• Journal of Yeungnam Medical Science
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• 제24권1호
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• pp.24-40
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• 2007

배경 : 골관절염은 단순 노화로 인한 질병이 아니라 연골대사의 이상으로 인한 기계적 그리고 생화학적 불안정성이 나타나는 질환이다. Transforming growth factor-${\beta}$와 같이 연골세포의 기능을 향상시키는 촉진인자가 있는 반면 Interleukin(IL)-1이나 Tumor necrosis factor-${\alpha}$는 염증반응을 증가시킨다. 이중 IL-1은 골관절염의 병인에서 가장 중요한 염증 유발 인자로 알려져 있으며 이에 대한 자료도 축적되고 있다. 이 논문의 목적은 IL-$1{\beta}$에 대한 human chondrosarcoma cell (SW1353)의 유전자 발현 양상을 파악하여 골관절염 병인의 이해를 증대시키는데 있다. 재료 및 방법 : Chondrosarcoma cell line (SW 1353)은 연골세포의 IL-$1{\beta}$를 통한 세포노화에 대한 유전자 조절을 실험실에서 연구하는데 유용한 것으로 알려져 있다. 골관절염에서 IL-1에 의한 전체적인 유전자 발현의 변화를 연구하고 분석하기 위해 SW1353을 각각 1시간, 6시간, 24시간동안 IL-1에 노출시킨후 각각 총 RNA를 정제하였다. 유전자 발현의 변화는 17k human cDNA microarray로 분석하였고 semiquantitative RT-PCR로 확인하였다. 결과 : Metallothioneins, matrix metalloproteinases, extracellular proteins, antioxidant protein, cytoskeletal proteins, cell cycle regulatory proteins, 세포성장과 세포 자멸사에 대한 단백질, signal protein, transcriptional factor를 포함한 1,200개 유전자에서 2배 이상의 변화가 관찰되었다. 이러한 변화는 초기 관절염에서 보이는 병리생리학적 변화와 상관관계가 있는 것으로 생각된다. 결론 : cDNA microarray 분석으로 유전자 발현의 의미있는 변화를 관찰하였으며 골관절염 발병기전에서 분자생물학적 변화에 대한 인식과 치료 목표를 정립하는데 대한 새로운 자료로서 가치가 있을 것으로 생각된다.

• 한국어류학회지
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• 제23권1호
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• pp.61-69
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• 2011

멸종위기 어류 미호종개(Cobitis choii)로부터 중금속해독 단백질(metallothionein) 유전자를 분리, 클로닝하고 중금속 및 고온 스트레스에 대한 전사 발현 특정을 분석하였다. 미호종개 metallothionein는 gDNA, mRNA 및 아미노산 서열 모두에서 경골 어류 MT들의 구조적 특징을 잘 보전하고 있었으며, 생물정보분석을 통해 미호종개 MT 유전자 5'-upstream 영역은 중금속 조절, 면역 반응 및 온도 반응에 관여하는 다양한 전사 조절인자들의 부착 위치들을 포함하는 것으로 관찰되었다. 카드뮴(Cd), 구리(Cu), 니켈(Ni), 망간(Mn) 및 아연(Zn)을 이용한 침지 노출 실험(0.5 및 $1.0\;{\mu}M$; 24시간)에서 미호종개 MT mRNA 발현은 구리 및 카드뮴 처리군에서 가장 많이 유도되었고($1.0\;{\mu}M$ Cu 처리군에서 최대 10배), 망간 처리군에서는 비교적 적은 양의 MT 발현이 유도된 반면(2배), 아연 및 니켈 노출 군에서는 유의적인 MT 발현의 증감이 관찰되지 않았다. 또한 미호종개 MT 전사 발현은 고온 자극 ($25^{\circ}C$로부터 $31^{\circ}C$까지 증가)에도 민감하게 반응하는 것으로 나타나, $31^{\circ}C$ 도달시점에서 $25^{\circ}C$ 초기 MT mRNA 발현 수준보다 9배 높은 mRNA 발현이 관찰되었다. 본 연구 결과는 MT 기반의 유전자 발현 분석을 이용함으로써, 향후 멸종위기 어류 미호종개의 스트레스 반응 연구에 유용한 기초 자료를 제공할 수 있다고 기대된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제44권5호
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• pp.649-656
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• 2015

무지개송어 아가미상피세포를 이용하여 cortisol에 의해 유도된 세포 손상에 대항하는 아연의 보호 효과를 연구하였다. 24시간 동안 cortisol에 노출된 세포들은 농도 의존적으로 LDH 방출이 증가하였고, 세포 생존율은 감소하였다. 아연($100{\mu}M$ $ZnSO_4$) 처리에 의해 이와 같은 영향이 감소하였고, 아연은 cortisol에 의해 유도된 caspage-3 활성, 즉 apoptosis에 대항하여 세포를 보호하였다. Cortisol에 의해 유도된 세포 사멸, LDH 방출과 caspase-3 활성은 glucocorticoid 수용체의 길항제인 Mifepristone(RU-486) 처리에 의해 차단되었는데, 이것은 세포 손상이 cortisol과 관련이 있다는 것을 제안하였다. 더하여 cortisol에 의해 유도된 세포 손상 모델에서 MT, GST 그리고 G6PD와 같은 항산화 유전자 발현에 대한 아연의 영향을 연구했다. MTA, MTB, GST 그리고 G6PD mRNA 수준은 아연과 cortisol을 각각 단독 처리에 의해 그리고 아연과 cortisol을 동시 처리에 의해 증가하였다. 이와 같은 증가는 아연이나 cortisol 단독 처리보다는 $100{\mu}M$ $ZnSO_4$와 $1{\mu}M$ cortisol을 동시에 처리했을 때 MTA, MTB, GST 그리고 G6PD mRNA 수준이 더 높았다. 아연 처리에 의해 세포 내 자유 아연 농도가 증가하였고, 이와 같은 반응은 cortisol과 아연을 함께 처리했을 때 세포 내 자유 아연 농도가 더 증가하였다. 결론적으로 아연 처리는 간접적인 항산화 활성을 통해 cortisol에 의해 유도 세포독성 및 apoptosis를 저해하였다.

• 생명과학회지
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• 제21권4호
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• pp.529-533
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• 2011

라미닌-1에 의해 분화가 유도되는 것으로 알려져 있는 HSG 및 PC-12에서는 라미닌-1에 의해 MT 유전자의 발현이 유도되었지만 반면 분화 역량을 지니지 않은 암세포인 유방암(MDA-231, MDA-435) 세포와 전립선 암인 PC-3 세포에서는 라미닌-1의 처리가 MT 유전자의 변화에 영향을 미치지 못하는 것이 관찰되었다. 라미닌-1에 의해 분화가 유도되는 현상 및 이에 따른 MT 유전자의 발현증가가 암의 전이 능력 및 악성화와 관계가 있는지를 관찰하기 위해 정상에서부터 전이 및 악성 정도가 다른 5가지 종류의 전립선 암을 대상으로 라미닌-1에 의한 MT 유전자의 발현 변화를 관찰한 결과 정상적인 전립선 외피세포인 RWPE-1과 전이 및 악성화가 낮은 WPE1-NA22의 경우 라미닌-1에 의해 MT 유전자의 발현이 증가하였으며, 악성화 정도가 높은 WPE1-NB14, WPE1-NB11, 및 WPE1-NB26에서는 라미닌-1의 처리에도 MT 유전자의 발현이 증가하지 않는 것이 관찰되었다. 이러한 결과를 통해 라미닌-1은 정상 세포의 분화를 유도하며 이에 따라 MT 유전자를 유도하며 분화가 유도되지 않는 악성 암에서는 MT 유전자의 발현이 유도되지 않는 것으로 확인되었다.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제19권5호
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• pp.389-399
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• 2015

Zinc has been considered as a vital constituent of proteins, including enzymes. Mobile reactive zinc ($Zn^{2+}$) is the key form of zinc involved in signal transductions, which are mainly driven by its binding to proteins or the release of zinc from proteins, possibly via a redox switch. There has been growing evidence of zinc's critical role in cell signaling, due to its flexible coordination geometry and rapid shifts in protein conformation to perform biological reactions. The importance and complexity of $Zn^{2+}$ activity has been presumed to parallel the degree of calcium's participation in cellular processes. Whole body and cellular $Zn^{2+}$ levels are largely regulated by metallothioneins (MTs), $Zn^{2+}$ importers (ZIPs), and $Zn^{2+}$ transporters (ZnTs). Numerous proteins involved in signaling pathways, mitochondrial metabolism, and ion channels that play a pivotal role in controlling cardiac contractility are common targets of $Zn^{2+}$. However, these regulatory actions of $Zn^{2+}$ are not limited to the function of the heart, but also extend to numerous other organ systems, such as the central nervous system, immune system, cardiovascular tissue, and secretory glands, such as the pancreas, prostate, and mammary glands. In this review, the regulation of cellular $Zn^{2+}$ levels, $Zn^{2+}$-mediated signal transduction, impacts of $Zn^{2+}$ on ion channels and mitochondrial metabolism, and finally, the implications of $Zn^{2+}$ in health and disease development were outlined to help widen the current understanding of the versatile and complex roles of $Zn^{2+}$.

• 한국패류학회지
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• 제25권3호
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• pp.223-230
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• 2009

Metallothioneins (MTs) play a key role in metallic homeostasis and detoxification in most living organisms. In an attempt to study the biological functions and significance of MT in a snail, we cloned and partially characterized the MT gene from the left-handed snail, Physa acutawhich has been regarded as a potential biomonitering species for fresh water. The complete cDNA sequence of PaMT cDNA was identified from the expressed sequence tag (EST) sequencing project of Physa acuta. The coding region of 180 bp gives 60 amino acid residues including the initiation methionine and termination codon. Clustering and phylogenic analysis of PaMT with other MT amino acid sequences show that it has some identities to Helix pomatia (60%), Arianta arbustorum (58%), Perna viridis (49%), Mytilus edulis (49%), Bathymodiolus azoricus (49%), Bathymodiolus azoricus (48%) and Bathymodiolus sp. FD-2002 (48%). Time dependent induction for PaMT from P. acuta exposed with cadmium (50 ppb) indicated that PaMT was induced at 4-8 hr after exposure. It remains to further develop PaMTas a potential biomarker for water contamination in fresh water.

• Applied Microscopy
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• 제30권4호
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• pp.347-355
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• 2000

Zinc는 인체 내에 철$(Fe^{2+})$다음으로 많은 trace element로서 200여개 효소의 기능에 필수적일 뿐만 아니라 신경계통내에서는 신경조절물질로 작용한다. 뿐만 아니라 허혈, 간질 및 퇴행성 뇌질환의 주요 병리기전에도 관여되어 있다. 그러나 대부분의 Zinc는 단백질에 결합되어 (bound form)신경세포의 세포질 및 핵질내에 존재하고, 10% 이하의 Zinc는 이온상태(free form, $Zn^{2+}$)로 신경종말 (Zinc enriched terminal)에 있는데 , 후자만이 조직화학법으로 가시화된다. 최근까지 새로 개발된 조직화학법으로 Zinc enriched(ZEN)neurons의 분포에 관한 연구가 각광받고 있으나, 국내에서는 이에 대한 연구가 전무한 실정이다. 이에 본 연구자는 고전적인 조직화학법의 기본 원리를 소개하고, 렛드 중추신경계통내 Zinc의 분포를 광학 및 전자현미경으로 관찰하고자 하였다. 본 연구에서 사용된 실험동물은 Wistar 계통의 랫드(10주령)와 BALB/c 마우스이며, 마취제로는 Pentobarbital(50mg/kg)을 이용하였다. 생체 뇌조직내 이온상태의 $Zinc(Zn^{2+})$를 침전시키기 위하여 selenium(10mg/kg, i.p.)을 처리하였고, 1시간 후 3% Glutaraldehyde액으로 관류고정하여 동물을 희생시켰다. 뇌와 척수를 꺼내어 sucrose에 가라앉을때 까지 담가두었다가 Dry Ice를 이용하여 얼리고, Freezing microtome위에서 $30{\mu}m$두께의 절편을 작성하였다. 조직절편내 $Zn^{2+}$을 동정하기 위한 조직화학법으로는 autometallography (AMG) (Danscher, 1985)를 이용하였다. 광학현미경하에서 밝혀진 Zinc의 분포는 해마복합체를 비롯한 종뇌의 여러부위에 고농도로 분포하였고, 척수에는 중간정도, 그리고 소뇌 및 뇌간에는 매우 낮은 농도로 분포하였다. 전자현미경에서 관찰된 AMG염색과립(silver grains)은 신경종말에 있는 연접소포에 국한되었으며, 이러한 ZEN terminals은 주위 여러 신경세포의 돌기(dendrites)및 세포체 (soma)에 특이한 연접을 이루고 있었다. 즉 후각망울을 포함한 종뇌에서는 주로 비대칭연접 (asymmetrical synapses)이 관찰되었던 반면에, 척수에서는 대칭연접(symmetrical synapses)을 이루고 있었다. 이상의 결과를 종합하면, 신경종말내 연접소포에 Zinc를 함유하고 있는 소위 ZEN terminals은 중추신경계통에 광범위하게 분포하고 있으며 또한 신경부위에 따라 다양한 분포와 미세구조의 차이를 보였다. 이러한 사실은 중추신경계통내에서 Zinc가 영위하는 신경생물학적 기능이 신경부위에 따라 다양할 것임을 시사한다.