본 연구의 목적은 육미지황환이 당단백 비전이성 흑색종 단백질 B(GPNMB) 발현 조절을 통해 빠른 노화 생쥐(SAMP8)의 해마 자가포식 기능에 미치는 영향을 조사하고, 보신보정을 통한 알츠하이머병(AD) 치료 기전을 탐구하는 것이다. 방법: 실험 1에서는 5개월령 SAMP8 생쥐 24마리를 무작위로 분류하여 모델군 및 육미지황환 저·중·고 용량군으로 나누고, 동월령 항노화 생쥐(SAMR1) 6마리를 대조군으로 하였다. 신물체 인식 실험으로 학습 및 기억 능력을 평가하고, 효소결합면역흡착측정법(ELISA)을 통해 혈청 코르티솔(Cort), 부신피질자극호르몬(ACTH), 소변 17-하이드록시스테로이드(17-OHCS) 수치를 측정하였다. 투과전자현미경으로 해마 신경원 초미세구조를 관찰하였고, 웨스턴 블롯법으로 해마 조직의 GPNMB, ADAM10, 자가포식 관련 단백질 발현을 측정하였다. 실험 2에서는 18마리의 SAMP8 생쥐를 무작위로 모델군, 벡터 대조군(Vector), GPNMB 과발현군(GPNMB^OE^)으로 나누고, 뇌 정위 주사로 렌티바이러스(GPNMB^OE^군 2 μL/측)를 투여하였다. 웨스턴 블롯법으로 해마 내 표적 단백질 발현을 검토하였다. 실험 3에서는 24마리의 SAMP8 생쥐를 무작위로 모델군, 육미지황환군, 육미지황환+음성대조군(NC), 육미지황환+GPNMB 침묵군(shGPNMB)으로 나누었으며, 치료 전 음성대조 및 GPNMB 침묵 렌티바이러스를 각각 주입하였다. 웨스턴 블롯법으로 해마 내 표적 단백질 발현을 검토하였다. 결과: 정상군과 비교하여 모델군 생쥐의 신물체 식별 지수가 유의하게 감소하였다(P<0.01). 모델군과 비교하여 육미지황환 중·고용량군 생쥐의 신물체 식별 지수가 유의하게 증가하였다(P<0.01). 전자현미경 관찰 결과, 정상군 해마 조직에서 자가포식 용해소체의 축적이 관찰되었으며, 모델군은 주로 미토콘드리아가 관찰되고 전형적인 자가포식소체는 관찰되지 않았다. 육미지황환 저·중용량군에서 일부 자가포식 용해소체 및 이중막 구조 자가포식소체가 관찰되었고, 고용량군에서는 저·중용량군보다 자가포식소체 및 용해소체 수가 증가하였다. ELISA와 웨스턴 블롯법 결과, 정상군과 비교하여 모델군 혈청 Cort, ACTH 및 요중 17-OHCS 수치가 유의하게 상승하였고, 해마 내 ADAM10, Beclin1, LC3 II/I 발현이 유의하게 감소하였으며 GPNMB와 유비퀴틴 결합 단백질 p62 발현이 뚜렷이 증가하였다(P<0.05, P<0.01). 모델군과 비교하여 육미지황환 저·중·고용량군에서 혈청 Cort 및 ACTH 수치가 유의하게 감소하였고, 오직 고용량군에서만 요중 17-OHCS 수치가 유의하게 감소하였다. 육미지황환 저·중·고용량군 해마 조직의 GPNMB, ADAM10, Beclin1, LC3 II/I 발현이 유의하게 증가하였고, p62 발현은 유의하게 감소하였다(P<0.01). 이들 지표는 세 그룹에서 점진적으로 변화하였다. 모델군과 비교하여 GPNMB^OE^군은 GPNMB, ADAM10, Beclin1, LC3 II/I 발현이 유의하게 증가하였고, p62 발현은 유의하게 감소하였다(P<0.01). 모델군과 비교하여 육미지황환군은 해마 GPNMB, ADAM10, Beclin1, LC3 II/I 발현이 유의하게 상승하였고 p62 발현은 유의하게 하락하였다(P<0.01). 육미지황환군과 비교하여 육미지황환+shGPNMB군은 GPNMB, ADAM10, Beclin1, LC3 II/I 발현이 유의하게 감소하였고 p62 발현은 유의하게 증가하였다(P<0.01). 결론: 육미지황환은 GPNMB 발현을 상향 조절하여 해마의 자가포식 기능을 향상시키고, AD를 개선할 수 있다.

알츠하이머병; 육미지황환; 당단백 비전이성 흑색종 단백질 B(GPNMB); 자가포식; 보신보정