• Title/Summary/Keyword: $K^+$ Homeostasis

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Seeing is Believing: Illuminating the Source of In Vivo Interleukin-7

  • Kim, Grace Yoon-Hee;Hong, Chang-Wan;Park, Jung-Hyun
    • IMMUNE NETWORK
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    • 제11권1호
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    • pp.1-10
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    • 2011
  • Interleukin-7 (IL-7) is an essential cytokine for T cells. However, IL-7 is not produced by T cells themselves such that T cells are dependent on extrinsic IL-7. In fact, in the absence of IL-7, T cell development in the thymus as well as survival of naive T cells in the periphery is severely impaired. Furthermore, modulating IL-7 availability in vivo either by genetic means or other experimental approaches determines the size, composition and function of the T cell pool. Consequently, understanding IL-7 expression is critical for understanding T cell immunity. Until most recently, however, the spatiotemporal expression of in vivo IL-7 has remained obscured. Shortage of such information was partly due to scarce expression of IL-7 itself but mainly due to the lack of adequate reagents to monitor IL-7 expression in vivo. This situation dramatically changed with a recent rush of four independent studies that describe the generation and characterization of IL-7 reporter mice, all utilizing bacterial artificial chromosome transgene technology. The emerging consensus of these studies confirmed thymic stromal cells as the major producers of IL-7 but also identified IL-7 reporter activities in various peripheral tissues including skin, intestine and lymph nodes. Strikingly, developmental and environmental cues actively modulated IL-7 reporter activities in vivo suggesting that IL-7 regulation might be a new mechanism of shaping T cell development and homeostasis. Collectively, the availability of these new tools opens up new venues to assess unanswered questions in IL-7 biology in T cells and beyond.

제주 구멍갈파래 가수분해물에 의한 노화된 섬유아세포 증식 및 콜라겐 합성증진 효과 (The Effect of Hydrolyzed Jeju Ulva pertusa on the Proliferation and Type I Collagen Synthesis in Replicative Senescent Fibroblasts)

  • 고현주;김경범;이동환;이근수;표형배
    • 대한화장품학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.177-186
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    • 2013
  • 피부 섬유아세포는 인간 피부의 주요 콜라겐 생산 세포이다. 노화가 진행되면, 섬유아세포에서의 콜라겐 생산이 감소되고, matrix metalloproteinase-1 (MMP-1)에 의해 시작되는 콜라겐 조각화가 증가된다. 즉 섬유아세포의 콜라겐 항상성의 불균형으로 인해 피부 collagenous, 세포외기질(ECM)의 구조와 기능이 변형되어, 피부노화가 촉진되는 것이다. Cysteine rich protein 61 (CCN1)는 CCN family의 일부이며, 인간피부의 섬유아세포에서 콜라겐 항상성을 조절하는 단백질이다. 노화된 인간 피부 섬유아세포에서의 CCN1 과 발현은 실질적으로 유형 I procollagen 생성을 감소시킴과 동시에 MMP-1의 발현을 증가시켜 섬유의 콜라겐 저하를 일으킨다. 그리고 노화된 섬유아세포는 노화 전 섬유아세포에 비해 증식률이 감소한다. 본 연구에서 만들어 사용한 복제 노화 피부 섬유아세포는 유형 I procollagen의 생성량이 감소하였고, MMP-1의 발현 수준이 증가하는 특징을 나타냈다. 또한 CCN1 단백질의 발현이 증가되고, 증식률이 감소하는 특징을 나타냈다. 가수분해 구멍갈파래 추출물은 노화 전 섬유아세포에서 새로운 콜라겐의 합성을 촉진하고 자외선에 의해 증가된 MP-1의 발현을 감소시켜 광노화를 개선하는 물질로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 활성을 나타내는 가수분해 구멍갈파래 추출물을 사용하여, 복제 노화 피부 섬유아세포에서 가수분해 구멍갈파래 추출물에 의한 CN1 단백질의 발현 억제 여부를 조사하였으며, 이들 추출물은 배양된 복제 노화 피부 섬유아세포에서 유형 I procollagen의 생성을 증가시켰으며, MMP-1 발현을 억제시키는 것을 확인하였다. 또한, 콜라겐 항상성을 조절하는 단백질인 CN1 발현을 크게 감소시켰으며, 노화세포의 증식률을 증가시켰다. 이 결과는 복제 노화 섬유아세포가 in vitro 자연 노화모델로 화장품 원료 활성 연구에 사용될 수 있음을 말한다. 그리고 가수분해 구멍갈파래 추출물은 광노화 뿐 아니라 자연노화를 개선하는 피부미용제로 주름개선 기능성 화장품에 사용가능 하다는 것을 의미한다.

Effect of 24 h Fasting on Gene Expression of AMPK, Appetite Regulation Peptides and Lipometabolism Related Factors in the Hypothalamus of Broiler Chicks

  • Lei, Liu;Lixian, Zhu
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제25권9호
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    • pp.1300-1308
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    • 2012
  • The 5'-adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK) is a key part of a kinase-signaling cascade that acts to maintain energy homeostasis. The objective of this experiment was to investigate the possible effects of fasting and refeeding on the gene expression of hypothalamic AMPK, some appetitive regulating peptides and lipid metabolism related enzymes. Seven-day-old male broiler (Arbor Acres) chicks were allocated into three equal treatments: fed ad libitum (control); fasted for 24 h; fasted for 24 h and then refed for 24 h. Compared with the control, the hypothalamic gene expression of $AMPK{\alpha}2$, $AMPK{\beta}1$, $AMPK{\beta}2$, $AMPK{\gamma}1$, Ste20-related adaptor protein ${\beta}$ ($STRAD{\beta}$), mouse protein $25{\alpha}$ ($MO25{\alpha}$) and agouti-related peptide (AgRP) were increased after fasting for 24 h. No significant difference among treatments was observed in mRNA levels of $AMPK{\alpha}1$, $AMPK{\gamma}2$, LKB1 and neuropeptide Y (NPY). However, the expression of $MO25{\beta}$, pro-opiomelanocortin (POMC), corticotropin-releasing hormone (CRH), ghrelin, fatty acid synthase (FAS), acetyl-CoA carboxylase ${\alpha}$ ($ACC{\alpha}$), carnitine palmitoyltransferase 1 (CPT-1) and sterol regulatory element binding protein-1 (SREBP-1) were significantly decreased. The present results indicated that 24 h fasting altered gene expression of AMPK subunits, appetite regulation peptides and lipometabolism related factors in chick's hypothalamus; the hypothalamic FAS signaling pathway might be involved in the AMPK regulated energy homeostasis and/or appetite regulation in poultry.

The Relative Factors to Insulin Resistance and β Cell Function Determined by Homeostasis Model Assessment in Nondiabetic Adults

  • Kwon, Se-Young;Na, Young-Ak
    • 대한임상검사과학회지
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    • 제45권4호
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    • pp.131-138
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    • 2013
  • Insulin resistance and pancreatic beta cell dysfunction have been established as being related to the diabetes. Lately, what is emphasizing is that those have been shown as something related to the metabolic syndrome and cardiovascular disease. Homeostasis model assessment (HOMA), simple index is calculated on blood levels of fasting glucose and insulin. And HOMA has been widely validated and applied for insulin resistance and pancreatic beta cell dysfunction. We also assessed the factors relative to insulin resistance and ${\beta}$ cell function determined by HOMA. The data from the 2010 Korean National Health and Nutrition Examination Survey were used. Analysis was done for 3,465 nondiabetic subjects (male 1,357, female 2,108). At baseline, anthropometric measurements were done and fasting glucose, insulin, lipid (Total cholesterol, HDL cholesterol, LDL cholesterol and Triglycerides) profiles were measured. HOMA-insulin resistance (HOMA-IR) and beta cell function (HOMA ${\beta}$-cell) were calculated from fasting glucose and insulin levels. In male, the value of HOMA-IR and HOMA ${\beta}$-cell was the highest among 30's and decreased as the age increased. In female, the value of HOMA-IR increased with age, while HOMA ${\beta}$-cell decreased. High HOMA-IR and low HOMA ${\beta}$-cell were associated with the highest value of fasting glucose and systolic blood pressure. Low HOMA-IR and high HOMA ${\beta}$-cell showed the lowest concentration of fasting glucose and the highest concentration of HDL cholesterol. High HOMA-IR and high HOMA ${\beta}$-cell were connected with BMI, Total cholesterol, LDL cholesterol, and Triglycerides. There was a negative correlation between HOMA ${\beta}$-cell and age. The correlation coefficients of HOMA-IR and HOMA ${\beta}$-cell showed the highest value among weight, BMI and WC.

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Immunoreactivity of Calcium-Binding Proteins in the Central Auditory Nervous System of Aged Rats

  • Hong, Seok-Min;Chung, Seung-Young;Park, Moon-Sun;Huh, Young-Buhm;Park, Moon-Suh;Yeo, Seung-Gun
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제45권4호
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    • pp.231-235
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    • 2009
  • Objective : While many factors contribute to aging, changes in calcium homeostasis and calcium related neuronal processes are likely to be important. High intracellular calcium is toxic to cells and alterations in calcium homeostasis are associated with changes in calcium-binding proteins, which confine free $Ca^{2+}$. We therefore assayed the expression of the calcium binding proteins calretinin and calbindin in the central auditory nervous system of rats. Methods : Using antibodies to calretinin and calbindin, we assayed their expression in the cochlear nucleus, superior olivary nucleus, inferior colliculus, medial geniculate body and auditory cortex of young (4 months old) and aged (24 months old) rats. Results : Calretinin and calbindin staining intensity in neurons of the cochlear nucleus was significantly higher in aged than in young rats (p<0.05) The number and staining intensity of calretinin-positive neurons in the inferior colliculus, and of calbindin-positive neurons in the superior olivary nucleus were greater in aged than in young rats (p<0.05). Conclusion : These results suggest that auditory processing is altered during aging, which may be due to increased intracellular $Ca^{2+}$ concentration, consequently leading to increased immunoreactivity toward calcium-binding proteins.

The Regulation of p27Kip-1 and Bcl2 Expression Is Involved in the Decrease of Osteoclast Proliferation by A2B Adenosine Receptor Stimulation

  • Kim, Hong Sung;Lee, Na Kyung
    • 대한의생명과학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.327-332
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    • 2017
  • A2B adenosine receptor (A2BAR) is known to be a regulator of bone homeostasis, but the regulatory mechanism of A2BAR on the osteoclast proliferation are poorly explored. Recently, we have shown that stimulation with BAY 60-6583, a specific agonist of A2BAR, significantly reduced macrophage-colony stimulating factor (M-CSF)-induced osteoclast proliferation by inducing cell cycle arrest at G1 phase and increasing the apoptosis of osteoclasts. The objective of this study was to investigate the regulatory mechanisms of cell cycle and apoptosis by A2BAR stimulation. The expression of A2BAR and M-CSF receptor, c-Fms, was not changed by A2BAR stimulation whereas M-CSF effectively induced c-Fms expression during osteoclast proliferation. Interestingly, A2BAR stimulation remarkably increased the expression of $p27^{Kip-1}$, a cell cycle inhibitor, but the expression of Cyclin D1 and cdk4 was not affected. In addition, while BAY 60-6583 treatment reduced the expression of Bcl2, an anti-apoptotic oncogene, it failed to regulate the expression of Bax, a pro-apoptotic marker. Taken together, these results imply that the increase of $p27^{Kip-1}$ inducing cell cycle arrest at G1 phase and the decrease of Bcl2 inducing anti-apoptotic response by A2BAR stimulation contribute to the down-regulation of osteoclast proliferation.

Leptin의 신경생물학 : 섭식의 신경내분비 조절 (Neurobiology of Leptin : Neuroendocrine Regulation of Food Intake)

  • 김승현;조숙행
    • 정신신체의학
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    • 제7권2호
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    • pp.149-157
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    • 1999
  • 인간은 에너지 섭취와 소모에 있어 변동이 심한 편이지만 비교적 일정한 체중을 유지하고 적절하게 섭식행동을 조절한다. 그러나 이러한 조절기전에 문제가 발생하면 비만이나 그 이외의 다른 섭식장애를 일으키게 되며 다양한 후유증을 야기한다. 본 논문에서는 최근에 소개되기 시작한 호르몬인 leptin이 섭식의 조절과 에너지의 항상성을 조절하는데 있어 어떻게 중요한 작용을 하게되는지 조사하여 주로 정신과 영역에서 관심을 기울일 만한 부분에 대해 고찰하고자 한다. Leptin이 처음 발견되었을 때 그 역할은 주로 음식의 섭취를 제한하고 에너지의 소모를 증가시키는 호르몬으로 소개되었지만, 점차 그 이외의 다른 신체 기능 즉, 생식주기나 신경대분기계에도 영향을 미치는 것으로 보고되면서 정선과 영역에서 차지하는 비중도 확대되고 있다. 그러나 leptin의 작용기전은 매우 복잡하며 많은 부분이 아직도 불분명한 상태에 있다. 이에 저자들은 중추신경계에서 현재까지 알려진 leptin의 작용기전에 대해 살펴보고 섭식과 관련된 그 밖의 다른 신경전달물질들과의 상호작용 그리고 섭식장애와의 관련성에 대해서 최근 문헌들을 조사하여 함께 고찰하고자 한다.

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지구성 훈련에 반응한 골격근의 미토콘드리아 항상성 조절 (Regulation of Mitochondrial Homeostasis in Response to Endurance Exercise Training in Skeletal Muscle)

  • 주정선
    • 생명과학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.361-369
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    • 2017
  • 미토콘드리아의 항상성은 미토콘드리아 생합성과 마이토파지(자가포식에 의한 미토콘드리아 분해)로 불리는 2가지 주요 과정들에 의해 정교하게 조절되고 있다. 지구성 운동 훈련에 반응하여 골격근에서 미토콘드리아 생합성에 관한 기전들은 잘 정립되어 있는 반면 지구성 운동 훈련 후 골격근의 마이토파지 조절 기전과 마이토파지와 미토콘드리아 생합성의 협응을 조절하는 기전은 아직 명확히 밝혀져 있지 않다. 최근 연구들에 의하면 지구성 운동 훈련은 골격근에서 미토콘드리아 생합성, 미토콘드리아 역동성, 미토콘드리아 분해와 관련된 유전인자들의 발현을 증가시킨다고 하였다. 하지만 골격근에서 자가포식이 억제되었을 경우, 지구성 운동 훈련에 의한 미토콘드리아 생합성과 관련된 지표들인 Cox IV와 citrate synthase의 증가는 상쇄되었다. 따라서 자가포식과 마이토파지는 골격근의 미토콘드리아 생합성에 중요한 역할을 하며 정반대되는 이 두 과정(이화 또는 동화작용)의 협응 과정이 지구성 운동 훈련에 반응하여 대사적 기능과 지구력 운동 수행능력을 향상시키는 것과 같은 골격근의 적응에 중요한 듯하다. 지구성 운동은 미토콘드리아의 일정한 숫자를 유지시키기 위해 미토콘드리아 생합성, 미토콘드리아의 융합과 분열, 자가포식/마이토 파지들의 각각의 과정들을 조절하는 것으로 여겨진다. 지구성 운동 훈련은 골격근에서 마이토파지를 활성화시켜 미토콘드리아 양과 질을 조절하여 늙고 건강하지 않은 미토콘드리아를 젊고 건강한 미토콘드리아로 교체시킬 수 있다. 이 총론에서 미토콘드리아 생합성과 마이토파지의 분자학적 기전과 서로 상반되는 이 두 과정간의 협응이 골격근의 지구성 훈련에 대한 세포적 적응에 관련한다는 내용이 논의될 것이다.

Enzymes involved in folate metabolism and its implication for cancer treatment

  • Kim, Sung-Eun
    • Nutrition Research and Practice
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    • 제14권2호
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    • pp.95-101
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    • 2020
  • BACKGROUND/OBJECTIVES: Folate plays a critical role in DNA synthesis and methylation. Intracellular folate homeostasis is maintained by the enzymes folylpolyglutamate synthase (FPGS) and γ-glutamyl hydrolase (GGH). FPGS adds glutamate residues to folate upon its entry into the cell through a process known as polyglutamylation to enhance folate retention in the cell and to maintain a steady supply of utilizable folate derivatives for folate-dependent enzyme reactions. Thereafter, GGH catalyzes the hydrolysis of polyglutamylated folate into monoglutamylated folate, which can subsequently be exported from the cell. The objective of this review is to summarize the scientific evidence available on the effects of intracellular folate homeostasis-associated enzymes on cancer chemotherapy. METHODS: This review discusses the effects of FPGS and GGH on chemosensitivity to cancer chemotherapeutic agents such as antifolates, such as methotrexate, and 5-fluorouracil. RESULTS AND DISCUSSION: Polyglutamylated (anti)folates are better substrates for intracellular folate-dependent enzymes and retained for longer within cells. In addition to polyglutamylation of (anti)folates, FPGS and GGH modulate intracellular folate concentrations, which are an important determinant of chemosensitivity of cancer cells toward chemotherapeutic agents. Therefore, FPGS and GGH affect chemosensitivity to antifolates and 5-fluorouracil by altering intracellular retention status of antifolates and folate cofactors such as 5,10-methylenetetrahydrofolate, subsequently influencing the cytotoxic effects of 5-fluorouracil, respectively. Generally, high FPGS and/or low GGH activity is associated with increased chemosensitivity of cancer cells to methotrexate and 5-fluorouracil, while low FPGS and/or high GGH activity seems to correspond to resistance to these drugs. Further preclinical and clinical studies elucidating the pharmocogenetic ramifications of these enzyme-induced changes are warranted to provide a framework for developing rational, effective, safe, and customized chemotherapeutic practices.

체액의 수분 및 나트륨 균형 (Water and Sodium Balance of Body Fluid)

  • 김지홍
    • Childhood Kidney Diseases
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    • 제14권2호
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    • pp.111-119
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    • 2010
  • 1. 나트륨은 세포외액의 유효삼투압을 형성하는 가장 중요한 용질이며, 수분 밸런스의 이상은 혈중 삼투압의 변화와 혈중 나트륨농도의 이상(hyponatremia, hypernatremia)으로 발현된다. 2. 수분의 출입의 조절에 의하여 체액의 농도변화에 대처하는 과정을 수분 밸런스(water balance) 혹은 수분 대사(water metabolism)라 하며, 세포외 액량 특히 유효혈장량의 변화에 대처하여 체내 총 나트륨량의 출입을 조절하는 과정을 나트륨 밸런스($Na^+$ balance) 혹은 나트륨 대사($Na^+$ metabolism)라 하고 그 차이점을 정리하면 Table 1과 같다. 3. 수분 밸런스의 가장 중요한 두가지 요소는 갈증반응에 의한 수분섭취와 항이뇨호르몬(AVP)에 의한 소변으로의 수분 배출이며, AVP의 분비의 강력한 자극은 삼투압의 변화와 유효혈장량의 변화이다. 4. 나트륨 밸런스는 나트륨 섭취욕구에 의해서는 큰 영향을 받지 못하며, 주로 신장에 의한 염분배출조절에 의하며 이루어지고, 사구체 여과율과 알도스테론 분비가 신장의 나트륨 배설량을 결정하는 가장 중요한 인자이다.