• BMB Reports
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• 제55권5호
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• pp.238-243
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• 2022

Autism or autism spectrum disorder (ASD) is a behavioral syndrome characterized by persistent deficits in social interaction, and repetitive patterns of behavior, interests, or activities. The gene encoding Methyl-CpG binding protein 2 (MeCP2) is one of a few exceptional genes of established causal effect in ASD. Although genetically engineered mice studies may shed light on how MeCP2 loss affects synaptic activity patterns across the whole brain, such studies are not considered practical in ASD patients due to the overall level of impairment, and are technically challenging in mice. For the first time, we show that hippocampal MeCP2 knockdown produces behavioral abnormalities associated with autism-like traits in rats, providing a new strategy to investigate the efficacy of therapeutics in ASD. Ketamine, an N-Methyl-D-aspartate (NMDA) blocker, has been proposed as a possible treatment for autism. Using the MeCP2 knockdown rats in conjunction with a rat model of valproic acid (VPA)-induced ASD, we examined gene expression and ASD behaviors upon ketamine treatment. We report that the core symptoms of autism in MeCP2 knockdown rats with social impairment recovered dramatically following a single treatment with ketamine.

• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제22권6호
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• pp.679-688
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• 2018

Autism spectrum disorders (ASDs) are neurodevelopmental disorders that share behavioral features, the results of numerous studies have suggested that the underlying causes of ASDs are multifactorial. Behavioral and/or neurobiological analyses of ASDs have been performed extensively using a valid model of prenatal exposure to valproic acid (VPA). Abnormal synapse formation resulting from altered neurite outgrowth in neural progenitor cells (NPCs) during embryonic brain development has been observed in both the VPA model and ASD subjects. Although several mechanisms have been suggested, the actual mechanism underlying enhanced neurite outgrowth remains unclear. In this study, we found that VPA enhanced the expression of brain-derived neurotrophic factor (BDNF), particularly mature BDNF (mBDNF), through dual mechanisms. VPA increased the mRNA and protein expression of BDNF by suppressing the nuclear expression of methyl-CpG-binding protein 2 (MeCP2), which is a transcriptional repressor of BDNF. In addition, VPA promoted the expression and activity of the tissue plasminogen activator (tPA), which induces BDNF maturation through proteolytic cleavage. Trichostatin A and sodium butyrate also enhanced tPA activity, but tPA activity was not induced by valpromide, which is a VPA analog that does not induce histone acetylation, indicating that histone acetylation activity was required for tPA regulation. VPA-mediated regulation of BDNF, MeCP2, and tPA was not observed in astrocytes or neurons. Therefore, these results suggested that VPA-induced mBDNF upregulation was associated with the dysregulation of MeCP2 and tPA in developing cortical NPCs.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제56권5호
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• pp.465-484
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• 2004

배 경 : 인슐린 양 성장 인자(IGF) 결합 단백질-3(IGFBP-3)은 IGF와 결합하여 IGF의 세포 분열 촉진 및 항세포 고사 기전을 억제할 뿐 아니라 IGF와는 독립적으로 세포고사를 유도함으로써 비소세포성 폐암 세포주의 성장을 억제한다. 방 법 : 본 연구에서 저자들은 IGFBP-3 promoter의 hyper-methylation이 IGFBP-3 단백 발현에 어떠한 역할을 하는가를 연구하였다. 또한 비소세포성 폐암 세포주에서 methylation된 IGFBP-3 promoter에서 유전자 발현을 억제하는 기전을 연구하였다. 결 과 : 본 연구에 사용된 15 종의 비소세포성 폐암 세포주 중 7종 (46.7%)에서 IGFBP-3 promoter의 methylation 이 관찰되었으며, 23명의 I기 환자 검체 중 16 (69.7%), 9명의 II기 환자 검체중 7 (77.8%), 5명의 IIIA 환자 검체중 4 (80%), 6명의 IIIB 환자 검체중 4 (66.7 %), 그리고 6 명의 IV기 환자검체중 6명 모두에서 (100%) promoter 의 methylation 이 관찰되었다. 이 비소세포성 폐암 세포주에서 promoter methylation 상태는 IGFBP-3 단백 및 mRNA 발현양상과 잘 일치하였으며, IGFBP-3의 발현이 억제되었던 비소세포성 폐암 세포주들 중 일부의 세포에서 demethylating 약제인 5'-aza-2'-deoxycytidine (5'-aza-dC) 처리 후 그 발현이 회복되었다. IGFBP-3 promoter 활성도에 중요한 역할을 하는 Sp-1/Sp-3 결합 요소는 IGFBP-3 단백 발현이 억제된 비소세포성 폐암 세포주에서 methylation되어 있었으며, 이 요소의 methylation 은 Sp-1 전사 인자의 결합을 억제하였다. ChIP assay 결과에서 IGFBP-3 promoter의 methylation 상태는 Sp-1/Sp-3 결합 요소에 Sp-1, methyl-CpG binding protein-2 (MeCP2), 그리고 histone deacetylase (HDAC)의 결합에 영향을 주며, 이는 5'-aza-dC 처리에 의하여 역전 되었다. Sp-1/Sp-3 결합 요소를 포함하고 있는 IGFBP-3 promoter의 in vitro methylation은 promoter activity를 현저히 감소시켰으며 이는 MeCP2 단백을 동시에 발현 시켰을 때 더욱 억제되며 5'-aza-dC 처리시 회복되었다. 결 론 : 이러한 결과들은 IGFBP-3 promoter의 methylation이 IGFBP-3 발현을 억제하는 하나의 기전이며, HDAC의 모집을 유도함으로서 MeCP2가 IGFBP-3 발현 억제에 중요한 역할을 함을 보이는 것이다. 이런 현상은 비소세포성 폐암에서 진단 당시의 진행된 병기와도 관계가 있어 IGFBP-3 promoter의 methylation 상태가 비소세포성 폐암의 발암 기전 및 진행에 중요한 역할을 하고 있음을 보이고 있으며, 나아가 조기 진단 및 암 예방영역에서 하나의 생물학적 지표로도 사용될 수 있을 것으로 생각된다.