• BMB Reports
• /
• 제53권9호
• /
• pp.484-489
• /
• 2020

Epilepsy is a neurological disorder characterized by unpredictable seizures, which are bursts of electrical activity that temporarily affect the brain. Cereblon (CRBN), a DCAFs (DDB1 and CUL4-associated factors), is a well-established protein associated with human mental retardation. Being a substrate receptor of the cullin-RING E3 ubiquitin ligase (CRL) 4 complex, CRBN mediates ubiquitination of several substrates and conducts multiple biological processes. In the central nervous system, the large-conductance Ca²⁺-activated K⁺ (BK_Ca) channel, which is the substrate of CRBN, is an important regulator of epilepsy. Despite the functional role and importance of CRBN in the brain, direct injection of pentylenetetrazole (PTZ) to induce seizures in CRBN knock-out mice has not been challenged. In this study, we investigated the effect of PTZ in CRBN knock-out mice. Here, we demonstrate that, compared with WT mice, CRBN knock-out mice do not show the intensification of seizures by PTZ induction. Moreover, electroencephalography recordings were also performed in the brains of both WT and CRBN knockout mice to identify the absence of significant differences in the pattern of seizure activities. Consistently, immunoblot analysis for validating the protein level of the CRL4 complex containing CRBN (CRL4^Crbn) in the mouse brain was carried out. Taken together, we found that the deficiency of CRBN does not affect PTZ-induced seizure.

• 생명과학회지
• /
• 제25권2호
• /
• pp.223-230
• /
• 2015

RCAN1은 calcineurin을 억제하는 내인성 단백질로 calcineurin-NFATc1 신호전달 경로와 관련된 질환의 병인에 중요한 역할을 담당한다. 특히 RCAN1-4 아형 유전자의 경우 NFATc1 전사인자에 의해 조절된다. RANKL 자극은 calcineurin-NFATc1 경로로 파골세포 분화를 유도하는데, RCAN1과 파골세포의 분화에 관련된 연구는 보고 된 바 없다. 따라서 본 연구는 RANKL 처리에 의해 파골세포 분화가 유도될 때 RCAN1이 calcineurin-NFATc1 경로에 미치는 영향을 in vitro에서 조사했다. 마우스로부터 분리한 골수단핵세포에 RANKL을 처리하여 파골세포 분화를 유도했다. RANKL 처리 후 조사 대상 유전자의 mRNA 발현과 단백질 발현을 각각 RT-PCR과 Western blot로써 측정했다. 마우스 RCAN1-4 vector를 파골전구세포인 RAW 264.7 단핵세포주와 골수단핵세포에 형질도입(transfection)시켜 RCAN1-4 유전자의 과발현을 유도했다. 형질도입 후 파골세포 분화의 형태적 변화는 TRAP 염색을 통해 관찰했다. RANKL 처리 후 NFATc1, calcineurin, RCAN1-4 mRNA 발현은 크게 증가했다. 단백질 발현의 경우 NFATc1과 RCAN1은 증가했으나 calcineurin은 대조군과 차이가 없었다. RCAN1-4 유전자의 과발현 유도 시 RCAN1-4 mRNA는 크게 증가되었으나 RCAN1 단백질 발현은 증가되지 않았다. 특히 RANKL 존재 시 RCAN1 유전자를 knock-down시켜도 RCAN1 발현은 정상적으로 유지되었다. 한편, NFATc1 발현은 과발현 유도시 감소했고 knock-down 유도 시 증가하는 경향을 보였다. RCAN1-4 유전자 과발현을 유도한 골수단핵세포에서 배양 5일 후 파골세포 분화는 대조군과 차이가 없었다. 이러한 결과는 RANKL에 의한 파골세포 분화 시 RCAN1이 calcineurin-NFATc1 경로를 통해 파골세포 분화에 미치는 영향은 제한적일 것으로 사료된다.

• 대한생식의학회:학술대회논문집
• /
• 대한불임학회 2001년도 제2차 연수강좌
• /
• pp.195-205
• /
• 2001

태반 영양배엽 (trophoblast)은 포유동물의 발생과정 중 가장 먼저 분화되는 세포로서, 자궁환경내에서 배아가 착상, 발생, 및 분화하기 위해서 반드시 필요한 태반을 형성하는 색심적인 세포이다. 영양배엽 세포의 분화과정중의 결함은 배아의 사산이나 임신질환 등의 치명적 결과를 초래한다. 하지만, 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 분자생물학적인 메카니즘은 아직 규명되지 않고 있다. 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 경로를 규경하기 위한 선결과제는 분화된 영양배엽 세포에서만 발현하는 많은 유전자들이 밝혀져야만 한다. 본 연구팀은 최근에 분화된 영양배엽 세포에서만 발현하는 두 종류의 새로운 유전자들을 찾았다. 한 종류는 homeobox를 보유하고 있는 조절 유전자 Psx이고, 다른 한 종류는 임신호르몬인 태반 프로락틴 라이크 단백질 유전자 PLP-C${\beta}$이다. 본 연구과제의 목표는 이들 유전자의 기능과 조절 메카니즘을 규명함으로써, 영양배엽 세포의 분화를 조절하는 조절경로를 밝히는 것이다. 이를 위하여 다음과 같은 일련의 연구를 수행할 것이다. 1) Psx 유전자가 분화된 영양배엽 세포에서만 발현케 하는 조절 메카니즘을 규명하기 위해 functional assays, in vitro footprinting, gel mobility shift assays, 생쥐형질전화, UV crosslinking, Southwestern blot 등의 방법을 통해 Psx 유전자의 cis-acting 요인과 trans-acting factor를 밝혀 분석한다. 2) 영양배엽 세포의 분화조절 경로를 규명하기 위해 random oligonuclotide library screening, DD-PCR, subtractive screening 등의 방법을 이용하여 Psx 유전자에 의해 조절되는 하부유전자를 밝힌다. 3) Psx 유전자를 knock-out시켜 영양배엽 세포가 발달 및 분화하는데 미치는 역할을 밝힌다. 4) Yeast two-hybrid screening방법을 이용하여 태반 프로락틴 유전자의 수용체를 찾아 이들의 신호전달 기전을 밝힌다. 제1차년 연구결과로서, mouse와 rat으로부터 각각 Psx 유전자의 genomic DNA를 클로닝하여, 유전자 구조를 비교한 결과, mouse Psx (mPsx2)는 4개의 exons으로 이루어져 있는 반면에, rat Psx (Psx3)는 3개의 exons으로 구성되어 있었다. 즉, rPsx3는 mPsx2의 exon1이 없었다. Notrhern blot과 in situ hybridization 분석에 의해 mouse와 rat에서 Psx 유전자가 다르게 발현 조절되는 현상을 밝혔다. 실제로 mPsx2와 rPsx3의 5'-flanking지역을 클로닝하여 염기서열 분석 결과 전혀 homology를 찾을 수 없었다. 또한, 이들 각각 promoter의 activity를 luciferase reporter를 이용하여 조사한 결과 Rcho-1 trophoblast cells에서 각기 다른 activity를 보여 주는 것을 발견하였다. Psx 유전자의 transcription start sites는 Primer extension에 의해 밝혔다. 또한 Psx2 유전자를 knock-out 시키기 위해 targeting vector를 Osdupde1에 제작하였다. 본 과제를 시작할 때 새로운 프로락틴 유전자 하나를 클로닝하여 이 유전자를 PLP-I라고 이름을 붙였다. 이 후 이 유전자 (PLP-I)는 PLP-C${\beta}$라고 이름을 붙이게 되었다. Mouse PLP-C${\beta}$ 유전자의 counterpart를 rat에서 찾아 염기서열을 비교한 결과 mouse와 rat에서 PLP-C${\beta}$유전자의 homology는 약 79% (amino acid level)였다. 본 연구과정을 통해 또 하나의 새로운 PLP-C subfamily member를 mouse로부터 클로닝 하였고, 이 유전자를 PLP-C${\gamma}$라 하였다. PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$의 발현 유형은 Northern blot과 in 냐셔 hybridization 분석에 의해 태반의 제한된 spongitrophoblast와 trophoblast giant cells에서만 발현하는 것을 밝혔다. 놀랍게도 이들 두 새로운 유전자는 alternative splicing에 의해 두 종류의 isoform이 있음을 밝혔다. PLP family member 유전자로서 splicing에 의한 isoforms을 보여 주는 유전자로는 PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$가 최초이다. 이들 isoform mRNAs의 발현 유형은 RT-PCR 방법을 이용하여 규명하였다. 또 하나의 새로운 발견은 PLP-C${\beta}$와 PLP-C${\gamma}$가 독특한 유전자 구조를 갖고 있었다. 즉, PLP-C${\beta}$는 exon3의 alternative splicing에 의해 5개 혹은 6개의 exons을 갖는 two isoforms이 생긴다. 반면에 PLP-C${\gamma}$는 exon2가 alternative splcing이 되면서 7개의 exons을 갖거나 6개의 exons을 갖는 isoforms을 만든다. 그리고, PLP-C${\gamma}$의 promoter activity를 trophoblast Rcho-l${\gamma}$ 세포주를 이용하여 PLP-C${\gamma}$ 의 1.5 kb 5'-flanking 지역이 trophoblast-specific promoter activity를 갖고 있음을 밝혔다. PLP-C${\gamma}$ 유전자의 transcription start site는 Primer extension에 의해 밝혔다. 제 1차 년도의 연구결과를 토대로, 2차년에서는 다음단계의 연구를 수행하고자 한다. 즉, 1) mPsx2와 rPsx3의 promoter를 비교분석 함으로서 mouse와 rat에서 Psx 유전자가 다르게 조절되는 메카니즘 규명, 2) Psx와 PLP-C 유전자의 promoter에 있는 cis-acting elements 탐색, 3) Psx2와 Psx3의 단백질을 이용하여 이들이 binding하는 target sequence 규명, 4) 제작한 Psx2 targeting vector를 이용하여 ES cells에서 Psx2 유전자 knock-out, 5) Psx 유전자를 과발현시키는 세포주를 만들고 Psx에 의해 조절되는 유전자 탐색, 6) 새로 밝히 PLP-C members 유전자들의 조절기전을 Rcho-1 세포주를 이용하여 여러 거지 성장인자와 다른 호르몬에 대한 반응을 탐색, 7) Psx와 PLP-C${\gamma}$ 유전자의 chromosomal mapping 등을 밝힐 것이다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
• /
• 제19권6호
• /
• pp.515-522
• /
• 2015

Notch signaling is a key regulator of neuronal fate during embryonic development, but its function in the adult brain is still largely unknown. Mind bomb-2 (Mib2) is an essential positive regulator of the Notch pathway, which acts in the Notch signal-sending cells. Therefore, genetic deletion of Mib2 in the mouse brain might help understand Notch signaling-mediated cell-cell interactions between neurons and their physiological function. Here we show that deletion of Mib2 in the mouse brain results in impaired hippocampal spatial memory and contextual fear memory. Accordingly, we found impaired hippocampal synaptic plasticity in Mib2 knock-out (KO) mice; however, basal synaptic transmission did not change at the Schaffer collateral-CA1 synapses. Using western blot analysis, we found that the level of cleaved Notch1 was lower in Mib2 KO mice than in wild type (WT) littermates after mild foot shock. Taken together, these data suggest that Mib2 plays a critical role in synaptic plasticity and spatial memory through the Notch signaling pathway.

• Reproductive and Developmental Biology
• /
• 제40권2호
• /
• pp.23-26
• /
• 2016

Transcription factor called activating enhancer binding protein 2C (AP2-gamma) is found in a variety of species and expressed from oocyte stage onwards, particularly restricted to the trophectoderm. Recent studies demonstrated that ablation of Tfap2c led to failure of tight junction biogenesis, particularly the knock-down embryos of Tfap2c did not form cavity from morula to blastocyst in mouse and pig. We speculated that the Tfa2pc may also be involved in desmosome biogenesis because blastocoel formation is coincident with the establishment of desmosome. To determine this, we depleted Tfap2c injecting siRNA into one-cell zygote and analysed the expression levels of genes that are required for desmosome complex such as PkP2, Pkp3, Dsc2, and Dsg2. We found only Pkp3 was up-regulated in the knockdowned morula embryos. Interestingly, upstream region of Pkp3 had putative Tfap2c binding sites. In conclusion, our results suggest that Tfap2c is not a crucial factor but somehow it might be involved in desmosome biogenesis directly or indirectly via Pkp3.

• 한국수정란이식학회지
• /
• 제27권3호
• /
• pp.189-192
• /
• 2012

Although embryonic stem cells (ESCs) or ES-like cells are reported from many mammalian species other than the mouse, the culture system for murine ESCs may not be suitable to the other species. Previously many other research groups have modified either human or mouse ESC culture systems for bovine ESC culture. In this study, we compared three different culture mediums consisting of DMEM, ${\alpha}$-MEM or KnockOut$^{TM}$-DMEM (KO), which are modified from human or mouse ESC culture system, for the generation of bovine ESCs. In this study, some pre-requisite events which are important for establishment and long-term propagation of ESCs such as inner cell mass (ICM) attachment on feeder cells, primary colony formation and sustainability after passaging. Once the ICM clumps attached on feeder cells, this was designated as passage 0. In regards to the rate of ICM attachment, ${\alpha}$-MEM was superior to the other systems. For primary colony formation, there was no difference between DMEM and ${\alpha}$-MEM whereas KO showed lower formation rate than the other groups. For passaging, the colonies were split into 2~4 pieces and passed every 5~6 days. From passage 1 to passage 3, DMEM system seemed to be appropriate for maintaining putative bovine ESCs. On the other hand, ${\alpha}$-MEM tended to be more suitable after passage 6. Although ${\alpha}$-MEM support to maintain a ES-like cell progenies to passage 15, all three culture systems which are modified from human or mouse ESC culture media failed to retain the propagation and long-term culture of putative bovine ESCs. Our findings imply that more optimized alternative culture system is required for establishing bovine ESC lines.

• Archives of Pharmacal Research
• /
• 제23권3호
• /
• pp.252-256
• /
• 2000

A thymic stromal cell line, TFGD, was established from a thymic tumor mass developed spontaneously in p53 knock out mouse, and was found to produce cytokines that could induce bone marrow hematopoietic stem cells (HSCs) to differentiate into macrophages. The cytokines produced by the TFGD line were assessed by immunoassays. High level of macrophage-colony stimulating factor (M-CSF) and interleukin (IL)-6 was detected in the TFGD-culture supernatant, whereas granulocyte/macrophage-colony stimulating factor (GM-CSF), IL-3, IL-4, IL-5, IL-13, or interferon (IFN)-$\gamma$ was undetectable. Blocking experiments showed that anti-M-CSF monoclonal antibody could neutralize the differentiation-inducing activity shown by the TFGD-culture supernatant. Dot blot analysis of the total RNA isolated from the cultured fetal thymic stromal cells showed that M-CSF transcripts were expressed in the normal thymus. These observations, together with the earlier finding that M-CSF plus IL-6 is the optimal combination of cytokines for the induction of macrophage differentiation from HSCs in vitro, may indicate that thymic macrophages could be generated within the thymus by cytokines involving M-CSF.

• Reproductive and Developmental Biology
• /
• 제29권1호
• /
• pp.19-24
• /
• 2005

저밀도 리포단백질 수용체 관련 단백질 5(LRP5)는 간과 췌장을 포함하여 많은 조직에서 발현하며 아포리포단백질 E와 결합한다. 이와 같은 LRP5 유전자의 체내 기능을 규명하기 위하여 LRP5 유전자가 결손된 생쥐를 개발하였다. 먼지 LRP5 genomic DNA는 TT2 ES 세포로부터 분리하였으며 LRP5 유전자의 엑손 18에 neo 유전자를 삽입한 vector를 구축하고 TT2 ES 세포에 도입하였다. 178개의 G418 내성을 보인 세포 중 상동유전자 재조합에 의하여 targeting vector가 LRP5 유전자 위치에 삽입된 clone은 3개였다. 키메라 생쥐는 상실배기 수정을 ES 세포와 응집시켜 생산하였으며 생산된 키메라 생쥐는 C57BL/6 생쥐와 교미를 유도하여 heterozygous를 얻었다. 또한 이들 heterozygous간의 교배에 의하여 LRP5 유전자 결손 생쥐를 생산하였다. 이러한 생쥐는 LRP5 유전자의 체내 기능연구에 있어서 모델로 이용될 것으로 생각된다.

• 한국동물생명공학회지
• /
• 제34권4호
• /
• pp.318-321
• /
• 2019

Recent studies showed that tight junctions (TJs) integrity and assembly are required for blastocyst development in mouse and pig models. However, the biological functions of TJs associated with embryo implantation and maintenance of pregnancy were not investigated yet. To examine whether disrupted TJs affect further embryo development, we employed RNAi approach and inhibitor treatment. The embryos were injected with Cxadr (Coxsackievirus and adenovirus receptor) siRNA for knock down (KD) and treated with Adam10 (A Disintegrin and Metalloproteinase specific inhibitor 10; GI254023X; SI). We compared blastocyst development and paracellular sealing assay using FITC dextran uptake between control and KD or SI embryos. Finally, we transferred control and Cxadr KD or Adam 10 SI treated blastocyst to uteri of recipients. Cxadr KD and Adam 10 SI showed lower blastocyst development and more permeable to FITC-dextran. Moreover, we observed that half of KD and inhibited embryos failed to maintain pregnancies after the second trimester. Our findings suggested that TJs integrity is required for the maintenance of pregnancy and can be used as a selective marker for the successful application of assisted reproduction technologies.

• BMB Reports
• /
• 제52권2호
• /
• pp.111-112
• /
• 2019

Although many studies have reported that the breakdown of the blood-brain barrier (BBB) represents one of the major pathological changes in aging, the mechanism underlying this process remains relatively unexplored. In this study, we described that acid sphingomyelinase (ASM) derived from endothelial cells plays a critical role in BBB disruption in aging. ASM levels were elevated in the brain endothelium and plasma of aged humans and mice, resulting in BBB leakage through an increase in caveolae-mediated transcytosis. Moreover, ASM caused damage to the caveolae-cytoskeleton via protein phosphatase 1-mediated ezrin/radixin/moesin dephosphorylation in primary mouse brain endothelial cells. Mice overexpressing brain endothelial cell-specific ASM exhibited acceleration of BBB impairment and neuronal dysfunction. However, genetic inhibition and endothelial specific knock-down of ASM in mice improved BBB disruption and neurocognitive impairment during aging. Results of this study revealed a novel role of ASM in the regulation of BBB integrity and neuronal function in aging, thus highlighting the potential of ASM as a new therapeutic target for anti-aging.