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분자핵의학 기법을 이용한 다약제내성 진단 (Detection of Multidrug Resistance Using Molecular Nuclear Technique)

  • 이재태;안병철
    • 대한핵의학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.180-189
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    • 2004
  • 다약제내성이 발현된 암세포에서 세포내의 항암제를 세포외로 배출시키는 기전을 체내에서 비침습적인 방법으로 영상화 할 수 있는 SPECT와 PET는 악성종양의 진단과 평가에 중요한 역할을 할 것으로 판단되나, 아직까지도 Pgp와 MRP의 운반능을 적절하게 평가하는 핵의학적 영상방법을 정립하는데는 극복해야할 문제점들이 많다. 지금까지의 MDR영상에 관한 연구들은 대부분이 $^{99m}Tc$-표지 방사성의약품을 이용한 연구였으나, PET의 임상 응용이 증가함에 따라 보다 특이적이고 쉽게 응용될 수 있는 PET용 방사성 추적자의 개발도 이루어져야 할 것이다. $^{99m}Tc$-MIBI의 암 세포내 일방향(unidirectional) 섭취는 음성인 세포막 전하와 세포내 소립체 기질 전하에 의하여 결정되므로, MIBI의 섭취는 다른 지용성 양전하를 띤 막전위 추적자들과 유사하게 작용한다. $^{99m}Tc$-표지 방사성의약품은 암조직의 혈류 증가나 소립체 용적이나 활성도가 증가하면 섭취가 증가할 수 있어 보다 특이적인 MDR추적제의 개발이 필요한 것이다. 최근 Lorke 등은 약제감수성 및 내성 인체대장암세포인 $HT-29^{par}$ 세포와 $HT-29^{mdrl}$ 세포를 이용한 연구에서, 두세포 모두에서 $^{18}F$-FDG의 섭취가 있었고, MDR이 발현된 세포와 종양에서 $^{18}F$-FDG 섭취가 훨씬 낮았고, MIBI는 MDR이 없는 모세포에서도 매우 낮았음을 보고한 바 있다. 이 세포는 전자현미경검사에서 사립체가 풍부하지 않은 세포였다. 그러므로 이러한 결과로 보아 $^{99m}Tc$-MIBI 영상에서 종양이 보이지 않거나 섭취가 미약하다고 해도 MDR이 발현되었다고 단정할 수는 없게 된다. 즉 MDR의 발현유무를 정확하게 감별할 수 있기 위하여는 저항이 없는 세포에 MIBI가 충분하게 섭취되어야 한다는 것이 필수적인 요건이며, 종양세포 종류에 따라서는 FDG가 MDR의 marker가 될 수 있다는 것이다. Pgp 수송체는 ATP의존성 약제배출 펌프이므로 MDR세포는 에너지가 많이 필요하여, MDR 세포는 당분해율(rate of glycolysis)이 증가되어 있고 HT-29 mdrl 종양세포에서는 포도당 이동과정의 변화로 FDG 섭취가 감소되었다. 또한 Pgp가 점차 증가됨과 함께 plasma membrane transporter인 GLUT-1 level이 감소된다. 이러한 결과는 다약제내성의 영상화가 지금까지의 예상보다 보다 복합적이고 다양하므로 보다 많은 연구가 필요할 것이라는 점을 시사한다. 최근 시도되고 있는 생체광학 영상을 이용한 다약제내성 유전자 및 Pgp 발현 연구는 아직 시작단계이나, 분자 생물학적 영상법의 발전과 함께 MRI 기술등에도 이용될 수 있으므로 향후 많은 연구가 있을 것으로 기대된다.

인간 골육종 세포주에서 Zoledronic acid의 종양 억제에 대한 생체내 실험 (Tumor Suppressive Effect of Zoledronic Acid on Human Osteosarcoma Cells in Vivo)

  • 김재도;서태혁;이동원;권영호;장재호;이영구
    • 대한골관절종양학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.46-53
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    • 2005
  • 목적: Bisphosphonate(BPs)는 endogenous pyrophosphates의 유사체로 Paget's disease, 골다공증, 종양 유발성 골용해와 같은 골격계 질환의 치료에 쓰이고 있으며, 유방암의 골파괴성 전이에 대한 치료제로 사용되어 지고 있다. 골전이의 양상이 골흡수성 및 골생성이 혼합되어 나타나는 전립선암의 전이에서도 치료제의 하나로 이용되고 있다. BPs는 파골세포성 골흡수가 과하게 일어난 질환에 대해서는 비교적 널리 알려져 있지만, 골종양 세포에 대한 직접적인 효과에 대해서는 아직 밝혀져 있지 않다. 가장 강력한 질소 함유(nitrogen-containing) BPs인 Zoledronic acid(ZOL)로서 골육종이 발현된 nude mouse model을 이용하여 ZOL의 종양 억제능을 생체내 실험으로 확인하고자 하였다. 대상 및 방법: 인간 골육종 세포주로는 MG-63과 HOS 골육종 세포주를 이용하였고, 종양의 크기 변화를 육안으로 확인하기 위하여 GFP 유전자가 형질 전환된 MG-63-GFP, HOSGFP 세포를 6주령된 수컷 마우스 10마리에 각각 피하주사하여 종양의 조각이 $3{\times}3{\times}3$ mm이 될 때까지 사육한 후, ZOL을 120 ug/kg의 농도로 일주일에 2번 피하에 주사하였다. 종양의 크기를 일주일에 두 번씩 측정하고, 형광조명을 이용하여 촬영하였다. 결과: HOS 골육종 세포주를 이용한 생체실험에서 대조군의 종양의 평균 크기는 2,520 $mm^3$이며 ZOL 투여군은 131 $mm^3$로서 94%의 감소를 보이며, MG-63 골육종 세포주를 이용한 생체실험에서는 대조군의 종양의 평균 크기는 2,866 $mm^3$이며 실험군은 209 $mm^3$로서 72%의 감소를 보였다(P<0.05). 결론: Nude mouse를 이용한 생체실험에서 ZOL은 골육종의 세포사멸에 직접적인 영향을 미치며 이것은 앞으로 골육종 치료의 약제중 하나로 선택되어 질수 있다고 판단되며, 종양세포주에 따라 ZOL의 영향이 다를 수 있으므로 ZOL에 감수성 있는 종양세포를 찾아 적용하는 것이 좋을 것으로 사료된다.

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반신마비성 반사성교감신경 이영양증후군 환자의 골스캔상 견관절 섭취 (Shoulder Uptake in the Bone Scintigraphy in Patients with Hemiplegic Reflex Sympathetic Dystrophy Syndrome)

  • 이종진;정준기;이동수;홍준범;한태륜;이명철
    • 대한핵의학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.288-293
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    • 2004
  • 목적: 삼상골스캔상의 증가된 손목과 손의 관절의 증가된 섭취는 반사성교감신경 이영양증후군의 소견이다. 반신마비성 반사성교감신경 이영양증후군 환자에서의 병측 견관절 섭취 증가는 드물지 않은 소견으로서 이번 연구에서는 이런 환자들에서의 견관절 섭취의 임상적 의미를 알고자 연구를 시행하였다. 대상 및 방법 : 뇌졸중으로 반신마비가 된 환자 중 임상적으로 반사성교감신경 이영양증후군으로 진단된 23명의 환자를 대상으로 하였다(남:녀=16:7, 좌:우=11:12). 평균나이는 $63{\pm}10$세였다. 10명의 정상 자원자의 데이터를 대조군으로 사용하였다(평균 나이 $60{\pm}5$, 남:녀=1:9). 삼상골스캔은 뇌졸중 발병 후 $59{\pm}32$ 일에 시행하였다. 관심영역을 그려서 삼상의 양손의 우/좌 섭취비를 각각 구하였고, 이를 지연 영상에서의 견관절 섭취 우/좌 섭취비와 비교하였다. 손의 관심 영역은 손목을 포함하였다. 검사의 예민도는 정상 대조군의 데이터를 이용하여 결정하였다. 결과: 관류 영상과 혈액 풀 영상, 지연 영상의 손의 우/좌 섭취비를 이용한 삼상골스캔의 민감도는 각각 45%, 76%, 78%이었다. 지연 영상의 견관절 섭취비를 이용한 민감도는 74%이었다. 지연영상의 손 우/좌 섭취비와 견관절 우/좌 섭취비는 유의한 상관관계를 보였다(Spearman's R=0.824, p<0.001). 결론 : 지연 영상에서의 견관절 섭취는 지연 영상의 손 섭취와 유의한 상관 관계를 보였다. 병측 견관절 섭취 증가 소견은 반신마비성 반사성교감신경 이영양증후군 환자의 진단에 도움을 주는 소견이다.민감도는 스캐너의 횡축방향 708.6 (2D), 2931.3 (3D) counts/sec/MBq, 횡축방향 중심에서 10cm 벗어난 지점에서 728.7 (2D), 3398.2 (3D) counts/sec/MBq 이었다. 산란 분획은 0.19 (2D), 0.49 (3D)이었고 최고 참 계수율과 NECR은 2차원 영상 획득 모드에서 40.1 kBq/mL 일 때 64.0 kcps, 40.1 kBq/mL 일 때 49.6 kcps, 3차원 영상 획득 모드에서 4.76 kBq/mL 일 때 53.7 kcps, 4.47 kBq/mL 일 때 26.4 kcps이었다. 결론: 이 실험에서 NEMA NU2-2001로 측정한 PET스캐너의 물리적 특성은 PET스캐너에 대한 객관적 평가 및 최적화 된 영상 획득과 분석에 유용할 것이다.로 사료되었다.률 또한 신경회로망(59%)과 핵의학 전문가(72%)의 진단 성적이 거의 다르지 않았다. 결론: 이 연구에서 개발한 간질병소 국소화를 위한 신경회로망 시스템은 측두엽간질 감별 진단에 도움이 될 것으로 기대된다. 생체광학 영상을 이용한 다약제내성 유전자 및 Pgp 발현 연구는 아직 시작단계이나, 분자 생물학적 영상법의 발전과 함께 MRI 기술등에도 이용될 수 있으므로 향후 많은 연구가 있을 것으로 기대된다.{\mu}M$에서는 각각 40%와 5%만 섭취되었다. MTT assay상 K562(Adr)세포에서는 verapamil $100{\mu}M$ 이상에서는 유의하게 낮았으나 다른 세포는 $200{\mu}M$까지에도 차이가 없었다. PKC 아형의 분석상 PKC $\varepsilon$

염증성 장질환 모델 및 크론병 환자에서의 점막상피 HuR 단백질의 변화 분석 (Tissue Distribution of HuR Protein in Crohn's Disease and IBD Experimental Model)

  • 최혜진;박재홍;박지연;김주일;박성환;오창규;도기헌;송보경;이승준;문유석
    • 생명과학회지
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    • 제24권12호
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    • pp.1339-1344
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    • 2014
  • 염증성 장질환은 점막의 만성적 궤양과 염증을 동반하는 면역질환으로 알려져 있으며, 특히 TNF${\alpha}$와 같은 염증성 사이토카인은 주요한 생물학적 치료의 표적으로 이용되고 있다. 염증성 사이토카인의 유전자발현에서 전사물의 안정화는 매우 중요한 조절과정이며, 특히 본 연구에서는 이 안정화에 핵심적인 단백질인 HuR의 발현과 조직 분포에 대하여 동물모델과 환자의 조직에서 분석하였다. DSS를 처리함으로 유도되는 장염증 동물 모델에서 HuR 단백질의 발현량이 높았음을 확인했고, 점막의 상피조직 및 선조직 상피세포에서 상대적인 발현이 증대되었다. 또한 단백질의 활성측면에서 세포질로 이동된 HuR 단백질의 양도 상대적으로 증가하였다. 공간분포적으로 보면 DSS에 의한 화학적 점막자극에 의하여 초기에는 villi 하부에서의 발현정도가 상대적으로 villus 말단에 비하여 높게 유지되었다. 크론병 환자의 생검을 통하여 정상부위와 병변부위에서 HuR 단백질을 비교분석 하였다. 크론병 환자들의 병변에서는 지속적으로 HuR의 발현이 증대되어 있음을 확인했으며, 동물조직과 유사하게 병변부위의 장관상피세포 및 선 상피에서 주로 발현양이 높았다. 이러한 결과는 염증성 장질환에서의 HuR 단백질이 초기 염증성 인자의 발현에 중요한 역할이 예상되며, 구체적인 분자기전의 규명도 향후 기대된다. 이를 근간으로 하여 염증성 장질환의 진단과 치료의 표적개발에서 유용하게 응용하고자 한다.

LPS로 유도된 RAW 264.7세포에 대한 벼메뚜기(Oxya chinensis sinuosa) 에탄올 추출물의 항염증 효과 (Anti-inflammatory Effect of Oxya chinensis sinuosa Ethanol Extract in LPS-induced RAW 264.7 Cells)

  • 윤영일;정미연;황재삼;구태원;안미영;이영보;한명세;윤은영
    • 생명과학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.370-376
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    • 2014
  • 본 연구에서는 벼메뚜기 에탄올 추출물의 항염증 효능을 분석하기 위해 LPS로 염증 유도된 RAW 264.7 세포를 이용하였다. OCE의 항염증 효능을 확인 하기 위해서, 염증 유도된 RAW 264.7 세포에 대해 OCE 농도 의존적으로 염증성 사이토카인인 TNF-${\alpha}$와 IL-6의 유전자발현 및 단백질 생성을 감소시킴을 real-time PCR과 ELISA로 확인하였다. 또한, NF-${\kappa}B$ p65의 핵으로 이동이 차단됨을 면역형광염색으로 확인하였으며, iNOS와 COX-2 단백질 발현을 감소시키는 것을 Western blot 분석으로 확인하였다. 이상의 연구결과를 통해 벼메뚜기는 염증에 의한 NF-${\kappa}B$ p65의 활성과 TNF-${\alpha}$와 IL-6의 생성과 iNOS 및 COX-2의 발현을 억제하는 항염증 효능을 갖고 있는 것을 확인하였다.

세균군집의 구조분석을 통한 장기간 농약사용이 토양생태계에 미치는 영향 평가 (Evaluating the Impacts of Long-Term Use of Agricultural Chemicals on a Soil Ecosystem by Structural Analysis of Bacterial Community)

  • 윤병준;김성현;이동헌;오계헌;강형일
    • 미생물학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.260-266
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    • 2003
  • 본 연구는 장기간 동안 지속적인 농약의 사용이 토양생태계에 미치는 영향을 세균군집의 구조분석을 통하여 그 관련성을 평가하고, 이에 대한 기초 자료를 얻고자 수행하였다. 30년 이상 매년 수시로 농약을 사용하여온 제주지역의 한 감귤원 토양과 비농지 토양에 존재하는 세균군집을 16S rRNA clonal library로부터 얻은 각 100 개 클론의 유전자 염기서열을 기초로 하여 비교 분석한 결과 지속적으로 농약을 사용해온 감귤원 토양에서는 3개의 아문(Proteobacteria $\alpha$, $\gamma$, $\delta$)을 포함하는 Proteobacteria를 비롯한 5개 문 18개의 속 그룹에 포함되는 세균군집의 구조를 보였고, 농약을 사용하지 않은 비농지 토양에서는 4개의 아문(Proteobacteria $\alpha$, $\beta$, $\gamma$, $\delta$)을 포함하는 Proteobacteria를 비롯한 12개 문, 44개의 속 그룹에 포함되는 군집구조를 나타냈다. 감귤원 토양에서 가장 많은 분포를 보인 세균은 Proteobacteria g group에 속하는 것으로 전체 clone의 56%로 상당한 우점현상을 나타내었고, Acidobacteria group에 속하는 균이 25%, Firmicutes group, 5%, Planctomycetes group, 2%, Proteobacteria $\alpha$$\delta$ group이 각 1%, Cyanobacteria group, 1% 등의 순서로 우점현상을 보였다. 반면, 비농지 토양에서는 Acidobacteria group에 속하는 균이 14%, Planctomycetes group, 13%, Proteobacteria $\alpha$, $\gamma$, $\delta$ group이 각각 10%, 9%, 9%, Firmicutes group, 8%, Verrucomicrobia group, 8%, Actinobacteria group, 6%, Proteobacteria $\gamma$ group, 3%, Bacteroidetes group, 3%, Gemmatimonadetes group, 3%, Cyanobacteria group이 1% 등의 순서로 장기간 농약을 사용해 온 토양에 비하여 훨씬 다양한 미생물군집의 분포빈도를 나타냈다. 이러한 결과는 지속적인 비료 및 농약의 사용이 토양생태계를 구성하는 세균군집의 다양성을 크게 감소시키거나 또는 특정 미생물을 소멸 시킬 수 있음을 제시해 주었다.

비소세포폐암 세포주에서 pemetrexed의 세포독성과 유전학적 다형성과의 상관성 조사 (Association of Genetic Variations with Pemetrexed-Induced Cytotoxicity in Non-Small Cell Lung Cancer Cells)

  • 윤성애;최정란;김정오;신정영;장향하;강진형
    • 생명과학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.103-112
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    • 2010
  • 페메트렉시드(pemetrexed, $alimta^{(R)}$)는 중피종(mesothelioma)과 비소세포폐암 (non-small cell lung cancer)을 비롯한 다양한 암종에서 엽산(folate) 대사과정에 관여하는 대사물질의 활성을 억제하여 항암효능을 나타낸다. 다중표적 항암제 (multitargeted antifolate)인 pemetrexed는 엽산의 세포내 주요 이동통로인 reduced folate carrier(RFC)를 통해 세포 내로 유입된 후 folylpolyglutamate synthetase (FPGS)에 의해 폴리글루타민산염(polyglutamate) 유도체로 활성되고 thymidylate synthase (TS)와 dihydrofolate reductase (DHFR)를 표적하는 것으로 알려져 있다. 조직형이 서로 다른 비소세포폐암 세포주를 선정하여 pemetrexed의 대사과정에 관여하는 유전자들의 단일염기서열 다형성을 조사하고, mRNA와 단백질의 발현 정도를 비교하여 pemetrexed의 세포독성 효과와의 상관성을 분석하였다. 4개의 비소세포폐암 세포주인 A549, PC14, HCC-1588과 H226에서 RFC, FPGS, TS와 DHFR의 유전형을 조사하였다. Pemetrexed의 약물의 감수성을 알아보기 위해 real-time PCR과 Western blot 방법으로 mRNA 발현과 단백질 발현 정도를 비교하였고, SRB 법으로 약물에 대한 세포독성 효과를 측정했다. PC14 세포주와 H226 세포주에서는 약물처리 전 RFC와 FPGS의 mRNA 발현이 높은 것으로 나타났고, $IC_{50}$값이 각각 $0.08{\pm}0.01\;uM$$0.07{\pm}0.01\;uM$로 pemetrexed에 대한 감수성이 높은 것을 알 수 있었다. A549 세포주에서 TS의 유전형이 2R/2R일 때 mRNA발현이 증가하고 pemetrexed의 약물 저항성과 관련이 있었다. 반면, TS의 유전형이 3R/3R로 나타난 H226에서는 mRNA 발현이 낮은 것을 알 수 있었지만 pemetrexed의 높은 감수성과 관련이 있었다. 세포주 모두에서 pemetrexed 약물처리 후 DHFR의 mRNA 발현은 약물처리 전보다 낮아지는 경향을 보였지만 단백질 발현은 오히려 증가하는 상반된 결과를 보였다. 또한 DHFR 프로모터에 위치한 -1726C>T, -1188A>C SNP는 서로 연쇄 불평형 상태(linkage disequilibrium, LD)에 있었다. 연구결과에서 pemetrexed의 세포독성 효과는 약물 대사과정에 관여하는 여러 분자들의 유전형과 발현 정도에 의해 결정되는 것을 알 수 있었고, 다양한 분석결과를 토대로 항암효능을 평가하는 것이 필요하다고 생각된다.

한약재 추출물의 에스트로겐 유사활성 및 조골세포 증식과 분화에 미치는 영향 (The Effects of Medicinal Herbs Extracts on Estrogen-like Activities and Osteoblast Proliferation and Differentiation)

  • 김미향;김보경;김재덕;강아람;이창은;서정민;이동근;조정권;김육용;유기환;이상현
    • 생명과학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.456-463
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    • 2017
  • 본 연구는 3종의 한약재(감초(Glycyrrhizae radix), 황기(Astragali radix) 및 산약(Dioscorea rhizome)) 추출물의 에스트로겐 유사활성 및 조골세포 증식과 분화에 미치는 영향을 검토하고자 실험을 진행하였다. 에스트로겐 유사활성 측정을 위하여 인체 유방암 세포주인 MCF7 세포를 luciferase 유전자를 리포터로 사용하는 에스트로겐 반응성 리포터 시스템을 가지는 세포로 형질전환하여 사용하였다. 상기 세포를 이용하여 추출물의 에스트로겐 유사활성을 측정한 결과, 한약재 추출물이 음성대조군과 비교하여 1.11배~5.73배 높은 에스트로겐 유사활성을 나타내었다. 그 중 감초 추출물이 가장 높은 에스트로겐 유사활성을 보였다. 감초 추출물의 에스트로겐 유사활성은 추출물의 농도가 $50{\mu}g/ml$$500{\mu}g/ml$ 일 때 각각 $10^{-8}M$$10^{-7}M$ $17{\beta}-estradiol$과 거의 유사한 활성을 나타내었다. 조골세포주인 MC3T3-E1 세포를 이용한 실험에서는 감초 추출물의 농도가 $1{\sim}1,000{\mu}g/ml$ 범위일 때 독성을 나타내지 않았다. 황기 추출물은 조골세포에 있어서 유의적인 세포 증식률을 보이지 않았다. 그러나, 감초 및 산약 추출물은 각각 148% 및 133%의 최대 증식률을 보였다. 또한, 감초 추출물은 대조군과 비교하여 alkaline phosphatase(ALP) 활성이 증가하였으며, 추출물의 농도가 $100{\mu}g/ml$ 일 때 최대 122%의 ALP 활성을 나타내었다. 또한, Alizarin red S 염색법을 이용한 석회화 형성능 측정에서도 대조군과 비교하여 석회화가 증가하였다. 이러한 결과로 미루어 보아 감초 추출물이 골 형성 및 골다공증 예방 효과가 우수한 식품 소재인 것으로 사료된다.

포유동물의 생식과 페로몬 (Mammalian Reproduction and Pheromones)

  • 이성호
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제10권3호
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    • pp.159-168
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    • 2006
  • 설치류를 포함한 대부분의 포유동물은 페로몬 반응을 중개하는 두 개의 화학감각 시스템(chemosensory system)을 갖고 있는데, 각각 주후각시스템(main olfactory system, MOS)과 부후각시스템(accesory olfactory system, AOS)이다. MOS에 속하는 화학감각뉴런들은 주후각 상피 내에 위치하며, AOS에 속하는 화학감각뉴런들은 비강 윗부분의 서골비기관(vomeronasal organ, VNO)에 위치한다. 공기 중의 비휘발성 페로몬 성분들은 구개 위쪽으로 열린 관을 통해 VNO의 내강으로 이동한다. 페로몬 수용체 단백질들은 크게 두 개의 슈퍼패밀리 V1R과 V2R로 나뉘는데, 이들은 구조적으로 큰 차이가 있으며 MOS에서 발현되는 후각 수용체들과는 무관하다. 이들은 7개의 막관통 도메인을 갖는 G-단백질 결부 단백질(seven transmembrane domain G-protein coupled proteins, V1R은 $G_{{\alpha}i2}$와, 그리고 V2R은 $G_{0\;{\alpha}}$와 연관)이다. V2R은 비고전적 MHC Ib 유전자 산물인 M10과 기타 8개의 M1 패밀리 단백질들과 함께 작용한다. 그 외 VNO 뉴런의 중요한 구성 분자는 TrpC2로, 이는 transient receptor potential(TRP)의 양이온 채널 단백질이며 세포내 신호전달과정에서 중요한 역할을 할 것으로 추정된다. 포유동물의 화학적 의사소통과정에서 페로몬은 작용 모드 또는 효과에 따라 4종류로 분류할 수 있는데, 프라이머(primer), 신호자(signaler), 조정자(modulator) 그리고 방출자(releaser)이다. 근본적으로 이들 화학신호에 대한 반응들은 개체 간, 심지어는 한 개체 내에서도 다양할 수 있다. 이러한 다양성은 페로몬이 스테로이드 호르몬들과 함께 또는 단독으로, 신경전달물질들과 같은 비스테로이드 요인들의 후각정보 처리 과정에 미치는 각종 조절의 차이에 의해 나타날 수 있다. 이러한 조절은 유리한 사회적, 환경적인 조건들을 갖도록 수용자의 생식 축에 미치는 영향을 증강 또는 촉진한다. 가장 좋은 예는 수컷 생쥐의 소변 중의 테스토스테론 의존적인 주요 요단백질(major urinary proteins, MUPs)에 의한 임신방지효과(Bruce 효과)이다. 흥미롭게도 생쥐 GnRH 뉴런은 냄새와 페로몬 양자 모두로부터 페로몬 신호를 수용하는 것 같다. 비록 상당한 논란의 소지는 있지만, 그간의 연구들은 생식과 기타 여러 기능들 사이에 복잡한 상호교차 관계가 있음을 시사한다. 여기서 GnRH 뉴런은 다양한 원천으로부터의 정보를 통합하고, 다시 다양한 뇌기능을 조절하는 것으로 보인다.

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동아시아 물부추속 식물의 분자계통 및 식물지리학적 기원에 대한 고찰 (Molecular phylogeny and the biogeographic origin of East Asian Isoëtes (Isoëtaceae))

  • 최홍근;정종덕;나혜련;김호준;김창균
    • 식물분류학회지
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    • 제48권4호
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    • pp.249-259
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    • 2018
  • 물부추속($Iso{\ddot{e}}tes$ L.)은 물부추과($Iso{\ddot{e}}taceae$)에 속하는 이형포자성을 보이는 다년생 정수성 수생식물로, 전 세계에 200여종이 분포하는 것으로 알려져 있다. 물부추속 식물은 고생대 말기에 출현하여 오랜 진화적인 역사를 지닌다. 다양한 생육환경에서 광범위하게 분포하고, 분포 지역에서는 많은 종들이 높은 고유성을 보임으로서 멸종위기종으로 보호되고 있다. 오랜 종분화 과정에서 극도의 수렴진화와 자가배수체 형성과정을 거치면서 형태적으로 매우 단순화되었다. 이로 인하여 이 식물군의 형태적인 형질을 이용한 계통학적 연구와 유연관계의 규명에 많은 어려움을 보여주고 있다. 본 연구에서는 분자계통학적 마커를 이용하여 극동아시아에 분포하는 물부추속의 계통학적 유연관계를 파악하고, 분자시계를 이용하여 이들의 식물지리학적 기원 및 분화시기 등에 대해서 알아보고자 하였다. 분자마커로서 핵과 엽록체 DNA의 염기서열을 이용한 분자계통학적 연구결과, 동아시아 물부추속은 크게 두 개의 분계군으로 구분된다: 일본 홋카이도에 분포하는 북방계분계군과 나머지 물부추속 식물을 포함하는 동아시아 분계군으로 구분이 된다. 북방계인 아시아물부추($Iso{\ddot{e}}tes$ asiatica)는 극동러시아와 북미의 북서부지역의 물부추속 식물과 깊은 유연관계를 보인다. 이 분계군은 북미의 알래스카 지역에서 베링육교(Bering land bridge)를 통해 중신세후기(late Miocene)에 시베리아로 전파된 것으로 분석되었다. 나머지 동아시아 물부추속 식물분계군($Iso{\ddot{e}}tes$ sinensis, I. yunguiensis, I. hypsophila, I. orientalis, I. japonica, I. coreana, I. taiwanensis, I. jejuensis, I. hallasanensis)은 파푸아뉴기니아와 호주의 물부추속 식물과 밀접한 유연관계를 보인다. 이들은, 점신세 후기(late Oligocene)에 호주 대륙의 동부 지역으로부터 원거리 산포과정(long-distance dispersal)을 통해 이동되어진 것으로 추론되었다. 향후에 차세대 염기서열 분석(next generation sequencing)과 같은 대규모 유전자 분석법을 이용하여 유용한 분자마커들을 개발하게 되면 전 세계에 분포하는 물부추속 식물에 대한 전반적인 계통지리학적 분석과 각 대륙에 고유종으로 분포하고 있는 이들의 진화적인 역사를 규명할 수 있을 것으로 보인다.