• Restorative Dentistry and Endodontics
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• v.27 no.5
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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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• v.27 no.3
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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.

• Proceedings of the Korean Society of Applied Pharmacology
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• 1994.04a
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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.

• The korean journal of orthodontics
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• v.32 no.3 s.92
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• pp.227-234
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• 2002

In order to investigate the action mechanism of protein kinase C on $K^+$ channel in osteoblastic cell, effects of phorbol 12, 13-dibutyrate on human osteoblast-like cells (G292) were studied by patch clamp technique with cell-attacked configuration. 111 this experiment, 45pS ion channel was dominant in G292 cell line according to their approximate conductances in symmetrical 140mM KCl saline at holding potential of 60mV. In torrent-voltage relationship, reversal potential was 5.5mV at the condition of potassium enriched saline in the pipette and -27 mV at the condition of standard extracellular saline In the pipette. Phorbol 12, 13-dibutyrate 10nM increased the open probability of 45pS channel and staurosporine, an inhibitor of protein kinase C, suppressed this effect. Phorbol 12,13-dibutyrate moved the reversal potential of 45pS channel to more negative potential and increased the single channel current at the same membrame potential. In order to check the activation of protein kinase C in G292 cell by phorbol 12,13-dibutyrate, western blot of protein kinase C was performed. Phorbol 12,13-dibutyrate $0.1{\mu}M$ translocated protein kinase C from cellular compartment to membrane compartment of the cell. These findings suggest that phorbol 12,13-dibutyrate, one of phorbol esters, activate 45pS channel In G292 cell and affect cell membrane potential, that regulate cellular function.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2017.03a
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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.

• Journal of Embryo Transfer
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• v.21 no.1
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• pp.35-43
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• 2006

Ions play important roles in various cellular processes including fertilization and differentiation. However, it is little known whether how ions are regulated during early embryonic development in mammalian animals. In this study, we examined changes in $Ca^{2+}\;and\;K^+$ concentrations in embryos and oviduct during mouse early embryonic development using patch clamp technique and confocal laser scanning microscopy. The intracellular calcium concentration in each stage embryos did not markedly change. At 56h afier hCG injection when 8-cell embryos could be Isolated from oviduct, $K^+$ concentration in oviduct increased by 26% compared with that at 14h after injection of hCG During early embryonic development, membrane potential was depolarized (from -38 mV to -16 mV), and $Ca^{2+}$ currents decreased, indicating that some $K^+$ channel might control membrane potential in oocytes. To record the changes in membrane potential induced by influx of $Ca^{2+}$ in mouse oocytes, we applied 5 mM $Ca^{2+}$ to the bath solution. The membrane potential transiently hyperpolarized and then recovered. In order to classify $K^+$ channels that cause hyperpolarization, we first applied TEA and apamin, general $K^+$ channel blockers, to the bath solution. Interestingly, the hyperpolarization of membrane potential still appeared in oocytes pretreated with TEA and apamin. This result suggest that the $K^+$ channel that induces hyperpolarization could belong to another $K^+$ channel such as two-pore domain $K^+(K_{2P})$channel that a.e insensitive to TEA and apamin. From these results, we suggest that the changes in $Ca^{2+}\;and\;K^+$ concentrations play a critical role in cell proliferation, differentiation and reproduction as well as early embryonic development, and $K_{2P}$ channels could be involved in regulation of membrane potential in ovulated oocytes.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• v.25 no.3
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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.

• The Zoological Society Korea : Newsletter
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• v.18 no.2
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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.

• Progress in Medical Physics
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• v.17 no.2
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• pp.96-104
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• 2006

Experiments from several groups Including ours have demonstrated that $Ca^{2+}$ can enhance the inactivation of N-type calcium channels. However, it is not clear if this effect can be ascribed to a 'classic' $Ca^{2+}$-dependent inactivation (CDI) mechanism. One method that has been used to demonstrate CDI of L-type calcium channels is to alter the intracellular and extracellular concentration of $Ca^{2+}$. In this paper we replaced the external divalent cation to monovalent ion ($MA^+$) to test CDI. In the previous paper, we could separate fast (${\tau}{\sim}150ms$) and slow (${\tau}{\sim}2,500ms$) components of inactivation in both $Ba^{2+}$ and $Ca^{2+}$ using 5-sec voltage step. Lowering the external divalent cation concentration to zero abolished fast inactivation with relatively little effect on slow inactivation. Slow inactivation ${\tau}$ correspond very well with provided the $MA^+$ data is shifted 10 mV hyperpolarized and slow inactivation ${\tau}$ decreases with depolarization voltage in both $MA^+\;and\;Ba^{2+}$, which consistent with a classical voltage dependent inactivation (VDI) mechanism. These results combined with those of our previous paper lead us to hypothesize that external divalent cations are required to produce fast N-channel inactivation and this divalent cation-dependent inactivation is a different mechanism from classic CDI or VDI.

• Journal of Embryo Transfer
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• v.24 no.3
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• pp.189-197
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• 2009

Two-pore domain $K^+(K_{2P})$ channels contribute to setting the resting membrane potential in excitable and nonexcitable cells. However, the cellular or tissue distribution and function of $K_{2P}$ channels expressed in mammalian germ cells and reproductive organs have not yet been reviewed by researchers. In this review, we focus on expression, localization and expected properties of $K_{2P}$ channels in germ cells and reproductive organs. The $K_{2P}$ channels are expressed in human cytotrophoblast cells, myometrium, placental vascular system, uterine smooth muscle, and pregnant term tissue, suggesting that $K_{2P}$ channels might be involved in the processes of pregnance. The $K_{2P}$ channels are also expressed in mouse zygotes, monkey sperm, ovary, testis, germ cells, and embryos of Korean cattle. Interestingly, $K_{2P}$ channels are modulated by changes in temperature and oxygen concentration which play an important role in embryonic development. Also, $K_{2P}$ channels are responsible for $K^+$ efflux during apoptotic volume decreases in mouse zygotes. These expression patterns and properties of the $K_{2P}$ channels in reproductive organs and germ cells are likely to help the understanding of ion channel-related function in reproductive physiology.