• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제27권5호
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• pp.451-462
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• 2002

삼차신경은 구강악안면영역의 운동 및 감각을 담당하고 있으므로 치과임상에서 매우 중요하다. 삼차신경근 중 삼차신경절에 세포체를 갖는 뉴론은 주로 체성 감각을 전달하는 1차 구심신경으로 악안면영역의 촉각, 압각, 진동감각 온도각 및 통각을 담당한다. 이러한 감각의 전달은 기본적으로 신경세포의 이온통로의 활동에 의존하는데 삼차신경절 세포에 여러 종류의 이온통로가 존재하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 항체 염색법을 이용하여 이온통로가 존재를 확인 하고자 한다. 횐쥐의 삼차신경절로부터 통법에 따라 뉴론을 단일 세포로 분리하고 immunocytochemistry 방법으로 세포를 염색하여 관찰한 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 본 실험에서 이온전류의 측정 등으로 관찰된 여러 종류의 이온통로들을 면역 염색법으로 확인하였다. 횐쥐의 삼차신경절 뉴론에서 확인된 이온통로는 소디움통로와 N, P 및 Q-type의 칼슘통로 그리고 BK$_{Ca}$, Kv 4.2 및 Kir 2.1 등의 포타슘통로이었으며 이온통로의 종류에 따라 분포에 차이를 나타내었다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제27권3호
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• pp.215-231
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• 2002

삼차신경절의 뉴론이 구강악안면영역에서의 촉각, 압각, 온도각 및 통각 등 다양한 감각을 중추신경계로 전달하는 역할을 하는 것은 주지의 사실이다. 이러한 신경전달에 있어서 이온통로는 감각정보를 전달하는데 핵심적인 역할을 수행한다. 이 중 소디움 통로는 활동전위의 발생에 중요하며, 칼슘 통로는 시냅스 전도에 있어서 필수적인 역할을 수행하고, 포타슘 통로는 안정막전압의 유지 및 재분극에 관여한다. 최근에 여러 가지의 이온통로들의 뇌조직내의 분포에 관한 연구가 시작되고 있는데 삼차신경의 일차구심뉴론이 종지하는 삼차신경핵 즉 삼차신경 척수감각핵, 삼차신경 주감각핵, 삼차신경 중뇌핵 및 삼차신경 운동핵에 존재하는 이온통로에 관한 연구는 매우 희소하여 본 연구에서는 횐쥐의 삼차신경 핵에 존재하는 소디움, 칼슘 및 포타슘 이온통로들을 면역조직화학적 방법으로 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. (1) 소디움 통로는 삼차신경 척수감각핵, 삼차신경 주감각핵 및 삼차신경 운동핵 모두에서 강하게 염색되었다. (2) 칼슘 통로는 삼차신경 척수감각핵에서는 N-type 통로가 중등도로 염색되었으며 , P/Q-type 통로는 약하게 염색되었으나 R-type 통로는 거의 염색되지 않았다. 삼차신경 주감각핵에서는 P/Q-type 통로가 매우 약하게 염색되었다. (3) 포타슘 통로는 삼차신경 척수감각핵과 삼차신경 주감각핵에서 inwardly rectifying 포타슘 통로(Kir 2.1)가 중등도로 염색되었고, voltage-gated 포타슘 통로(Kv 4.2)가 약하게 염색되었으며, BKCa는 그 염색 정도가 매우 약하게 나타났다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 삼차신경 감각핵에는 소디움 통로의 분포가 가장 많았으며, 칼슘통로에서는 N-type이, 포타슘 통로 중에는 inwardly rectifying 통로(Kir 2.1)가 가장 많이 분포함을 관찰할 수 있었다.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 1994년도 춘계학술대회 and 제3회 신약개발 연구발표회
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• pp.185-185
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• 1994

관상동맥은 전기적으로 자극하여도 활동전위가 쉽게 유발되지 않는 조직인데, 이는 세포내의 $Ca^{2+}$에 의해서 활성화되는 $K^{+}$통로때문이라고 여겨지고 있다. 저자들은 단일 이온통로 수준에서 이러한 관상동맥 $K^{+}$ 통로의 성질을 조사하고, 아울러 $K^{+}$ 통로 개방제를 포함한 몇가지 약물이 $K^{+}$ 통로에 미치는 영향을 알아보고자 본 연구를 수행하였다. 막소포는 돼지의 심장에서 관상동맥을 분리하여 균질화 및 원심분리하여 준비하였으며, sucrose 20/30%에 있는 층을 취하여 분주한 후 -7$0^{\circ}C$로 보관하여 사용하였다. 평지방막은 1-palmitoyl, 2-oleoyl-phosphatidyl ethanolamine과 1-palmitoyl, 2-oleoyl phosphatidylcholine (4:1)을 n-decane에 녹인지방액(25mg/m1)을 200 $\mu\textrm{m}$의 구멍에 칠하여 만들었다. 단일 $K^{+}$ 통로는 막소포 (1-5$\mu\textrm{g}$/ml)를 평지방막의한쪽에 추가하고 자석으로 저어 융합이 되도록 하였으며, 통로의 활성은 막의 양쪽에 150 mM KCI, 10 mM HEPES-KOH, 0.5 mM EGTA, 0.6 mM $CaCl_2$ (pH 7.2)로 된용액이 존재하는 상태에서 막전압을 다르게 하며 기록하였다. 단일 이온 통로 전류는 amplifier를 통하여 VCR tape에 녹화하여 후에 분석에 이용하였으며, 동시에 종이기록지에 기록하였다. 단일이온통로 활성의 분석은 pClamp (Ver5.5)를 이용하여 수행하였다. 관상동맥에서 가장 흔히 기록되는 이온통로는 막전압과 $Ca^{2+}$의 농도에 의하여 변하는 $K^{+}$ 통로이었는데 pCa 4.0과 -10 mV에서 초기 활성도(Po)는 0.1에서 0.8까지 다양하였다. 전류와 전압과의 관계는 -60 - +60mV의 전압범위에서 직선형이었다.

• 대한치과교정학회지
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• 제32권3호
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• pp.227-234
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• 2002

본 연구는 조골세포의 특성을 가지고 있는 G292세포주를 이용하여 세포막 이온통로에 대한phorbol ester의 효과를 조사하여 protein kinase C (PCK)의 이온통로에 대한 작용기전을 밝히고자 하였다. Patch clamp 기법을 이용하여 G292 세포에서 cell-attached configuration으로 단일이온통로의 활동을 관찰하고 Phorbol 12, 13-dibutyrate (PDBu)의 효과를 관찰하였다. 안정상태 G292 세포에서 cell-attached 모드로 세포막의 단일이 온통로 활동을 관찰한 결과 45pS의 $K^+$통로가 특징 적으로 우세하였다. 유리 전극 내부에 세포내 액과 세포외 액을 사용하여 전류-전압의 관계를 조사한 결과, 세포내 액을 사용하는 경우에는 역전전압이 5.5mV이었으며 세포외액을 사용하는 경우에는 -27mV이었다. PDBu는 45pS의 이온통로를 10nM이상의 농도에서 이온통로의 열릴 확률을 증가시켰으며 PKC억제제인 staurosporine 10nM에 의하여 차단되는 특성을 보였다. PDBu는 45pS의 이온통로에 작용하여 전류-전압의 관계에서 역전전압을 음의 방향으로 이동시켰으며 동일한 막전압에서 단일이온통로의 전류 크기를 증가시켰다. G292세포에서 PDBu에 의하여 PKC가 활성화되는 것을 western blot으로 확인한 결과 PDBu 0.luM은 세포질에서 세포막으로 PKC translocation을 유의하게 증가시키는 것을 확인하였다. 이상의 결과는 G292세포에서 phorbol ester의 일종인 PDBu가 세포내 PKC를 활성화시켜 45pS의 이온통로를 활성화시키며 이러한 작용의 결과로 세포막전압의 변화가 세포의 기능을 조절할 것으로 사료된다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2017년)
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• pp.643-649
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• 2017

심장 이온통로의 변화는 활동전압의 모양과 길이에 영향을 주어 심부정맥을 유발한다. 산화적 스트레스의 증가로 인해 생체에 침착이 증가하는 지질산화물 (4-HNE, 4-ONE)는 여러 단백질 및 이온통로에 영향을 주는 독성이차전달자로 알려져 있다. 본 연구자는 선행 연구를 통해 4-HNE와 4-ONE의 단기간 노출이 심실근세포에 발현되는 3종류의 이온통로 ($I_{Kr}$, $I_{Ks}$, $I_{Ca,L}$)의 전류감소와 kinetics변화를 일으키고, 심실근세포의 활동전압길이가 증가하는 것을 확인하였다. 두 물질이 이온통로들에 준 영향은 유사하였으나, 활동전압길이의 증가 정도가 4-ONE에서 더 크게 나타났다. 활동전압의 연장에 차이가 나는 원인과, 두 지질산화물이 또 다른 이온통로에 미치는 영향 유무를 예측하기 위해서 Grandi and Bers human ventricular model[1]을 적용한 Integrated human ventricular myocyte model 프로그램 (developed by prof. Youm)을 활용하였다. 시뮬레이션으로 재현한 4-HNE와 4-ONE에 의한 활동전압은 실험으로 기록된 것보다 연장 정도가 작았다. 시뮬레이션 모델의 background $Na^+$ 전류의 크기를 크게 하였을 경우, 실험에서 기록된 활동전압 길이에 상응하는 연장을 가져왔다. 그러므로, 4-HNE와 4-ONE는 실험으로 확인한 $I_{Kr}$, $I_{Ks}$, $I_{Ca,L}$ 이외에 심장세포에 존재하는 내향전류 (Late $Na^+$ current)의 크기를 증가하는 효과가 있음을 예측할 수 있으며, 실험적 검증이 요구된다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제25권3호
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• pp.407-420
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• 2000

삼차신경절의 뉴런이 구강악안면영역에서의 촉각, 입각, 온도각 및 통각 등 다양한 감각을 중추신경계로 전달하는 역할을 하는 것은 주지의 사실이다. 이러한 신경전달에 있어서 이온통로는 감각정보를 전달하는데 핵심적인 역할을 수행하며 특히 소디움 통로는 활동전위의 발생에 중요하다. 소디움 통로는 tetrodotoxin-sensitive(TTX-s) 및 tetrodotoxin-resistant(TTX-r) 통로로 나누어지는 데 이 중 TTX-r 통로에 발생되는 tetrodotoxin-resistant sodium current(TTX-r $I_{Na}$)는 capsaicin에 민감한 일차구심신경세포에서 유해자극에 의해 통각신호를 발생시키고 전달하는데 중요하다. 또한 칼슘 통로는 시냅스 전도에 있어서 필수적인 역할을 수행하고 있다 한편 치과영역에서 치수의 진정 목적으로 eugenol이 흔히 사용되고 있다. 그러나 eugenol의 그 작용 기전에 대해서 현재까지 이온 통로에 대한 상세한 결과가 없는 실정이며 최근의 보고에 의하면 eugenol이 capsaicin 수용기를 통하여 감각신경에 대한 억제작용을 나타낸다고 한다. 따라서 본 실험은 eugenol과 capsaicin이 흰쥐의 삼차신경절의 TTX-r $I_{Na}$와 칼슘통로에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보고 eugenol이 capsaicin 수용기를 통하여 작용하는지를 검증하고자 시행되었다. 삼차신경절 뉴런은 100~150g의 흰쥐의 삼차신경절로부터 외과적으로 절제하여 통법의 화학적 및 기계적 처리를 통해 단일세포로 분리하였고 이를 whole-cell patch clamp 방법을 이용하여 시행한 바 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 1mM의 dugenol은 흰쥐 삼차신경절 뉴런의 TTX-r $I_{Na}$와 HVA $I_{Ca}$를 억제하였다. 2. $1{\mu}m$의 capsaicin은 흰쥐 삼차신경절 뉴런의 TTX-r $I_{Na}$와 HVA $I_{Ca}$를 억제하였다. 3. Capsazepine은 capsaicin의 HVA $I_{Ca}$에 대한 억제작용을 차단하였다. 4. Capsazepine은 capsaicin의 HVA $I_{Ca}$에 대한 억제작용을 차단하지 못하였다. 결론적으로 eugenol과 capsaicin은 tetrodotoxin-resistant sodium current(TTX-r $I_{Na}$)와 high voltage-activated calcium current(HVA $I_{Ca}$)를 모두 억제하는 것으로 나타났으며, 이러한 작용이 통각의 발생과 시냅스 전달과정을 차단하여 치수 진정 목적으로 많이 사용하는 eugenol의 작용기전으로 판단된다. 한편 capsaicin의 길항제인 capsazepine을 전처치하였을 때에도 eugenol의 HVA $I_{Ca}$에 대한 억제효과는 변화가 없었다. 이와같은 결과로 보아 HVA $I_{Ca}$에 관한 한 eugenol은 capsaicin 수용기를 통하여 나타나지 않는 것으로 사료된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제49권4호
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• pp.281-286
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• 2006

Tolaasin은 Pseudomonas tolaasii에 의해 생성된 분자량 1,985 Da의 펩티드로서 재배버섯에 갈반병을 유발하는 원인 독소이다. Tolaasin은 곰팡이, 세균, 식물세포 뿐만 아니라 적혈구의 원형질막에 이온통로를 형성하여 세포를 파괴한다. $Zn^{+2}$는 tolaasin의 활성을 저해함이 알려졌으나, 자세한 기작은 밝혀지지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 tolaasin의 이온통로 형성에 대한 분자기작을 밝히기 위하여, 적혈구 용혈현상에 대한 $Zn^{+2}$의 저해효과를 조사하였다. $Zn^{+2}$와 $Cd^{+2}$은 tolaasin의 용혈활성을 농도의존적으로 저해하였으며, Ki 값은 각각 170 ${\mu}M$과 20 mM 이었다. $Zn^{+2}$의 저해효과는 EDTA의 첨가로 제거되어 $Zn^{+2}$의 효과가 가역적임을 보여준다. 한편, tolaasin과 함께 삼투억제제인 PEG 2000을 가하였을 때, 용혈현상은 나타나지 않았다. 적혈구를 원심분리로 회수하고 PEG 2000을 제거한 후, 신선한 반응용액에 현탁하였을 때, 용혈현상은 즉시 관측되었다. 그러나, 이때에도 $Zn^{+2}$가 존재시에는 용혈현상이 억제되었으며, 이것은 삼투억제제의 처리중에 이미 이온통로가 만들어졌음을 의미한다. 이러한 결과는 $Zn^{+2}$가 tolaasin의 세포막 결합 및 이온통로 형성에는 영향이 적으며, 형성된 이온통로의 활성을 저해함을 보인다.

• 한국동물학회:뉴스레터
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• 제18권2호
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• pp.38-44
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• 2001

전위활성화 칼슘통로를 통한 칼슘이온의 세포 내 유입은 근육수축, 시냅스 전달, 호르몬 분비, 효소의 활성도 및 유전자 발현을 조절한다. 이와 같이 중요한 생리적 기능을 조절하기 때문에 칼슘통로를 대상으로 한 다방면의 연구가 과거 20년간 활발히 진행되어 왔다 칼슘통로는 $\alpha$1, $\alpha$2-$\delta$, $\beta$로 구성되어 있으며, 이 중 $\alpha$1은 칼슘통로의 일반적 특성을 나타내는 기본 구조체이며, $\alpha$2-$\delta$와 $\beta$는 $\alpha$1을 조절하는 보조 기능을 한다. 지금까지 10개의 $\alpha$1 subunits(L-형: $\alpha$1S, $\alpha$1C, $\alpha$1D, $\alpha$1F; non-L-형: $\alpha$1A, a1B, $\alpha$1E; T-형: $\alpha$1G, $\alpha$1H, $\alpha$1I), 4종류의 $\beta$ subunits, 3 종류의 $\alpha$2-$\delta$ subunits가 클로닝되었으며, 이들 클론을 이용한 분자 수준에서의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 논단에서는 칼슘통로의 구조, 기능 및 조절에 대한 연구가 전기생리학적, 분자생물학적 및 약리학적 방법을 사용하여 어떻게 수행되어왔는지 살펴보고, 최근 연구성과에 대해서도 소개하고자 한다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제17권2호
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• pp.96-104
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• 2006

본 연구자를 위시한 많은 연구자에 의해 칼슘이 N형 칼슘통로의 비활성화를 촉진시킨다는 것이 보고되었다. 그러나 칼슘에 의한 비활성화 촉진 효과가 고전적인 칼슘의존성 기전에 의해 기인하는지는 아직 확실하지 않다. L형 칼슘통로의 칼슘의존성 비활성화기전을 밝히기 위하여 지금까지 사용해온 방법의 하나는 세포내, 외의 칼슘농도를 변화시켜보는 것이다. 그러므로 본 연구에서는 칼슘의존성 비활성화기전의 존재 여부를 알아보기 위하여 2가 양이온을 1가 양이온인 메틸아민($MA^+$)으로 치환하였다. 선행 연구를 통해 우리는 5초 동안의 긴 저분극 자극 시 바륨과 칼슘을 사용하여 얻은 전류에서 모두 빠른 성분(${\tau}{\sim}150ms$)과 느린 성분(${\tau}{\sim}2,500ms$)의 비활성화가 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서 세포외 2가 양이온의 농도가 0이 되도록 하였을 때 빠른 비활성화가 소실된 반면 느린 비활성화에는 영향이 거의 없었다. 또한 바륨를 사용하였을 때보다 10 mV씩 과분극시킨 전압에서의 메틸암모늄 전류 데이터를 비교하여 보았을 때 느린 비활성화의 시정수가 서로 잘 일치하였으며 이 시정수는 막전압이 저분극될수록 감소하는 막전압의존성 비활성화의 특성을 보였다. 본 연구결과와 선행연구의 결과를 종합하여 볼 때 세포외 2가 양이온의 존재는 N형 칼슘통로의 빠른 비활성화가 일어나기 위하여 필수적인 조건이며 이러한 2가 양이온의존성 비활성화기전은 기존의 칼슘의존성 또는 막전압의존성 기전과 다르다는 가설을 제안한다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제21권1호
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• pp.35-43
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• 2006

이온 통로 및 이온 농도의 변화는 수정 현상을 포함한 다양한 세포 기능에 중요한 역할을 한다. 그러나 이러한 이온의 변화가 포유동물 배의 발달과정에 어떻게 관여하는지에 대해서는 알려진 바가 적다. 본 연구에서는 생쥐난자가 수정 이후 배 발달 과정을 거치는 동안 나타나는 칼슘과 포타슘 이온의 변화를 전기생리학적 실험 기법과 공초점 현미경을 이용하여 조사하였다. 수정 시에 나타나는 일시적인 세포내 칼슘 농도 변화는 활성 전류(수정 전류)와 함께 동반되었다. 그러나 수정과 같은 극적인 현상이나 자극이 없는 시기에는 세포내 칼슘 농도가 배 발달 시기와 상관없이 일정한 수준으로 유지되었다. 이것은 세포내외의 칼슘 농도의 보상현상으로도 설명할 수 있을 것이다. 배 발달이 진행됨에 따라 난관액의 포타슘 농도는 계속 증가하여 8세포기 배에서는 난자보다 26% 증가하였다. 상실배, 포배기에서는 포타슘 농도가 감소하였다. 배 발달이 진행됨에 따라 주로 포타슘 이온에 의해 조절되는 막 전압은 탈분극되고, 칼슘 이온의 세포 안으로의 유입은 점점 감소하였다. 생쥐 난자에 5 mM의 칼슘을 처리하였을 때 막 전압은 일시적인 과분극 현상을 보이다가 회복되었다. 칼슘 유입에 따른 막 전압 변화에 관여하는 포타슘 통로를 확인하기 위하여 포타슘 통로 차단제를 전 처리한 후 칼슘을 처리한 결과, 칼슘만을 단독으로 처리한 결과와 유의한 차이를 보이지 않았다. 막 전압의 과분극 현상은 잘 알려진 포타슘 통로 차단제인 TEA에 억제되지 않았다. 그리고 small conductance $Ca^{2+}$-activated 포타슘 통로 차단제 인 apamin에 의해서도 억제되지 않았다. 따라서 생쥐 난자에서 과분극을 유발시키는 포타슘 통로는 TEA와 apamin에 억제되지 않는 다른 포타슘 통로로 생각된다. 이상의 결과로부터 배 발달 동안 변화되는 칼슘과 포타슘 이온은 수정 및 초기 배 발달에 중요한 인자로써 작용할 것으로 생각되며, two-pore domain 포타슘 통로가 난자의 막 전압 조절에 관여할 가능성을 제시한다.