• 미생물학회지
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• 제32권4호
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• pp.280-284
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• 1994

공생 아메바에서 리소솜과 공생낭 간에 융합이 저해되는 이유로서는 먼저 이들 공생낭의 막에 어떤 특별한 인자가 존재하여 융합을 저해하거나 또는 융합 과정에 필수적인 어떤 요소가 이들 공생막에는 부족하여 융합이 일어나지 않는다고 유추해 볼 수 있다. 단일 클론 항체를 추적물질로 사용하여 이들 인자나 구성요소를 알아내는 과정에서, lipopolysaccharides가 공생 박테리아에 의하여 생산되어 공생낭의 막에 삽입된다는 것을 확인하였으며 이들이 공생막상에서도 세포질 방향으로 노출되어 있다는 것을 알아내었다. 따라서 이들 lipopolysaccharides가 리소솜과 공생낭간의 융합 저해에 간여하는 가를 알아보기 위하여 이들에 대한 단일 크론 항체를 공생 아메자의 세포질에 미세주사하여 보았다. 주사된 아메바에서는 공생낭과 리소솜간의 융합이 일어나는 것으로 미루어 보아, 아마도 lipopolysaccharides는 융합저해 요소 중의 하나로 사료되어 진다.

• BMB Reports
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• 제48권3호
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• pp.129-130
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• 2015

Autophagy is a tightly regulated lysosome-mediated catabolic process in eukaryotes that maintains cellular homeostasis. A distinguishable feature of autophagy is the formation of double- membrane structures, autophagosome, which envelopes the intracellular cargoes and finally degrades them by fusion with lysosomes. So far, many structures of Atg proteins working on the autophagosome formation have been reported, however those involved in autophagosome maturation, a fusion with lysosome, are relatively unknown. One of the molecules in autophagosome maturation, TECPR1, has been identified and recently, structural studies on both ATG5-TECPR1 and ATG5-ATG16L1 complexes revealed that TECPR1 and ATG16L1 share the same binding site on ATG5. These results, in combination with supporting biochemical and cellular biological data, provide an insight into a model for swapping ATG5 partners for autophagosome maturation.

• BMB Reports
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• 제49권8호
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• pp.424-430
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• 2016

Autophagy, an evolutionarily conserved cellular degradation pathway of the lysosome, is associated with many physiological and pathological processes. The hallmark of autophagy is the formation of the autophagosome that engulfs and degrades cytosolic components via its fusion with the lysosome, in either a selective or a non-selective manner. Autophagy is tightly regulated by proteins encoded by autophagy-related (atg) genes. Among these proteins, ATG8/LC3 is essential for autophagosome biogenesis/maturation and it also functions as an adaptor protein for selective autophagy. In mammalian cells, several homologs of yeast Atg8 such as MAP1LC3, GABARAP, and GABARAPL 1/2 have been identified. However, the biological relevance of this gene diversity in higher eukaryotes, and their specific roles, are largely unknown. In this review, we describe the mammalian ATG8/LC3 family and discuss recent advancements in understanding their roles in the autophagic process.

• Molecules and Cells
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• 제41권1호
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• pp.18-26
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• 2018

Mitochondrial quality control systems are essential for the maintenance of functional mitochondria. At the organelle level, they include mitochondrial biogenesis, fusion and fission, to compensate for mitochondrial function, and mitophagy, for degrading damaged mitochondria. Specifically, in mitophagy, the target mitochondria are recognized by the autophagosomes and delivered to the lysosome for degradation. In this review, we describe the mechanisms of mitophagy and the factors that play an important role in this process. In particular, we focus on the roles of mitophagy adapters and receptors in the recognition of damaged mitochondria by autophagosomes. In addition, we also address a functional association of mitophagy with mitochondrial dynamics through the interaction of mitophagy adaptor and receptor proteins with mitochondrial fusion and fission proteins.

• 대한수의학회지
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• 제22권2호
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• pp.187-195
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• 1982

This paper dealt with the light microscopical and electron microscopical findings on the morphological changes of the liver of Korean native goat injected with toxin (culture filtrate) of Clostridium perfringens which was isolated from Korean native cattle died of acute Clostridium perfringens enterotoxemia. The results observed are summarized as follows. In the microscopical findings, hyperemia and minute hemorrhage of the liver parenchyma, dilatation of hepatic central vein and centrilobular necrosis of liver, cloudy swelling and hydropic degeneration of hepatic cells, and appearance of light eosinophilic granular bodies in the vacuoles were recognized. In the electron microscopical findings, appearance of pinocytotic vesicle (coated vesicle), fusion of these vesicles, formation of vacuole and accumulation of minute granular proteinous materials in the vacuole were observed in the hepatic cells. Decreased number of glycogen granules, swelling and destruction of mitochondria, proliferation of smooth-surfaced endoplasmic reticulum, enlargement of rough-surfaced endoplasmic reticulum, dispersal of thready agranular membranous structure and appearance of secondary lysosome were recognized in the hepatic cell cytoplasm.

• Molecules and Cells
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• 제43권12호
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• pp.989-1001
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• 2020

Salmonella enterica serovar Typhimurium (S. Typhimurium) is a facultative intracellular pathogen that causes salmonellosis and mortality worldwide. S. Typhimurium infects macrophages and survives within phagosomes by avoiding the phagosome-lysosome fusion system. Phagosomes sequentially acquire different Rab GTPases during maturation and eventually fuse with acidic lysosomes. Lysophosphatidylcholine (LPC) is a bioactive lipid that is associated with the generation of chemoattractants and reactive oxygen species (ROS). In our previous study, LPC controlled the intracellular growth of Mycobacterium tuberculosis by promoting phagosome maturation. In this study, to verify whether LPC enhances phagosome maturation and regulates the intracellular growth of S. Typhimurium, macrophages were infected with S. Typhimurium. LPC decreased the intracellular bacterial burden, but it did not induce cytotoxicity in S. Typhimurium-infected cells. In addition, combined administration of LPC and antibiotic significantly reduced the bacterial burden in the spleen and the liver. The ratios of the colocalization of intracellular S. Typhimurium with phagosome maturation markers, such as early endosome antigen 1 (EEA1) and lysosome-associated membrane protein 1 (LAMP-1), were significantly increased in LPC-treated cells. The expression level of cleaved cathepsin D was rapidly increased in LPC-treated cells during S. Typhimurium infection. Treatment with LPC enhanced ROS production, but it did not affect nitric oxide production in S. Typhimurium-infected cells. LPC also rapidly triggered the phosphorylation of IκBα during S. Typhimurium infection. These results suggest that LPC can improve phagosome maturation via ROS-induced activation of NF-κB pathway and thus may be developed as a therapeutic agent to control S. Typhimurium growth.

• Parasites, Hosts and Diseases
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• 제26권4호
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• pp.229-238
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• 1988

HL-60세포에서 Toxoplasma gondii의 in vitro배양과 HL-60세포를 DMSO로 처리하여 과립세포로 분화시킨 세포에서 Toxoplasma에 대한 세포매개성 면역 기능을 검토하였다. 먼저, HL-60 세포를 여러 농도의 DMSO로 처리하였는데, 1.3%(V/V)로 3일간 처리하였을 때, HL-60 세포 의 적정 분화가 이루어졌다. 분화의 정도는 형태적, 생리적, 및 기능적 관점에서 검사되었는데, DMSO를 처리한 경우, 3H-thymidine의 흡입이 감소하는 것으로 보아 DNA 합성이 억제됨을 알 수 있었으며, 기능적으로는 주화성 물질인 FMLP에 대해 이동하는 성질을 보였으며, 형태적으로는 핵1세포질의 비가 큰 promyelocyte에서 작은 비를 갖는 과립 세포로 변화하여 분화를 입증하였다. 이후, HL-60 세포나 DMSO로 분화를 유도한 HL-60 세포와 Toxoplasma를 같이 배양하면서 이들의 관계를 관찰하였다. Lysosome에 선택적으로 흡입되는 형광 물질(acridine orange)로 전처리한 표본은 형광현미경하에 서 관찰하였으며, 다른 표본은 Giemsa로 염색하여 광학 현미경하에서 관찰하여 비교하였다. HL-60 세포에서는 72시간의 배양으로 Toxoplasma가 세포질내에서 증식하여 rosette를 형성하였으며, DMSO로 분화시킨 HL-60 세 포에서는 배양 초기 1시간째에 phagocytosis가 일어났으며 이후 세포내 소화가 이루어져 72시간째에는 lysosome이 원상태로 되돌아오는 것이 관찰되었다. 이상의 결과들로 볼 때, Toxoplnsma의 숙주 세포내에서의 기생 혹은 면역 세포에 의한 감수성에 phagosome 과 Iysosome의 융합이 결정적인 인자임을 알 수 있었으며, 아울러 HL-60 세포에서의 Toxoplasma의 증식 가능성과 DMSO로 분화시킨 HL-60 세포의 Toxoplasma 파괴 효과가 원충 기생충과 숙주의 상호 관계를 규명하는 좋은 모델임을 제시하였다.

• 분석과학
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• 제31권5호
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• pp.208-218
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• 2018

자가소화작용은 세포 내 물질들을 이중막 구조의 자가포식체를 형성하여 라이소좀(lysosome)과 융합한 후 이들을 분해시키는 과정이다. 자가소화작용은 유전적, 세포적, 생화학 수준에서 연구가 진행되어왔지만, 자가포식체의 미세구조 분석 및 정량적 분석은 체계적으로 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 먼저, 기초 자가소화작용이 진행되는 환경과 기아상태로 자가소화작용을 유도한 환경의 세포에서 각각 자가포식체 막 형성에 중요한 역할을 하는 ATG5가 결핍된 섬유아세포와 정상 섬유아세포에서의 자가포식체의 미세구조를 비교 관찰 하였다. 정상 섬유아세포에서는 초기 패고포어, 초기 및 후기 자가포식체, 오토라이소좀과 같은 자가포식체의 단계별 미세구조를 확인한 반면, ATG5가 제거된 섬유아세포에서는 이중막 구조가 완성되지 않은 자가포식체 구조가 증가한 것을 확인하여 ATG5가 자가포식체 성숙에 중요한 역할을 함을 다시 한번 검증할 수 있었다. 본 연구를 통해 구축한 자가포식체 미세구조 분석법을 활용하여 확장된 폴리글루타민을 가지는 N-말단 헌팅틴 유전자를 발현시키는 헌팅턴병의 세포학적 모델에서 단계별 자가포식체를 분석하였다. 그 결과, 흥미롭게도 헌팅틴 단백질이 발현된 세포에서 후기 자가포식체가 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 헌팅틴 돌연변이 단백질 응집체 제거에 필요한 자가소화작용 활성화를 위해서 자가포식체와 라이소좀의 결합 단계를 촉진하는 것이 효과적일 가능성에 대해서 유추할 수 있었다. 결론적으로 전자현미경을 활용한 자가포식체의 단계별 미세구조 관찰 및 정량 분석이 다양한 인간 질병모델에 적용되고, 자가소화작용과 연관된 병리 메커니즘 연구에 기여할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권1호
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• pp.91-101
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• 2020

이 연구는 비만이 심장 조직에서 자가포식 관련 단백질 발현에 미치는 영향을 확인하기 위해 고지방 식이(20주)를 통해 비만을 유도한 후 8주간의 트레드밀 운동을 실시하고, 자가포식의 유도, 형성 그리고 자가포식포와 라이소좀 융합단계를 조절하는 단백질의 발현을 확인하였다. 실험동물(SD rat)은 20주간의 고지방식이(탄수화물: 20%, 지방: 60%, 단백질: 20%)를 통해 비만을 유도하였으며, 8주간의 트레드밀 운동(주 5일, 하루 30분, 5분; 8m/min, 5분; 11m/min, 20분; 14m/min)을 실시하였다. 집단 구분은 정상식이 비교군(n=10), 고지방식이 비교군(n=10), 고지방식이 운동군(n=10)으로 구분하였다. 8주간의 트레드밀 운동 실시 전과 후에 경구당부하검사를 실시하여 곡선 하 면적(area under the curve; AUC)을 산출하였으며, 공복시 인슐린 농도와 포도당 농도를 통해 인슐린 저항성 지표인 HOMA-IR과 체중 당 복부지방량(abdominal visceral fat/Body weight; AVF/BW)를 산출하여 비교하였다. 또한 심장 조직에서 자가포식 관련 단백질을 분석하여 운동 트레이닝의 효과를 검증하였다. 장기간의 고지방식이를 통해 HFD-CON 그룹에서는 비만이 유도되었으며, ND-CON 그룹에 비해 체중, AUC, HOMA-IR, AVF/BW가 증가되는 것으로 나타났다. 하지만 8주간의 트레드밀 운동을 실시한 HFD-TE 그룹에서는 AUC, HOMA-IR, AVF/BW가 개선되는 것으로 나타났다. 체중의 경우, 감소되는 경향은 있었지만, 통계적으로 유의한 차이는 없었다. 자가포식 유도에 관여하는 mTOR와 AMPK는 비만상황에서 모두 감소되었지만, 운동을 통해 증가되는 것으로 나타났다. 자가포식 형성에 관련된 Beclin-1, BNIP3, ATG-7, p62, LC3는 비만상황에서 모두 증가하는 것으로 나타났으며, 운동을 통해 감소되는 것으로 나타났다. 자기포식포와 라이소좀 융합단계 조절하는 Cathepsin L과 LAMP2는 비만상황에서 모두 감소되었으며, 운동을 통해 증가하는 것으로 나타났다. 트레드밀 운동과 같은 신체활동은 대사성 질환에서 나타나는 병리학적 현상을 개선하고 자가포식 과정을 정상적으로 유도하는 것으로 나타났다. 따라서 트레드밀 운동이 심장 관련 질환의 예방 및 치료에 있어 일차적으로 고려해야할 필요성이 있다고 제안한다.

• Applied Microscopy
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• 제23권2호
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• pp.53-77
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• 1993

In this study, an attempt was made to investigate the probable organelles participating in the secretion of biligrafin. The animals (ICR male mice, 25-30gm) were divided into normal control and 6 biligrafin injected groups to which 30% biligrafin (0.006ml/gm b.w.) were injected at 10, 20, 40, 80, 160 and 320 min prior to the sampling. The mice of each group were perfused through the heart with ice-cold 2.5% glutaraldehyde buffered with 0.1M Na-cacodylate (pH. 7.4) under the Na-pentobarbital (Nembtal 0.0015mg/gm b.w.) anesthesia and liver tissues were taken from each group. Some specimens were immersed 1 hr in the same solution used in the perfusion. After an overnight rinse in 0.1M Na-cacodylate buffer containing 10% DMSO and 7.6% sucrose, $75{\mu}m$ fronzen sections were made for cytochemical study. The sections were incubated in thiamin pyrophosphatase (TPPase) and inosine diphosphatase (ID Pase) media for 70 min at $37^{\circ}C$ respectively and acid phosphatase (AcPase) medium for 40 min at $37^{\circ}C$. They were postfixed in 1 % $OsO_4$ for 1 hr. The other specimens were immersed for 8 hrs in the fixative consisting of 2.5% glutaraldehyde and 3.0% paraformaldehyde buffered with Na-cacodylate (pH. 7.4). All of the osmificated specimens were processed for electron microscopy. In both normal and biligrafin injected groups, endoplasmic reticulum (ER), vacuoles, Golgi apparatus and lysosomes were seen in the vicinity of bile canaliculus. In the biligrafin injected groups, however, the Golgi apparatus appeared to be decreased and ER and vacuoles were dilated and increased. The rough endoplasmic reticulum (RER) having a few attached ribosomes appeared to be the round saccule, especially at 20 min after biligrafin injection. Smooth endoplasmic reticulum (SER) seemed to be formed by the detachment of ribosomes at the cisternal end of RER. The cistern of SER showed saccules which probably budded off to form the vacuole. The vacuoles were devoid of visible centents. This finding seemed to be in agreement with the biochemical property of the bile constituents. The fusion between the vacuoles and bile canaliculus were frequently seen in the groups injected with biligrafin. The lysosome did not show any changes in the biligrafin injected groups. Accumulation of some material and lipid droplets were seen at the 40 and 80 min after biligrafin injection, especially at the latter. At 160 and 320 min after biligrafin injections, however, they were decreased successively while the RER stack, free ribosomes and polysomes were increased. Although the reactive products of TPPase and IDPase were observed in the ER saccules and vesicles of the normal control and biligrafin injected groups, the fusion between the bile canaliculus and saccules or vesicles could easily be seen in the latter. The AcPase activity, however, was observed in the cistern at the maturing face of Golgi apparatus and lysosomes in both normal and biligrafin groups. The results suggest that the biligrafin is excreted via the vesicles, vacuoles or sacoules probably derived from the SER without the participation of Golgi apparatus and lysosomes, and the excess amount of material is stored as inclusions during the repairing of the organelles being overactive.