장내 미생물군-SCFAs-염증 축을 기반으로 한 지황음자의 후기 파킨슨병 치료 기전 탐구

MA Renzhi ,  

LIN Yasi ,  

JIANG Tingyue ,  

ZHU Hongmei ,  

LI Jiayuan ,  

WANG Yu ,  

ZHANG Ge ,  

FAN Wenxin ,  

SHI Jinli ,  

摘要

목적: 지황음자(DY)가 후기 파킨슨병(PD) 쥐의 운동 장애 개선에 미치는 영향을 관찰하고, DY가 '장내 미생물군-SCFAs-염증-신경보호 경로'를 통해 후기 PD 증상을 개선하는 기전을 탐구한다. 방법: 유토카신으로 유도한 후기 PD 쥐 모델을 사용하여 쥐를 정상군, 모델군, 양성 대조군(레보도파, 50 mg·kg-1) 및 DY 저, 중, 고용량군(5.2, 10.4, 20.8 g·kg-1)으로 나누었다. 7일간 약물 투여 후 개방장, 등반, 경사판 실험을 통해 운동 기능을 평가하였고, 헤마톡실린과 에오신(HE) 염색으로 흑색질 및 결장 병리 변화를 관찰하였으며, 면역조직화학법으로 흑색질 부위의 α-시누클레인(α-syn) 및 티로신 수산화효소(TH) 발현을 검출하였다. 효소면역측정법(ELISA)으로 도파민(DA), 세로토닌(5-HT), 3,4-디하이드록시페닐아세트산(DOPAC), 레보도파(Levodopa), 고베닐산(HVA), 종양괴사인자-α(TNF-α), 백혈구인터루킨-6(IL-6), 백혈구인터루킨-1β(IL-1β) 함량을 측정하였고, 단백질 면역블랏법(Western blot)으로 조밀연접단백질-1(ZO-1) 및 오클루딘의 발현을 검사하였다. 16S rRNA 시퀀싱으로 장내 미생물 다양성 변화를 분석하였으며, 가스크로마토그래피(GC)로 결장 내용물 내 단쇄지방산(SCFAs) 함량을 측정하였다. 결과는 정상군과 비교 시, 모델군은 개방장에서 이동 속도, 이동 거리, 등반 시간, 경사판 체류 각도가 모두 유의하게 감소(P<0.01)하였고 뇌 내 α-syn 발현은 증가(P<0.01), TH 발현은 감소(P<0.01)하였다. 모델군과 비교하여 DY 각 용량군은 후기 PD 쥐의 운동 장애를 일정 부분 개선(P<0.05, P<0.01)하였고 쥐 뇌와 결장의 병리 손상을 완화하였으며, 고용량 DY는 뇌 흑색질 부위의 α-syn 응집을 감소(P<0.01)시키고 TH 발현을 증가(P<0.01)시켰다. ELISA 및 Western blot 실험 결과, 정상군과 비교하여 모델군은 줄무늬체 내 DA, 5-HT, DOPAC, 레보도파, HVA 함량이 감소(P<0.01)하고 결장 및 줄무늬체의 TNF-α, IL-6, IL-1β 함량이 증가(P<0.01), 결장 내 ZO-1(P<0.05)과 오클루딘 단백질 발현량이 유의 감소(P<0.01)하였다. 모델군과 비교하여 DY 각 용량군은 줄무늬체 내 DA, 5-HT, DOPAC, 레보도파, HVA 함량을 일정 수준 증가(P<0.05, P<0.01)시켰으며, DY 고용량군은 결장과 줄무늬체의 TNF-α, IL-6, IL-1β 함량을 낮추었고(P<0.01), 결장 내 ZO-1(P<0.05) 및 오클루딘 단백질 발현을 증가시켰다. 16S rRNA 결과는 모델군에서 방선균문(Actinobacteriota), 장내세균과(Enterobacteriaceae), 홍반사상체과(Erysipelotrichaceae) 등의 상대 풍부도가 증가하고, 박테로이데스문(Bacteroidota), 클로스트리디아강(Clostridia), 락노스피릴라과(Lachnospiraceae), 점액애커만균(Akkermansia muciniphila) 등의 상대 풍부도는 감소했으며, 고용량 DY 투여 후 이러한 변화를 효과적으로 역전시켰다. GC 결과는 모델군 쥐 결장 내용물 내 SCFAs 함량이 감소(P<0.05, P<0.01)하였고, 고용량 DY 투여 후 아세트산, 프로피온산, 이소부티르산, 부티르산 함량이 모두 유의하게 증가(P<0.05, P<0.01)하였다. 결론: DY는 장내 미생물군-SCFAs-염증 경로 조절을 통해 후기 PD 치료에 효과를 발휘할 수 있다.

关键词

지황음자;후기 파킨슨병;장내 미생물군;단쇄지방산;염증

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