• 생명과학회지
• /
• 제27권6호
• /
• pp.623-631
• /
• 2017

뇌실하 영역과 subgranular zone은 뇌에서 평생 새로운 신경 세포를 만들어 내는 곳이다. 이 부위에 있는 신경줄기세포는 세포 분열을 통해서 줄기 세포군을 계속 유지할 뿐만 아니라, 신경 세포와 신경 교세포로 분화한다. 세포 분열을 측정하기 위해 thymidine 유사체인 5-ethynyl-2'-deoxyuridine (EdU)가 사용되어 왔다. 몇몇의 경우에서는 새롭게 만들어지는 신경 세포를 표지하려는 목적으로 사용되었다. 이번 연구에서는, EdU가 쥐의 뇌실 하영역에서 분리해낸 신경줄기세포의 분열과 분화에 어떠한 영향을 미치는 지를 보여주었다. 첫째, 신경줄기세포가 EdU를 포함하는 세포 증식 배양액에서 24시간 동안 배양되었을 때, 추후에 분화를 유도하여도 신경세포로 분화가 전혀 일어나지 않았다. EdU를 1시간 동안 처리했을 때도 신경세포로의 분화가 상당부분 저해되었다. 둘째, EdU는 농도가 높을수록, 처리시간이 많을수록 신경줄기세포의 증식을 더욱 많이 저해하였다. 끝으로, EdU는 신경 교세포 중에서 oligodendrocyte으로의 분화는 억제하였지만, astrocyte로의 분화는 오히려 증가시켰다. 본 연구결과는 뇌실하 영역 신경줄기세포의 분화에 EdU가 어떠한 영향을 미치는 지를 처음으로 보여주었고, 이러한 결과들은 신경 세포와 oligodendrocyte로의 분화에 세포 분열이 반드시 필요하다는 것을 제안하고 있다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
• /
• 제37권1호
• /
• pp.21-28
• /
• 2014

배양된 췌장베타세포와 신경세포를 10% FBS (fetal bovine serum), 11.1 mM glucose의 normal 조건과 1% FBS, 30 mM glucose의 hyperglycemia 조건으로 배양하고, 저 LET X-선을 0.5 Gy/hr의 선량률로 총 선량이 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5 Gy가 되도록 저 LET 방사선을 조사한 후 MTT assay로 생존율을 측정하고 비교하였다. 분화된 췌장베타세포에 방사선을 조사하지 않았을 때는 normal 조건에 비해 hyperglycemia 조건의 생존율이 경미한 감소를 보였다. 그러나 X선의 총 선량이 점차 누적됨에 따라 normal 조건에서 생존율이 조금씩 감소하는 것에 비해 hyperglycemia 조건에서는 급격히 감소하여 시너지 효과를 나타냈다. 미분화된 신경세포에서는 방사선을 조사하지 않은 때도 normal 조건에 비해 hyperglycemia 조건의 생존율이 뚜렷하게 감소하였다. X선의 총 선량이 점차 누적됨에 따라 normal 과 hyperglycemia 조건 모두에서 비교적 급격한 세포사멸이 나타났지만 그 생존율의 감소비율이 거의 평행하게 진행되어 시너지 효과를 보이지 않았다.

• 생명과학회지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.8-16
• /
• 2016

적절한 농도의 활성산소종(ROS)은 병원체에 대한 세포의 방어, 신호 전달, 세포 성장 및 유전자 발현을 포함한 다양한 정상 세포 기능을 매개한다. 최근의 연구는 ROS와 ROS를 생성하는 NADPH 산화 효소(Nox)가 성인 쥐 뇌의 뇌실 하 영역(SVZ)에 있는 신경 줄기세포의 자가 복제와 신경 세포 분화에 중요하다는 것을 보여 주었다. 본 연구에서 세포 내 ROS가 갓 태어난 쥐의 뇌에서 적출되어 배양된 SVZ 신경 줄기세포에서 검출된 것으로 나타났다. Nox 유사 유전자들 중 Nox4가 배양된 세포에서 주로 발현되었고, Nox1과 Nox2는 거의 발현되지 않았다. 또한, Nox4 유전자는 신경 세포 분화 동안 최대 10배까지 발현이 크게 증가하였다. Immunocytochemistry결과 Nox4 단백질은 신경 세포 특이적인 tubulin인 Tuj1-양성 신경 세포에서 주로 발견되었다. 이와 맥을 같이 하여, 내인성 ROS는 분화 후 축삭돌기를 가지고 있으며 신경 세포로 보이는 세포에서만 검출되었다. 또한, ROS를 제거하는N-acetyl cysteine에 의해 세포 산화 환원 상태가 교란되었을 때, 신경 세포로의 분화가 크게 감소하였다. 마지막으로, shRNA를 이용하 여 Nox4를 knockdown한 세포에서 신경 세포로의 분화가 감소하였다. 이러한 연구 결과는 Nox4가 갓 태어난 쥐의 SVZ 신경 줄기 세포의 주요한 ROS 생성 효소이고, Nox4에 의한 ROS생성이 신경 세포 분화에 중요하다는 것을 암시한다.

• 생명과학회지
• /
• 제17권2호통권82호
• /
• pp.198-203
• /
• 2007

형질전환은 유전자의 기능을 이해하는데 매우 중요한 기법이다. $Ca^{2+}$-인산 침전법은 시간과 비용이 저렴하여 가장 흔히 사용된다. 그러나 성숙 신경세포는 어린 신경세포나 다른 세포종에 비하여 형질전환이 어렵고 쉽게 죽는다. 본 연구에서는 Clontech사의 $CalPhos^{TM}$ Mammalian Transfection 방법을 수정하여 성숙한 신경세포를 효율적으로 형질전환할 수 있는 방법을 고안하였다. 대뇌 신경교세포를 DMEM/10% 말혈청에서 70-80% confluence까지 키우고 배지를 혈청이 첨가되지 않은 Neurobasal/Ara-C로 바꾸어 주어 더 이상 신경교세포가 분열하지 않게 한 다음, 여기에 E19 해마신경세포를 접종하여 배양하였다. $DNA/Ca^{2+}$-인산 침전물은 Clontech사의 $CalPhos^{TM}$ Mammalian Transfection Kit을 이용하여 크기($0.5-1\;{\mu}m$ in diameter) 및 농도(약 10 particles/$100\;{\mu}m^2$)를 배지에서 배양시간을 변화시켜 적당히 조절하였다. 이렇게 하면 in vitro에서 2주 이상 배양한 신경세포도 24-well plate 한 well당 10-15개의 형질전환된 건강한 신경세포를 얻을 수 있었다. 이 방법의 효용성을 검증하기 위하여 연접단백질인 $EGFP-CaMKII{\alpha}$ 융합단백질과 RFP 단백질 유전자(각각 $pEGFP-CaMKII{\alpha}$ 및 pDsRed2)를 형질전환한 결과 전자는 점박이 모양, 후자는 세포전체에 퍼진 양상의 표현을 관찰할 수 있었다. 따라서 본 연구는 성숙한 신경세포를 효율적으로 형질전환할 수 있는 방법을 제공한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.558-558
• /
• 2012

최근의 원자간력현미경(AFM)은 soft한 생체물질을 비파괴적 방법 및 나노크기의 분해능으로 여러 구조적, 물리적 특성 측정이 가능하여 bio분야에 다양이 활용되고 있다. 본 연구에서는 AFM을 이용하여 줄기세포인 BM MSC(bone marrow mesenchymal stem cell)가 신경세포로 분화 여부를 측정하는 방법을 보고하고자 한다. 신경세포의 신호전달은 시냅스에서 신경전달물질을 매개로 하여 이루어지는데, 신경전달물질 중에 D-Glutamic acid는 시냅스후세포에서 흥분성 전위 크기를 증가시킨 상태를 장기간 유지시켜주는 물질로, 특정물질인 Glutamate와 항원-항체 결합을 한다. 본 연구에서는 이 두 물질간의 항원-항체 반응을 활용하여 줄기세포의 신경세포로 분화 여부를 AFM으로 측정하였다. 먼저, 수용성 시료인 두 물질을 증류수에 용해시켜 Mica 기판에 그 용액을 떨어뜨려 자연건조로 시료를 준비한 후, AFM으로 형태 및 크기를 측정하였다. D-Glutamic acid와 Glutamate는 구형 입자 형태를 보였으며, Glutamate의 너비는 ~100 nm이고, D-Glutamic acid는 ~50 nm였다. 두 물질이 든 용액을 섞었을 때, 항원-항체 반응에 의해 다른 크기의 두 구형입자가 붙어 있는 형태가 관찰되었다. 이 반응을 활용하여, 신경세포에서 분비되는 신경전달물질인 D-Glutamic acid를 선별하였다. DMEM 배지에 신경암세포주인 SH-SY5Y 를 접종한 후 $37.6^{\circ}C$의 incubator에서 24시간 배양하고, 화학적 자극(60~70 mM의 KCl 용액을 주입함)을 주어 신경전달물질 분비를 유도하였다. 그 배지에 항체 Glutamate 를 주입하여 자연건조 시킨 후 항원-항체 결합특성을 AFM으로 측정하여, 항원-항체 결합된 이미지와 동일함을 확인하였다. 결과적으로 AFM을 이용한 신경전달물질의 항원-항체 결합여부 측정을 통해, BM MSC 줄기세포의 신경세포로 분화를 판단할 수 있으며, 이 방법은 줄기세포의 특정 세포로의 분화 여부 판단에 활용될 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.897-901
• /
• 2008

해양심층수(deep seawater, DSW)는 청정성과 무기물질의 풍부함 때문에 여러 분야에 응용하기 위하여 최근 많은 관심을 받고있다. 본 연구에서는 동해 양양 부근의 해저 1,100 m에서 취수하여 역삼투압 시스템으로 탈염과 농축을 한 심층수가 배양한 흰쥐해마신경세포의 형태적 분화에 미치는 영향을 조사하였다. 10%(v/v) fetal bovine serum이 첨가된 MEM 배지에서 키운 세포와 비교할 때 25%(v/v) DSW이 포함될 경우 배양 17시간째에는 차이가 없었다. 그러나 DIV3, 7, 14, 및 17에 관찰하면 경도 0 및 200의 DSW가 포함된 배지에서 자란 신경세포는 가지돌기의 수가 현저히 줄었다. 반면에 경도 600의 DSW에서 자란 신경세포는 그 가지돌기의 수가 대조군과 비슷하였으며, 경도 1000의 경우는 대조군에 비하여 거의 2배 증가하였다. 이 결과는 적당한 경도의 DSW는 신경세포의 성장 및 건강을 돕는 것으로 해석된다.

• 생명과학회지
• /
• 제21권11호
• /
• pp.1526-1531
• /
• 2011

신경세포의 연접후 위치에서 단백질합성은 국소적 연접가소성의 조절에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 연접후 위치에 eIF들이 존재하는지를 배양한 흰쥐해마신경세포의 면역세포화학적 염색과 immunoblot, 그리고 세제세척실험으로 알아보았다. 단백질해석 시작단계의 초기에 중요한 역할을 하는 eIF4E와 eIF4G, 개시코돈을 찾는 단계에서 중요한 eIF5, 외부자극에 의하여 합성을 시작하게 하는 eIF6, 그리고 불리한 환경에서 해석의 효율을 높여주는 eIF5A 들은 모두 해마신경세포의 연접후에 위치함을 배양한 해마신경세포를 다중초점형광현미경으로 관찰할 수 있었다. 또한 Immunoblot 실험에서도 이들은 연접후치밀질(PSD) 분획에서 검출되었으며, 여러 가지 세제에 의하여 PSD로부터 잘 떨어지지 않는 것으로 보아 PSD와 강하게 결합하고 있음을 알 수 있었다. 본 연구결과는 여러 가지 eIF들이 연접후에 위치하여 다양한 상황에서 단백질합성을 시작하게 할 수 있음을 시사한다.

• 한국음향학회지
• /
• 제42권5호
• /
• pp.412-421
• /
• 2023

초음파 뇌 자극술을 통하여 뇌 심부의 국소 지역에 있는 뇌 세포의 활성화를 유도할 수 있으며, 이를 통하여 저하된 뇌 기능을 치료하는데 효과가 있음이 보고되어 왔다. 반면, 초음파 자극의 종류에 따라 신경 변조의 효율과 방향이 달라질 수 있음이 알려져 있어, 적절한 초음파 자극의 종류를 확립하는 연구가 중요하다. 따라서, 본 논문에서는 이를 효과적으로 최적화 하기 위해 세포 배양시 사용되는 커버슬립 기반의 초음파 변환자를 제안하고자 한다. 균일한 초음파 자극을 전도하기 위해서 폴리머 압전소자(Poly-vinylidene fluoride-trifluorethylene, PVDF-TrFE)를 스핀 코팅하고 패를린 절연층을 상단에 적층시켜 음압 출력을 극대화 시켰다. 개발된 초음파 변환자 융합 커버슬립은 초음파자극기 표면에 배양된 수십개의 신경세포에 균일하고 정확한 초음파 자극을 전달 할 수 있고, 자극에 따른 세포의 반응을 형광 현미경으로 실시간 관찰 가능하다. 따라서, 동일한 초음파 자극에 대한 세포의 반응 신호를 최대 수십개 세포로부터 동시에 획득 가능하므로, 반응 신호를 평균 한다면 낮은 강도의 초음파 자극에 따른 뇌 세포의 미세한 반응을 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 초음파 변환자와 물의 표면 등에서 발생하는 정현파에 의한 자극의 왜곡 현상을 줄일 수 있어서 사용자가 원하는 초음파 자극을 정확하게 세포로 전달 가능하다. 이렇게 개발된 초음파 변환자를 통해 변환자 표면에 배양된 별세포에서 6 MHz, 0.2 MPa의 저강도 초음파 자극에 의해 유도된 칼슘 반응을 성공적으로 관찰할 수 있었다.

• 생물정신의학
• /
• 제2권2호
• /
• pp.252-256
• /
• 1995

Corticotropin-releasing factor(CRF)를 분비하는 배양세포주는 CRF의 세포내 조절을 연구하는데 있어 훌륭한 체계가 된다. BE(2)-M17 및 BE(2)-C 세포주는 CRF를 생산하고 분비하며 forskolin 처치에 반응하는 것으로 알려져 있다. 저자들은 이들 세포주에 phorbol 에스테르, 즉 phorbol 12-myristate 13-acetate(TPA) 0.8, 4, 10, 20 nM, 및 nitric oxide(NO)의 신호전달 경로의 자극제(1-${\mu}M$ nitroprusside)와 차단제($1{\mu}M$ nitroprusside+$300{\mu}M$ $N^G$-methyl-D-arginine), 그리고 interleukin-$1{\alpha}$ (IL $1{\alpha}$ ; 4, 20, 100, 500 pM)를 처치하여 CRF를 의미있게 증가시켰으나 세포외 분비는 C 세포에서만 변화되었다. NOS계의 자극제와 차단제는 C 세포의 forskolin 효과를 의미있게 변화시켰다. IL$1{\alpha}$는 두 세포주에 대한 영향이 없었다. 상기 제제들에 대한 이들 세포의 반응이 중추신경계 CRF 신경들과 관련하여 논의되었다.

• 생명과학회지
• /
• 제18권11호
• /
• pp.1479-1484
• /
• 2008

해양심층수(deep seawater, DSW)는 청정성, 풍부한 무기물질 및 필수미량원소의 함유로 음료를 포함한 여러 분야에 응용하기 위하여 최근 많은 관심을 받고 있다. 본 연구실에서는 동해 양양 부근의 해저 1,100 m에서 취수하여 역삼투압 시스템으로 탈염과 농축을 한 심층수가 경도 600-1,000에서 배양한 흰쥐해마신경세포의 형태적 분화에 도움을 줌을 보고한 바 있다. 좀 더 구체적인 영향을 조사하기 위하여 본 연구에서는 경도 800 및 1,000 심층수가 25%(v/v) 포함된 minimal essential media에서 배양한 해마신경세포에서의 연접형성을 대조군(증류수 첨가)과 비교하였다. 경도 800 및 1000에서 자란 신경세포는 흥분성 연접후세포막의 신호전달복합체인 NRC/MASC 크러스터의 형성을 촉진하였다. 또한 연접전/후 구조가 밀접히 짝을 이룬 연접이 매우 현저히(p<0.01) 증가하였다. 이 결과는 심층수가 연접의 형성을 촉진하여 신경세포의 건강에 도움을 주는 것으로 해석된다.