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1여주의 amyloid beta 유도 알츠하이머질환 동물 모델에서 인지능력 개선 효과

저자 : 신승미 ( Seung Mi Sin ) , 김지현 ( Hyun Kim ) , 조은주 ( Eun Ju Cho ) , 김현영 ( Hyun Young Kim )

발행기관 : 한국응용생명화학회 간행물 : Journal of Applied Biological Chemistry 64권 3호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 299-605 (307 pages)

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뇌 내 amyloid beta (Aβ) 축적으로 인한 신경독성은 산화적 스트레스를 야기하여 알츠하이머 질환(Alzheimer’s disease, AD)을 유도하는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 여주(Momordica charantia L.)의 활성분획물인 butanol (BuOH) 분획물의 Aβ25-35 유도 AD 동물모델에서 인지능 개선 효과에 대해 연구하였다. T-미로 실험 및 물체인지실험을 통해서 여주 BuOH 분획물 100 및 200 mg/kg/day 농도 투여군은 AD를 유도한 control군에 비해 유의적으로 새로운 경로와 물체를 탐색하는 비율이 감소되어 공간인지 및 물체인지능력 개선 효과를 확인하였다. 수중미로실험을 통해 학습ㆍ기억력에 미치는 효과를 측정한 결과, 여주 BuOH 분획물 투여군은 훈련을 반복할수록 숨겨진 도피대를 찾아가는 시간이 감소함을 통해 학습ㆍ기억력 개선 효과를 나타내었다. 여주 BuOH 분획물이 산화적 스트레스 개선 효과에 미치는 효과를 확인하기 위해 뇌, 간, 신장 조직에서 지질과 산화 함량 및 nitric oxideNO 생성량을 측정하였다. 여주 BuOH 분획물을 처리한 군은 Aβ25-35를 주입한 control군에 비해 유의적으로 뇌, 간, 신장 조직에서 지질과산화 함량 및 NO 생성량이 감소되어 산화적 스트레스 개선 효과를 확인하였다. 따라서 본 연구는 여주 BuOH 분획물이 Aβ25-35 유도 AD 동물 모델에서 산화적 스트레스 개선을 통해 인지능력 개선 효과를 나타냄을 확인하였으며, 이에 따라 여주는 AD 예방 및 개선용 소재로써의 가능성이 있는 것으로 사료된다.


Accumulation of amyloid beta (Aβ) and oxidative stress are the most common reason of Alzheimer’s disease (AD). In the present study, we investigated the cognitive improvement effects of butanol (BuOH) fraction from Momordica charantia in Aβ25-35-induced AD mouse model. To develop an AD mouse model, mice were received injection of Aβ25-35, and then orally administered BuOH fraction from M. charantia at doses of 100 and 200 mg/kg/day during 14 days. In the T-maze and novel object recognition test, administration of BuOH fraction from M. charantia L. at doses of 100 and 200 mg/kg/day improved spatial ability and novel object recognition by increased explorations of novel route and new object. In addition, BuOH fraction of M. charantia-administered groups improved learning and memory abilities by decreased time to reach hidden platform in Morris water maze test. Oral administration of BuOH fraction from M. charantia significantly inhibited lipid peroxidation and nitric oxide levels in the brain, liver, and kidney compared with Aβ25-35- induced control group. These results indicated that BuOH fraction of M. charantia improved Aβ25-35-induced cognitive impairment by attenuating oxidative stress. Therefore, M. charantia could be useful for protection from Aβ25-35-induced cognitive impairment.

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2알츠하이머병의 영상 진단을 위한 형광 프로브의 개발

저자 : 민창호 ( Changho Min ) , 하헌수 ( Heonsu Ha ) , 전종호 ( Jongho Jeon )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학 32권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 1-9 (9 pages)

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알츠하이머병은 신경퇴행질환으로 뇌조직에서 발생하는 아밀로이드 베타(amyloid-β, Aβ) 펩타이드의 축적과 응집, 타우 단백질의 초인산화, 고농도의 특정 금속이온 축적에 의해 발병하는 것으로 알려져 있다. 현재까지 효과적인 치료제가 개발되지 못하였기 때문에, 알츠하이머병을 초기에 정확하게 진단하는 기술은 매우 중요하다. 알츠하이머병의 진단을 위해 개발된 다양한 기법 중 형광 프로브를 이용한 알츠하이머병의 바이오마커 영상화는 많은 연구자들의 관심을 받고 있다. 본 리뷰 논문에서는 최근 개발된 알츠하이머병 진단용 형광 프로브의 구조와, 체내 뇌 영상화에의 적용을 소개하고자 한다. 본 논문은 향후 새로운 프로브를 개발하고자 하는 연구자들에게 많은 도움이 될 것으로 기대된다.


Alzheimer’s disease (AD), an irreversible degenerative disorder, is associated with accumulation and aggregation of amyloid-β peptides, hyperphosphorylated tau proteins, and high level of metal ions in the brain. Up to date, there is no effective therapeutic agent to stop the progress of the disease and thus early and accurate diagnosis of AD has gained increasing attention in recent years. Among several diagnostic methods, an optical imaging using fluorescent probes is one of the most promising tools to visualize AD biomarkers. In this review, we will introduce fluorescent probes that can be applied to in vivo brain imaging of AD models and also their structure. It is expected that the present review will provide useful information to many scientists in the related research fields.

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3폐쇄적 기호 창조자의 기억법 고찰 -김영하의 『살인자의 기억법』에 관하여-

저자 : 신종곤 ( Shin¸ Jong-gon )

발행기관 : 우리어문학회 간행물 : 우리어문연구 69권 0호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 71-96 (26 pages)

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이 글의 목적은 김영하의 『살인자의 기억법』에 대한 새로운 독법을 시도하는 데에 있다. 이 소설은 독자들에게 서술의 진정성을 느끼게 하는 고백적 진술로 이루어져 있다. 그럼에도 불구하고 애매모호함을 드러내는 서사지표들로 인하여 그 진정성에 대한 판단을 유보하게 만든다. 이는 서술자-인물인 ‘나’가 기억을 구성하는 방식과 관련이 있다. ‘나’는 세계 속 대상에 자신의 경험을 투사하여 기호를 생성하고 대상들을 조작한다. ‘나’는 대상을 기호화하여 자신의 고유한 삶을 구성하려는 의도를 가진 존재이기 때문이다. 이는 ‘나’가 지속하는 글쓰기와 같은 행위로 구체화된다. 자신의 경험을 투사하는 대상들은 삶의 지향성을 드러내는 표상, 의지를 위협하는 표상, 타인들과의 인식 차이를 드러내는 표상 등으로 기호화된다. ‘나’는 기록을 통해 기억을 보존하고자 한다. 이 과정에서 망각을 부추기는 ‘알츠하이머’는 기억을 추동하는 계기로 작용한다. 이때 ‘나’는 자신의 삶을 기념비적으로 역사화하려는 의도를 드러낸다. 자신의 삶을 절대화하려는 것이다. ‘나’는 자신의 신념을 의탁하는 표준들을 통해 이를 정당화하고자 한다. 대상을 전유하여 삶을 구성하는 것은 인간의 보편적인 기억 방식이다. 그런데 ‘나’는 경험을 투사한 기호가 새롭게 해석될 수 있는 가능성을 간과한다. 또한 대상을 자율적으로 해석하고 기호화한 기억들을 타자들과 공유하는 것 역시 거부한다. 『살인자의 기억법』은 ‘나’의 이러한 기억 방식, 즉 삶을 구성하는 방식에 주목한다. 그리고 기호를 통해 자신의 경험을 정당화하려는 의지를 지닌 존재가 파국을 맞는 이유를 제시한다.


The purpose of this study is to attempt a new reading on the novel of 『Memory of the Murderer』 written by Kim Young-ha. The novel is described as a confession statement that makes the reader feel the authenticity of the narrative. Nevertheless, narrative indicators that reveal ambiguity reserve the judgment of its authenticity. This is related to the way the narratorcharacter 'I' constructs one’s own memories. 'I' projects experiences on objects in the world to create symbols and manipulate them. Because 'I' is the one who is with the intention of creating one's own life by symbolizing the object. This is embodied in actions such as writing that 'I' continues. The subjects who project their experiences are favored with signs that indicate the direction of life, signs that threaten the will, and signs that reveal differences in perception with others. 'I' is trying to preserve my memory through records. In this process, 'alzheimer’s disease', which encourages forgetfulness, serves as an opportunity to drive memories. At this time, 'I' reveals the intention to historize one's own life as a monument. 'I' wants to make one's life absolute. Also 'I' tries to justify this through standards that depend on one's beliefs. It is a universal way of memory for humans to make up a life exclusively of objects. However, 'I' overlooks the possibility of a new interpretation of the experienced symbol. 'I' also refuses to interpret objects autonomously and share their preferred memories with others. "Memory of the Murderer" focuses on this way of remembering, that is how life is constructed. And it presents a reason why being willing to justify one's experience through symbols is catastrophic.

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4지구성 운동과 MitoQ 섭취가 Alcl3로 유도된 알츠하이머 질환 동물 모델의 Tau 과인산화, 산화스트레스, 항산화 조절 요인, 미토콘드리아 기능 및 인지기능에 미치는 영향

저자 : 정진희 ( Jin-Hue Jeong ) , 최동훈 ( Dong-hun Choi ) , 이정국 ( Jeong-Kook Lee ) , 조준용 ( Joon-yong Cho )

발행기관 : 한국운동생리학회 간행물 : 운동과학 30권 3호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 396-406 (11 pages)

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PURPOSE: This study aimed to investigate the effect of 8 weeks of endurance exercise and MitoQ intake on tau hyperphosphorylation, oxidative stress, antioxidant modulating factors, mitochondrial function, and cognitive function in an AlCl3-induced Alzheimer’s disease animal model. METHODS: For the experimental animals, 40 mg/kg of aluminum chloride (AlCl3) was diluted with physiological saline for 60 days and intraperitoneally injected to create an Alzheimer’s disease animal model. In addition, endurance exercise was performed at a speed of 12 m/min using a treadmill for laboratory animals for 8 weeks, and MitoQ was applied with a 100 μm concentration of negative water. The rats were randomly divided into five groups: a saline control group (NC, n=6), an AlCl3 injection group (AC, n=6), an AlCl3 injection and treadmill exercise group (AE, n=6), an AlCl3 injection and MitoQ group (AM, n=6), and an AlCl3 injection and treadmill exercise and MitoQ intake group (AEM, n=6). The SPSS program was used for statistical analyses. Differences between the groups in each variable were analyzed using the one-way ANOVA. RESULTS: Endurance exercise and MitoQ intake for 8 weeks showed positive results in cognitive function and decreased tau hyper-phosphorylation in the animal model with Alzheimer’s disease. In addition, they reduced oxidative stress (4-HNE, MDA) and had a positive effect on antioxidant indicators (catalase, SOD-1, SOD-2). Finally, they exhibited a positive effect on factors related to mitochondrial function (PGC-1, Tfam). CONCLUSIONS: Eight weeks of endurance exercise and MitoQ intake are thought to have a positive effect in alleviating Alzheimer’s disease in terms of improving cognitive function through AlCl3 accumulation, tau hyperphosphorylation, oxidative stress, antioxidant modulating factors, and mitochondrial function.

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5“마인드 게임” 드라마 속 새로운 문화기억 서사와 시간 경험 구조에 대한 고찰 ― <시그널>과 <눈이 부시게> 분석을 중심으로

저자 : 강경래 ( Kang Kyoung-lae )

발행기관 : 서울대학교 인문학연구원 간행물 : 인문논총 77권 1호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 285-320 (36 pages)

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2016년 방영된 <시그널>은 1980년대 후반부터 발생하였던 한국의 다양한 범죄사건들을 다룬다. 특히 이 드라마는 1980년대의 과거와 2015년의 현재가 다소 초현실적인 설정을 통해 조우하며, 이를 통해 기존의 우리 사회 내 문화기억 속에 내재하던 다양한 사건들을 새롭게 소환하고 이들을 해결한다. 이렇게 볼 때, <시그널>의 서사는 토마스앨새서가 지적한 바와 같이 “마인드게임” 서사적 형태를 띠며, 이러한 새로운 서사 양식을 통해 그간 우리 사회 내 지속되어 온 문화기억에 대한 담론들을 새로운 형식으로 변경시킨다. 이에 더하여 <눈이 부시게>는 알츠하이머를 앓는 주인공의 얘기를 시간여행서사의 구조를 통해 제시함으로써 또 다른 형태의 마인드게임 서사이자 (사적) 기억에 대해 서사를 전개한다. 본 연구는 이들 드라마의 서사 양식에 주목하며, 이들이 새로운 양식으로서 “마인드게임” 서사를 한국의 문화기억 서사와 결합시키는 방식을 설명하고자 한다. 특히 본 연구는 이러한 최근의 서사 방식은 디지털 미디어 생태계의 변경과 함께 등장한 복잡화된 서사방식과 새로운 관객성 형태와 밀접한 관련성이 있음을 지적한다. 나아가 본 연구는 기억서사가 지닌 집단과 개인의 정체성에 대한 관심은 마인드게임 양식으로 수정된 기억 서사에서도 두드러진다는 사실을 지적한다. 특히 변화된 미디어 환경 속에서 혼란이 증폭되어 온 기억과 정체성의 문제는 마인드게임 양식을 통해 이러한 사회 문화적 불안을 드러내는 동시에 새로운 관객성과 행위자의 도입을 통해 이러한 혼란을 다시금 봉합하는 형태로 변형되고 있음을 지적한다. 나아가 이러한 서사의 변경은 무엇보다도 우리 사회 내 변경된 시간성의 경험을 드러내는 과정이자, 새로운 시간성으로 지속적으로 변화해 가는 현실에 대한 은유라고 말할 수 있다.


The recent Korean TV drama Signal stages two contemporary policemen who investigate several unresolved crime cases that actually took place in Korea during the 1990s. In contrast to the actual unresolved murders, Signal succeeds in resolving the crimes, particularly through the male protagonist’s accidental connection with another policeman who lives in the past temporality of the 1990s ― a fictional (and even surrealistic) encounter between the present and the past that makes it possible to arrest the criminal and then revise cultural memories of corrupted pasts. This paper examines this new tendency in Korean cultural narrative, especially as embedded in two TV dramas. In particular, I borrow Thomas Elsaesser’s concept of a “mind-game film”, which denotes a narrative that revolves around psychologically unstable figures, such as those who suffer from schizophrenia, amnesia, or dementia, thereby providing a temporally reversed and convoluted narrative. In so doing, I address how this new mode of narrative extends cultural memory discourse and revises contemporary spectators’ perceptions of temporality in Korea.

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6알츠하이머병의 망각에 대한 정신분석학적 성찰 : 프로이트가 제시한 뉴런의 표상 연상 기능과 그 함의

저자 : 김서영 ( Suh-young Kim )

발행기관 : 한국현대유럽철학회 간행물 : 현대유럽철학연구 56권 0호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 63-98 (36 pages)

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이 논문은 알츠하이머병의 망각과 싸울 수 있는 신경 가소성의 확장과 인지 비축의 확보를 위해 정신분석학이 기여할 수 있는 지점에 관해 논의하고 있다. 뉴런과 시냅스의 훼손은 의식의 영역에 있는 단어 표상의 지도를 훼손할 수밖에 없으며, 정신분석학적 치유란 이러한 뇌세포의 물리적 손상에 맞서 중심 표상들을 다른 방식으로 기억해 낼 수 있는, 표상들의 재배열 과정을 뜻한다. 프로이트는 정동과 표상의 밀접한 관계를 중심으로 방어, 억압, 증상, 망각, 기억의 이야기를 체계화했는데, 이 중심 개념들을 구성한 후 그는 『과학적 심리학을 위한 초안』에서 이를 세 개의 뉴런 시스템들을 통해 설명해내고자 했다. 본 논문은 정신분석학이 제시하는 새로운 의미 생성 및 치유의 과정을 뉴런에 관한 프로이트의 초기 이론을 통해 설명한다. 이는 『과학적 심리학을 위한 초안』과 『꿈의 해석』을 에너지론과 의미론으로 구분한 리쾨르의 설명을 보완하는 시도로서, 논문은 전자에 이미 에너지론과 의미론이 함께 제시되고 있으며, 에너지론으로 알려진 초기 작업 속에 우리가 실천적으로 활용할 수 있는 정신분석학의 이론적 지도가 내포되어 있음을 밝힌다. 이 과정에서 논문은 에너지론과 의미론을 종합하여 이를 삶의 위기에 우리가 활용할 수 있는 실천적 이론으로 고양시키고자 노력한다.


This paper explores plausible psychoanalytic contributions to the enhancement of neuroplasticity and cognitive reserve, considered to be key elements in enabling Alzheimer’s patients to maintain their memories for longer. The general Freudian psychoanalytic premise as regards health and cure is based on recovering the original constellation of the structure of ideas which are considered the representation of a subject’s unconscious truth. Freud, in Project for a Scientific Psychology, asserts that the quota of affect should be brought back to the original idea through the narrow path of conscious for the subject to live according to their desires, and he elucidates this process of the mechanisms of defense, repression, the manifestation of symptoms and cure using the neuroscientific terminologies of neuron and synapse. This paper looks at these psychoanalytic terms in detail to offer a science-based neurological explanation of their utility. In doing so, a dichotomic map offered by Paul Ricoeur between the psychoanalytic libidinal economics (energetics) and the semantics of desire will be shown within Project for a Scientific Psychology alone. As such, an attempt to bridge the gap within this dichotomy is made, offering a novel way to consider the therapeutic methodology of psychoanalysis in a scientific and practical way that can be utilized at life’s critical moments.

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7운동이 알츠하이머 질환의 인지기능에 미치는 영향

저자 : 장용철 ( Jang Yongchul ) , 조준용 ( Cho Joon-yong )

발행기관 : 한국체육대학교 체육과학연구소 간행물 : 스포츠사이언스 38권 2호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 151-158 (8 pages)

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알츠하이머 질환은 뇌의 해마(hippocampus)와 대뇌 피질(cerebral cortex) 부위의 아밀로이드 베타(amyloid beta)가 축적되어 아밀로이드 반(amyloid plaque)을 형성하며, tau 단백질의 과인산화(hyperphosphorylated tau)로 인해 신경섬유엉킴(neurofibrillary tangles)의 특징이 나타나는 신경퇴행성 질환으로 인지기능의 감소가 나타난다. 현재, 알츠하이머 질환의 근본적인 치료방법은 개발되지 않았으며, 아세틸콜린 증가시키는 약물을 통해 질환의 진전을 완화시키지만, 여러 가지 부작용을 보고하고 있다. 운동은 알츠하이머 질환자의 우울증, 인지기능 및 삶의 질을 향상시켜 효과적인 비 약물 치료방법으로 보고하고 있으나, 아직까지 그 기전(mechanism)에 관한 연구는 부족한 실정이다. 다양한 운동 방법(유산소운동, 저항성운동, 복합운동)은 알츠하이머 질환 동물모델을 대상으로 아밀로이드 베타와 tau의 과인산화를 감소시켜, 신경세포를 보호하고 인지능력을 향상 시킨다고 보고하고 있다. 알츠하이머 질환은 신경영양인자(neurotrophic factor)의 감소와 산화스트레스의 증가가 나타나고, 미토콘드리아의 기능 이상이 알츠하이머 질환의 주요원인으로 제시하고 있다. 본 고찰은 운동을 통한 알츠하이머 질환의 치료 및 예방에 미치는 주요기전에 대한 근거를 제공할 것이다.


Alzheimer’s disease (AD) is the most common neurodegenerative disorder and affects millions of people worldwide. It is characterized by the accumulation of the extracellular amyloid beta deposits and intracellular tau-containing neurofibrillary tangles in the hippocampus and cerebral cortex, resulting in memory impairment and cognitive decline. Currently, cholinesterase inhibitor is a potent medication for AD treatment. However, it has side effects of nausea, vomiting, and diarrhea in older adults at high risk of developing AD. Regular exercise has been suggested to confer brain function and improve cognitive impairment in AD. However, the underlying cellular and molecular mechanisms responsible for exercise-induced cognitive improvement remain largely unknown. There is growing evidence indicates that neurotropic factors, oxidative stress, and mitochondrial dysfunction involved in the pathogenesis and progression in AD. In this review, we focused on the potential mechanism of restoring cognitive function mediated by exercise in AD.

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8운동 형태에 따른 알츠하이머질환과 봉입체근염의 아밀로이드 베타와 알파시뉴클린 단백질 수준에 미치는 영향

저자 : 엄현섭 ( Hyun-seob Um ) , 구정훈 ( Jung-hoon Koo )

발행기관 : 한국체육대학교 체육과학연구소 간행물 : 스포츠사이언스 37권 2호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 175-184 (10 pages)

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본 연구의 목적은 알츠하이머질환과 봉입체근염 동물 모델을 대상으로 각각 트레드밀 운동 및 저항성 운동을 통해 뇌와 골격근의 Aβ와 αSyn 단백질 발현 수준과 상호 관련성을 검증 하는데 있다. 먼저 알츠하어머 동물 모델을 대상으로 12주간의 트레드밀 운동을 통해 해마와 대뇌피질에 발현되는 Aβ와 αSyn 단백질 수준과 이 두 단백질의 상관도를 분석하였다. 또한, 클로로퀸을 투여시켜 봉입체근염 동물 모델을 확립하고 9주간의 저항성 운동 후 가자미근의 Aβ와 αSyn 단백질 수준과 이 두 단백질의 상관도를 분석하였다. 알츠하이머질환 동물 모델의 해마와 대뇌피질에서 Aβ와 αSyn 단백질 수준이 통계적으로 유의하게 증가된 반면 운동을 통해 모두 감소되는 것으로 나타났다. 또한, 봉입체근염모델의 가자미근에서도 Aβ와 αSyn 단백질 수준이 통계적으로 유의하게 증가 되었다. 반면 저항성 운동을 통해서 Aβ 단배질은 감소되었지만 αSyn 단백질은 유의한 차이가 나타나지 않았다. 마지막으로 해마, 대뇌피질 및 가자미근에서 발현된 Aβ와 αSyn 단백질 수준의 상관성을 확인한 결과 모든 조직에서 Aβ와 αSyn 단백질 수준이 통계적으로 유의미한 정적 상관계수를 나타냈다. 따라서 본 연구를 종합해 보면 알츠하이머와 봉입체근염에서 Aβ와 αSyn 단백질은 공통적으로 발현이 증가 될 수 있으며 차후 운동에 대한 이 두 질환의 완화 효과를 제시하기 위해서는 Aβ 뿐만 아니라 αSyn 단백질의 발현과 그에 따른 세포 내 기전도 확인할 필요가 있다고 생각된다.


The aim of present study is to investigate the effects of treadmill exercise(TE) and resistance exercise(RE) on the level of amyloid-β (Aβ) and α-synuclein(αSyn) protein in the brain and muscle, and correlations between these two proteins of the Alzheimer’s disease(AD) and Inclusion body myositis(IBM) animal models. First, we measured the expression of Aβ and αSyn protein and correlation in the hippocampus and cortex of the AD mice model following TE for 12 weeks. In addition, we further analyzed the expression of Aβ and αSyn protein and correlation in the soleus muscle of chloroquine-induced IBM rat model following RE for 9 weeks. Here, we found that the level of Aβ and αSyn expression significantly increased in hippocampus and cortex of the AD mice model, but it was significantly decreased following TE. Moreover, the level of Aβ and αSyn expression significantly increased in soleus muscle of the IBM mice model, but except for αSyn, the Aβ protein was significantly reduced following RE. Finally, we evaluated correlations between Aβ and αSyn level in the hippocampus, cortex, and soleus muscle, indicating that Aβ was positively correlated with αSyn level in all tissues. Our results indicated that Aβ and αSyn protein may be a common features of the AD brain and IBM muscle, which can provide specific evidence that exercise can have a positive effect on amelioration of cell death in AD and IBM.

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9트레드밀 운동이 알츠하이머 질환의 미토콘드리아 항상성 기전에 미치는 영향

저자 : 최동훈 ( Dong-hun Choi ) , 권기천 ( Ki-chun Kwon ) , 엄현섭 ( Hyun-seoub Eom ) , 오은택 ( Eun-taek Oh ) , 조준용 ( Joon-yong Cho )

발행기관 : 한국스포츠정책과학원(구 한국스포츠개발원) 간행물 : 체육과학연구 31권 4호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 612-625 (14 pages)

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[목적] 본 연구는 알츠하이머(alzheimer's disease: AD) 형질전환 생쥐를 대상으로 12주간의 트레드밀 운동이 미토콘드리아 항상성 기전에 미치는 영향을 확인하기 위해 미토파지와 미토콘드리아 생합성 관련 단백질을 분석하여 이를 통해 Aβ 감소와 인지기능이 개선되는지 확인하는데 있다. [방법] 실험동물은 non-tg-control(NTC, n=10), tg-control(TC, n=10) 및 tg-exercise(TE, n=10)으로 구분하고, 트레드밀 운동은 12주간 실행하였다(15m/min, 60min, 5 times/week). 운동 후 인지기능 능력을 확인하기 위해 수중미로검사를 실시하고, AD의 병리학적 특징인 아밀로이드 단백질, 신경세포사멸 및 미토콘드리아 항상성 기전(미토파지, 미토콘드리아 생합성)에 관련된 단백질들을 western blot과 immunohistochemistry를 통해 확인하였다. [결과] 그 결과, 트레드밀 운동은 올리고머 아밀로이드를 유의하게 감소시켰고, 세포사멸과 관련된 단백질(PUMA, Bax, Bcl-2)에도 긍정적인 효과를 나타냈다. 또한, 트레드밀 운동을 통해 PINK-1은 감소하고, parkin을 증가시켜 미토파지의 활성 억제가 일부 완화된 것으로 나타났다. 오토파지 핵심 마커인 LC3와 p62는 TC 집단에 비해 TE 집단에서 p62 발현을 유의하게 감소시키고, LC3-II/LC3-I ratio은 유의하지는 않지만 감소하는 경향이 나타나 미토파지의 활성을 증가시킨 것으로 확인되었다. 미토콘드리아 생합성과 관련된 단백질(SIRT-1, PGC-1α, Tfam 및 COX-IV)을 확인한 결과 트레드밀 운동을 통해 모든 단백질들의 발현이 일부 증가되는 것을 확인하였다. 마지막으로, 인지능력은 트레드밀 운동을 통해 수영 거리와 시간 모두 단축시켜 인지능력이 향상된 것으로 나타났다. [결론] 따라서 트레드밀 운동은 AD의 병리학적 특징인 아밀로이드 단백질의 수준을 감소시키고 미토파지의 활성과 미토콘드리아 기능향상을 유도하여 결과적으로 인지기능의 개선을 유도할 수 있는 효과적인 방법이라고 생각된다.


[Purpose] The aim of this study was to investigate the effects of treadmill exercise on mitochondrial quality control in the APP/sw transgenic mice model of Alzheimer's disease(AD). [Methods] The experimental mice were divided into non-tg-control (NTC, n=10), tg-control (TC, n=10), and tg-exercise (TE, n=10), and treadmill exercise was conducted for 12 weeks (15m/min, 60min, 5 times/week). And then, we measured the cognitive function using MWM and the brain cortex was evaluated to determine whether any changes in the oligomer Aβ, apoptotic-related factors, mitophagy and mitochondrial biogenesis. [Results] As a result, treadmill exercise significantly reduced oligomer amyloid and also had a positive effect on proteins (PUMA, Bax, Bcl-2) associated with apoptosis. In addition, through the treadmill exercise, PINK-1 decreased, and increased parkin, showing that active inhibition of mitophagy has been partially relaxed. It has been confirmed that the key autophagy markers LC3 and p62 significantly reduce p62 expression in TE group compared to TC group, and that LC3-II/LC3-I ratio tended to decrease, although not significant, increasing the activity of mitophagy. Next, proteins related to mitochondrial biosynthesis (SIRT-1, PGC-1α, Tfam, and COX-IV) have been identified, and the treadmill exercise has confirmed that the expression of all proteins has increased in part. Finally, cognitive has been shown to improve cognitive by shortening both swimming distance and time through treadmill exercise. [Conclusions] Thus, our finding suggested treadmill exercise alleviates cognitive dysfunction by improving mitochondrial quality control(mitophagy, mitochondrial biogenesis) and neuronal cell death via reducing amyloid accumulation, which may play a role in a preventive strategy for AD.

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10중강도 운동이 고지방식을 유도한 알츠하이머 치매 마우스의 시냅스 소포체 및 항산화 효소 발현에 미치는 영향

저자 : 김동현 ( Dong-hyun Kim ) , 김인재 ( In-jae Kim )

발행기관 : 한국운동생리학회(구 한국운동과학회) 간행물 : 운동과학 29권 2호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 178-187 (10 pages)

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PURPOSE: The purpose of this study was to analyze the effects of aerobic exercise on the expression of synaptic vesicle transporter and antioxidant enzymes in obesity and to investigate the feasibility of exercise training to reduce AD pathogenesis in the 3xTg-AD mice fed a high fat diet. METHODS: Male 3 month old 3xTg-AD mice were divided into standard chow(SC, n=10), standard chow+exercise (SC-EXE, n=10), high fat diet (HFD, n=10), and high fat diet+exercise (HFD-EXE, n=10) groups. EXE mice were subjected to treadmill running at a moderate intensity with duration of 30 minutes per day and frequency of 5 days per week for 12 weeks. HFD mice were fed a 60% fat HFD during the same period. Mice were sacrificed and immunohistology and western blot analysis were performed. RESULTS: Compared with the SC mice, the HFD mice had significantly higher levels of Aβ (p<.01), p-tau/t-tau (p<.01) and defects of Vglut1 (p<.05), VGAT (p<.05), postsynaptic density 95 (p<.01) and GPX (p<.05) in the hippocampus. On the other hand, we found that treadmill running attenuated HFD-induced exacerbations of Aβ (p<.01), p-tau/t-tau (p<.05) and defects of Vglut1 (p<.01), Synaptophysin (p<.05), SOD1 (p<.05) in the hippocampus. CONCLUSIONS: High fat diet-induced obesity resulted in increased AD neuropathology and decreased synaptic vesicle transporter and antioxidant enzyme in the hippocampus of 3xTg-AD mice. However, aerobic exercise delayed AD-like disease progression, alleviated impaired synaptic function and the decreased expression of antioxidant enzymes in the hippocampus.

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