• 제목/요약/키워드: Endoplasmic reticulum (ER)

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Glutamate에 의한 세포내 칼슘농도변화와 세포독성과의 관계 (Intracellular Calcium Concentration in the Glutamate-induced Cytotoxicity in PCl2 Cell)

  • 황인영;신임철;송연숙;성민제;박혜지;이윷모;박철범;이명구;오기완
    • Toxicological Research
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    • 제18권4호
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    • pp.355-362
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    • 2002
  • Pathophysiological elevation of intracellular calcium concentration ($[Ca^{2+}]_1$) in the neuron has been considered as an important responsible factor in the neuronal cell damages. However the mechanism of increase of $[Ca^{2+}]_1$ and the relationship between $[Ca^{2+}]_1$ level and cytotocixity have not been fully demonstrated. In the present study, real-time alteration of $[Ca^{2+}]_1$and cellular response (cell damages) in the pheochromocytoma cells (PC12) stimulated by glutamate were investigated. Glutamate dose dependently decreased cell viability determined propidium iodide fluorescence method and morphology change. Conversely related with cell damages, glutamate dose dependently increased the level of[Ca$^{2+}$$_{i}$ . To investigate the mechanism of glutamate-induced increase of $[Ca^{2+}]_1$,$[Ca^{2+}]_1$, was first measured in the cell cultured in calcium free media and in the presence of dantrolene, an inhibitor of calcium release from ryanodine receptor located in endoplasmic reticulum (ER). Similar to the increase$[Ca^{2+}]_1$ in the calcium-containing media, glutamate dose dependently increased $[Ca^{2+}]_1$ in the cell cultured in free calcium media. However pretreatment (2 hr) with 20~50 $\mu\textrm{M}$ dantrolene substantial lowered glutamate-induced increase of $[Ca^{2+}]_1$, suggesting that release of calcium from ER may be major sourse of increase of $[Ca^{2+}]_1$ in PC12 cells. Dantrolene-induced inhibition of $[Ca^{2+}]_1$ resulted in recovery of cytotoxicity by glutamate. Relevance of N-methy-D-aspartate (NMDA) receptor, a type of glutamte receptor on glutamate-induced incense of $[Ca^{2+}]_1$,$[Ca^{2+}]_1$ was also determined in the cells pretreated (2 hr) with NMDA receptor antagonist MK-80l. Glutamate-induced increase of $[Ca^{2+}]_1$ was reduced by MK-801 dose dependently. Furthermore, glutamate-induced cytotoxicity was also prevented by MK-80l. These results demonstrate that glutamte increase $[Ca^{2+}]_1$ dose dependently and thereby cause cytotoxicity. The increase of $[Ca^{2+}]_1$ may release from ER, especially through ryanodine receptor and/or through NMDA receptor Alteration of calcium homeostasis through disturbance of ER system and/or calcium influx through NMDA receptor could contribute glutamate-induced cell damages.s.

생쥐 근육세포에서 코티졸이 세포질세망 스트레스, 자연 세포사멸과 자가포식에 미치는 영향 (Effects of Cortisol on Endoplasmic Reticulum-stress, Apoptosis, and Autophagy in Mouse Muscle C2C12 Cells)

  • 신동현;김경환;이지현;조병욱
    • 생명과학회지
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    • 제28권10호
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    • pp.1127-1131
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    • 2018
  • 운동 후 분비되는 스트레스 호르몬인 cortisol을 통한 근육세포에 미치는 운동 스트레스의 재현과 coritisol 처리 농도에 따른 세포사멸, 세포질세망 스트레스 및 자가포식현상과의 관련성을 검증 하였다. 마우스 근육 세포주 C2C12를 배양하여 다양한 농도의 cortisol을 12시간 처리하여 세포의 형태 변화를 관찰하고, 세포사멸 마커인 IER3의 발현을 세포면역화학법을 이용하여 확인하였다. 또한 ER-stress와 자가포식 현상의 유도 여부를 확인하기 위하여 BiP와 LC3-I/LC3-II 항체를 이용하여 웨스턴 블랏법을 통해 검증 하였다. 그 결과 cortisol의 농도가 $50{\mu}g/ml$$100{\mu}g/ml$로 증가함에 따라 IER3와 BiP 및 LC3-II의 발현량도 유의적으로 증가함을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과는 운동 스트레스 호르몬인 cortisol이 운동 후 근육세포의 세포사멸, 세포질세망 스트레스 및 자가포식에 영향을 미침을 보여준다. 본 연구결과는 호르몬과 근육세포 간의 관련성 연구에 기여할 것으로 기대된다.

간흡충 감염 마우스에 있어서 환관 상피세포의 미세구조에 대한 Aflatoxin $B_1$의 영향 (Effect of Aflatoxin $B_1$ on Ultrastructural Changes of Biliary Epithelial Cells in Mice Experimentally Infected with Clonorchis sinensis)

  • 민홍기
    • Parasites, Hosts and Diseases
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    • 제25권2호
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    • pp.99-109
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    • 1987
  • The present study was carried out to examine the effect of a calcinogen, aflatoxin B1 on the ultrastructural changes of ciliary epithelial cells in mice infected with Clonerchis sinensis. A total of 93 male albino mice(BALB/c strain) was divided into 3 groups; group I, treated with 1.0 ppm aflatoxin Bl for 12 weeks; group II, given 50 C. sinensis n;etacercariae, and group III, given 50 metacercariae and treated with 1.0 ppm aflatoxin Bl for 12 weeks. Three mice served for untreated-uninfected controls. From 4 weeks after the treatsment and/or in(ection, three mice from each group were sacrificed at 4 week intervals up to the 40th week, and their hepatobiliary tissues were prepared for transmission electron microscopy. The most prominent ultrastructural changes in group I were remarkable enlargement of nuclear size, separation of nucleolus, dispersed chromatin granules in nuclei and increased dense granules along the inner membrane of nuclei. In the cytoplasm there was slight proliferation of mitochondria and endoplasmic reticulum (ER) at earlier stage. At the 12th week separation of fibrillar and granular components of the nucleolus was a characteristic finding. As the time elapsed, epithelial cells showed fiattened-cuboidal form and a tendency of atrophy. Most of the nuclei were elongated and polygonal in shape. In group II the appearance of elaborate interwoven folds of lateral cytoplasm forming a labyrinth of interconnected intercellular space and variety in nuclear shape were the prominent fadings at earlier stage. The cytoplasm showed slight proliferation and dilatation of mitochondria and ER, and a small number of mucin droplets. In the basement membrane scanty fibrous cells were seen. With time, variety in nuclear shape, marked proliferation and dilatation of rough ER and some collagen fibrils were demonstrated. Other features of intracellular organelles and mucin droplets persisted. In group III cuboidal epithelial cells showed their remarkably enlarged and irregular nuclei, increased chromatin granules in the nuclei, separated nucleoli, proliferated and dilated rough ER. With time, sequestered mitochondria showed blob-like evaginations which lacked cristae and dense matrix, and were limited by a single membrane. Since the 20th week, microvilli were relatively scanty and poorly developed. Organelles and inclusions in the cytoplasm of metaplastic cells were poor. Nuclei were variable in shape. The nlost prominent changes at later stage were separation of nuclei from the cytoplasm, and appearance of numerous and irregularly angled electron dense granules in the nuclei.

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The effect of heat stress on frame switch splicing of X-box binding protein 1 gene in horse

  • Lee, Hyo Gun;Khummuang, Saichit;Youn, Hyun-Hee;Park, Jeong-Woong;Choi, Jae-Young;Shin, Teak-Soon;Cho, Seong-Keun;Kim, Byeong-Woo;Seo, Jakyeom;Kim, Myunghoo;Park, Tae Sub;Cho, Byung-Wook
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제32권8호
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    • pp.1095-1103
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    • 2019
  • Objective: Among stress responses, the unfolded protein response (UPR) is a well-known mechanism related to endoplasmic reticulum (ER) stress. ER stress is induced by a variety of external and environmental factors such as starvation, ischemia, hypoxia, oxidative stress, and heat stress. Inositol requiring enzyme $1{\alpha}$ ($IRE1{\alpha}$)-X-box protein 1 (XBP1) is the most conserved pathway involved in the UPR and is the main component that mediates $IRE1{\alpha}$ signalling to downstream ER-associated degradation (ERAD)- or UPR-related genes. XBP1 is a transcription factor synthesised via a novel mechanism called 'frame switch splicing', and this process has not yet been studied in the horse XBP1 gene. Therefore, the aim of this study was to confirm the frame switch splicing of horse XBP1 and characterise its dynamics using Thoroughbred muscle cells exposed to heat stress. Methods: Primary horse muscle cells were used to investigate heat stress-induced frame switch splicing of horse XBP1. Frame switch splicing was confirmed by sequencing analysis. XBP1 amino acid sequences and promoter sequences of various species were aligned to confirm the sequence homology and to find conserved cis-acting elements, respectively. The expression of the potential XBP1 downstream genes were analysed by quantitative real-time polymerase chain reaction. Results: We confirmed that splicing of horse XBP1 mRNA was affected by the duration of thermal stress. Twenty-six nucleotides in the mRNA of XBP1 were deleted after heat stress. The protein sequence and the cis-regulatory elements on the promoter of horse XBP1 are highly conserved among the mammals. Induction of putative downstream genes of horse XBP1 was dependent on the duration of heat stress. We confirmed that both the mechanisms of XBP1 frame switch splicing and various binding elements found in downstream gene promoters are highly evolutionarily conserved. Conclusion: The frame switch splicing of horse XBP1 and its dynamics were highly conserved among species. These results facilitate studies of ER-stress in horse.

1,2,3-Trichloropropane으로 유도된 SD랫드의 간독성에서 ER 스트레스 반응의 조절 (Regulation of ER Stress Response on 1,2,3-Trichloropropane-Induced Hepatotoxicity of Sprague Dawley Rats)

  • 김태렬;진유정;김지은;송희진;노유정;설아윤;박은서;박기호;임수정;왕수하;임용;황대연
    • 생명과학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.113-121
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    • 2024
  • ER (Endoplasmic reticulume) 스트레스반응은 difenoconazole 등과 같은 다양한 독성물질에 의한 독성반응 동안에 유도되지만, 농업 및 산업에서 전반적으로 사용되는 화학물질로 간독성(Hepatotoxicity)을 유도하는 1,2,3-Trichloropropane (TCP)와의 연관성은 연구된 바 없다. 따라서, 본 연구에서는 TCP처리로 유발된 간독성(Hepatotoxicity) 유발과정 동안에 ER스트레스의 유발기전에 대해 연구하기 위하여, TCP로 처리된 SD(Sprague Dawley)랫드에서 간독성, apoptosis 그리고 ER스트레스에 대한 지표들의 변화를 분석하였다. 그 결과, TCP 처리그룹은 Vehicle 처리그룹에 비하여 체중과 식이 섭취량이 감소하였고, 간 조직에서 괴사(Necrosis)와 공포화(Vaculation) 등이 유의적으로 증가하였다. 또한, apoptosis 관련 인자인 Bax/Bcl-2와 Cleaved Caspase-3(Cas-3)/Cas-3의 발현은 Vehicle 처리그룹보다 TCP 처리그룹에서 유의적으로 증가하였다. ER스트레스 반응지표 분석에서, C/EBP homologous protein (CHOP), p-eukaryotic translation initiation factor 2 alpha subunit (eIF2α), p-iniositor-requiring enzyme 1α (IRE1α)의 발현은 TCP100 처리그룹에서만 증가하였다. 하지만 Growth arrest and DNA damage-34 (GADD34)와 X-box binding protein-1 (XBP1)의 전사는 TCP200 처리그룹에서 유의적으로 변화되었다. 따라서, 이러한 결과는 ER스트레스반응은 TCP 처리에 의해 유도된 간독성과정 동안에 unfolded protein response (UPR) pathway의 조절을 통해 성공적으로 유도됨을 제시하고 있다.

갑상선세포에서 sericin에 의한 thyroglobulin의 분비증가 (Sericin Enhances Secretion of Thyroglobulin in the Thyrocytes)

  • 진초이;송성희;고영화;권기상;윤은영;구태원;여주홍;김승환;최종순;유권;권오유
    • 생명과학회지
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    • 제20권8호
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    • pp.1249-1253
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    • 2010
  • Sericin은 실크를 싸고 있는 고분자 수용성 당단백질로서 세포배양에 사용되며 세포분화를 촉진한다. 본 연구의 목적은 갑상선세포(FRTL-5)에서 thyroglobulin (Tg)의 분비에 sericin이 영향을 주는지를 알려고 한다. Sericin에 의해서 Tg의 분비가 촉진되었지만 Tg-mRNA의 발현은 촉진되지 않았다. 이런 상태에서 소포체 샤페론(Bip & calreticulin)과 소포체 막 단백질(IRE1, PERK & ATF6)의 발현이 증가한 것이 확인되었다. 한편 IRE1의 하부 신호전달자인 XBP1의 mRNA splicing 이 약하게 확인되었지만 PERK의 하부 신호전달자인 $eIF2{\alpha}$의 인산화는 일어나지 않았다. 그리고 sericin은 MTT assay 결과 cell viability을 촉진시키는 것도 확인되었다. 위의 결과는 sericin은 재조합 단백질생산에 유용하게 이용될 수 있는 새로운 생체물질로 증명되었다.

골아세포내 $Ca^{2+}$ 활성도의 조절기전 (Mechanism of $Ca^{2+}$ Regulation in Osteoblast-like Cells)

  • 박미정
    • Journal of Korean Biological Nursing Science
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    • 제1권1호
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    • pp.25-41
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    • 1999
  • Physiological activity of osteoblast including bone formation is known to be closely related to the increase of intracellular $Ca^{2+}$ activity($[Ca^{2+}]_i$) in osteoblast. $Ca^{2+}$ is an important intracellular messenger in diverse cellular functions, and regulation of its level is mediated by the transmembrane $Ca^{2+}$ movement via $Ca^{2+}$ channels, $Na^+-Ca^{2+}$ exchange, and by intracellular $Ca^{2+}$ movement through the intracellular stores. The purpose of this study is to investigate how the intracellular $Ca^{2+}$ is regulated in osteoblast-like cells(OLCs) by measuring $Ca^{2+}$ activity with cell imaging technique. OLCs were isolated from femur and tibia of neonatal rats, and cultured for 7 days. Cultured OLCs were loaded with a $Ca^{2+}$-sensitive fluorescent dye, Fura-2, and fluorescence images were monitored with a cooled CCD camera. The images were processed and analyzed with an image analyzing software. The results were as follows. (1) $[Ca^{2+}]_i$ of OLC decreased as the $Ca^{2+}$ concentration in the superfusing Tyrode solution was lowered. When $Na^+$ concentration in the superfusing solution was decreased, $[Ca^{2+}]_i$ increased.. These suggest that $Ca^{2+}$ flux occurs via the $Na^+-Ca^{2+}$ exchange mechanism. (2) When $Na^+$ in the superfusing solution was removed. a transient $Ca^{2+}$, increase($Ca^{2+}$ spike) was occasionally observed. However, $Ca^{2+}$ spike was not observed after adding 1 ${\mu}M$ thapsigargin. This implies that the generation of $Ca^{2+}$ spike is mediated by the release of $Ca^{2+}$ from endoplasmic reticulum(ER). (3) As the $Ca^{2+}$ concentration in the superfusing solution was raised, the frequency of 0mM $Na^+$-induced $Ca^{2+}$ spike increased, suggesting that $Ca^{2+}$-induced $Ca^{2+}$ release(CICR) mechanism exists. (4) After $[Ca^{2+}]_i$ was decreased with the superfusion of $Ca^{2+}$-free solution containing thapsigargin, the recovery of $[Ca^{2+}]_i$ with reperfusion of 2.5mM $Ca^{2+}$ solution transiently exceeded the control level, suggesting that the depletion of $Ca^{2+}$ in ER induces $Ca^{2+}$ influx from extracellular medium via store-operated $Ca^{2+}$ influx(SOCI) mechanism. (5) $[Ca^{2+}]_i$ was not affected by the superfusion of 25mM $K^+$ Tyrode solution. These results suggest that intracellular $Ca^{2+}$ activity in osteoblast is regulated by transmembrane $Ca^{2+}$ flux via $Na^+-Ca^{2+}$ exchange, $Ca^{2+}$ release from the internal store (ER) via $Ca^{2+}$-induced $Ca^{2+}$ release, and store-operated $Ca^{2+}$ influx across the cell membrane.

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MD로써 기대하는 PhD의 역할과 현실

  • 정태섭
    • 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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    • 대한자기공명의과학회 1999년도 제4차 추계학술대회 초록집
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    • pp.69-71
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    • 1999
  • 최근 한국 의학의 발전은 전체 한국의 선진화를 선도하다고 보기에는 힘드리만 최소한 국제무대에의 진출은 괄목할만한 발전을 보이고 있다. 최근에 들어 국내 방사선영상과련 학회의 발전은 날로 비약적인 추세를 보이고 있다. 일례로 대한방사선의학회는 본 저자가 전공의 하던 1980년도 초기만 해도 호텔의 큰 홀 한 개만 빌려서 하루만 해도 넉넉하게 진행되었다. 그러나 최근의 학회사정은 대형호텔 1개층 통째로 빌리고 3일간 진행해도 여유가 없을 정도이며 더욱이 추계학회는 지방에서 유치할만한 공간이 부족하여 이제는 없어져야할 지경에 이러렀다. 그뿐 아니라 대한 자기공명의과학회를 포함한 각종 학회가 이제 그 규모를 더해가고 있어. 대한민국에 있어서 진단 방사선영역의 의학은 급속히 발전하여 RSNA, ISMRM등에서도 세계 발표순위가 4-5위권을 다투게 되었다. 이러한 발전은 양적인 발전이 우세하여 주로 임상연구에 기반을 두고 있는데 이 자체로는 장기적인 발전에 한계점이 있으므로 앞으로는 기초과학연구에 기초한 질적 발전을 같이 추구하여야만 균형있는 성장을 기대할 수 있겠다. 이러한 기존의 구성에 최근 급격한 변화를 주도하는 학문이 MRI부분이 되며 이 분야를 연구하는 PhD 들의 역할이 크게 대두되고 있다. 현재 국내에도 초기 단계이지만 MRI를 생산하고 있으며 PhD들의 활동이 성장단계에 접어들었다고 할수 있다. 과거 우리의 NRI역사에서는 금성사 MR기계처럼 육성되기 전에 시들며 노력하던 기술진이 흩어져야 했던 어두운 기억이 있다. 이러한 시점에서 우리의 힘들었던 과거를 돌이켜보며 또 하나의 기초부분이 육성되 수 있도록 서로가 격려하며 협조하여야 될 것으로 생각되어 다음과 같이 요약을 하였다. 소기관으로는 세포 막, 미토콘드리아 (mitochondria), endoplasmic reticulum, Golgi 체, lysosome, peroxisome 그리고 세포질등이 있으며, 이들중에서 lysosomes, peroxisomes, 그리고 미토콘드리아가 특정한 유전성 백질질환에 중요한 역할을 하는 것이 밝혀졌다. 이러한 질환들은 최소한 각 소기관에 의한 질환군으로 분류될 수 있다.SXR이 ER의 transactivation 효과를 약간 촉진한 반면 MDA-MB-231세포는 SXR을 제외한 CAR와 PPAR${\gamma}$에 의해 ER의 transactivation 효과가 약간 증가되는 경향을 보였다. 이러한 결과는 유방암세포에서는 CAR, SXR, PPAR${\gamma}$과 같은 xenobiotic nuclear receptor에 의한 ER transactivation 효과가 간암세포와는 다르게 나타나며, 유방암의 종류에 따라서 endogenous CAR, SXR, PPAR${\gamma}$수용체가 다르게 발현됨으로써 이들에 대한 반응이 서로 상이한 특징을 나타낼 수 있을 것으로 사료된다. 따라서 estrogen receptor에 의해 매개되는 estrogn의 전사활성조절기전이 표적세포에 따라 다른 경로를 포함 할 수 있음을 시사한다.서 흡착 능력이 우수하게 나타났으며, 황화수소는 펄라이트, 왕겨, 소나무수피에서 상대적으로 우수한 것으로 나타났으며, 혼합충전재는 암모니아의 경우 코코넛과 펄라이트의 비율이 7:3인 혼합 재료 3번과 소나무수피와 펄라이트의 비율이 7:3인 혼합 재료 6번에서 다른 혼합 재료에 비하여 우수한 것으

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Inhibition of Human $CD8^+$ Cytotoxic T Lymphocyte (CTL) -mediated Cytotoxicity in Porcine Fetal Fibroblast Cells by Overexpression of Human Cytomegalovirus Glycoprotein Unique Short (US) 2 Gene

  • Park, K-W.;Yoo, J.Y.;Choi, K.M.;Yang, B.S.;Im, G.S.;Seol, J.G.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제22권1호
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    • pp.20-25
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    • 2009
  • Xenotransplantation of pig organs into humans is a potential solution for the shortage of donor organs for transplantation. However, multiple immune barriers preclude its clinical application. In particular, the initial type of rejection in xenotransplantation is an acute cellular rejection by host $CD8^+$ cytotoxic T lymphocyte (CTL) cells that react to donor major histocompatibility complex (MHC) class I. The human cytomegalovirus (HCMV) glycoprotein Unique Short (US) 2 specifically targets MHC class I heavy chains to relocate them from the endoplasmic reticulum (ER) membrane to the cytosol, where they are degraded by the proteasome. In this study we transfected the US2 gene into minipig fetal fibroblasts and established four US2 clonal cell lines. The integration of US2 into transgenic fetal cells was confirmed using PCR and Southern blot assay. The reduction of Swine Leukocyte Antigen (SLA)-I by US2 was also detected using Flow cytometry assay (FACS). The FACS analysis of the US2 clonal cell lines demonstrated a substantial reduction in SLA-I surface expression. The level (44% to 76%) of SLA-I expression in US2 clonal cell lines was decreased relative to the control. In cytotoxicity assay the rate of $CD8^+$ T cell-mediated cytotoxicity was significantly reduced to 23.8${\pm}$15.1% compared to the control (59.8${\pm}$8.4%, p<0.05). In conclusion, US2 can directly protect against $CD8^+$-mediated cell lysis. These results indicate that the expression of US2 in pig cells may provide a new approach to overcome the CTL-mediated immune rejection in xenotransplantation.

흰점박이꽃무지 유충의 혈구세포에 대한 형태학적 특성 (Ultrastructure Characterization of Hemcytes in Larvae of Protaetia brevitarsis seulensis)

  • 조세열
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제55권3호
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    • pp.215-221
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    • 2016
  • 본 연구는 흰점박이꽃무지(Protaetia brevitarsis seulensis (Colbe) (Cetoniidae, Coleoptera) 유충의 혈림프에 존재하는 혈구세포들의 형태학적 특성분석을 위하여 수행하였다. 흰점박이꽃무지 유충 혈강 내에는 과립혈구세포, 세포질혈구세포, 편도혈구세포, 구상적혈구세포, 전혈구세포, 지방혈구세포 총 여섯 종류의 혈구세포들이 관찰 되었다. 그 중 과립혈구세포는 핵, 미토콘드리아, 골지체를 포함하여 잘 발달된 세포소기관들이 관찰 되었고 외래물질 침입시 면역학적 식균작용을 수행하는 것으로 밝혀졌다. 특히, 과립혈구세포의 세포질에는 잘 발달된 리소좀(<$1{\mu}m$ 직경)들이 세포막 주변으로 분포되어 존재하고 있음을 알 수 있었다. 식균된 외래물질은 다양한 크기의 리소좀들과 서로 합쳐지면서 외래물질을 제거하는 것으로 판단된다. 그 외 다섯 종의 혈구세포들은 외래물질 침입시 면역학적 활성화와 관계가 없는 것으로 관찰되었다.