실험목적: 혈관성 치매는 알츠하이머형 치매 다음으로 유병률이 높은 치매이며, 현재의 약물치료는 단기적으로 인지기능의 악화를 개선하고 유지할 수 있으나 아직까지 장기적인 치료 효과가 입증된 약물이 없다. 본 연구에서는 半夏白朮天麻湯의 혈관성 치매 치료 기전을 알아보기 위하여 양측 총경동맥 협착 (bilateral carotid artery stenosis, BCAS) 수술 후 허혈성 뇌손상 생쥐를 대상으로 半夏白朮天麻湯의 인지기능 개선 효과와 신경보호 효과 및 그 기전을 평가하였다.
실험방법: 실험쥐들을 샴 수술 대조군 (n=5), BCAS 수술 대조군 (n=5), 저농도 半夏白朮天麻湯 (40 ml/kg) 투여군 (n=5) 및 고농도 半夏白朮天麻湯 (80 ml/kg) 투여군 (n=5)으로 나누어 실험하였다. BCAS 수술 2주 후부터 1주일에 3번씩 半夏白朮天麻湯과 대조군에는 동일한 양의 증류수를 경구투여하고, 2주마다 체중, 혈압, 맥박, 전해질의 변화를 관찰하였다. 수술 8주 후 Y-미로 검사 및 새로운 사물 인지 검사 (NORT)를 시행한 후, 쥐들을 희생하였으며 대뇌 피질의 면역형광염색을 통해 미세아교세포와 성상세포의 발현 정도를 살펴보았고 RNA sequencing 분석을 통해 유전자 발현 정도를 분석하였다. 발현이 조절된 유전자들을 대상으로 STRING 데이터베이스 분석, Kyoto encyclopedia of genes and genomes (KEGG) pathway 및 Gene ontology (GO) 분석을 시행하였다.
결과: 샴 수술군에 비해 BCAS 대조군 및 저농도 및 고농도 半夏白朮天麻湯 투여군에서 체중이 유의하게 감소하였다. 모든 군에서 혈압, 맥박 및 혈중 전해질에는 유의한 차이가 없었다. 모든 군에서 Y-미로 검사로 측정한 인지기능에 유의한 차이가 없었다. NORT를 통한 인지검사에서는 고농도 半夏白朮天麻湯 투여군이 BCAS 대조군보다 인지기능이 유의하게 개선되었으며, 대뇌 피질의 면역형광염색 결과 고농도 半夏白朮天麻湯 투여군에서 미세아교세포와 성상세포의 발현이 억제되었다. RNA sequencing 분석 결과 BCAS 대조군에서 이상 발현된 유전자들 상당수가 고농도 半夏白朮天麻湯 투여로 회복되었으며, STRING 데이터베이스 분석 결과 CDC20, EGF, TRAF1이 주요 표적 단백질로 밝혀졌고, KEGG 분석 결과 半夏白朮天麻湯은 neuroactive ligand-receptor interaction 경로에, GO 분석 결과, 세포 기작에서 뉴로펩타이드 신호전달 경로(neuropeptide signaling pathway)에 가장 유의하게 작용하는 것으로 확인되었다.
결론: 半夏白朮天麻湯은 혈관성 치매 모델인 BCAS 모델 생쥐에서 대뇌피질의 미세아교세포 및 성상세포 발현 억제, CDC20, EGF, TRAF1의 발현 조절, neuroactive ligand-receptor interaction 경로 및 뉴로펩타이드 신호전달 경로의 주요 단백질 발현의 조절을 통한 신경세포 보호 효과로 인지장애를 유의하게 개선했다.