• Title/Summary/Keyword: Brain Activity

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Effects of Systemic and Focal Hypoxia on the Activities of Rostral Ventrolateral Medullary Neurons in Cats

  • Yan, Hai-Dun;Kim, Charn;Kim, Ji-Mok;Lim, Won-Il;Kim, Sang-Jeong;Kim, Jun
    • The Korean Journal of Physiology
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    • 제30권1호
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    • pp.105-116
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    • 1996
  • Rendering the brain ischemic would evoke the cerebral ischemic reflex which is characterized by an arterial pressor response, apnea and bradycardia. Since the rostral ventrolateral medulla (RVLM) is known to play a key role in the maintenance of normal cardiopulmonary activity, during the cerebral ischemic reflex some cardiac related cells should be excited and respiration related cells inhibited. In this context, the responses of RVLM neurons to systemie and focal hypoxia were analyzed in the present study. Twenty-five adult cats of either sex were anesthetized with ${\alpha}-chloralose$ and the single neuronal activities were identified from RVLM area. For the induction of focal hypoxia in the recording site, sodium cyanide was applied iontophoretically and for systemic hypoxia the animal was ventilated with nitrogen gas for a twenty-second period. Cellular activities were analyzed in terms of their discharge pattern and responses to the hypoxia by using post-stimulus time and single-pass time histograms. Of eighteen cardiac related cells recorded from the RVLM area, twelve cells were excited by iontophoresed sodium cyanide and of twenty-five respiration related cells, fourteen cells were excited by iontophoresed sodium cyanide. Remaining cells were either inhibited or unaffected. Eight of fifteen cells tested with iontophoresed sodium lactate were excited and remaining seven cells were inhibited. Systemic hypoxia induced by nitrogen gas inhalation elevated the arterial blood pressure, but excited, inhibited or unaffected the single neuronal activities. Some cells showed initial excitation followed by inhibition during the systemic hypoxia. Bilateral vagotomy resulted in a decrease of arterial pressor response to the systemic hypoxia, and a slight decrease in the rhythmicity related to cardiac and/or respiratory rhythms. The single neuronal responses to either systemic or focal hypoxia were not affected qualitatively by vagotomy. From the above results, it was concluded that the majority of the cardiac- and respiration- related neurons in the rostral ventrolateral medulla be excited by hypoxia, not through the mediation of peripheral chemoreceptors, and along with the remaining inhibited cells, all these cells be involved in the mediation of cerebral ischemic reflex.

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Cardiac Ankyrin Repeat Protein의 과량발현이 혈관내피세포에서 갖는 혈관신생 촉진 효과 (Angiogenic Effect of Cardiac Ankyrin Repeat Protein Overexpression in Vascular Endo-thelial Cell)

  • 공훈영;변종회
    • 미생물학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.282-288
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    • 2008
  • 혈관이 좁아지거나 막혀서 생기는 허혈은 심장, 뇌, 다리와 같은 인체의 여러 장기에 영향을 미친다. 최근 혈관신생 분야에서 많은 진전이 있어 기존 치료법으로 치료가 되지 않는 허혈성 환자들의 치료 가능성에 대한 기대가 많아졌다. 혈관형성은 여러 개의 인자들과 세포들이 관여하는 복잡한 과정이기 때문에, 한 개의 인자보다는 여러 인자들을 병합하는 요법이 점점 많이 시도되고 있는데, 이런 병합요법의 한 예로 전사인자를 전달하는 전략을 생각할 수 있다. 이에 본 연구에서는 cardiac ankyrin repeat protein (CARP)의 유전자를 대상으로 그 혈관신생 능력을 혈관내피세포에서 조사하였다. 아데노바이러스 벡터 내에 human CARP의 cDNA를 클로닝하여 재조합 아데노바이러스를 제조하였으며, 이를 이용한 유전자 전달실험 결과, CARP 유전자 전달 군에서 유의하게 혈관내피세포의 중식과 모세관 구조 형성, 그리고 vascular endothelial growth factor의 발현 등을 증가시킴을 확인하였다. 본 연구 결과는 CARP가 혈관신생 연구의 새로운 목표 유전자로서 그 기능에 대한 많은 연구가 필요함을 뒷받침해준다.

유병기간에 따른 한국인 파킨슨병 환자의 영양소 섭취 상태 및 식사의 질에 관한 연구 (Nutrients Intake and Dietary Quality of Korean Parkinson's Disease Patients According to the Duration of Disease)

  • 이주연;안태범;전범석;김윤영;조여원
    • 대한지역사회영양학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.582-591
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    • 2008
  • Both genetic and environmental factors play important roles in the pathogenesis of Parkinson Disease(PD). The contribution of many environmental factors including dietary factor remains unproven. The purpose the study was to investigate the dietary habits, nutrient intake and dietary quality of Korean PD patients according to the duration of disease. PD patients were recruited from K and S university hospitals from May 2005 to January 2006. This study was carried out after approval by the Institute Review Board(IRB). British Brain Bank criteria was used to diagnose PD. The subjects were classified into 2 groups based on the duration of PD: <25 months and $\geq$25 months groups. General characteristics, anthropometric measurements, food habits and dietary intakes were investigated. The results of this study were as follows: 1) The mean age of <25 months group($66.9{\pm}8.0$ yr) was significantly higher than that of $\geq$25 months group($62.2{\pm}8.8$ yr)(p<0.05). No significant differences were found for academic background, occupation, living status and social activity, however, numbers of diseases, exercise and family history of PD were significantly different. 2) Anthropometric measurements were not different between the two groups. 3) The frequency of taking snacks was significantly higher in <25 months group and the amounts of alcohol consumption were significantly higher in $\geq$25 months group. 4) Daily intakes of most nutrients were very low compared with DRI. 5) The MAR score was significantly lower in <25 months group(p<0.05;) however, the scores of DVS, DDS and DQI were not significantly different. As a conclusion an overall nutrient intake and dietary quality of the Parkinson's Disease patients need to be improved regardless of duration of the disease and a well-balanced diet should be emphasized.

Betulinic Acid Inhibits LPS-Induced MMP-9 Expression by Suppressing NF-kB Activation in BV2 Microglial Cells

  • Lee, Jae-Won;Choi, Yong-Joon;Kim, Song-In;Lee, Sue-Young;Kang, Sang-Soo;Kim, Nam-Ho;Kwon, Yong-Soo;Lee, Hee-Jae;Chun, Wan-Joo;Kim, Sung-Soo
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제19권4호
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    • pp.431-437
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    • 2011
  • Aberrant activation of microglia has been reported to cause neuronal damages by releasing a variety of pro-inflammatory cytokines. Besides where microglia become active, damages have been also observed in remote places, which is considered due to the migration of activated microglia. Therefore, an agent that could suppress abnormal activation of microglia and their subsequent migration might be valuable in activated microglia-related brain pathologies. The objective of the present study was to evaluate anti-inflammatory effects of betulinic acid on lipopolysaccharide (LPS)-stimulated BV2 microglial cells. Pretreatment of betulinic acid significantly attenuated LPS-induced NO production and protein expression of iNOS. Betulinic acid also significantly suppressed LPS-induced release and expression of cytokines such as TNF-${\alpha}$ and IL-$1{\beta}$. Furthermore, betulinic acid significantly uppressed LPS-induced MMP-9 expression, which has been suggested to play an important role in the migration of activated microglia. In order to understand the possible mechanism by which betulinic acid suppresses LPS-induced cytokine production and migration of microglia, the role of NF-kB, a major pro-inflammatory transcription factor, was examined. Betulinic acid significantly suppressed LPS-induced degradation of IKB, which retains NF-kB in the cytoplasm. Therefore, nuclear translocation of NF-kB upon LPS stimulation was significantly suppressed with betulinic acid. Taken together, the present study for the first time demonstrates that betulinic acid possesses anti-inflammatory activity through the suppression of nuclear translocation of NF-kB in BV2 microglial cells.

사람의 신경교모세포종 기원 세포에서 레스베라트롤에 의한 활성산소종 생성 증가와 MAPK 활성화를 통한 세포 사멸 효과 (Resveratrol Induces Cell Death through ROS-dependent MAPK Activation in A172 Human Glioma Cells)

  • 정정숙;우재석
    • 생명과학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.212-219
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    • 2016
  • 다형성 신경교모세포종은 사람의 원발성 뇌종양 중 가장 흔하면서 악성이 높은 종양의 하나로 수술과 방사선치료, 화학치료 등 집중적 치료에도 불구하고 사망률이 높은 종양이다. 레스베라트롤은 다양한 자연산 물질에 포함되어 있는 폴리페놀의 일종으로 여러 종류의 암세포들에서 항암 작용이 있음이 보고되어 있으나 그 기전은 명확하게 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 사람의 신경교모세포종 기원 세포인 A172 세포에서 레스베라트롤에 의한 세포 사멸 효과와 그 기전을 확인하고자 하였다. 레스베라트롤은 A172세포에서 활성산소종의 생성을 촉진하였으며 N-acetylcystein 혹은 catalase 등의 항산화제들을 전처치시 레스베라트롤의 세포 사멸 효과가 차단되었다. 레스베라트롤은 ERK와 p38 kinase, JNK 등의 인산화를 촉진하였으며 이들 인산화 효소의 억제제들을 전처치하면 레스베라트롤의 세포 사멸 효과가 차단되었다. Caspase 억제제를 전처치시 레스베라트롤에 의한 caspase-3의 활성화와 세포 사멸이 차단되었으며, N-acetylcystein을 전처치시 레스베라트롤에 의한 ERK의 활성화와 caspase-3의 활성화가 차단되었다. 이들 결과를 종합하면 레스베라트롤은 A172 세포에서 활성산소종의 생성을 촉진하며 이는 ERK와, p38 kinase, JNK 등의 활성화를 통해 caspase-의존성 기전으로 세포사멸을 유도하는 것으로 사료된다.

소의 뇌 Inositol triphosphate kinase와 Calmodulin-Affigel과의 친화도 (THE AFFINITY OF CALMODULIN-AFFIGEL FOR INOSITOL TRIPHOSPHATE KINASE FROM BOVINE BRAIN)

  • 임승우;김정희
    • Journal of Yeungnam Medical Science
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    • 제7권1호
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    • pp.39-50
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    • 1990
  • 세포막의 정보전달기전중 phosphoinositide system은 정보가 전달될때 phospholipase C 효소의 작용으로 phosphatidyl inositol bisphosphate로부터 inositol triphosphate($IP_3$)와 diacylglycerol이 생성되며 $IP_3$는 다시 $IP_3$kinase에 의해 inositol tetrakisphosphate($IP_4$)로 되어 이차전령 물로서 작용한다. 본 연구는 $IP_3$kinase효소가 $Ca^{2+}$와 calmodulin에 의해 활성화되는 성질을 이용하여 calmodulin을 정제하고 $IP_3$kinase효소와의 친화도를 비교 관찰하였다. Calmodulin정제는 phenyl-Sepharose resin을 이용하여 column chromatography를 시행하여 정제확인하였으며 분자량이 17,000임을 SDS-polyacrylamide gel 전기영동으로 확인하였다. 정제된 calmodulin을 affigel column에 결합시킨 gel에 소의 뇌로부터 분리한 $IP_3$kinase효소가 담긴 시료를 calmodulin-affigel column에 적용하여 결합 및 유출정도를 비교하였으며 $Ca^{2+}$이 든 buffer에서 친화도가 가장 컸으며 유출은 EGTA용액에서 일부 유출되었으며 calmodulin/$Ca^{2+}$이 든 buffer에선 강한 유출정도를 관찰하였다. 그러나 calmodulin/$Ca^{2+}$$IP_3$kinase효소의 활성을 증가시키며 calmodulin이 단백질이어서 정제면에서 효소와의 분리가 쉽지않아 여러 다른 detergent를 적용하였으나 0.2% chaps buffer에서 집중된 유출을 관찰하였다.

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Kaempferol, quercetin 및 그 배당체들의 apoptosis 조절을 통한 신경세포 보호 효과 (Neuroprotective Effects of Kaempferol, Quercetin, and Its Glycosides by Regulation of Apoptosis)

  • 김지현;이상현;조은주;김현영
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.286-293
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    • 2019
  • 알츠하이머 질환은 대표적인 신경퇴행성 질환으로, 뇌 내에서 $A{\beta}$ 단백질 축적은 알츠하이머 질환의 원인으로 알려져 있다. 본 연구에서는 amyloid beta ($A{\beta}$)로 손상을 유도한 SH-SY5Y 신경세포에서 kaempferol, kaempferol-3-O-glucoside, quercetin, quercetin-3-${\beta}$-D-glucoside의 신경세포 보호 효과에 대해 검토하였다. SH-SY5Y 신경세포에 $A{\beta}_{25-35}$ ($25{\mu}M$)를 처리하였을 때, 처리하지 않은 normal군에 비해 세포생존율이 유의적으로 감소하였다. 반면, kaempferol, quercetin 및 그 배당체들을 각각 처리하였을 때 $A{\beta}_{25-35}$만을 처리한 control군에 비해 유의적으로 세포생존율의 증가를 나타내었다. 또한, apoptosis에 관여하는 cleaved caspase9, Bcl-2-associated X protein (Bax) 단백질 발현을 측정한 결과, normal군에 비해 control군에서 유의적으로 cleaved caspase9 및 Bax 단백질 발현의 증가를 나타내어 $A{\beta}$ 유도 신경세포 손상으로 인한 apoptosis가 유발됨을 확인 하였으며, kaempferol, quercetin 및 그 배당체들의 처리 시 apoptosis 관련 단백질 발현이 감소함으로써 신경세포 보호 효능이 나타냄을 확인하였다. 이러한 결과는 kaempferol, quercetin 및 그 배당체들이 apoptosis 조절을 통해 신경세포 보호 효과를 나타내며, 신경세포 손상으로 인한 알츠하이머 질환을 예방하는 유용한 소재로써 사용 가능성이 있음을 보여준다.

가상현실 프로그램을 사용한 재활치료의 효과성 연구: 체계적 고찰 (A Study on the Effectiveness of Rehabilitation by Virtual Reality Program: Systematic Review)

  • 박다솔;신가인;우예신;박혜연
    • 재활복지
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    • 제22권3호
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    • pp.209-224
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    • 2018
  • 본 연구는 가상현실 프로그램을 사용한 재활치료의 효과성에 대해 체계적으로 분석하여 국내 임상현장에서 재활치료에 종사하는 의료인, 의료기사 및 연구자들에게 다양한 가상현실 기반의 재활치료와 효과성에 대한 정보를 제공하여 가상현실 기반의 재활치료가 임상에서 적절하게 적용될 수 있도록 하고자 한다. 연구 방법으로 학술연구정보서비스(Research Information Sharing Service; RISS), Google Scholar, Pubmed 데이터베이스를 사용하여 2007년 1월부터 2017년 12월까지의 논문을 검색하였다. 주요 검색어는 'Virtual Reality AND Rehabilitation', 'Virtual reality AND Effect'를 사용하였다. 최종적으로 10편의 해외 학술지에 게재된 논문을 본 연구의 분석 대상으로 선정하였다. 선정된 논문은 PICO (Patient, Intervention, Comparison, Outcome) 형식을 사용하여 정리하였다. 연구 결과 10개의 논문에서 참여한 대상자를 유형별로 분석한 결과, 대상자는 총 4가지로 분류되었으며 그 종류는 뇌졸중, 뇌종양, 파킨슨병, 신장질환이었다. 중재에 사용한 가상현실 기반 도구들은 IREX 3건(30%), X-box Kinect 2건(20%), Nintendo Wii 2건(20%), [Existing tool + VR]이 1건(10%), [Mobile application + VR]이 1건(10%)이었다. 중재 결과 10개의 논문 모두 기능향상이 나타났으며 신체기능이 24회(66%), 정신기능 6회(17%), 인지기능 5회(14%), 일상생활활동이 1회(3%)였다. 따라서 본 연구는 가상현실 기반 재활치료와 그 효과를 정리하여 재활치료서비스의 전문성과 질을 향상시키고, 영역을 확대하는 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

Lactobacillus plantarum BHN-LAB 129의 생물전환공정을 통한 천궁 발효 추출물의 항산화 활성 증대 (Increased Antioxidative Activity of Fermented Ligusticum striatum Makino Ethanol Extract by Bioconversion using Lactobacillus plantarum BHN-LAB 129)

  • 김병혁;정수진;장종옥;이준형;박예은;김중규;권기석;황학수;이중복
    • 생명과학회지
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    • 제29권8호
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    • pp.846-853
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    • 2019
  • 천궁은 동양 전통 의학에서 사용되고 있는 식물로 항진통, 부인과 질환, 항산화활성, 뇌질환에 사용되고 있다. 본 연구는 한국 전통발효식품인 김치에서 분리된 Lactobacillus plantarum BHN-LAB 129를 이용해 발효한 천궁 추출물의 항산화 효과를 조사하였다. 발효하지 않은 천궁 추출물에 비해 L. plantarum BHN-LAB 129 발효 천궁 추출물에서 총 폴리페놀 함량은 약 161.2%, 총 플라보노이드 함량은 약 281.0% 증가된 것을 확인하였다. 또한, SOD 유사활성능, ABTS radical 소거활성능, DPPH radical 소거 활성능, 환원력은 각각 약 139.9%, 199.6%, 301.0% 및 137.1% 증가된 것을 확인하였다. 이 결과를 통해 L. plantarum BHN-LAB 129을 이용한 생물전환을 통한 천궁 발효 추출물의 항산화능 증대에 효과적인 것을 확인하였다. 또한, 생물전환기술은 생리활성을 증대시키기 위한 매우 유용한 기술임을 확인하였으며, 생물전환기법을 통한 기능성 식품소재 및 화장품 소재 개발 및 응용이 가능할 것으로 기대된다.

Target engagement of ginsenosides in mild cognitive impairment using mass spectrometry-based drug affinity responsive target stability

  • Zhu, Zhu;Li, Ruimei;Qin, Wei;Zhang, Hantao;Cheng, Yao;Chen, Feiyan;Chen, Cuihua;Chen, Lin;Zhao, Yunan
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제46권6호
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    • pp.750-758
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    • 2022
  • Background: Mild cognitive impairment (MCI) is a transitional condition between normality and dementia. Ginseng is known to have effects on attenuating cognitive deficits in neurogenerative diseases. Ginsenosides are the main bioactive component of ginseng, and their protein targets have not been fully understood. Furthermore, no thorough analysis is reported in ginsenoside-related protein targets in MCI. Methods: The candidate protein targets of ginsenosides in brain tissues were identified by drug affinity responsive target stability (DARTS) coupled with label-free liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) analysis. Network pharmacology approach was used to collect the therapeutic targets for MCI. Based on the above-mentioned overlapping targets, we built up a proteineprotein interaction (PPI) network in STRING database and conducted gene ontology (GO) enrichment analysis. Finally, we assessed the effects of ginseng total saponins (GTS) and different ginsenosides on mitochondrial function by measuring the activity of the mitochondrial respiratory chain complex and performing molecular docking. Results: We screened 2526 MCI-related protein targets by databases and 349 ginsenoside-related protein targets by DARTS. On the basis of these 81 overlapping genes, enrichment analysis showed the mitochondria played an important role in GTS-mediated MCI pharmacological process. Mitochondrial function analysis showed GTS, protopanaxatriol (PPT), and Rd increased the activities of complex I in a dose-dependent manner. Molecular docking also predicted the docking pockets between PPT or Rd and mitochondrial respiratory chain complex I. Conclusion: This study indicated that ginsenosides might alleviate MCI by targeting respiratory chain complex I and regulating mitochondrial function, supporting ginseng's therapeutic application in cognitive deficits.