• 제목/요약/키워드: Brain activation

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Regulator of G-Protein Signaling 4 (RGS4) Controls Morphine Reward by Glutamate Receptor Activation in the Nucleus Accumbens of Mouse Brain

  • Kim, Juhwan;Lee, Sueun;Kang, Sohi;Jeon, Tae-Il;Kang, Man-Jong;Lee, Tae-Hoon;Kim, Yong Sik;Kim, Key-Sun;Im, Heh-In;Moon, Changjong
    • Molecules and Cells
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    • 제41권5호
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    • pp.454-464
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    • 2018
  • Crosstalk between G-protein signaling and glutamatergic transmission within the brain reward circuits is critical for long-term emotional effects (depression and anxiety), cravings, and negative withdrawal symptoms associated with opioid addiction. A previous study showed that Regulator of G-protein signaling 4 (RGS4) may be implicated in opiate action in the nucleus accumbens (NAc). However, the mechanism of the NAc-specific RGS4 actions that induce the behavioral responses to opiates remains largely unknown. The present study used a short hairpin RNA (shRNA)-mediated knock-down of RGS4 in the NAc of the mouse brain to investigate the relationship between the activation of ionotropic glutamate receptors and RGS4 in the NAc during morphine reward. Additionally, the shRNA-mediated RGS4 knock-down was implemented in NAc/striatal primary-cultured neurons to investigate the role that striatal neurons have in the morphine-induced activation of ionotropic glutamate receptors. The results of this study show that the NAc-specific knock-down of RGS4 significantly increased the behaviors associated with morphine and did so by phosphorylation of the GluR1 (Ser831) and NR2A (Tyr1325) glutamate receptors in the NAc. Furthermore, the knock-down of RGS4 enhanced the phosphorylation of the GluR1 and NR2A glutamate receptors in the primary NAc/striatal neurons during spontaneous morphine withdrawal. These findings show a novel molecular mechanism of RGS4 in glutamatergic transmission that underlies the negative symptoms associated with morphine administration.

$H_2^{15}O$ 양전자단층촬영술을 이용한 뇌기능 지도 작성(II): 작업 기억의 지도 작성 (Functional Brain Mapping Using $H_2^{15}O$ Positron Emission Tomography ( II ): Mapping of Human Working Memory)

  • 이재성;이동수;이상건;남현우;김석기;박광석;정재민;정준기;이명철
    • 대한핵의학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.238-249
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    • 1998
  • 목적: PET을 이용하여 특정한 자극에 대한 국소 뇌혈류 변화를 영상화함으로써 비침습적으로 뇌의기능적 구조를 밝혀 낼 수 있다. 이 연구에서는 대조과제와 언어성 및 시각적 작업기억중추에 대한 활성화과제를 수행하면서 뇌혈류 PET을 시행하고 그 차이를 분석하여 작업기억에 관한 뇌기능지도를 구성하였다. 대상 및 방법: 정상인 6명에 대해서 각각 대조과제, 단어기억 언어성 작업기억 활성화과제, 그림기억 언어성 작업기억 활성화과제, 시각적 작업기억 활성화과제를 수행시키면서 뇌혈류 PET을 촬영하였다. 언어성 작업기억과제로서 단어 기억과제에서는 4개의 단어를 순차적으로 보여주고 1초 후 1개의 단어를 보여주어 동일한 단어가 4개의 단어 중에 있었으면 버튼을 누르게 하며 $H_2^{15}O$ PET을 촬영하였다. 두 번 째 언어성 작업기억과제인 그림 기억과제에서는 단어 대신에 특정 단어가 연상되는 사물의 그림을 보여 주었다. 시각적 작업기억과제로는 사람의 얼굴 사진을 보여 주고 같은 실험을 하였다. 의미 없는 기호를 보여 주면서 특정한 기호가 나오면 버튼을 누르게 함으로써 시각적 자극과 손가락운동으로 인한 뇌혈류 분포를 포함하게 하여 대조과제로 삼았다. SPM96소프트웨어를 이용하여 각 영상을 표준 지도 위에 공간적으로 정규화하고 활성화상태에서 뇌혈류가 의미 있게 증가된 영역을 찾아내기 위하여 각 화소의 방사능 계수에 대한 공분산분석을 하여 전체 계수 차이를 제거한 후 국소 계수 차이에 대한 귀무가설을 검증하여 각 화소의 Z 값에 대한 통계적 파라메터 영상(statistical parametric image)으로 뇌기능지도를 작성하였다. 결과: 단어를 이용한 언어성 작업기억에 대한 뇌기능지도에서는 왼쪽 브로카 영역와 전-운동영역, 왼쪽 소뇌, 오른쪽 대상회에서 뇌혈류가 증가하였다. 그림 기억과제 때에는 단어 기억과제에서 활성화된 각 부위에 더하여 왼쪽 위쪽 측두엽, 왼쪽 기저핵과 시상, 왼쪽 전-전두엽 등에서 뇌혈류가 증가하였다. 얼굴기억과제는 오른쪽 아래쪽 전두엽, 브로카 영역, 대상회, 위쪽 두정엽 등 주로 오른쪽 대뇌반구의 뇌혈류가 증가하였다. 세 가지 실험에 공통적으로 활성화된 영역을 찾기 위한 결합분석에는 왼쪽 전-운동영역, 소뇌와 기저핵, 오른쪽 대상회, 브로카 영역, 기저핵에서 뇌혈류가 증가하였다. 결론: 이상의 결과는 언어성 작업기억은 주로 왼쪽 대뇌반구의, 시각적 작업기억은 주로 오른쪽 대뇌반구의 활동에 의해서 주도되며 작업기억에 공통적인 활성화지역이 있다는 가설을 지지하였다. 전두엽이 작업기억에 중요한 역할을 한다고 생각한다.

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다양한 임무 부여시 기능적 자기공명영상에서 관찰된 소뇌의 활성화 (Cerebellar Activation Related to Various Tasks Using fMRI)

  • 황승배;곽효성;이상용;진공용;한영민;김영곤;정경호
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제13권1호
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    • pp.47-53
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    • 2009
  • 목적: 기능적 자기 공명 영상을 이용하여 운동, 감각, 단어만들기, 듣고이해하기, 그리고 기억하기 등의 자극을 주어 소뇌 활성화를 평가하는 것이다. 대상 및 방법: 11명의 건강한 오른손잡이 지원자 (남: 여, 6:5, mean age: 27.4세)를 대상으로 1.5T 자기공명영상기기의 BOLD기법을 이용하여 뇌 전체를 축상면으로 기능적 자기공명영상을 얻었고 패러다임은 5번의 자극과 휴식을 반복 사용하였다. 왼쪽 손가락의 복잡한 운동, 감각 자극, 단어만들기, 듣고이해하기, 그리고 기억하기를 활성화 자극으로 사용하였고, 한계치는 p = 0.001를 사용하여, 소뇌 내 활성화를 SPM 5를 이용하여 활성화된 영역의 부위와 활성화정도를 평가하였다. 결과: 소뇌 활성화는 운동, 단어만들기, 그리고 기억하기에서 관찰되었다. 운동 자극에서는 949 영역이 활성화되었고 평균반응정도는 0.68이었고 단어만들기 자극에서는 319 영역이 활성화되었고 평균반응정도는 0.15이었으며 기억자극에서는 330의 영역이 활성화되었고 평균반응정도는 0.26이었다. 결론: 소뇌는 운동, 단어만들기, 그리고 기억하기등 다양한 기능적 자극에 관련이 되어 있으며, 이중에서도 운동기능에 가장 연관이 있었다. 기능적 자기 공명 영상은 소뇌 기능 연구하는 방법으로 이용이 가능할 것이다.

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GPR78 promotes lung cancer cell migration and metastasis by activation of Gαq-Rho GTPase pathway

  • Dong, Dan-Dan;Zhou, Hui;Li, Gao
    • BMB Reports
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    • 제49권11호
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    • pp.623-628
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    • 2016
  • GPR78 is an orphan G-protein coupled receptor (GPCR) that is predominantly expressed in human brain tissues. Currently, the function of GPR78 is unknown. This study revealed that GPR78 was expressed in lung cancer cells and functioned as a novel regulator of lung cancer cell migration and metastasis. We found that knockdown of GPR78 in lung cancer cells suppressed cell migration. Moreover, GPR78 modulated the formation of actin stress fibers in A549 cells, in a RhoA- and Rac1-dependent manner. At the molecular level, GPR78 regulated cell motility through the activation of $G{\alpha}q$-RhoA/Rac1 pathway. We further demonstrated that in vivo, the knockdown of GPR78 inhibited lung cancer cell metastasis. These findings suggest that GPR78 is a novel regulator for lung cancer metastasis and may serve as a potential drug target against metastatic human lung cancer.

Modulation of Rit Activation by the Alpha Subunit of Go

  • ;길성호
    • 대한의생명과학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.327-333
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    • 2009
  • Heterotrimeric GTP binding proteins, G-proteins, mediate signal transduction generated by neurotransmitters and hormones. Among G-proteins, Go proteins are the most abundant in brain and classified as a member of Gi family. Ras-like protein in all tissues (Rit), one of the small GTPases, is a member of a Ras superfamily and identified as an important regulator of neuronal differentiation and cell transformation. Recently, we have reported that Rit functioned as a candidate downstream effector for alpha subunit of Go proteins ($Go{\alpha}$) and regulated neurite outgrowth triggered by $Go{\alpha}$ activation. In this study, we showed that the GTPase domain of $Go{\alpha}$ contributed to the direct interaction with Rit. We also demonstrated that $Go{\alpha}$ could lead to an increase of Rit activity suggesting that Rit play a role as a downstream effector of $Go{\alpha}$.

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Microglial activation and tyrosine hydroxylase immunoreactivity in the substantia nigral region following transient focal ischemia in rats

  • Jung, Ji-Wook;Oh, Jin-Kyung;Huh , Young-Buhm;Ryu, Jong-Hoon
    • 대한약학회:학술대회논문집
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    • 대한약학회 2002년도 Proceedings of the Convention of the Pharmaceutical Society of Korea Vol.2
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    • pp.305.1-305.1
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    • 2002
  • The temporal profiles of the changes of dopaminergic cell and microglial activation induced by transient cerebral ischemia was investigated in the substantia nigral region which lay outside ischemic areas of rat brain after middle cerebral artery occlusion (MCAO). Transient cerebral ischemia was induced by intraluminal occlusion of the right middle cerebral artery for 2 hand reperfusion was continued for 1, 2. 3. 7. 10. 14. 30, 60. and 120 days. Activated microglial cells were visualized with immunohistochmistry using OX-43 antibody. (omitted)

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Comparative Studies of Molecular Mechanisms of Dopamine D2 and D3 Receptors for the Activation of Extracellular Signal Regulated Kinase 1/2 in HEK-293 cells

  • Cheong, Da-Woon;Cho, Choon-Sil;Kim, Hyun-Ju;Kim, Kyeong-Man
    • 대한약학회:학술대회논문집
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    • 대한약학회 2002년도 Proceedings of the Convention of the Pharmaceutical Society of Korea Vol.2
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    • pp.270.2-270.2
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    • 2002
  • Dopamine D2 and D3 receptors (D2R and D3R) belong to pharmacological D2R family and share similar structural and functional characteristics. Elucidation of their differential functional characteristics is important for understanding their roles in brain. ERK1/2 was chosen as an example of signaling component of D2R and D3R and systemic studies were conducted to understand the regulatory mechanisms on ERK1/2 activation. (omitted)

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SLC9A6-related developmental and epileptic encephalopathy with spike-and-wave activation in sleep: A case report

  • Hye Ri Bae;Young Ok Kim
    • Journal of Genetic Medicine
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    • 제19권2호
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    • pp.100-104
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    • 2022
  • The gene encoding solute carrier family 9 member 6 (SLC9A6) on Xq26.3 is associated with Christianson syndrome (CS) mimicking Angelman syndrome. In CS, developmental and epileptic encephalopathy (DEE) appears in about 20%, and DEE with spike-and-wave activation in sleep (SWAS) is reported only in several cases. A 10-year-old boy with DEE showed multidrug resistant focal seizures from 6 months of age. He had progressive microcephaly, regression, global developmental delay without speech, hyperkinesia, and truncal ataxia; he had a long thin face, esotropia, and happy demeanor. Brain magnetic resonance imaging demonstrated cerebellar atrophy. Electroencephalogram at 7.5 years of age showed nearly continuous diffuse paroxysms in slow wave sleep. The seizures were responsive to corticosteroids for a while. Trio whole exome sequencing exhibited a likely pathogenic variant of SLC9A6 in the proband and his asymptomatic mother: c.1194dup (p.Leu399AlafsTer12). This is a rare case report of CS with DEE-SWAS in a Korean patient.