• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제61권8호
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• pp.245-252
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• 2018

Purpose: This study investigated patterns of ischemic injury observed in brain images from patients with neonatal group B Streptococcal (GBS) meningitis. Methods: Clinical findings and brain images from eight term or near-term newborn infants with GBS meningitis were reviewed. Results: GBS meningitis was confirmed in all 8 infants via cerebrospinal fluid (CSF) analysis, and patients tested positive for GBS in both blood and CSF cultures. Six infants (75.0%) showed early onset manifestation of the disease (<7 days); the remaining 2 (25.0%) showed late onset manifestation. In 6 infants (75%), cranial ultrasonography showed focal or diffuse echogenicity, suggesting hypoxic-ischemic injury in the basal ganglia, cerebral hemispheres, and periventricular or subcortical white matter; these findings are compatible with meningitis. Findings from magnetic resonance imaging (MRI) were compatible with bacterial meningitis, showing prominent leptomeningeal enhancement, a widening echogenic interhemisphere, and ventricular wall thickening in all infants. Restrictive ischemic lesions observed through diffusion-weighted imaging were evident in all eight infants. Patterns of ischemic injury as detected through MRI were subdivided into 3 groups: 3 infants (37.5%) predominantly showed multiple punctuate lesions in the basal ganglia, 2 infants (25.0%) showed focal or diffuse cerebral infarcts, and 3 infants (37.5%) predominantly showed focal subcortical or periventricular white matter lesions. Four infants (50%) showed significant developmental delay or cerebral palsy. Conclusion: Certain patterns of ischemic injury are commonly recognized in brain images from patients with neonatal GBS meningitis, and this ischemic complication may modify disease processes and contribute to poor neurologic outcomes.

• BMB Reports
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• 제35권1호
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• pp.67-86
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• 2002

Three routes have been identified triggering neuronal death under physiological and pathological conditions. Excess activation of ionotropic glutamate receptors cause influx and accumulation of $Ca^{2+}$ and $Na^+$ that result in rapid swelling and subsequent neuronal death within a few hours. The second route is caused by oxidative stress due to accumulation of reactive oxygen and nitrogen species. Apoptosis or programmed cell death that often occurs during developmental process has been coined as additional route to pathological neuronal death in the mature nervous system. Evidence is being accumulated that excitotoxicity, oxidative stress, and apoptosis propagate through distinctive and mutually exclusive signal transduction pathway and contribute to neuronal loss following hypoxic-ischemic brain injury. Thus, the therapeutic intervention of hypoxic-ischemic neuronal injury should be aimed to prevent excitotoxicity, oxidative stress, and apoptosis in a concerted way.

• Preventive Nutrition and Food Science
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• 제16권3호
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• pp.217-223
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• 2011

Ischemic stroke constitutes about 80% of all stroke incidences. It is characterized by brain cell death in a region where cerebral arteries supplying blood are occluded. Under these ischemic conditions, apoptosis is responsible for the cell death, at least in part. Goat's-beard (Aruncus dioicus var. kamtschaticus) is a perennial plant that grows naturally in the alpine regions of Korea. In the present study, we first determined whether water extract of goat's-beard (HY1646) and some of its fractions prepared by partitioning with organic solvents could improve the viability of human hepatocellular carcinoma cells (HepG2) cultured under hypoxic condition by blocking apoptotic pathways. Based on the in vitro findings, we subsequently investigated whether HY1646 and the ethyl acetate fraction (EA) selected from cell culture-based screening could attenuate brain injury in a rat middle cerebral artery occlusion (MCAO) model of ischemia (2 hr), followed by 22 hours of reperfusion. The cell number was sustained close to that initially plated in the presence of HY1646 even after 24 hr of cell culture under hypoxic condition (3% $O_2$), at which time the cell number reached almost zero in the absence of HY1646. This improvement in cell viability was attributed to the delay in apoptosis, identified by the formation of DNA ladder in gel electrophoresis. Of fractions soluble in hexane, ethyl acetate (EA) and butanol, EA was chosen for the animal experiments because EA demonstrated the best cell viability at the lowest concentration (10 ${\mu}g$/mL). HY1646 (200 mg/kg) and EA (10 and 20 mg/kg) significantly reduced infarct size, an index of brain injury, by 16.6, 40.0 and 61.0%, respectively, as assessed by 2,3,5-triphenyl tetrazolium chloride staining. The findings suggest that prophylactic intake of goat's beard might be beneficial for preventing ischemic stroke.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제52권1호
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• pp.105-110
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• 2009

목적 : 신생 백서의 저산소 허혈 뇌손상에 있어서의 erythropietin (Epo) 투여의 손상 예방 효과와 보호 기전에 철 대사가 관여하는지를 조사하고자 하였다. 방 법 : 신생 백서를 암수 구별 없이 생후 7일째에 편측 온목동맥 결찰 후 산소 농도 8%인 환경에 2시간 노출시켜 저산소 허혈을 유도하였으며 저산소 노출 직후 Epo 5,000 u/kg를 복강내 투여하였다. 이들은 저산소 허혈 유도 전 투여한 생리식염수, 철, deferoxamine 등에 따라 Epo군, Iron+Epo군, Def+Epo군, Iron+ Def+Epo군, 대조군으로 나누어 저산소 허혈 유도 후 7일에 뇌손상 정도를 비교하였다. 결 과 : Epo 투여시 뇌손상의 빈도와 정도는 대조군에 비해 감소하였다. 뇌손상의 빈도와 손상 점수로 뇌손상 정도를 비교한 결과 철 투여는 Epo의 뇌손상 예방 효과를 감소시키지 않았다. Deferoxamine 투여는 Epo 단독 투여군에 비해 뇌손상의 빈도와 정도가 경감하였으나 통계적 유의성은 없었다. 결 론 : Epo는 저산소 허혈 뇌손상에 있어 뇌손상 보호 효과를 보인다. 철 투여는 뇌손상을 악화시키지 않았으나 deferoxamine 동시 투여는 Epo 단독 투여에 비해 뇌손상의 빈도와 손상 점수가 감소하여 뇌손상 보호 효과에 철 대사가 관여할 가능성을 제시하였다.

• Molecules and Cells
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• 제45권4호
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• pp.216-230
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• 2022

SERTA domain-containing protein 1 (Sertad1) is upregulated in the models of DNA damage and Alzheimer's disease, contributing to neuronal death. However, the role and mechanism of Sertad1 in ischemic/hypoxic neurological injury remain unclear. In the present study, our results showed that the expression of Sertad1 was upregulated in a mouse middle cerebral artery occlusion and reperfusion model and in HT22 cells after oxygen-glucose deprivation/reoxygenation (OGD/R). Sertad1 knockdown significantly ameliorated ischemia-induced brain infarct volume, neurological deficits and neuronal apoptosis. In addition, it significantly ameliorated the OGD/R-induced inhibition of cell viability and apoptotic cell death in HT22 cells. Sertad1 knockdown significantly inhibited the ischemic/hypoxic-induced expression of p-Rb, B-Myb, and Bim in vivo and in vitro. However, Sertad1 overexpression significantly exacerbated the OGD/R-induced inhibition of cell viability and apoptotic cell death and p-Rb, B-Myb, and Bim expression in HT22 cells. In further studies, we demonstrated that Sertad1 directly binds to CDK4 and the CDK4 inhibitor ON123300 restores the effects of Sertad1 overexpression on OGD/R-induced apoptotic cell death and p-Rb, B-Myb, and Bim expression in HT22 cells. These results suggested that Sertad1 contributed to ischemic/hypoxic neurological injury by activating the CDK4/p-Rb pathway.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제51권2호
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• pp.170-180
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• 2008

목 적 : 몇몇 항생제가 저산소성 허혈성 뇌 손상에서 뇌 보호 효과를 가진 것으로 밝혀졌지만 아직까지 그 기전에 대해 잘 알려지지 않고 있다. 최근 아미노글루코사이드 계열의 항생제인 G418(geneticin)이 항고사에 의한 암세포 생존을 증가 시키는 것으로 알려졌으며 본 연구는 G418이 주산기 저산소성 허혈성 뇌손상에서 세포 고사를 억제함으로서 뇌 보호 효과를 나타내는지를 알아보고자 하였다. 방 법 : 임신 18일된 백서의 대뇌피질 신경세포를 배양하여 정상산소 상태군와 저산소 상태군으로 나누고, 두 군을 각각 대조군과 G418 $10{\mu}g/mL$으로 처리한 군으로 나누어서 TUNEL 분석과 caspase 3에 대한 면역조직생화학검사를 하였고, 생후 7일된 신생 백서의 좌측 총경동맥을 결찰 후 절단하고 저산소 상태를 유도하여 G418을 저산소 상태 유도 전 30분과 유도 후 30분에 복강 내로 $0.1{\mu}g/kg$ 투여하고 7일 후에 희생시켜 H&E 염색과 caspase-3에 대해 Western blot과 real-time PCR를 하였다. 결 과 : TENEL 분석상 정상산소 상태군과 저산소 상태군 모두에서 대조군보다 G418 투여군에서 통계학적으로 유의하게 고사세포가 감소되었다(P<0.01). Caspase-3에 대한 면역조직화학검사에서 저산소 손상 전에 G418을 투여한 군에서 손상 후에 투여한 군보다 Caspase-3 발현이 적게 나타났다. 저산소 손상 7일 후에 얻은 신생 백서 뇌의 육안적 관찰과 H & E 염색에서 저산소 상태군의 뇌 용적이 정상산소 상태군의 경우보다 감소된 것을 알 수 있었고, 저산소 손상 전에 G418을 투여한 군에서 손상 후에 투여한 군보다 뇌 조직의 손상이 더 적은 것을 볼 수 있었다. Bax/Bcl-2, caspase-3에 대해 Western blot과 real-time PCR 한 경우에 G418 투여한 군에서 Bax/Bcl-2 비율과 caspase-3 발현이 감소되었다. 결 론 : 주산기 저산소성 허혈성 뇌 손상에서 G418는 뇌 조직의 고사를 억제함으로서 뇌보호 효과를 나타내었다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제62권12호
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• pp.444-449
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• 2019

Background: Sixty percent of infants with severe neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy die, while most survivors have permanent disabilities. Treatment for neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy is limited to therapeutic hypothermia, but it does not offer complete protection. Here, we investigated whether hypoxia-inducible factor (HIF) promotes cell survival and suggested neuroprotective strategies. Purpose: HIF-1α deficient mice have increased brain injury after neonatal hypoxia-ischemia (HI), and the role of HIF-2α in HI is not well characterized. Copper-zinc superoxide dismutase (SOD)1 overexpression is not beneficial in neonatal HI. The expression of HIF-1α and HIF-2α was measured in SOD1 overexpressing mice and compared to wild-type littermates to see if alteration in expression explains this lack of benefit. Methods: On postnatal day 9, C57Bl/6 mice were subjected to HI, and protein expression was measured by western blotting in the ipsilateral cortex of wild-type and SOD1 overexpressing mice to quantify HIF-1α and HIF-2α. Spectrin expression was also measured to characterize the mechanism of cell death. Results: HIF-1α protein expression did not significantly change after HI injury in the SOD1 overexpressing or wild-type mouse cortex. However, HIF-2α protein expression increased 30 minutes after HI injury in the wild-type and SOD1 overexpressing mouse cortex and decreased to baseline value at 24 hours after HI injury. Spectrin 145/150 expression did not significantly change after HI injury in the SOD1 overexpressing or wild-type mouse cortex. However, spectrin 120 expression increased in both wild-type and SOD1 overexpressing mouse at 4 hours after HI, which decreased by 24 hours, indicating a greater role of apoptotic cell death. Conclusion: HIF-1α and HIF-2α may promote cell survival in neonatal HI in a cell-specific and regional fashion. Our findings suggest that early HIF-2α upregulation precedes apoptotic cell death and limits necrotic cell death. However, the influence of SOD was not clarified; it remains an intriguing factor in neonatal HI.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제52권12호
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• pp.1337-1347
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• 2009

목 적:타우린은 술폰 기를 산기로 하는 황 아미노산의 일종이며 뇌, 망막, 심장, 근육에 많이 분포되어 있다. 최근 국소적 뇌허혈에 대한 타우린의 신경보호효과에 관한 연구들이 발표되고 있으나 대부분 연구가 성인의 뇌졸중의 치료에 대한 연구이며 신생아시기의 저산소성 손상에 대한 효과를 구체적으로 연구한 바가 없다. 본 연구에서는 타우린이 저산소 상태로 유발된 뇌세포 배양과 신생 백서의 저산소성 허혈성 뇌손상에서 항세포사멸사를 통한 뇌보호 효과가 있는지를 알아보고자 실험하였다. 방 법:재태기간 18일된 태아 흰쥐의 대뇌피질 세포를 배양하여 1% $O_2$ 배양기에서 저산소 상태로 뇌세포 손상을 유도하여 저산소군, 손상 전 후 타우린 투여군($30{\mu}g/mL$)으로 나누어 정상산소군과 비교하였다. 세포사멸사와 관련을 알아보기 위해 Bcl-2, Bax, caspase-3 primer와 항체로 실시간 중합효소연쇄반응과 western blotting을 하였다. 또한, 생후 7일된 백서의 좌측 총 경동맥을 결찰한 후 저산소(8% $O_2$) 상태로 2시간 노출시켜서, 저산소성 허혈성 뇌 손상을 유발하였고, 뇌손상 전 후 30분에 타우린을 체중 kg당 30 mg을 투여하였다. 저산소성 허혈성 뇌손상 후 1일, 3일, 1주, 2주, 4주 째 뇌를 적출하여 Bcl-2, Bax, caspase-3 primer를 이용하여 실시간 중합효소연쇄반응을 하였고, 동일 항체로 western blotting하였다. 결 과:저산소로 유발된 뇌세포 배양에서 정상군에 비해 저산소군에서 뇌세포 손상이 많았고 저산소 손상전 타우린 투여군에서 뇌세포 손상이 회복되었으며 저산소 손상 후 타우린 투여군에서는 저산소 손상 전 투여군보다 회복력이 떨어졌다. 실시간 중합효소연쇄반응과 western blotting을 이용한 저산소 상태의 태아 백서 뇌세포 배양 실험뿐만 아니라 저산소성 허혈성 뇌손상 동물 모델에서도 타우린을 투여한 경우 Bcl-2의 발현은 증가하고, Bax/Bcl-2의 비율, Bax와 caspase-3의 발현은 감소함을 보였다. 결 론:본 연구에서 타우린은 주산기 저산소성 허혈성 뇌손상에서 Bcl-2 발현 감소, Bax와 caspase-3 발현 증가를 유발시켜 항 세포사멸사 기전을 통한 신경보호 역할을 하는 것을 알 수 있었다. 그리고 이것은 저산소 손상 후 1주와 2주째에 가장 효과가 있었다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제63권8호
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• pp.329-334
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• 2020

Background: Birth asphyxia is a leading cause of neonatal mortality. Ischemia-modified albumin (IMA) levels may have a predictive role in the identification and prevention of hypoxic disorders, as they increase in cases of ischemia of the liver, heart, brain, bowel, and kidney. Purpose: This study aimed to assess the value of IMA levels as a diagnostic marker for neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE). Methods: Sixty newborns who fulfilled 3 or more of the clinical and biochemical criteria and developed HIE as defined by Levene staging were included in our study as the asphyxia group. Neonates with congenital malformation, systemic infection, intrauterine growth retardation, low-birth weight, cardiac or hemolytic disease, family history of neurological diseases, congenital or perinatal infections, preeclampsia, diabetes, and renal diseases were excluded from the study. Sixty healthy neonates matched for gestational age and with no maternal history of illness, established respiration at birth, and an Apgar score ≥7 at 1 and 5 minutes were included as the control group. IMA was determined by double-antibody enzyme-linked immunosorbent assay of a cord blood sample collected within 30 minutes after birth. Results: Cord blood IMA levels were higher in asphyxiated newborns than in controls (250.83±36.07 pmol/mL vs. 120.24±38.9 pmol/mL). Comparison of IMA levels by HIE stage revealed a highly significant difference among them (207.3±26.65, 259.28±11.68, 294.99±4.41 pmol/mL for mild, moderate, and severe, respectively). At a cutoff of 197.6 pmol/mL, the sensitivity was 84.5%, specificity was 86%, positive predictive value was 82.8%, negative predictive value was 88.3%, and area under the curve was 0.963 (P<0.001). Conclusion: IMA levels can be a reliable marker for the early diagnosis of neonatal HIE and can be a predictor of injury severity.

• Neonatal Medicine
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• 제16권2호
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• pp.221-233
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• 2009

목 적 : 신장에서 분비되어 적혈구를 생산하는 빈혈제로 알려진 에리스로포이에틴(Erythropoietin, EPO)은 단순히 피를 만드는 조혈기능 뿐 아니라 최근 신경계 보호 및 신경강화 효과가 있다고 발표되고 있지만 주산기 가사로 인한 저산소성 허혈성 뇌병증의 치료제로서 그 기전이 명확하게 밝혀지지 않았다. 저자들은 유전자 재조합 인 에리스로포이에틴(recombinant Human EPO, rHuEPO)을 이용하여 주산기 저산소성 허혈성 뇌병증의 치료제로서 N-methyl-D-aspartate (NMDA) 수용체와 관련된 흥분성 독성작용을 통한 조절 등 그 기전을 알아보고자 하였다. 방 법 : 재태기간 19일된 태아 백서의 대뇌피질 세포를 배양하여 정상산소군은 5% $CO_2$ 배양기(95% air, 5% $CO_2$)에 두었고, 저산소군과 농도별 뇌손상 전 rHuEPO 투여군(1, 10, 100 IU/mL)은 1% $O_2$ 배양기(94% $N_2$, 5% $CO_2$)에서 6시간 동안 뇌세포손상을 유도하였다. 세포성장과 생존력을 평가하기 위해 MTT 실험을 시행하였다. 동물 모델에서는 생후 7일된 신생백서의 좌측 총 경동맥을 결찰한 후 6개 군; 정상산소군, sham-operated군, 저산소-허헐성군, 저산소-허헐성+vehicle군, 저산소-허헐성 손상 전 rHuEPO 투여군, 저산소-허헐성 손상 후 rHuEPO 투여군으로 나누었고, 저산소-허헐성 손상은 특별히 제작한 통속에서 2시간 동안 8% $O_2$ (8% $O_2$, 92% $N_2$)에 노출시켰다. rHuEPO은 뇌손상 전후 30분에 체중 kg당 1000 IU를 투여하였고, 저산소-허헐성 손상 후 7일째 조직을 실험하였다. 적출한 조직으로 H&E 염색을 하여 뇌손상을 형태학적으로 관찰하였다. 세포배양 및 동물실험에서 NMDA 수용체의 아단위인 NR1, NR2A, NR2B, NR2C, NR2D를 이용하여 실시간 중합효소연쇄반응을 실시하였다. 결 과 : 저산소군에서 세포 생존률은 정상산소군보다 60% 감소하였으며, rHuEPO 투여군(1, 10 IU/mL)은 80% 증가하였다. rHuEPO 투여군(100 IU/mL)은 회복되지 않았다. 우측 반구 대비 좌측 반구의 범위는 정상산소군 98.9%, sham-operated군 99.1%, 저산소-허헐성군 57.1%, 저산소-허헐성+vehicle군 57.0%, 저산소-허헐성 손상 전 rHuEPO 투여군 87.6%, 저산소-허헐성 손상 후 rHuEPO 투여군 91.6%으로 나타났다. NMDA 수용체의 아단위 생체외 실험에서 실시간 중합효소연쇄반응의 결과 NMDA 수용체 아단위 mRNA의 발현은 rHuEPO 투여군에서 저산소군보다 모두 증가하였다. 결 론 : 본 연구에서 rHuEPO은 흥분성 독성작용과 관련되어 NMDA 수용체를 조절하면서 저산소성 허헐성 뇌손상을 보호하는 것을 알 수 있었다.