Persimmon (Diospyros kaki) Extract Reverses Diabetes-Associated Memory Loss in High-Fat Diet-Induced C57BL/6 Mice

국문 초록 (Abstract)

Diospyros kaki 에탄올 추출물이 당뇨병 인지장애에 미치는 영향을 고지방 식이(HFD)로부터 당뇨가 유도된 마우스에서 조사하였다. 품종 및 숙기 별 in vitro test에서 모든 품종의 7월 숙기가 α-amylase 및 α-glucosidase를 억제시키는데 효과적이었으며 이 중에서도 갑주백목 0%, 둥시 40%, 고동시 0% 에탄올 추출물이 저해 효과가 가장 우수했다. 특히 둥시 40% 에탄올 추출물(EED)이 고당으로부터 유도된 신경독성에 대한 보호 효과가 우수하였다. 16주 동안 HFD를 공급하여 당뇨가 유발된 C57BL/6 마우스에 4주 동안 둥시 40% EED를 경구투여하였으며, EED 그룹은 양성 대조군(PC) 그룹과 유사하게 개선된 공복 혈당수치를 보여주었다. 동물 행동 능력은 Y-maze, passive avoidance, 및 Morris water maze tests를 통하여 평가되었으며 상당한 인지 개선 효과를 나타냈다. ex vivo test에서 EED는 지질 및 간 손상과 관련된 혈청 바이오 마커를 개선하였으며, 뇌 조직의 acetylcholinesterase (AChE) activity를 감소시키면서 acetylcholine (ACh) level을 증가시킴에 따라 HFD로 인해 손상된 콜린성 시스템을 개선하였다. 뿐만 아니라, EED는 체내 항산화 시스템을 보호함에 따라 superoxide dismutase (SOD) 및 glutathione (GSH) 수준을 개선하고 malondialdehyde (MDA) 생성을 억제하였다. 또한, EED는 미토콘드리아 내에서 reactive oxygen species (ROS) 생성을 줄이고 mitochondrial membrane potential (MMP)를 촉진하여 미토콘드리아 기능을 개선하였다. 이에 대한 개선 기작 연구에서 EED가 insulin receptor substrate-1 (IRS-1pSer)의 serine 잔기를 인산화하는 c-Jun N-terminal kinase (p-JNK)를 하향 조절함에 따라 인슐린 신호전달 경로를 개선시키는 것으로 나타났다. 마지막으로 UPLC-QTOF/MS2를 사용하여 탄닌 기반 성분을 포함한 다양한 생리학적 화합물을 확인했다. 이러한 결과는 EED가 HFD로 인한 인지기능 장애를 개선하는데 도움이 될 수 있음을 시사한다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. Introduction 1
• Ⅱ. Materials and Methods 3
• 1. Chemicals 3
• 2. Sample preparation 4
• 3. α-glucosidase and α-amylase inhibitory activity assay 4
• 4. Cell culture 5
• 5. Neuronal cell protective effect 5
• 6. Animal 6
• 7. Oral glucose tolerance test (OGTT) and measurement of fasting blood glucose 8
• 8. Behavioral test 8
• 9. Biomarkers of serum analysis 9
• 10. MDA, SOD and reduced GSH contents 9
• 11. AChE activity and ACh content 10
• 12. Measurement of mitochondrial activity in brain tissue 11
• 13. Western blot analysis 12
• 14. Mass spectrometry with ultra-performance liquid-quadruple-time-of flight mass spectrometry 13
• 15. Statistical analysis 13
• Ⅲ. Results and Discussion 14
• 1. α-glucosidase and α-amylase inhibitory effect 14
• 2. Neuronal cell protective effect 22
• 3. Blood glucose and insulin tolerance 26
• 4. Behavioral tests 29
• 5. Biochemicals in serum 32
• 6. Effect on cholinergic system in brain tissues 35
• 7. Effect on antioxidant system in liver and brain tissue 38
• 8. Mitochondrial activity in brain tissue 41
• 9. Cerebral JNK/AKt pathway 43
• 10. Identification of main compounds with Q-TOF UPLC-MS2 system 46
• Ⅳ. Conclusion 50
• Ⅴ. References 51