• 제목/요약/키워드: 신경세포 배양

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Protective Effects of Ginsenosides on Cyanide-induced Neurotoxicity in Cultured Rat Cerebellar Granule Cells

  • Seong, yeon-Hee;Koh, Sang-Bum;Jo, Soon-Ok
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제24권4호
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    • pp.196-201
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    • 2000
  • 흰쥐 소뇌로부터 과립신경세포를 배양하여 NaCN으로 유도되는 신경세포손상에 대한 ginsenosides의 보호효과를 검토하였다. NaCN(I~10 M)을 배양된 세포에 1시간 동안 처리하면 농도 의존적으로 신경세포사를 일으켰다. Ginsenosides(Rb$_1$, Rc, Re, Ri, Rg$_1$)(0.5, 5 $\mu\textrm{g}$/ml를 세포에 전처치하면 10 mM NaCN으로 유도되는 세포사가 현저히 감소되었다. Rb$_1$과 Rc(5$\mu\textrm{g}$/ml)는 5 mM NaCN에 의하여 배양액 중으로 유리되는 glutamate의 증가를 현저히 억제하였으며, 1 mM N3CN에 의하여 유발되는 세포내 $Ca^{2+}$농도의 증가를 억제하였다. NaCN으로 유발되는 세포독성은 또한 MK-801, verapamil, NAME에 의하여도 억제되었다. 따라서, NaCN으로 유도되는 신경세포사는 glutamate release를 통한 NMDA수용체의 활성화와 그에 따른 $Ca^{2+}$의 세포내유입에 의한 것임을 알수 있고, ginsenosides, 특히 Rb$_1$과 Rc는 $Ca^{2+}$의 유입을 억제하므로서 NaCN에 의한 신경세포사를 억제하는 것으로 생각된다.

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배양 신경세포의 저산소증모델에서 대황 물추출액의 항산화 및 사립체막전위 소실 억제 효능 (Water Extract of Rhei Rhizoma Prevent Production of Reactive Oxygen Species and Loss of Mitochondrial Membrane Potential in a Hypoxia Model of Cultured Neurons)

  • 이현숙;문일수
    • 생명과학회지
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    • 제18권12호
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    • pp.1631-1636
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    • 2008
  • 대황(Rhei Rhizoma; RR, 대황(大黃))은 Rheum officinale Baill.와 Rheum palmatum L. (Polygonaceae)의 땅속부분 (rhizome 및 root)으로 남아시아의 민속의학에서 간 및 신장의 손상을 치료하는데 널리 이용되고 있다. 본 연구에서는 배양한 흰쥐 해마신경세포의 저산소증모델을 이용하여 대황의 물추출물이 신경세포사를 억제하는 효능에 대하여 조사하였다. 배양 10일(DIV10)에 RR을 배양액에 첨가하고 DIV13일에 생존율을 조사한 결과 10 ${\mu}g$/ml 농도까지는 세포독성이 없었으며, 정상산소 환경에서 2.5 ${\mu}g$/ml의 농도에서 세포생존율을 높이는 것으로 나타났다. 또한 배지에 대황을 첨가한 경우 DIV13일에 저산소증을 유도한 후 5일째에 세포생존율을 조사한 결과 대조군에 비하여 매우 유의하게 생존율을 증가시켰다. $H_2DCF$ 염색 결과 대황은 활성산소(ROS)의 생성을 유의하게 감소시킴과, JC-1 염색 결과 사립체 막전위의 소실을 유의하게 억제함을 알 수 있었다. 이러한 결과들은 대황 물추출물이 활성산소를 효과적으로 제거하고, 세포의 에너지 생성을 보전함으로서 세포사를 억제할 수 있음을 보여주며, 향후 뇌신경세포의 건강에 유용하게 이용될 수 있음을 시사한다.

실험 쥐 해마조직배양에서 전자기 자극이 신경조직발생 및 증식에 미치는 영향 (Effects of electromagnetic stimulation on neurogenesis and neuronal proliferation in rat hippocampal slice culture)

  • 김덕수;최응상;채수안
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제49권5호
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    • pp.558-564
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    • 2006
  • 목 적 : 경뇌 전자기 자극법은 변조 자기장을 이용하여 뇌세포에 대한 직접적인 영향을 주지 않으면서 중추 신경계를 자극할 수 있는 비침습적인 방법이다. 이전의 연구들은 대부분 생체 동물을 대상으로 수행되어져 왔으며 배양 조직에서의 연구는 별로 이루어진 바 없다. 이에 본 연구에서는 배양된 해마 절편에서 다른 주파수의 전자기 자극이 신경원에 미치는 영향과 약물에 의한 세포 손상 후 전자기 자극의 세포보호효과 여부에 대해 알아보고자 하였다. 방 법 : 생후 8일된 실험쥐의 대뇌를 적출하여 dissection microscope 하에서 양쪽 해마 부위를 분리하고 tissue chopper를 이용하여 $450{\mu}M$ 두께로 절편을 만든 후 Stoppini가 고안한 방법대로 배양을 시행하였다. 각각 5개의 건강한 해마 절편이 포함된 inserts를 선택하고, 전자기 자극군에 대해 0.67 Hz와 50 Hz의 주파수로 각각 배양 5일부터 3일 간격으로 6차례 전자기 자극을 가하였다. 또한, 배양 제 14일에 inserts 2개에 $100{\mu}M$ NMDA에 노출시키고 3일 후부터 3일 간격으로 insert 1개에 전자기 자극을 3차례 시행하였고 다른 1개의 insert와 대조군에는 자극을 가하지 않았다. 결 과 : 전자기 자극 후 신경원의 활성도를 알아보기 위해 NeuN 단백 발현을 western blotting을 이용하여 측정한 후 ${\beta}$-actin 단백 발현과의 비를 얻어 각 군에서 비교 분석하였다. 대조군($1.01{\pm}0.27$)에 비해 전자기 자극군에서 NeuN의 발현이 증가되어 있었으며, 특히 저주파 자극군($1.12{\pm}0.14$)에서보다 고주파 자극군($1.27{\pm}0.17$)에서 현저하였고 고주파 자극군에서는 대조군에 비해 통계적으로 유의한 증가를 보였다(P<0.05). 또한, NMDA 노출 후 실험군(전자기 자극군 : $1.15{\pm}0.27$, 전자기 비자극군 : $0.92{\pm}0.09$)에서 대조군($1.26{\pm}0.04$)에 비해 NeuN 발현이 감소되었으나 전자기 비자극군에서 더 많이 감소한 것을 알 수 있었다. 결 론 : 배양된 해마조직의 신경세포에 대한 전자기 자극은 저주파 자극군에 비해 고주파 자극군에서 대조군보다 통계적으로 유의한 수준의 NeuN 발현의 증가를 관찰할 수 있었고, NMDA 노출 후 전자기 자극을 가한 군에서 대조군보다 NeuN 발현 감소가 관찰되기는 하였으나 고주파 자극군에서는 통계적으로 유의하지 않은 정도였던 것으로 보아 전자기 자극이 신경원 활성을 증가시켜 신경세포의 발생 및 증식을 유도하며 세포 손상에 대한 신경보호효과도 보인다는 것을 알 수 있었다. 따라서 전자기 자극은 여러 신경 질환에 있어서 치료적 역할을 할 수 있는 가능성이 있다고 사료된다.

뇌 해마조직 절편 배양에서 산소와 당 박탈에 의한 뇌신경세포 손상 (Injury of Neurons by Oxygen-Glucose Deprivation in Organotypic Hippocampal Slice Culture)

  • 정찬욱;홍경식;강지희;장영표
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제51권10호
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    • pp.1112-1117
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    • 2008
  • 목 적: 해마 절편 배양에서 산소-포도당 박탈(oxygen-glucose deprivation, OGD)에 의한 세포 사망과 신경 세포 사멸을 propidium iodide(PI) 섭취, Fluoro-Jade(FJ) 염색, TUNEL 염색, caspase-3 면역형광염색 방법으로 관찰하고자 하였다. 방 법: 생후 7일된 Sprague-Dawley 흰쥐의 해마를 MacIlwain chopper로 $350{\mu}m$ 두께의 절편으로 절단하였다. 해마 절편을 6-well plate의 insert 내의 반 유공(sem-porous) 막 위에서 membrane-interface technique으로 10일 동안 배양하였다. 배양된 해마 절편에 산소-포도당 박탈을 60분 동안 가한 후 재산소-재관류하에 기초 배양액에서 48시간 배양하였다. 재산소-재관류 동안 PI 섭취 형광 정도를 시간에 따라 형광 현미경으로 관찰하고 세포사망 백분율(percent cell death)을 측정하였다. 산소-포도당 박탈 직전과 24 시간 후에 해마 절편을 $15{\mu}m$ 두께로 냉동 절단 후 FJ 염색, TUNEL 염색, caspase-3 면역형광염색을 시행하여 세포 사망을 관찰하였다. 결과: OGD 후 PI 섭취 는 해마 절편의 CA1과 DG에 한정되어있었다. OGD 후 재산소-재관류 동안 6시간에서 48시간까지 PI 섭취 형광 강도는 시간이 증가함에 따라 증가하였다. 세포 사망 백분율은 CA1과 DG에서 모두 OGD 후 재산소-재관류 시간이 증가함에 따라 의미 있게 증가하였다(P<0.05). OGD 후 24시간에 세포 변성을 의미하는 많은 FJ 염색 양성 신경 세포 들이 CA1과 DG에서 관찰되었다. 고배율 confocal laser 현미경으로 관찰한 CA1에서의 신경 세포들 중 일부는 명확한 핵과 돌기를 가지고 있는 것을 보여 주었으며, 다른 신경 세포들은 핵의 분절화, 돌기의 손실 등을 보여 주었다. TUNEL 염색과 caspase-3 염색은 OGD 후 24시간에 CA1과 DA에서 TUNEL 양성 발현을 증가시키고 caspase-3 발현을 증가시켰다. 결 론: 해마 절편 배양에서 산소-포도당 박탈 에 의한 다수의 세포 사망을 관찰할 수 있었다. 사망한 세포 들은 주로 신경 세포의 caspase-3 활성화에 의해 매개된 사멸을 보였다.

신기환 약침이 HiB5 해마세포와 어린 Sprague-Dawley계 흰쥐의 치상회 세포생성에 미치는 영향 (Shenqi-wan Increases Cell Proliferation of Cultured Hippocampal Cell Line HiB5 and Dentate Gyrus of Young Sprague-Dawley Rats)

  • 김연정;장미현;신민철;임백빈;정주호;반건호;백은경;박재형;김이화;김창주
    • Korean Journal of Acupuncture
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    • 제19권1호
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    • pp.77-84
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    • 2002
  • 목적 : 소아의 정신적 및 신체적 발달지연에 사용되고 있는 신기환이 해마의 신경세포 생성에 미치는 영향을 관찰하고자 하였다. 방법 : 신기환이 세포생성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 해마 세포인 HiB5에 신기환을 처리, 배양하여 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay를 통해서 세포생성을 관찰하였다. 또한 3주령의 Sprague-Dawley (S-D)계 흰쥐의 중완혈에 신기환 약침을 자침후 해마의 치상회에서 bromodeoxyuridine (BrdU) immunohistochemistry를 시행하여 세포생성을 관찰하였다. 결과 : HiB5 배양세포에서는 신기환을 처리시 배양시간과 농도별로 세포생성율이 증가하였다. 또한, 대조군의 치상회에서 BrdU 양성세포수는 $128.50{\pm}9.53$, 1 mg/kg 신기환 자침군은 $157.08{\pm}10.82$ 및 10 mg/kg 신기환 자침군은 $204.80{\pm}17.68$로 나타났다. 이러한 결과로 신기환은 어린 S-D계 흰쥐의 치상회에서 세포생성을 증가시키는 것으로 사려된다.

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흰쥐 대뇌세포배양의 저산소증모델에서 루이보스차 침제에 의한 신경세포 보호작용 (Neuronal Protection by Rooibos (Aspalathus linearis) Tea Infusions in a Hypoxic Model of Cultured Rat Cortical Neurons)

  • Moon, Il-Soo;Ko, Bok-Hyun
    • 생명과학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.291-295
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    • 2004
  • 루이보스(Aspalathus linearis; RB)는 콩과식물로서 남아프리카 Cape Province의 북서부 산악지역에 자생한다. 루이보스차 침제는 가는 가지와 잎의 발효산물로서 플리보노이드류와 페놀산이 있어 강한 항산화활성을 갖는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 저산소증모델에서 루이보스차 침제가 배양한 흰쥐 대뇌세포의 스트레스를 완화하는지에 대한 연구하였다. 배지로 누출된 LDH의 정량실험에 의하면 루이보스는 정상산소환경 및 저산소증에서 함량 의존적으로(10-100 $\mu\textrm{g}$/ml) 각각 6-18% 및 2-24%의 세포생존율을 증가시켰다(16 DIV 세포, 처리 후 3일째). CFP-Hsc70 단백질을 표현시킨 신경세포의 모양을 관찰하였을때 루이보스(50 $\mu\textrm{g}$/ml)는 저산소처리 후 5일에 세포체에 수포가 있는 세포의 수를 대조군(55.4$\pm$4.59%)에 비하여 유의하게 감소시켰다(40.9$\pm$6.3%). 이러한 결과들은 루이보스차가 저산소증에서 신경세포를 보호함을 의미하며, 신경세포 손상을 예방 또는 치료하는데 응용될 수 있을 것으로 보인다.

Sindbis Virus에 의한 뉴런세포의 탈수초의 유도 (Induction of Demyelination of Neuronal cells by Sindbis Virus)

  • 사영희;김현주;권태동;김지영;이배환;홍성갑
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2018년도 춘계학술대회
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    • pp.584-587
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    • 2018
  • 마우스 간염 바이러스, 코로나, 홍역 및 sindbis 바이러스와 같은 많은 바이러스가 쥐의 신경계에서 수초 형성의 파괴를 의미하는 탈수 초 유도의 원인 바이러스로 알려져 있다. 본 연구의 목적은 슈반 세포와 신경 세포의 공동 배양에 의한 수초화와 쥐의 sindbis 바이러스 감염에 의한 탈수초화에 의한 수초화 과정을 연구하는 데 있다. 쥐의 배아의 (Dorsal root ganglion, DRG)에서 슈반 (Schwann) 세포와 신경 세포 (neuronal cell)를 in vitro에서 배양 하였다. 유사 분열 억제인자로 처리한 신경세포와 정제 된 Schwann 세포를 갖는 공동 배양을 하였다. 그 후,이 수초화 된 공동 배양 시스템에 sindbis 바이러스 감염이 수행되었다. 수초 형성의 존재를 의미하는 peripheral myelin protein 22 (PMP 22) 항체를 사용하여 수초 형성 및 탈수초화 과정을 관찰 하였다. 우리는 수초화 된 뉴런의 존재를 의미하는 말초 myelin 단백질 22 (PMP 22)의 항체를 사용하여 수초화 및 탈수초 과정을 확인하였다. 이 연구는 과학 기술부, ICT 및 미래 계획 (NRF-2015R1C1A1A01053484 및 2017R1A2B3005753)이 자금을 지원하는 국립 연구 재단 (NRF)을 통한 기초 연구 프로그램의 지원을 받았다.

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Gerbil의 전뇌허혈에 대한 대황의 신경보호효과 (Neuroprotecticve Effect of Rhei Rhizoma on Transient Global Ischemia in Gerbil)

  • Bum-Hoi, Kim;Hyuk-Sang, Jung;Ran, Won;Ji-Ho, Park;Chul-Hun, Kang;Nak-Won, Sohn
    • 대한한의학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.74-84
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    • 2002
  • 목적 : 본 실험에서는 gerbil을 이용한 전뇌허혈 동물모델에서 뇌허혈손상 직후 지연성 뇌손상에 대한 대황의 방어효과와 Apoptosis 과정중의 Bax와 Bcl-2 단백질에 대한 조절작용을 관찰하고, TUNEL 염색법을 통하여 대황이 gerbil hippocampus CAl영역의 pyramidal neuron의 세포사에 미치는 영향과 PCl2세포를 이용한 세포배양 모델에서의 대황의 신경방어 효과를 관찰하였다. 방법 : Mongolian gerbil의 총경동맥을 5분간 폐색하여 가역성 전뇌허혈을 유발시킨 후 대황의 전탕액을 하루에 한번 경구 투여하였다. 대황의 신경 보호 효과는 수술 7일 후에 cresyl violet으로 염색하여, 살아있는 신경 세포의 수를 세어 측정하였다. 또, 수술 3일 후에는 면역조직화학적 방범을 통하여 Bax. Bcl-2단백질의 발현과 대황의 신경보호 효과와의 관련성을 알아보았다. 결과: 가역적 전뇌허혈이 일어난 동물군의 경우 hippocampus의 CAl 영역에서 살아있는 신경세포의 수는 $51.0{\pm}2.5개{\;}/mm$에 불과하였으나, 그에 비해 수술 후 7일간 대황을 투여한 동물군은 $106.2{\pm}2.5개{\;}/mm$로 살아 있는 신경세포수가 크게 증가하였다. Apoptosis를 촉진하는 단백질인 Bax의 발현은 3일간 대황을 투여한 동물군의 경우 hippocampus의 CAl 영역에서 현저하게 저해되었고, Apoptosis를 억제하는 Bcl-2 단백질의 발현은 변화가 없었다. TUNEL assay를 통하여 살펴본 결과 대황 투여군의 apoptotic 신경세포사가 감소하였으며 이는 Bax protein의 발현과 유사한 양상을 나타내었다. 결론:대황이 Bax 단백질의 발현을 억제하여 상대적으로 Bax/Bcl-2 자연적 세포사를 억제하여 Mogolian gerbil의 가역성 전뇌허혈 모델에서 신경보호효과를 나타내는 것으로 사료된다.

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흰쥐 태아 뇌간의 일차 세포배양에서 Serotonin의 합성 및 대사에 대한 연구 (Serotonin Synthesis and Metabolism in Dissociated Cultures of Fetal Rat Brainstem)

  • 김영희;송동근;위명복;송준호;최연식
    • 대한약리학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.1-6
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    • 1990
  • 본 연구에서는 흰쥐 태아 뇌간의 일차 세포배양을 이용하여 중추 serotonin(5-HT) 신경세포의 연구에 적합한 in vitro 모델을 확립하고, 여기에서 5-HT 대사의 전반적인 과정을 살펴보고자 하였다. 배양세포의 5-HT 및 5-hydroxyindoleacetic acid (5-HIAA)함량을 high performance liquid chromatography-electrochemical detection (HPLC-EC)방법 으로 측정함으로써 흰쥐태아(태령 14-15일)뇌간으로 부터 얻은 5-HT 신경세포가 배양상에서 2주까지 발달함을 추적할 수 있었고 아울러 이들 세포에서 5-HT의 합성, 저장, 대사의 각 과정을 몇가지 약물들을 이용하여 확인하였다. 배양 14일에 5-HT의 함량이 13ng/mg protein으로서 성숙한 흰쥐 뇌속에 존재하는 5-HT의 값과 유사하였다. 5-HT 합성의 속도조절효소인 tryptophan hydroxylase(TPH)의 상경적 억제제인 p-chlorophenylalanine (PCPA)처리시 aromatic L-amino acid decarboxylase (AADC)억제제인 3-hydroxybenzylhydrazine NSD 1015보다 5-HT 및 5-HIAA 함량을 더 많이 감소시켰다. TPH의 기질인 tryptophan은 5-HT의 합성을 현저히 (200%) 증가시켰으며 이 증가는 PCPA로 상당히 둔화되었다. 5-HIAA의 변화도 유사한 양상을 보였다. 5-hydroxytryptophan처리시 5-HT 및 5-HIAA 함량이 현저히 증가하였으며 이 증가는 NSD 1015로 거의 차단되었다. 5-HT 대사 경로인 monoamine oxidase (MAO)의 비특이적 억제제인 pargyline과 MAO A의 특이적 억제제인 LY-51641을 처리한 결과 5-HT 함량은 각각 대조군의 295% 및 140%로 증가하여 pargyline이 LY-51641보다 현저한 작용을 나타내었다. 그러나 5-HIAA의 함량은 반대로 현저히 감소하여 pargyline 및 LY-51641에 의해서 각각 대조군의 50% 및 40%의 함량을 나타내었다. 이상의 결과로 보아 5-HT 신경세포는 일차 세포배양상에서 활발한 5-HT대사가 이루어짐을 HPLC-EC 방법으로 확인할 수 있었으며 따라서 본 in vitro system은 중추 5-HT 신경세포에 대한 전반적인 약리 및 독성 연구에 매우 유용하게 사용될 수 있다고 사료된다.

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