disease, severity, activity of the drug, sensitivity to the drug, and administration time. , route of administration and excretion rate, duration of treatment, factors including concurrently used drugs, and other factors well known in the field of medicine. The composition of the present invention may be administered as an individual therapeutic agent or in combination with other therapeutic agents, may be administered sequentially or simultaneously with conventional therapeutic agents, and may be administered singly or multiple times. That is, the total effective amount of the composition of the present invention can be administered to the patient in a single dose, or by a fractionated treatment protocol in which multiple doses are administered over a long period of time. . Considering all of the above factors, it is important to administer an amount that can achieve the maximum effect with the minimum amount without side effects, and this can be easily determined by a person skilled in the art.

본 발명의 조성물은 단독으로, 또는 수술, 방사선 치료, 호르몬 치료, 화학 치료 및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.The composition of the present invention can be used alone or in combination with surgery, radiation therapy, hormone therapy, chemotherapy, and methods using biological response modifiers.

또한, 본 발명은 패(Ishige okamurae) 추출물을 포함하는 트리메틸틴(trimethyltin) 매개 신경변성 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물 을 제공한다. In addition, the present invention provides a health functional food composition containing an extract of Ishige okamurae for preventing or improving trimethyltin-mediated neurodegeneration.

상기 패 추출물은 상기 약학적 조성물에서 포함하는 것과 동일하므로 설명은 상기 기재로 대신한다. Since the shell extract is the same as that included in the pharmaceutical composition, the description is replaced with the above description.

발명에 따른 건강기능식품 조성물은 당업계에 공지된 통상적인 방법에 따라 다양한 형태로 제조할 수 있다. 일반 식품으로는 이에 한정되지 않지만 음료(알콜성 음료 포함), 과실 및 그의 가공식품(예: 과일통조림, 병조림, 잼, 마아말레이드 등), 어류, 육류 및 그 가공식품(예: 햄, 소시지 콘비이프 등), 빵류 및 면류(예: 우동, 메밀국수, 라면, 스파게이트, 마카로니 등), 과즙, 각종 드링크, 쿠키, 엿, 유제품(예: 버터, 치이즈 등), 식용식물 유지, 마아가린, 식물성 단백질, 레토르트 식품, 냉동식품, 각종 조미료(예: 된장, 간장, 소스 등) 등에 본 발명의 패 추출물을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한, 영양보조제로는 이에 한정되지 않지만 캡슐, 타블렛, 환 등에 본 발명의 패 추출물을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한, 건강기능식품으로는 이에 한정되지 않지만 예를 들면, 본 발명의 패 추출물 자체를 차, 쥬스 및 드링크의 형태로 제조하여 음용(건강음료)할 수 있도록 액상화, 과립화, 캡슐화 및 분말화하여 섭취할 수 있다. 또한, 본 발명의 패 추출물을 식품 첨가제의 형태로 사용하기 위해서는 분말 또는 농축액 형태로 제조하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 패 추출물과 신경변성 질환 예방 또는 개선 효과가 있다고 알려진 공지의 활성 성분과 함께 혼합하여 조성물의 형태로 제조할 수 있다.The health functional food composition according to the invention can be manufactured in various forms according to conventional methods known in the art. General foods include, but are not limited to, beverages (including alcoholic beverages), fruits and their processed foods (e.g. canned fruit, bottled foods, jam, mamalade, etc.), fish, meat and their processed foods (e.g. ham, sausages, etc.) corned beef, etc.), bread and noodles (e.g. udon, buckwheat noodles, ramen, spagate, macaroni, etc.), fruit juice, various drinks, cookies, taffy, dairy products (e.g. butter, cheese, etc.), edible vegetable oil, margarine , vegetable proteins, retort foods, frozen foods, and various seasonings (e.g., soybean paste, soy sauce, sauce, etc.) can be produced by adding the shell extract of the present invention. In addition, nutritional supplements are not limited to this, but can be prepared by adding the shell extract of the present invention to capsules, tablets, pills, etc. In addition, the health functional food is not limited to this, but for example, the shell extract of the present invention itself is manufactured in the form of tea, juice, and drinks and liquefied, granulated, encapsulated, and powdered so that it can be consumed (health drink). It can be consumed. Additionally, in order to use the shell extract of the present invention in the form of a food additive, it can be prepared and used in powder or concentrate form. Additionally, it can be prepared in the form of a composition by mixing the shell extract of the present invention with a known active ingredient known to have an effect in preventing or improving neurodegenerative diseases.

본 발명의 패 추출물을 건강음료로 이용하는 경우, 상기 건강음료 조성물은 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드; 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드; 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드; 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜일 수 있다. 감미제는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제; 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 mL 당 일반적으로 약 0.01 ~ 0.04 g, 바람직하게는 약 0.02 ~ 0.03 g 이다.When the shell extract of the present invention is used as a health drink, the health drink composition may contain various flavoring agents or natural carbohydrates as additional ingredients like ordinary drinks. The above-mentioned natural carbohydrates include monosaccharides such as glucose and fructose; Disaccharides such as maltose and sucrose; polysaccharides such as dextrins and cyclodextrins; It may be a sugar alcohol such as xylitol, sorbitol, or erythritol. Sweeteners include natural sweeteners such as thaumatin and stevia extract; Synthetic sweeteners such as saccharin and aspartame can be used. The proportion of the natural carbohydrate is generally about 0.01 to 0.04 g, preferably about 0.02 to 0.03 g, per 100 mL of the composition of the present invention.

또한, 본 발명의 패 추출물은 신경변성 질환 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물의 유효성분으로 함유될 수 있는데, 그 양은 신경변성 질환 예방 또는 개선 작용을 달성하기에 유효한 양으로 특별히 한정되는 것은 아니나, 전체 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 100 중량%인 것이 바람직하다. 본 발명의 건강기능식품 조성물은 패 추출물과 함께 신경변성 질환에 효과가 있는 것으로 알려진 다른 활성 성분과 함께 혼합하여 제조될 수 있다.In addition, the shell extract of the present invention can be contained as an active ingredient in a health functional food composition for preventing or improving neurodegenerative diseases, but the amount is not particularly limited to an amount effective to achieve the effect of preventing or improving neurodegenerative diseases. It is preferably 0.01 to 100% by weight based on the total weight of the entire composition. The health functional food composition of the present invention can be prepared by mixing shell extract with other active ingredients known to be effective in treating neurodegenerative diseases.

상기 외에 본 발명의 건강기능식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산, 펙트산의 염, 알긴산, 알긴산의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올 또는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 건강기능식품은 천연 과일주스, 과일주스 음료, 또는 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부당 0.01 ~ 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.In addition to the above, the health functional food of the present invention includes various nutrients, vitamins, electrolytes, flavors, colorants, pectic acid, salts of pectic acid, alginic acid, salts of alginic acid, organic acids, protective colloidal thickeners, pH adjusters, stabilizers, and preservatives. , may contain glycerin, alcohol, or carbonating agent. In addition, the health functional food of the present invention may contain pulp for the production of natural fruit juice, fruit juice beverage, or vegetable beverage. These ingredients can be used independently or in combination. The ratio of these additives is not very important, but is generally selected in the range of 0.01 to 0.1 parts by weight per 100 parts by weight of the composition of the present invention.

또한, 본 발명은 패(Ishige okamurae) 추출물을 처리하는 단계를 포함하는 트리메틸틴(trimethyltin) 처리된 뇌세포 보호방법 을 제공한다. Additionally, the present invention provides a method for protecting brain cells treated with trimethyltin, which includes the step of treating Ishige okamurae extract.

상기 패 추출물은 상기 약학적 조성물에서 포함하는 것과 동일하므로 설명은 상기 기재로 대신한다. Since the shell extract is the same as that included in the pharmaceutical composition, the description is replaced with the above description.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 패 추출물은 하기 8 가지 특징으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 특징을 유도하기 위해 처리되는 것일 수 있다:According to a preferred embodiment of the present invention, the shell extract may be processed to induce one or more characteristics selected from the group consisting of the following eight characteristics:

i) 절단된 카스파아제-3 발현 감소 ;i) Reduced expression of cleaved caspase-3;

ii) 절단된 PARP 발현 감소 ; ii) reduced expression of cleaved PARP;

iii) BDNF(brain-derived neurotrophic factor) 발현 증가 ;iii) increased expression of brain-derived neurotrophic factor (BDNF);

iv) ERK 인산화 감소 ;iv) decreased ERK phosphorylation;

v) p38 인산화 감소 ;v) decreased p38 phosphorylation;

vi) JNK 인산화 감소 ;vi) decreased JNK phosphorylation;

vii) HO-1(heme oxygenase-1) 발현 증가 ; 및 vii) increased expression of heme oxygenase-1 (HO-1); and

viii) Nrf2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2) 발현 증가. viii) Increased expression of Nrf2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2).

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 뇌세포는 HT22 세포인 것일 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the brain cells may be HT22 cells.

또한, 본 발명은 패(Ishige okamurae) 추출물을 포함하는 트리메틸틴(trimethyltin) 처리된 뇌세포 보호용 조성물 을 제공한다. Additionally, the present invention provides a composition for protecting brain cells treated with trimethyltin containing an extract of Ishige okamurae .

상기 패 추출물은 상기 약학적 조성물에서 포함하는 것과 동일하므로 설명은 상기 기재로 대신한다. Since the shell extract is the same as that included in the pharmaceutical composition, the description is replaced with the above description.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석하지 않는 것은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only for illustrating the present invention, and it is obvious to those skilled in the art that the scope of the present invention should not be construed as limited by these examples.

실험준비 Experiment preparation

<1-1> 패 추출물 제조 <1-1> Preparation of shell extract

70 % 에틸 알코올을 사용하여 패(Ishige okamurae)를 추출하고 상층액을 진공 증발기 (Heidolph Instruments GmbH & Co., Schwabach, Germany)로 농축하고 동결 건조기 (ilShinBioBase, Seoul, Korea)로 동결 건조시켰다. 수율은 13.7 % (w/w) 이었다. Ishige okamurae was extracted using 70% ethyl alcohol, and the supernatant was concentrated with a vacuum evaporator (Heidolph Instruments GmbH & Co., Schwabach, Germany) and freeze-dried with a freeze dryer (ilShinBioBase, Seoul, Korea). The yield was 13.7% (w/w).

<1-2> 마우스 모델 준비 <1-2> Preparation of mouse model

마우스는 하기 실시예 <1-3> 에 기재된 바와 같이 3 주동안 20mg/kg bw/일의 용량으로 IOE를 먹였다. 인체 등가 선량은 체 표면적을 사용하여 계산되었으며, TMT 주사 마우스의 IOE (20mg/kg bw/day) 농도는 36.45mg/60kg bw/day로 인체 섭취량으로 추정할 수 있다. 인간의 이 복용량 (36.45 mg/60 kg bw/일)은 사용 가능한 보충제로 충족될 수 있다.Mice were fed IOE at a dose of 20 mg/kg bw/day for 3 weeks as described in Example <1-3> below. The human equivalent dose was calculated using body surface area, and the IOE (20 mg/kg bw/day) concentration of TMT-injected mice was 36.45 mg/60 kg bw/day, which can be estimated as human intake. This dose in humans (36.45 mg/60 kg bw/day) can be met with available supplements.

<1-3> 마우스 실험군 준비 <1-3> Preparation of mouse experimental group

4 주령 수컷 C57BL/6 마우스(NARA Biotec; Seoul, South Korea)는 빛 주기 (12 시간 밝음/12 시간 암흑), 온도 (23 ± 3 ℃및 습도 (55 ± 10 %)를 조절하는 케이지에 보관되었다. 생쥐는 표준 음식과 물을 자유롭게 사용할 수 있도록 허용했다 (Orient Bio, Seoul, South Korea). 마우스를 1 주 동안 적응시킨 후 대조군 (용매 주입, n = 5), TMT (TMT 주입, n = 5), TMT+IOE (TMT 주입+경구 IOE 위관법 20mg/kg bw/일, n = 5) 의 3 그룹으로 나뉘었다. TMT+IOE 그룹은 21 일 동안 IOE로 치료되었다. TMT (Sigmaldrich, Seoul, South Korea)는 IOE 투여를 마친 후 한 번만 마우스 (2.5mg/kg/bw)에 복강 내 주사 하였다(도 1 A). 대조군 마우스에 동일한 부피의 PBS 를 접종했다. 모든 실험 절차는 인천대학교 실험 동물 관리 및 사용 지침에 따라 수행되었으며, 인천대학교 기관 동물 관리 및 사용위원회 (INU-ANIM-2018-11)의 승인을 받았다.Four-week-old male C57BL/6 mice (NARA Biotec; Seoul, South Korea) were housed in cages with controlled light cycle (12 h light/12 h dark), temperature (23 ± 3 °C), and humidity (55 ± 10%). Mice were allowed free access to standard food and water (Orient Bio, Seoul, South Korea). After acclimatization for 1 week, mice were divided into control group (solvent injection, n = 5), TMT (TMT injection, n = 5). ), TMT+IOE (TMT injection+oral IOE gavage 20mg/kg bw/day, n = 5). The TMT+IOE group was treated with IOE for 21 days. TMT (Sigmaldrich, Seoul, South Korea) was injected intraperitoneally into mice (2.5 mg/kg/bw) only once after completing IOE administration (Figure 1 A). Control mice were inoculated with the same volume of PBS. All experimental procedures were carried out by Incheon National University Laboratory Animal Center. It was performed in accordance with the Care and Use Guidelines and was approved by the Incheon National University Institutional Animal Care and Use Committee (INU-ANIM-2018-11).

TMT 매개 인지장애 에 대한 IOE 의 효과 Effect of IOE on TMT-mediated cognitive impairment

<2-1> Y-미로 테스트<2-1> Y-maze test

트리메틸틴(TMT) 매개 인지 장애에 대한 패 추출물(IOE)의 영향을 확인하고자 하였다. Y-미로 테스트는 새로운 환경을 탐색하려는 의지를 측정하는 행동 테스트이므로 마우스의 단기 기억을 평가하는 데 사용할 수 있다. We aimed to determine the effect of plaque extract (IOE) on trimethyltin (TMT)-mediated cognitive impairment. The Y-maze test is a behavioral test that measures the willingness to explore a new environment, so it can be used to assess short-term memory in mice.

구체적으로, TMT 주입 3 일 후 Y-미로 테스트가 시작되었다 (도 1A). 각 마우스를 한 팔 끝에 놓고 8 분 동안 미로를 자유롭게 움직일 수 있도록 했다. 팔 항목 순서는 SMART 3.0 비디오 추적 시스템 (Harvard Apparatus, Holliston, MA, USA)을 사용하여 수동으로 기록되었다. 교대(Alteration) 은 3 세트에서 팔에 대한 성공적인 진입 수로 계산하였다(수학식 1). 동물이 처음 A, B, C 순으로 들어갔을 때 하나의 교대 (실제 교대)로 계산되지만 B, A, B 순서로 들어간 동물은 교대로 계산되지 않다.Specifically, the Y-maze test was initiated 3 days after TMT injection (Figure 1A). Each mouse was placed at the end of one arm and allowed to move freely through the maze for 8 min. Eight item sequences were recorded manually using the SMART 3.0 video tracking system (Harvard Apparatus, Holliston, MA, USA). Alteration was calculated as the number of successful entries into the arm in three sets (Equation 1). When an animal first enters the order A, B, C, it is counted as one shift (actual shift), but an animal that enters the order B, A, B does not count as a shift.

[수학식 1][Equation 1]

가능한 교대 = 총 팔 진입 수 2 Possible shifts = total number of arm entries: 2

교대 동작 (%)은 하기 [수학식 2] 를 이용하여 계산하였다.Alternating motion (%) was calculated using the following [Equation 2].

[수학식 2][Equation 2]

교대 동작 (%) = (실제 교대) / (교대 가능) × 100Shift operation (%) = (actual shift) / (possible shift) × 100

그 결과, [도 1 B] 에서 나타나는 바와 같이 진입 수는 그룹간에 차이가 없었으며 TMT가 마우스의 기본 기관차 능력에 영향을 미치지 않았음을 시사한다. 그러나 TMT 주사 마우스 그룹 (68.46 ± 15.37 %)의 자발적인 변화 (%)는 대조군 (100.20 ± 13.50 %)에 비해 유의하게 감소했다 (p <0.05). 그러나 TMT는 IOE 그룹 (99.80 ± 12.58 %)의 자발적인 변경에 영향을 미치지 않았으며 (도 1C), IOE의 경구 투여가 TMT 매개 공간 작업 기억 손상을 약화시킬 수 있음을 시사한다. 또한, 대조군 마우스와 비교하여 TMT 주입 마우스에서 불균형한 이동 경로가 확인되었지만 IOE 마우스는 대조군 마우스와 유사한 움직임 패턴을 보였으며 (도 1 D), IOE의 경구 투여로 TMT 매개 비정상적인 행동이 억제될 수 있음을 나타낸다.The results showed that the number of entries did not differ between groups, as shown in [Figure 1B], suggesting that TMT did not affect the basic locomotive ability of mice. However, spontaneous changes (%) in the TMT-injected mouse group (68.46 ± 15.37%) were significantly reduced compared to the control group (100.20 ± 13.50%) (p < 0.05). However, TMT had no effect on spontaneous alterations in the IOE group (99.80 ± 12.58%) (Fig. 1C), suggesting that oral administration of IOE may attenuate TMT-mediated spatial working memory impairment. Additionally, although unbalanced movement paths were identified in TMT-injected mice compared with control mice, IOE mice showed movement patterns similar to control mice (Figure 1 D), suggesting that TMT-mediated abnormal behavior could be suppressed by oral administration of IOE. represents.

<2-2> 모리스 수중 미로 테스트 <2-2> Morris water maze test

모리스 수중 미로 테스트(Morris Water Maze Test, MWM) 테스트를 사용하여 공간 및 장기 학습 기억에 대한 TMT 매개 손상에 대한 IOE의 효과를 평가했다. The Morris Water Maze Test (MWM) test was used to evaluate the effect of IOE on TMT-mediated impairment on spatial and long-term learning memory.

구체적으로, MWM 테스트 장비는 최대 30cm 높이의 물 (22 ± 2 ℃에 흰색 잉크 (Wilton Industries, Inc., Woodridge, IL, USA)가 채워진 원형 풀 (직경 90cm, 높이 60cm)로 구성되었으며, 4 개의 동일한 사분면으로 나뉘었다. W 구역 중앙에 흰색 탈출 플랫폼이 설치되었다. 마우스를 수영하고 대기 시간을 최대 60 초까지 모니터링했다. 그들은 5 초 동안 플랫폼에 머무르는 것이 허용되었다. 훈련 세션 (TMT 주입 후 5 일)에서 마우스는 하루 3 번의 시험 동안 탈출하기 위해 수영해야했다. 프로브 테스트 (TMT 주입 후 10 일)는 플랫폼없이 60 초 동안 공간 기억과 장기 기억을 추정하기 위해 수행되었으며, W 구역에서 보낸 시간은 SMART 3.0 비디오 추적 시스템(Harvard Apparatus, Holliston, MA, USA)을 사용하여 기록되었다.Specifically, the MWM test equipment consisted of a circular pool (90 cm diameter, 60 cm height) filled with white ink (Wilton Industries, Inc., Woodridge, IL, USA) in water (22 ± 2 °C) up to 30 cm high, with four were divided into equal quadrants. A white escape platform was set up in the center of section W. Mice were allowed to swim and their latency was monitored up to 60 s. They were allowed to stay on the platform for 5 s. Training session (5 days after TMT injection) ), mice were required to swim to escape during three trials per day. A probe test (10 days after TMT injection) was performed to estimate spatial memory and long-term memory for 60 s without a platform, and time spent in the W zone was calculated as SMART Recorded using a 3.0 video tracking system (Harvard Apparatus, Holliston, MA, USA).

그 결과, [도 2 A] 에서 볼 수 있듯이, 대조군 마우스의 플랫폼 (탈출 대기 시간)에 도달하는 시간은 MWM 테스트 중에 감소하는 경향이 있다. 그러나 TMT 마우스 (55.71 ± 4.58 %)의 탈출 잠복기는 MWM 테스트 동안 감소하지 않았으며 대조군 마우스 (34.93 ± 9.79 %)에 비해 훈련 시험 3 일째에 유의하게 더 높았다 (p <0.05). 이는 TMT 마우스의 장기 학습 및 공간 기억의 손상을 시사한다. 대조적으로, TMT+IOE 마우스 (34.21 ± 8.05 %)의 탈출 잠복기는 훈련 시험에서 3 일째에 TMT 마우스 (55.71 ± 4.58 %)보다 상당히 낮았으며 (p <0.05), 이는 TMT- 장기 학습 및 공간 기억의 매개 장애는 IOE의 경구 투여에 의해 약화된 것을 나타낸다. 또한 TMT 마우스 (4.32 ± 1.40 %)는 대조군 마우스 (17.57 ± 4.21 %)에 비해 W 영역에서 더 짧은 시간 동안 머물렀지만 TMT+IOE 마우스 (21.09 ± 2.87 %)는 TMT 마우스와 비교하였을 때 W에서 더 많은 시간을 보냈다(도 2B, C). 종합하면, 이러한 결과는 기억력 및 학습 손상과 같은 TMT 매개인지 결핍이 IOE의 경구 투여에 의해 억제될 수 있음을 강력하게 시사한다.As a result, as can be seen in [Figure 2A], the time to reach the platform (escape latency) of control mice tended to decrease during the MWM test. However, the escape latency of TMT mice (55.71 ± 4.58%) did not decrease during the MWM test and was significantly higher on day 3 of the training test compared to control mice (34.93 ± 9.79%) (p < 0.05). This suggests impairment of long-term learning and spatial memory in TMT mice. In contrast, the escape latency of TMT+IOE mice (34.21 ± 8.05%) was significantly lower (p < 0.05) than that of TMT mice (55.71 ± 4.58%) at day 3 in the training test, which suggests that TMT-IOE mice (34.21 ± 8.05%) are significantly lower (p < 0.05) than TMT mice (55.71 ± 4.58%) at day 3 in the training test. Mediated impairment appears to be attenuated by oral administration of IOE. Additionally, TMT mice (4.32 ± 1.40%) stayed for a shorter time in the W area compared to control mice (17.57 ± 4.21%), whereas TMT+IOE mice (21.09 ± 2.87%) stayed longer in the W area when compared to TMT mice. A lot of time was spent (Figure 2B, C). Taken together, these results strongly suggest that TMT-mediated cognitive deficits, such as memory and learning impairments, can be suppressed by oral administration of IOE.

TMT 매개 마우스 뇌 신경세포 손상에 대한 IOE 의 효과 Effect of IOE on TMT-mediated mouse brain neuron injury

TMT 주사 마우스 뇌에 대한 IOE의 신경 보호 영향을 평가하고자 하였다. We aimed to evaluate the neuroprotective effects of IOE on TMT-injected mouse brain.

구체적으로, 마우스의 뇌 조직은 조직 고정을 위해 포름 알데히드 용액 (10 % w/v)에 보존되었다. 조직 절편 (5 μm)에 H & E(Hematoxylin-Eosin)을 적용하여 해마 영역을 관찰했다. 뉴런과 핵 응집 양성 세포의 수를 현미경으로 세었다 (Nikon, Tokyo, Japan). Specifically, mouse brain tissue was preserved in formaldehyde solution (10% w/v) for tissue fixation. Hematoxylin-Eosin (H&E) was applied to tissue sections (5 μm) to observe the hippocampal area. The number of neurons and nuclear agglutination-positive cells were counted under a microscope (Nikon, Tokyo, Japan).

웨스턴 블랏 분석은, 16 시간 동안 글루타메이트 (5mM) 투여 후 PBS로 세척하고 HT22 세포를 단백질 추출 완충액 (20mM Tris-HCl (pH 7.4), 70μM EDTA)으로 용해했다. 및 150mM NaCl, Nonidet P-40 (1 %, w/v) 포스파타제 억제제 칵테일 (Cell Signaling, Danvers, MA, USA))을 얼음에 1 시간 동안 놓았다. 4 ℃에서 10 분 동안 원심 분리 (13,000 x g) 한 후 상청액을 사용하여 각 단백질을 측정했다. 동물 실험이 끝날 때 마우스 뇌 조직을 균질화기 (Huanyu Instrument, Zhejiang, China)를 사용하여 전술한 단백질 추출 버퍼로 분리하고 균질화했다. SDS-PAGE에서 분리하기 위해 각 단백질 샘플 20μg을 사용했다. SDS-PAGE를 마친 후 겔을 분리하여 니트로 셀룰로오스 멤브레인으로 옮겼다. 비특이적 신호를 차단하기 위해 5 % 무 지방 우유와 함께 배양한 후, 멤브레인을 각 항체 (1 : 1500)와 함께 4 ℃에서 12 시간 동안 배양했다. 토끼 항-절단 caspase 3 (9664S) 또는 토끼 항-뇌-유래 신경 영양 인자 (BDNF) (NBP1-46750)-Novus (Centennial, CO, USA) 을 사용하여 각 단백질을 검출했다. Tween 20 완충액 (20mM Tris, 136mM NaCl, (1 %, w/v), Tween 20; pH 7.4), 양 고추 냉이 과산화효소 (HRP)가 결합된 토끼 또는 마우스 2 차 항체(1 : 3000) (Abcam, Cambridge, UK)와 함께 트리스 완충 식염수로 세척한 후 실온에서 2 시간 동안 추가로 배양하였다. ECL (Enhanced chemiluminescence) 검출 시약 (Bio-Rad, Hercules, CA, USA)을 사용하여 각 밴드를 시각화했다.For Western blot analysis, after glutamate (5mM) administration for 16 h, cells were washed with PBS and HT22 cells were lysed with protein extraction buffer (20mM Tris-HCl (pH 7.4), 70μM EDTA). and 150mM NaCl, Nonidet P-40 (1%, w/v) phosphatase inhibitor cocktail (Cell Signaling, Danvers, MA, USA)) on ice for 1 h. After centrifugation (13,000 × g) for 10 min at 4 °C, the supernatant was used to measure each protein. At the end of the animal experiment, mouse brain tissue was separated and homogenized with the protein extraction buffer described above using a homogenizer (Huanyu Instrument, Zhejiang, China). 20 μg of each protein sample was used for separation on SDS-PAGE. After completing SDS-PAGE, the gel was separated and transferred to a nitrocellulose membrane. After incubation with 5% non-fat milk to block non-specific signals, the membranes were incubated with each antibody (1:1500) for 12 h at 4 °C. Each protein was detected using rabbit anti-cleaved caspase 3 (9664S) or rabbit anti-brain-derived neurotrophic factor (BDNF) (NBP1-46750) - Novus (Centennial, CO, USA). Tween 20 buffer (20mM Tris, 136mM NaCl, (1%, w/v), Tween 20; pH 7.4), horseradish peroxidase (HRP)-conjugated rabbit or mouse secondary antibody (1:3000) (Abcam , Cambridge, UK) and then incubated for an additional 2 hours at room temperature. Each band was visualized using enhanced chemiluminescence (ECL) detection reagent (Bio-Rad, Hercules, CA, USA).

그 결과, [도 3] 에서 볼 수 있듯이, 세포 사멸의 표지자인 절단된 카스파제-3 및 절단된 PARP의 발현은 TMT 주사 마우스의 뇌에서 대조군 마우스 보다 현저하게 증가 되었다(p <0.05). 흥미롭게도, IOE의 경구 투여는 TMT 마우스에서 검출된 절단된 카스파제-3 및 절단된 PARP의 상승된 발현을 상당히 역전시켰다 (도 3 A). 또한 기존 뉴런의 생존에 지탱하는 역할을 하는 BDNF(brain-derived neurotrophic factor)의 발현이 TMT 마우스의 뇌 조직에서 대조군 그룹에 비해 유의하게 감소(p <0.05)하는 것을 발견했다. 그러나 TMT+IOE 마우스의 뇌 조직에서 BDNF의 발현 수준은 대조군 마우스의 것과 크게 다르지 않았다 (p> 0.05) (도 3B). 뇌 조직에 대한 IOE의 신경 보호 효과는 H & E 염색에 의해 추가로 확인되었다. As a result, as can be seen in [Figure 3], the expression of cleaved caspase-3 and cleaved PARP, which are markers of cell death, were significantly increased in the brains of TMT-injected mice compared to control mice (p <0.05). Interestingly, oral administration of IOE significantly reversed the elevated expression of cleaved caspase-3 and cleaved PARP detected in TMT mice (Figure 3 A). In addition, we found that the expression of BDNF (brain-derived neurotrophic factor), which plays a role in supporting the survival of existing neurons, was significantly decreased (p < 0.05) in the brain tissue of TMT mice compared to the control group. However, the expression level of BDNF in brain tissue of TMT+IOE mice was not significantly different from that of control mice (p > 0.05) (Figure 3B). The neuroprotective effect of IOE on brain tissue was further confirmed by H&E staining.

또한, [도 4] 에서 볼 수 있듯이, 해마의 CA1 영역에서 살아남은 뉴런의 수는 대조군 마우스와 비교하여 TMT 마우스에서 감소했으며 (p <0.05), 농축핵(pyknotic nuclei)의 수는 대조군 마우스에 비해 TMT 마우스의 CA1 영역에서 유의하게 증가했다 (p <0.05). 그러나 이러한 신경 손상은 TMT+IOE 마우스의 CA1 영역에서 현저하게 사라졌다 (p <0.05). 종합적으로, TMT로 유도된 신경 세포 사망이 IOE의 경구 투여에 의해 약화될 수 있음을 시사한다.Additionally, as can be seen in [Figure 4], the number of surviving neurons in the CA1 region of the hippocampus was decreased in TMT mice compared to control mice (p < 0.05), and the number of pyknotic nuclei was decreased compared to control mice. It was significantly increased in the CA1 region of TMT mice (p < 0.05). However, this neuronal damage was significantly abolished in the CA1 region of TMT+IOE mice (p <0.05). Taken together, this suggests that TMT-induced neuronal death can be attenuated by oral administration of IOE.

마우스 뇌에서 TMT-유도 MAPK의 비정상적 인산화에 대한 IOE 의 효과 Effect of IOE on TMT-induced abnormal phosphorylation of MAPK in mouse brain

MAPK는 세포 사멸 및 유전자 발현과 같은 몇 가지 중요한 세포 규정을 제어하는 잘 알려진 세포 내 신호 전달 분자이다. 또한 MAPK의 비정상적인 활성화는 신경 퇴행 과정과 밀접한 관련이있는 것으로 보고되었다. 따라서 IOE 매개 신경 보호 메커니즘을 담당하는 세포 메커니즘을 밝히기 위해 웨스턴 블랏 분석을 통해 마우스 그룹의 뇌 조직에서 MAPK의 활성화/인산화에 대한 IOE의 효과를 비교했다. MAPKs are well-known intracellular signaling molecules that control several important cellular regulations such as apoptosis and gene expression. Additionally, abnormal activation of MAPK has been reported to be closely related to neurodegenerative processes. Therefore, to elucidate the cellular mechanisms responsible for the IOE-mediated neuroprotection mechanism, we compared the effect of IOE on the activation/phosphorylation of MAPKs in brain tissues of mouse groups by Western blot analysis.

웨스턴 블랏은 토끼 항-ERK (9101S), 토끼 항-포스포-p38 (9212S), 토끼 항-p38 (9211S), 토끼 항-포스포-JNK (9251S) 또는 토끼 항-JNK (9252S) 을 이용하여 상기 <실시예 3> 과 동일한 방법으로 수행하였다. Western blot was performed using rabbit anti-ERK (9101S), rabbit anti-phospho-p38 (9212S), rabbit anti-p38 (9211S), rabbit anti-phospho-JNK (9251S), or rabbit anti-JNK (9252S). This was performed in the same manner as <Example 3> above.

그 결과, [도 5] 에서 나타나는 바와 같이 대조군 마우스에 비하여 TMT 마우스의 뇌 조직에서 ERK (534.65 ± 74.80), p38 MAPK (316.96 ± 56.51) 및 JNK (236.48 ± 54.78)의 인산화가 증가한 것을 확인할 수 있었다(ERK : 100 ± 33.46, p38 MAPK : 100 ± 33.46, JNK : 100 ± 42.76). 그러나 IOE의 경구 투여는 TMT 마우스 그룹에서 발견된 ERK, p38 MAPK 및 JNK의 비정상적인 인산화를 유의하게 역전시켰다 (p <0.05). 이러한 결과는 마우스 뇌 조직에서 TMT가 매개하는 MAPK의 비정상적 인산화가 IOE의 경구 투여에 의해 약화될 수 있음을 시사했다.As a result, as shown in [Figure 5], it was confirmed that the phosphorylation of ERK (534.65 ± 74.80), p38 MAPK (316.96 ± 56.51), and JNK (236.48 ± 54.78) was increased in the brain tissue of TMT mice compared to control mice. (ERK: 100 ± 33.46, p38 MAPK: 100 ± 33.46, JNK: 100 ± 42.76). However, oral administration of IOE significantly reversed the abnormal phosphorylation of ERK, p38 MAPK and JNK found in the TMT mouse group (p < 0.05). These results suggested that TMT-mediated abnormal phosphorylation of MAPK in mouse brain tissue could be attenuated by oral administration of IOE.

TMT 유도 Nrf2/HO-1의 비정상적 발현에 대한 IOE 의 효과 Effect of IOE on TMT-induced abnormal expression of Nrf2/HO-1

산화 스트레스가 TMT로 유도된 신경 퇴행 과정의 중요한 원인 중 하나이기 때문에, IOE의 경구 투여가 TMT 주사 마우스 뇌의 항산화 분자 시스템을 제어할 수 있는지 여부를 확인하고자 하였다. Since oxidative stress is one of the important causes of TMT-induced neurodegenerative process, we sought to determine whether oral administration of IOE could control the antioxidant molecular system in the brain of TMT-injected mice.

웨스턴 블랏은 토끼 항-HO-1 (43966S)-세포 신호 (Danvers, MA, USA) 및 마우스 항-NRF2 (M200- 3) (Medical & Biological Laboratories Co., Nagoya, Japan)을 이용하여 상기 <실시예 3> 과 동일한 방법으로 수행하였다. Western blot was performed as described above using rabbit anti-HO-1 (43966S)-Cell Signaling (Danvers, MA, USA) and mouse anti-NRF2 (M200-3) (Medical & Biological Laboratories Co., Nagoya, Japan). Example 3> was performed in the same manner.

그 결과, [도 6] 에서 나타나는 바와 같이 여러 항산화 기전 중 산화 스트레스에 보호 역할을 하는 HO-1(heme oxygenase-1)과 HO-1의 주요 전사 인자인 Nrf2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2)의 TMT 매개 비정상 발현이 TMT+IOE 마우스 뇌에서 회복된 것을 확인할 수 있었다. TMT 마우스 그룹 (Nrf2 : 44.52 ± 20.28, HO-1 : 41.80 ± 16.79)의 뇌 조직에서 Nrf2 및 HO-1의 발현이 크게 감소했다 (p <0.05). 대조군 마우스 그룹 (Nrf2 : 100 ± 19.49, HO-1 : 100 ± 43.92); 그러나 IOE (Nrf2 : 111.92 ± 33.50, HO-1 : 92.64 ± 17.96)의 경구 투여로 폐지되었다 (p <0.05). 이 데이터는 마우스 뇌의 세포 항산화 과정에서 중요한 HO-1의 발현을 담당하는 세포 내 신호 전달을 차단함으로써 TMT 매개 신경 퇴행이 발생할 수 있음을 강력하게 제안했다. 흥미롭게도 TMT 주입은 MAPK의 인산화를 증가시키고 (도 5) Nrf2 및 HO-1의 발현을 감소 시켰다 (도 6). 그러나 TMT+IOE 마우스 그룹에서는 이러한 TMT 유발 마우스 뇌의 비정상 세포 과정이 폐지되었다. 이는 TMT 매개 산화 스트레스가 마우스 뇌에서 MAPK/Nrf2/HO-1 경로를 제어함으로써 IOE의 경구 투여에 의해 억제될 수 있음을 시사했다.As a result, as shown in [Figure 6], among several antioxidant mechanisms, HO-1 (heme oxygenase-1), which plays a protective role against oxidative stress, and Nrf2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2), the main transcription factor of HO-1 ) was confirmed to have recovered in the TMT+IOE mouse brain. The expression of Nrf2 and HO-1 was significantly reduced in brain tissue of the TMT mouse group (Nrf2: 44.52 ± 20.28, HO-1: 41.80 ± 16.79) (p < 0.05). Control mouse group (Nrf2: 100 ± 19.49, HO-1: 100 ± 43.92); However, it was abolished by oral administration of IOE (Nrf2: 111.92 ± 33.50, HO-1: 92.64 ± 17.96) (p < 0.05). These data strongly suggested that TMT-mediated neurodegeneration may occur by blocking intracellular signaling responsible for the expression of HO-1, which is important in cellular antioxidant processes in the mouse brain. Interestingly, TMT injection increased phosphorylation of MAPK (Figure 5) and decreased expression of Nrf2 and HO-1 (Figure 6). However, in the TMT+IOE mouse group, these TMT-induced abnormal cellular processes in the mouse brain were abolished. This suggested that TMT-mediated oxidative stress could be inhibited by oral administration of IOE by controlling the MAPK/Nrf2/HO-1 pathway in mouse brain.

글루타메이트 매개 흥분 독성에 대한 IOE 의 효과 Effect of IOE on glutamate-mediated excitotoxicity

글루타메이트 흥분 독성은 신경 세포에서 산화 스트레스를 유도하여 신경 세포 손상을 일으키는 여러 신경 퇴행성 질환의 원인으로 간주되기 때문에, 동물 실험에서 글루타메이트 흥분 독성의 세포 모델에 대한 IOE 유래 항 신경 변성 효과를 추가로 확인하고자 하였다. Since glutamate excitotoxicity is considered to be the cause of several neurodegenerative diseases that induce oxidative stress in neurons, resulting in neuronal damage, we sought to further confirm IOE-derived anti-neurodegenerative effects on a cellular model of glutamate excitotoxicity in animal experiments. did.

구체적으로, HT22 세포는 American Type Culture Collection (ATCC)에서 구입하여 10 % 소 태아 혈청 (FBS) (Corning, NY, USA) 및 1 % 스트렙토마이신/페니실린 을 포함하는 DMEM(HyClone, Logan, UT, USA)와 함께 37 ℃의 CO2 인큐베이터에서 배양되었다. HT22 세포 (104 개 세포/웰)를 96 웰 플레이트에 파종하고 24 시간 동안 배양했다. IOE (0-0.1 mg/mL)를 2 시간 동안 처리한 다음 글루타메이트 (5mM)를 배양 플레이트에 첨가했다. CO2 인큐베이터에서 37 ℃ 에서 14 시간 동안 추가로 인큐베이션했다. 세포 생존율을 측정하기 위해 WST-1 Assay Kit (Dozen, Seoul, Korea)를 사용하고 HT22 세포를 현미경 (Nikon, Tokyo, Japan)을 사용하여 사진을 찍고 생존 가능한 HT22 세포의 수를 추정했다.Specifically, HT22 cells were purchased from the American Type Culture Collection (ATCC) and cultured in DMEM (HyClone, Logan, UT, USA) containing 10% fetal bovine serum (FBS) (Corning, NY, USA) and 1% streptomycin/penicillin. ) were cultured in a CO 2 incubator at 37°C. HT22 cells (10 4 cells/well) were seeded in 96 well plates and cultured for 24 hours. IOE (0-0.1 mg/mL) was treated for 2 h and then glutamate (5mM) was added to the culture plate. It was further incubated at 37°C in a CO 2 incubator for 14 hours. To measure cell viability, the WST-1 Assay Kit (Dozen, Seoul, Korea) was used, HT22 cells were photographed using a microscope (Nikon, Tokyo, Japan), and the number of viable HT22 cells was estimated.

그 결과, 세포 생존력 분석 키트를 사용하여 마우스 해마 신경 세포인 HT22에서 IOE의 무독성 수준을 결정했다. 0.2 mg/mL 농도까지 IOE로 HT22 세포를 처리해도 HT22 세포 생존력을 변경할 수 없었다 (p <0.05) (도 7A). 이 결과를 바탕으로 글루타메이트 매개 세포 독성은 IOE 처리에 의해 용량 의존적으로 약화되었다 (대조군 : 100 ± 7.62, 글루타메이트 : 9.64 ± 1.24, 글루타메이트+IOE 0.05 : 44.53 ± 9.36, 글루타메이트+IOE 0.1 : 103.19 ± 4.27) ( p <0.05) (도 7B). 글루타메이트 매개 세포 독성에 대한 IOE의 효과는 HT22 세포의 수를 세어 추가로 확인되었다. 도 7C에 나타난 바와 같이, IOE 투여를 사용하여 다수의 생존 가능한 HT22 세포가 복원되었다 (대조군 : 43.93 ± 2.55, 글루타메이트 : 21.68 ± 2.27, 글루타메이트+IOE 0.05 : 32 ± 3.93, 글루타메이트+IOE 0.1 : 39.62 ± 1.78) ( p <0.05). 이는 HT22 신경 세포에서 글루타메이트 유발 흥분 독성이 IOE에 의해 약화될 수 있음을 시사한다.As a result, non-toxic levels of IOE were determined in mouse hippocampal neurons, HT22, using a cell viability assay kit. Treatment of HT22 cells with IOE up to a concentration of 0.2 mg/mL did not alter HT22 cell viability (p <0.05) (Figure 7A). Based on these results, glutamate-mediated cytotoxicity was attenuated by IOE treatment in a dose-dependent manner (control: 100 ± 7.62, glutamate: 9.64 ± 1.24, glutamate+IOE 0.05: 44.53 ± 9.36, glutamate+IOE 0.1: 103.19 ± 4.27). (p < 0.05) (Figure 7B). The effect of IOE on glutamate-mediated cytotoxicity was further confirmed by counting the number of HT22 cells. As shown in Figure 7C, a large number of viable HT22 cells were restored using IOE administration (control: 43.93 ± 2.55, glutamate: 21.68 ± 2.27, glutamate+IOE 0.05:32 ± 3.93, glutamate+IOE 0.1:39.62 ± 1.78) (p < 0.05). This suggests that glutamate-induced excitotoxicity in HT22 neurons may be attenuated by IOE.

글루타메이트 매개 반응성 산소종 과잉 생산에 대한 IOE 의 효과 Effect of IOE on glutamate-mediated reactive oxygen species overproduction

과도한 글루타메이트는 세포 내 활성 산소 종 (ROS)을 증가시켜 세포 스트레스를 유발하고, 이는 세포 산화 스트레스를 유발는 것으로 알려져 있다. Excessive glutamate is known to cause cellular stress by increasing intracellular reactive oxygen species (ROS), which leads to cellular oxidative stress.

구체적으로, 글루타메이트로 유도된 세포 내 ROS 수준에 대한 IOE의 효과는 HT22 세포에서 추정되었다. HT22 세포 (104 개 세포/웰)를 블랙 플레이트 (96 웰, SPL Life Sci ences, Gyeonggi, Korea)에서 24 시간 동안 배양 하였다. HT22 세포를 글루타메이트 (5mM)로 처리하고 37 ℃ 에서 16 시간 동안 IOE 로 처리하였다. 인산염 완충 식염수 (PBS)로 세척한 후, 30μM의 DCFH-DA(2'-7'dichlorofluorescin) 용액 (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)을 추가하고 1 시간 동안 37 ℃의 CO2 인큐베이터에서 더 배양하였다. 각 웰을 PBS로 2 회 세척한 다음 PBS (100 μL)를 각 웰에 첨가했다. 형광의 강도는 마이크로 플레이트 형광계 (Tecan, Mannedorf, Switzerland)를 사용하여 488 nm에서 계산되었다.Specifically, the effect of IOE on glutamate-induced intracellular ROS levels was estimated in HT22 cells. HT22 cells ( 10 cells/well) were cultured in black plates (96 wells, SPL Life Sci ences, Gyeonggi, Korea) for 24 h. HT22 cells were treated with glutamate (5mM) and IOE for 16 hours at 37°C. After washing with phosphate-buffered saline (PBS), 30 μM DCFH-DA (2′-7′dichlorofluorescin) solution (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA) was added and CO at 37 °C for 1 h. It was further cultured in an incubator. Each well was washed twice with PBS and then PBS (100 μL) was added to each well. The intensity of fluorescence was calculated at 488 nm using a microplate fluorometer (Tecan, Mannedorf, Switzerland).

그 결과, [도 8 A] 에서 볼 수 있듯이 글루타메이트 처리된 HT22 세포의 세포 내 ROS 수준은 대조군 (100 ± 5.64)에 비해 증가했다 (150.24 ± 5.70). 그러나 IOE 처리에 의해 용량 의존적으로 감쇠되었다 (IOE 0.05 : 139.14 ± 2.11, IOE 0.1 : 114.76 ± 5.20) (p <0.05). 이러한 결과는 ROS 과잉 생산과 같은 글루타메이트 매개 세포 스트레스가 IOE 투여에 의해 효과적으로 방해될 수 있음을 나타낸다.As a result, as shown in [Figure 8 A], the intracellular ROS level of glutamate-treated HT22 cells increased (150.24 ± 5.70) compared to the control group (100 ± 5.64). However, it was attenuated by IOE treatment in a dose-dependent manner (IOE 0.05:139.14 ± 2.11, IOE 0.1: 114.76 ± 5.20) (p < 0.05). These results indicate that glutamate-mediated cellular stress, such as ROS overproduction, can be effectively counteracted by IOE administration.

글루타메이트 매개 세포 자멸사 활성화에 대한 IOE 의 효과 Effect of IOE on glutamate-mediated activation of apoptosis

글루타메이트 매개 세포 독성과 세포 내 ROS 수준이 IOE에 의해 약화되었기 때문에 (도 7 및 8 A), IOE가 HT22 세포의 글루타메이트 유도 세포 사멸을 억제할 수 있는지 조사했다. Because glutamate-mediated cytotoxicity and intracellular ROS levels were attenuated by IOE (Figures 7 and 8 A), we investigated whether IOE could inhibit glutamate-induced apoptosis of HT22 cells.

그 결과, 전-세포자멸(pro-apoptosis) 분자인 Bax의 발현은 HT22 세포를 글루타메이트 (1 ± 0.0256)로 처리한 후 크게 증가했으며 IOE 처리 (0.901 ± 0.045)에 의해 약화되었다 (도 8B). 그러나 항-세포자멸 분자인 Bcl-2의 발현은 글루타메이트 처리 (1 ± 0.0354)에 의해 약화되었지만 IOE 처리 (0.834 ± 0.048) 후에 회복되었다 (도 8 B) (p <0.05). 또한 IOE를 사용한 치료는 HT22 세포에서 세포 내 세포자멸사 신호인 절단된 카스파제-3의 글루타메이트 유도 발현을 현저하게 약화시켰다 (p <0.05) (도 8 C). 이러한 결과는 IOE가 주로 세포자멸사 관련 유전자의 발현을 조절함으로써 글루타메이트 유발 HT22 세포 사멸에 대한 억제 활성을 가지고 있음을 시사한다.As a result, the expression of Bax, a pro-apoptosis molecule, was significantly increased after treating HT22 cells with glutamate (1 ± 0.0256) and attenuated by IOE treatment (0.901 ± 0.045) (Figure 8B). However, the expression of the anti-apoptotic molecule Bcl-2 was attenuated by glutamate treatment (1 ± 0.0354) but recovered after IOE treatment (0.834 ± 0.048) (Figure 8 B) (p < 0.05). Additionally, treatment with IOE significantly attenuated glutamate-induced expression of cleaved caspase-3, an intracellular apoptotic signal, in HT22 cells (p <0.05) (Figure 8 C). These results suggest that IOE has inhibitory activity against glutamate-induced HT22 cell death mainly by regulating the expression of apoptosis-related genes.

글루타메이트 매개 MAPK 활성화에 대한 IOE 의 효과 Effect of IOE on glutamate-mediated MAPK activation

HT22 세포에서 글루타메이트 흥분 독성에서 IOE의 조절 역할을 추가로 설명하기 위해 글루타메이트 유도 MAPK의 세포 내 활성화에 대한 IOE의 효과를 조사했다. To further elucidate the regulatory role of IOE in glutamate excitotoxicity in HT22 cells, we investigated the effect of IOE on glutamate-induced intracellular activation of MAPK.

그 결과, [도 9] 에서 볼 수 있듯이 HT22 세포를 글루타메이트로 처리하면 TMT로 처리한 마우스의 뇌 조직에서 나타난 것과 같이 대조군 그룹에 비하여 ERK, p38 MAPK 및 JNK 단백질의 활성화/인산화가 증가했다 (도 5). 흥미롭게도, 글루타메이트 처리된 HT22 세포에서 MAPK의 이러한 비정상적인 활성화/인산화는 IOE 처리에 의해 용량 의존적으로 약화되었다 (p <0.05) (도 9). 이러한 결과는 HT22 세포에서 글루타메이트에 의한 MAPK의 조절 장애가 IOE 처리로 회복될 수 있음을 시사한다.As a result, as shown in [Figure 9], when HT22 cells were treated with glutamate, the activation/phosphorylation of ERK, p38 MAPK, and JNK proteins increased compared to the control group, as shown in the brain tissue of mice treated with TMT (Figure 5). Interestingly, this aberrant activation/phosphorylation of MAPK in glutamate-treated HT22 cells was attenuated by IOE treatment in a dose-dependent manner (p <0.05) (Figure 9). These results suggest that glutamate-induced MAPK dysregulation in HT22 cells can be restored by IOE treatment.

글루타메이트 매개 Nrf2 및 HO-1 억제에 대한 IOE 또는 MAPK 억제제의 효과 Effect of IOE or MAPK inhibitors on glutamate-mediated Nrf2 and HO-1 inhibition

글루타메이트 유발 MAPK의 비정상 활성화에 대한 IOE의 조절 효과를 확인한 후 산화 스트레스와 관련된 MAPK의 다운 스트림 경로를 조사했다. 산화 스트레스는 글루타메이트 흥분 독성의 중요한 원인 중 하나로 알려져 있고, TMT 매개 Nrf2 및 HO-1 발현이 마우스 뇌 조직에서 IOE에 의해 회복되었기 때문에 (도 6), HT22 세포에서 글루타메이트 유도 Nrf2 및 HO-1 발현에 대한 IOE의 영향을 조사했다. 또한 MAPK 특이적 억제제 (SB203580, p38 MAPK 억제제, PD98059, MEK 억제제, SP600125, JNK 억제제)에 의한 글루타메이트 유도 Nrf2 및 HO-1 발현에 대한 MAPK의 역할을 추가로 확인했다. After confirming the regulatory effect of IOE on glutamate-induced abnormal activation of MAPKs, we investigated the downstream pathways of MAPKs involved in oxidative stress. Oxidative stress is known to be one of the important causes of glutamate excitotoxicity, and since TMT-mediated Nrf2 and HO-1 expression was restored by IOE in mouse brain tissue (Figure 6), glutamate-induced Nrf2 and HO-1 expression in HT22 cells. We investigated the impact of IOE on We further confirmed the role of MAPKs on glutamate-induced Nrf2 and HO-1 expression by MAPK-specific inhibitors (SB203580, a p38 MAPK inhibitor; PD98059, a MEK inhibitor; SP600125, a JNK inhibitor).

실시간 PCR 은, HT22 세포 (105/웰)를 6 웰 플레이트에 접종하고 24 시간 동안 배양했다. IOE 또는 억제제 (PD98059, SP600125 및 SB203580)와 함께 37 ℃에서 16 시간 동안 글루타메이트 (5mM)와 배양한 후, TRIzol Reagent (Invitrogen, Waltham, MA, USA)를 사용하여 총 RNA를 분리했다. 1μg의 전체 RNA와 10pM의 올리고 dT 프라이머를 상보적 DNA (cDNA)의 합성에 사용했다. SYBR Green Realtime PCR Master Mix (Toyobo Co., Tokyo, Japan)는 RT-PCR 검출 시스템 (CFX Connect, Bio-Rad Co., Hercules, CA, 미국). 각 유전자의 상대적 발현은 비교 Ct 방법을 사용하여 추정하고 GAPDH 의 발현으로 정규화되었다. 사용된 프라이머 서열은 하기 [표 1] 과 같다. For real-time PCR, HT22 cells (10 5 /well) were seeded in a 6-well plate and cultured for 24 hours. After incubation with glutamate (5mM) for 16 h at 37°C with IOE or inhibitors (PD98059, SP600125 and SB203580), total RNA was isolated using TRIzol Reagent (Invitrogen, Waltham, MA, USA). 1 μg of total RNA and 10 pM of oligo dT primer were used for the synthesis of complementary DNA (cDNA). SYBR Green Realtime PCR Master Mix (Toyobo Co., Tokyo, Japan) was used in the RT-PCR detection system (CFX Connect, Bio-Rad Co., Hercules, CA, USA). The relative expression of each gene was estimated using the comparative Ct method and normalized to the expression of GAPDH. The primer sequences used are shown in [Table 1] below.

유전자 gene 방향direction 서열(5'→3')Sequence (5'→3') 서열번호sequence number HO-1HO-1 ForwardForward ACATCGACAGCCCCACCAACATCGACAGCCCCACCA 1One ReverseReverse TGAGCAGGAAGGCGGTCTTGAGCAGGAAGGCGGTCT 22 Nrf-2Nrf-2 ForwardForward ACTCCCAGGTTGCCCACAACTCCCAGGTTGCCCACA 33 ReverseReverse TCCAGGGCAAGCGACTCATCCAGGGCAAGCGACTCA 44 GAPDHGAPDH ForwardForward ACGGGAAGCTCACTGGCAACGGGAAGCTCACTGGCA 55 ReverseReverse TCCAGGCGGCATGTCAGATCCAGGGCGGCATGTCAGA 66

그 결과, [도 9] 에서 볼 수 있듯이 글루타메이트에 의한 Nrf2 및 HO-1 발현 억제는 IOE 투여에 의해 회복되었다 (p <0.05). 또한 [도 10] 에서 나타나는 바와 같이 SB203580, PD98059 및 SP600125 투여에 의해 Nrf2 및 HO-1의 글루타메이트 매개 발현이 회복된 것을 확인할 수 있었다 (p <0.05). 이는 글루타메이트가 매개하는 HO-1 발현 억제가 Nrf2와 HO-1의 발현을 조절함으로써 글루타메이트 매개 신경 변성에 결정적으로 관여하는 IOE 및 MAPK (ERK/p38 MAPK/JNK) 경로에 의해 약화될 수 있음을 나타낸다. As a result, as shown in [Figure 9], the inhibition of Nrf2 and HO-1 expression by glutamate was recovered by IOE administration (p < 0.05). Additionally, as shown in [Figure 10], it was confirmed that glutamate-mediated expression of Nrf2 and HO-1 was restored by administration of SB203580, PD98059, and SP600125 (p <0.05). This indicates that glutamate-mediated suppression of HO-1 expression can be attenuated by the IOE and MAPK (ERK/p38 MAPK/JNK) pathways, which are critically involved in glutamate-mediated neurodegeneration by regulating the expression of Nrf2 and HO-1. .

글루타메이트 매개 ROS 과잉생산 및 세포 생존력 감소에 대한 IOE 또는 ERK, p38 MAPK, JNK 억제제 의 효과 Effects of IOE or ERK, p38 MAPK, and JNK inhibitors on glutamate-mediated ROS overproduction and reduced cell viability.

글루타메이트에 의한 HO-1 억제는 IOE와 MAPK 억제제에 의해 회복되었기 때문에 (도 10), 우리는 글루타메이트에 의한 ROS 생산과 HT22 세포 생존에 대한 IOE 및 MAPK 억제제의 항 신경 변성 효과를 추가로 검증했다. Because glutamate-induced HO-1 inhibition was restored by IOE and MAPK inhibitors (Figure 10), we further verified the anti-neurodegenerative effects of IOE and MAPK inhibitors on glutamate-induced ROS production and HT22 cell survival.

구체적으로, MAPK(mitogen-activated protein kinase) 억제제 (SP600125, Santa Cruz, Dallas, TX, USA; SP600125 및 PD98059, Cell Signaling , Boston, MA, USA)을 이용하여 상기 <실시예 6> 및 <실시예 7> 과 동일한 방법으로 ROS 생산 및 HT22 세포 생존력을 확인하였다. Specifically, <Example 6> and <Example 6> and <Example 6> above were performed using a MAPK (mitogen-activated protein kinase) inhibitor (SP600125, Santa Cruz, Dallas, TX, USA; SP600125 and PD98059, Cell Signaling, Boston, MA, USA). 7> ROS production and HT22 cell viability were confirmed using the same method.

[도 11] 에서 볼 수 있듯이 글루타메이트로 인한 ROS 과잉 생산은 PD98059, SB203580 및 SP600125 처리에 의해 상당히 억제되었다 (p <0.05) (도 11 A-C). 또한 글루타메이트 매개 HT22 세포 생존율이 이러한 억제제를 사용한 치료에 의해 상당히 회복되었음을 발견했다 (p <0.05) (도 11 D-F). 흥미롭게도 0.1 mg/mL 용량의 IOE는 강력한 억제 활성을 가졌다 (각 MAPK 신호 억제제의 최대 10 μM). 종합하면, 이러한 데이터는 IOE가 MAPK/Nrf2/HO-1 경로의 글루타메이트 매개 조절 장애를 약화시킴으로써 HT22 세포에서 글루타메이트 흥분 독성으로부터 보호할 수 있음을 강력하게 시사한다 (도 12).As shown in [Figure 11], glutamate-induced ROS overproduction was significantly inhibited by treatment with PD98059, SB203580, and SP600125 (p < 0.05) (Figure 11 A-C). We also found that glutamate-mediated HT22 cell survival was significantly restored by treatment with these inhibitors (p < 0.05) (Figure 11 D–F). Interestingly, IOE at a dose of 0.1 mg/mL had potent inhibitory activity (up to 10 μM of each MAPK signaling inhibitor). Taken together, these data strongly suggest that IOE can protect against glutamate excitotoxicity in HT22 cells by attenuating glutamate-mediated dysregulation of the MAPK/Nrf2/HO-1 pathway (Figure 12).

SEQUENCE LISTING <110> INCHEON NATIONAL UNIVERSITY RESEARCH & BUSINESS FOUNDATION <120> Composition for preventing, improving or treating neurodegenerative disorders trimethyltin mediated comprising Ishige okamurae extract and uses thereof <130> 1069167 <160> 6 <170> PatentIn version 3.2 <210> 1 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> HO-1 primer_F <400> 1 acatcgacag ccccacca 18 <210> 2 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> HO-1 primer_R <400> 2 tgagcaggaa ggcggtct 18 <210> 3 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> Nrf-2 primer_F <400> 3 actcccaggt tgcccaca 18 <210> 4 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> Nrf-2 primer_R <400> 4 tccagggcaa gcgactca 18 <210> 5 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> GAPDH primer_F <400> 5 acgggaagct cactggca 18 <210> 6 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> GAPDH primer_R <400> 6 tccaggcggc atgtcaga 18 SEQUENCE LISTING <110> INCHEON NATIONAL UNIVERSITY RESEARCH & BUSINESS FOUNDATION <120> Composition for preventing, improving or treating neurodegenerative disorders trimethyltin mediated comprising Ishige okamurae extract and uses it <130> 1069167 <160> 6 <170> PatentIn version 3.2 <210> 1 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> HO-1 primer_F <400> 1 acatcgacag ccccacca 18 <210> 2 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> HO-1 primer_R <400> 2 tgagcaggaa ggcggtct 18 <210> 3 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> Nrf-2 primer_F <400> 3 actcccaggt tgcccaca 18 <210> 4 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> Nrf-2 primer_R <400> 4 tccagggcaa gcgactca 18 <210> 5 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> GAPDH primer_F <400> 5 acgggaagct cactggca 18 <210> 6 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> GAPDH primer_R <400> 6 tccaggcggc atgtcaga 18

Claims (8)

패(Ishige okamurae) 70% 에탄올 추출물을 포함하는 트리메틸틴(trimethyltin) 매개 신경변성 예방 또는 치료용 약학적 조성물로서,
상기 트리메틸틴 매개 신경변성은 활동과잉, 공격성, 인지장애, 파킨슨병(Parkinson's disease), 근 위축성 측삭 경화증(amyotrophic lateral sclerosis), 헌팅턴병(Huntington's disease) 및 알츠하이머병(Alzheimer's disease) 으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
A pharmaceutical composition for preventing or treating trimethyltin-mediated neurodegeneration comprising a 70% ethanol extract of Ishige okamurae ,
The trimethyltin-mediated neurodegeneration is selected from the group consisting of hyperactivity, aggression, cognitive impairment, Parkinson's disease, amyotrophic lateral sclerosis, Huntington's disease, and Alzheimer's disease. A pharmaceutical composition characterized by one or more of the following.
삭제delete 삭제delete 패(Ishige okamurae) 70% 에탄올 추출물을 포함하는 트리메틸틴(trimethyltin) 매개 신경변성 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물로서,
상기 트리메틸틴 매개 신경변성은 활동과잉, 공격성, 인지장애, 파킨슨병(Parkinson's disease), 근 위축성 측삭 경화증(amyotrophic lateral sclerosis), 헌팅턴병(Huntington's disease) 및 알츠하이머병(Alzheimer's disease) 으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 건강기능식품 조성물.
A health functional food composition for preventing or improving trimethyltin-mediated neurodegeneration containing 70% ethanol extract of Ishige okamurae ,
The trimethyltin-mediated neurodegeneration is selected from the group consisting of hyperactivity, aggression, cognitive impairment, Parkinson's disease, amyotrophic lateral sclerosis, Huntington's disease, and Alzheimer's disease. A health functional food composition characterized by one or more of the following.
패(Ishige okamurae) 70% 에탄올 추출물을 처리하는 단계를 포함하는 트리메틸틴(trimethyltin) 처리된 뇌세포 보호방법으로서,
상기 트리메틸틴 처리된 뇌세포는 활동과잉, 공격성, 인지장애, 파킨슨병(Parkinson's disease), 근 위축성 측삭 경화증(amyotrophic lateral sclerosis), 헌팅턴병(Huntington's disease) 및 알츠하이머병(Alzheimer's disease) 으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 트리메틸틴 매개 신경변성을 나타내고,
상기 뇌세포는 개체로부터 분리된 뇌세포인 것을 특징으로 하는 뇌세포 보호방법.
A method of protecting brain cells treated with trimethyltin, comprising the step of treating Ishige okamurae 70% ethanol extract,
The trimethyltin-treated brain cells are selected from the group consisting of hyperactivity, aggression, cognitive impairment, Parkinson's disease, amyotrophic lateral sclerosis, Huntington's disease, and Alzheimer's disease. Indicates one or more trimethyltin-mediated neurodegeneration,
A method of protecting brain cells, characterized in that the brain cells are brain cells isolated from an individual.
제5항에 있어서, 상기 패 에탄올 추출물은 하기 8 가지 특징으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 특징을 유도하기 위해 처리되는 것을 특징으로 하는 보호방법:
i) 절단된 카스파아제-3 발현 감소 ;
ii) 절단된 PARP 발현 감소 ;
iii) BDNF(brain-derived neurotrophic factor) 발현 증가 ;
iv) ERK 인산화 감소 ;
v) p38 인산화 감소 ;
vi) JNK 인산화 감소 ;
vii) HO-1(heme oxygenase-1) 발현 증가 ; 및
viii) Nrf2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2) 발현 증가.
The method of claim 5, wherein the ethanol extract is treated to induce one or more characteristics selected from the group consisting of the following eight characteristics:
i) Reduced expression of cleaved caspase-3;
ii) reduced expression of cleaved PARP;
iii) increased expression of brain-derived neurotrophic factor (BDNF);
iv) decreased ERK phosphorylation;
v) decreased p38 phosphorylation;
vi) decreased JNK phosphorylation;
vii) increased expression of heme oxygenase-1 (HO-1); and
viii) Increased expression of Nrf2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2).
제5항에 있어서, 상기 뇌세포는 HT22 세포인 것을 특징으로 하는 보호방법.
The method of claim 5, wherein the brain cells are HT22 cells.
패(Ishige okamurae) 70% 에탄올 추출물을 포함하는 트리메틸틴(trimethyltin) 처리된 뇌세포 보호용 조성물로서,
상기 트리메틸틴 처리된 뇌세포는 활동과잉, 공격성, 인지장애, 파킨슨병(Parkinson's disease), 근 위축성 측삭 경화증(amyotrophic lateral sclerosis), 헌팅턴병(Huntington's disease) 및 알츠하이머병(Alzheimer's disease) 으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 트리메틸틴 매개 신경변성을 나타내는 것을 특징으로 하는 뇌세포 보호용 조성물.
A composition for protecting brain cells treated with trimethyltin containing 70% ethanol extract of Ishige okamurae ,
The trimethyltin-treated brain cells are selected from the group consisting of hyperactivity, aggression, cognitive impairment, Parkinson's disease, amyotrophic lateral sclerosis, Huntington's disease, and Alzheimer's disease. A composition for protecting brain cells, characterized in that it exhibits one or more trimethyltin-mediated neurodegeneration.
KR1020210091400A 2021-07-13 2021-07-13 Composition for preventing, improving or treating neurodegenerative disorders trimethyltin mediated comprising Ishige okamurae extract and uses thereof KR102627493B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210091400A KR102627493B1 (en) 2021-07-13 2021-07-13 Composition for preventing, improving or treating neurodegenerative disorders trimethyltin mediated comprising Ishige okamurae extract and uses thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210091400A KR102627493B1 (en) 2021-07-13 2021-07-13 Composition for preventing, improving or treating neurodegenerative disorders trimethyltin mediated comprising Ishige okamurae extract and uses thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230010957A KR20230010957A (en) 2023-01-20
KR102627493B1 true KR102627493B1 (en) 2024-01-18

Family

ID=85108550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210091400A KR102627493B1 (en) 2021-07-13 2021-07-13 Composition for preventing, improving or treating neurodegenerative disorders trimethyltin mediated comprising Ishige okamurae extract and uses thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102627493B1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130107947A (en) * 2012-03-23 2013-10-02 제주대학교 산학협력단 Composition comprising diphlorethohydroxycarmalol for protecting nerve cells
KR101559483B1 (en) * 2012-11-09 2015-10-12 한국생명공학연구원 Neuroprotective composition comprising extracts or fractions of seaweed as an active ingredient
JP6702802B2 (en) 2016-06-03 2020-06-03 日本電産サンキョー株式会社 Valve device
KR20200109571A (en) 2019-03-13 2020-09-23 (주)디에코에너지 Mobile photovoltaic communication base station system

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230010957A (en) 2023-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Han et al. Quercetin hinders microglial activation to alleviate neurotoxicity via the interplay between NLRP3 inflammasome and mitophagy
KR101018531B1 (en) Composition for preventing or treating obesity or metabolic syndrome comprising polygonatum falcatum or polygonatum sibiricum extract as an active ingredient
KR20160115889A (en) Composition for prevention, improvement or treatment of osteoporosis comprising extract of Sigesbeckia spp.
KR20040107853A (en) Dendropanax morbifera Lev. extract having inhibitory effect of liver injury induced by ethanol
KR102627493B1 (en) Composition for preventing, improving or treating neurodegenerative disorders trimethyltin mediated comprising Ishige okamurae extract and uses thereof
KR102095917B1 (en) Composition for prevention or treatment of muscular disorder, or improvement of muscular functions comprising gangliosides
KR20140077483A (en) Composition for preventing or treating the brain ischemia disease containing extract of glehnia littoralis
EP4285901A1 (en) Composite pharmaceutical composition for treatment of brain disease, comprising cholinesterase inhibitor and antioxidant
KR101188581B1 (en) Composition comprising Cyperus rotundus methalnol extracts for preventing or treating Sepsis
KR20190081753A (en) Pharmaceutical composition comprising ishige okamurae extracts for prevention and treatment of neurodegenerative disorders as an active ingredient
KR101909885B1 (en) Composition for Improving Meningioma Using a Salidroside and Betulin
US7744936B2 (en) Method for preparing extract from wild ginseng showing anticancer activity and the composition comprising the same
KR101332074B1 (en) Composition Comprising Esculetin for Inhibition of Bone Loss
KR101852583B1 (en) Composition for preventing the ischemic stroke disease containing populus tomentiglandulosa extract
KR100965305B1 (en) Composition for preventing or treating a disease mediated by overexpression of heat shock protein 27
KR20200129596A (en) Composition for Preventing or Treating of Degenerative Brain Disease Comprising Extract of Zanthoxylum piperitum Fruit
KR102655519B1 (en) Composition for Prophylaxis and Treatment of Osteoporosis Comprising Sparganium Rhizoma Extract
KR101696657B1 (en) Composition for prevention or treatment of sepsis comprising flavone-type compound
KR100965304B1 (en) Composition for preventing or treating a disease mediated by overexpression of heat shock protein 27
RU2780346C1 (en) Therapeutic agent against coronavirus including an elaeocarpus sylvestris extract
KR102538278B1 (en) Composition for preventing or treating Huntington&#39;s disease comprising gintonin
KR20240045183A (en) Composition for Prophylaxis and Treatment of Osteoporosis Comprising Piperis Longi Fructus Extract
KR101968019B1 (en) Composition comprising glyceollins with cognition-improving effects and the use thereof
KR20240014381A (en) Composition for improving muscular function, or preventing, ameliorating or treating muscle disease comprising euscaphic acid
KR20240103970A (en) Composition for preventing and treating ischemic cerebrovascular disease containing gintonin

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant