• The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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• 제26권1호
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• pp.47-57
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• 2022

Stiripentol is an anti-epileptic drug for the treating of refractory status epilepticus. It has been reported that stiripentol can attenuate seizure severity and reduce seizure-induced neuronal damage in animal models of epilepsy. The objective of the present study was to investigate effects of post-treatment with stiripentol on cognitive deficit and neuronal damage in the cornu ammonis 1 (CA1) region of the hippocampus proper following transient ischemia in the forebrain of gerbils. To evaluate ischemia-induced cognitive impairments, passive avoidance test and 8-arm radial maze test were performed. It was found that post-treatment with stiripentol at 20 mg/kg, but not 10 or 15 mg/kg, reduced ischemia-induced memory impairment. Transient ischemia-induced neuronal death in the CA1 region was also significantly attenuated only by 20 mg/kg stiripentol treatment after transient ischemia. In addition, 20 mg/kg stiripentol treatment significantly decreased ischemia-induced astrocyte damage and immunoglobulin G leakage. In brief, stiripentol treatment after transient ischemia ameliorated transient ischemia-induced cognitive impairment in gerbils, showing that pyramidal neurons were protected and astrocyte damage and blood brain barrier leakage were significantly attenuated in the hippocampus. Results of this study suggest stiripentol can be developed as a candidate of therapeutic drug for ischemic stroke.

• BMB Reports
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• 제55권10호
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• pp.512-517
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• 2022

Traumatic brain injury (TBI) is brain damage which is caused by the impact of external mechanical forces. TBI can lead to the temporary or permanent impairment of physical and cognitive abilities, resulting in abnormal behavior. We recently observed that a single session of early exercise in animals with TBI improved their behavioral performance in the absence of other cognitive abnormalities. In the present study, we investigated the therapeutic effects of continuous exercise during the early stages of TBI in rats. We found that continuous low-intensity exercise in early-stage improves the locomotion recovery in the TBI of animal models; however, it does not significantly enhance short-term memory capabilities. Moreover, continuous early exercise not only reduces the protein expression of cerebral damage-related markers, such as Glial Fibrillary Acid Protein (GFAP), Neuron-Specific Enolase (NSE), S100β, Protein Gene Products 9.5 (PGP9.5), and Heat Shock Protein 70 (HSP70), but it also decreases the expression of apoptosis-related protein BAX and cleaved caspase 3. Furthermore, exercise training in animals with TBI decreases the microglia activation and the expression of inflammatory cytokines in the serum, such as CCL20, IL-13, IL-1α, and IL-1β. These findings thus demonstrate that early exercise therapy for TBI may be an effective strategy in improving physiological function, and that serum protein levels are useful biomarkers for the predicition of the effectiveness of early exercise therapy.

• 생명과학회지
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• 제34권2호
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• pp.138-144
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• 2024

Crocin은 여러 가지 요리에 향미와 색깔을 주는 치자 열매나 사프란에 함유되어 있는 적노란색의 수용성 색소이다. 사프란과 치자는 전통의학 분야에서 부종, 해열, 해독 작용이 있어 바이러스성 간염, 식도염, 관상동맥심장병, 신경쇠약, 불면증, 퇴행성 신경질환, 호흡기 질환, 비뇨기 질환 등을 치료하는데 사용되어 왔다. Crocin (C₄₄H₆₄O₂₄)은 카로테노이드의 복합체로, dicarboxylic acid crocetin과 disaccharide gentiobiose로 이루어진 diester이다. Crocin은 혈액학적인, 병리학적인 독성이나 유전독성이 없다. 현재까지 수많은 생체 내 및 생체 외 연구들을 통해 Crocin의 생물학적인 약리작용이 밝혀지고 있다. 본 총설에서는 염증성 장질환, 위염, 천식, 동맥경화, 류머티스 관절염, 다발성 경화증, 당뇨, 알츠하이머병, 파킨슨병, 우울증 등의 염증 관련 질환에서 Crocin의 보호 효과를 요약한다. Crocin은 다양한 작용 기전을 통해 항염, 항산화, 세포 자살 방지 기능을 함으로써 이들 질환을 개선하는 것으로 추론된다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제43권5호
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• pp.459-467
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• 2009

목적: ML-EM (The maximum likelihood-expectation maximization) 기법은 방출과 검출 과정에 대한 통계학적 모델에 기반한 재구성 알고리즘이다. ML-EM은 결과 영상의 정확성과 유용성에 있어 많은 이점이 있는 반면 반복적인 계산과 방대한 작업량 때문에 CPU(central processing unit)로 처리할 때 상당한 연산시간이 소요되었다. 본 연구에서는 GPU(graphic processing unit)의 병렬 처리 기술을 ML-EM 알고리즘에 적용하여 영상을 재구성하였다. 대상 및 방법: 엔비디아사(社)의 CUDA 기술을 이용하여 ML-EM 알고리즘의 투사 및 역투사 과정을 병렬화 전략을 구상하였으며 Geforce 9800 GTX+ 그래픽 카드를 이용하여 병렬화 연산을 수행하여 기존의 단일 CPU기반 연산법과 비교하였다. 각 반복횟수마다 투사 및 역투사 과정에 걸리는 총 지연 시간과 퍼센트 오차(percent error)를 측정하였다. 총 지연 시간에는 RAM과 GPU 메모리 간의 데이터 전송 지연 시간도 포함하였다. 결과: 모든 반복횟수에 대해 CPU 기반 ML-EM 알고리즘보다 GPU 기반 알고리즘이 더 빠른 성능을 나타내는 것을 확인하였다. 단일 CPU 및 GPU 기반 ML-EM의 32번 반복연산에 있어 각각 3.83초와 0.26초가 걸렸으며 GPU의 병렬연산의 경우 15배 정도의 개선된 성능을 보였다. 반복횟수가 1024까지 증가하였을 경우, CPU와 GPU 기반 알고리즘은 각각 18분과 8초의 연산시간이 걸렸다. GPU 기반 알고리즘이 약 135배 빠른 처리속도를 보였는데 이는 단일 CPU 계산이 특정 반복횟수 이후 나타나는 시간 지연에 따른 것이다. 결과적으로, GPU 기반 계산이 더 작은 편차와 빠른 속도를 보였다. 결론: ML-EM 알고리즘에 기초한 GPU기반 병렬 계산이 처리 속도와 안정성을 더 증진시킴을 확인하였으며 이를 활용해 다른 영상 재구성 알고리즘에도 적용시킬 수 있을 것으로 기대한다.

• 생명과학회지
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• 제29권6호
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• pp.747-753
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• 2019

인지기능 저하는 장 단기 기억 및 주의력 소실과 우울증, 불안증의 증가를 특징으로 한다. 또한, 인지기능 저하는 알츠하이머, 파킨슨병과 같은 다양한 퇴행성 뇌질환과 연관되어 있다. 경제적 부담, 안전 위협을 포함하는 인지기능 저하와 관련된 사회적 문제는 고령화가 진행됨에 따라 증가하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전 세계적으로 많은 연구가 수행되고 있다. 일반적으로 인지기능 저하를 유발할 가능성이 있는 원인으로는 노화에 따른 대사 및 호르몬 불균형, 감염, 약물 오남용, 신경세포 손상 등이 알려져 있지만 다양한 요인이 관련되어 있으므로 원인 규명이 어려운 한계점 때문에 뚜렷한 치료전략 수립이 어려운 실정이다. 최근의 연구에 따르면 퇴행성 뇌질환 발생의 원인과 이에 대한 치료전략 수립에 있어서 장내미생물의 역할이 중요하게 제시되고 있다. 특히, 알츠하이머병과 파킨슨병에서 장내미생물 조성의 변화 및 이들에 의한 대사산물에 따른 분자생물학적, 신경행동학적 증상의 변화가 밝혀졌다. 알츠하이머병 동물모델에서 장내미생물의 변화는 NMDA 수용체와 글루탐산의 변화를 통해 기억능력 소실을 야기하였다. 반면, 알츠하이머병 동물모델에 프로바이오틱스를 투여하였을 때, 비정상적인 신경학적 행동이 유의적으로 감소하였다. 파킨슨병은 장내미생물 군집의 변화와 직접적인 연관성을 보였으며 이는 이차적 증상인 변비 발생에도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 파킨슨병 동물모델에 투여한 프로바이오틱스는 단쇄지방산 중 하나인 뷰티르산 증가를 통한 신경세포 보호효과를 나타내었다. 또한, 알츠하이머병과 파킨슨병에서 뇌-혈관장벽의 기능이상이 밝혀졌으며, 뇌-혈관장벽 변화는 장내미생물 불균형에 의한 전신성 염증에 따른 미세소관의 파괴 및 투과성 증가와 연관된 것으로 나타났다. 더불어 장내미생물 대사과정에서 생성된 대사산물은 퇴행성 뇌질환의 발생과 치료에 영향을 미친다. 본 논문에서는 인지기능 저하의 진행을 지연시킴으로써 심화를 방지할 수 있는 효과적인 접근법을 제시하기 위하여 인지기능 저하와 장내미생물의 연관성을 심층적으로 고찰하여 치료적 대안으로 제시하고자 한다.

• Biomolecules & Therapeutics
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• 제15권1호
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• pp.16-26
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• 2007

Tissue plasminogen activator (tPA) is a serine protease catalyzing the proteolytic conversion of plasminogen into plasmin, which is involved in thrombolysis. During last two decades, the role of tPA in brain physiology and pathology has been extensively investigated. tPA is expressed in brain regions such as cortex, hippocampus, amygdala and cerebellum, and major neural cell types such as neuron, astrocyte, microglia and endothelial cells express tPA in basal status. After strong neural stimulation such as seizure, tPA behaves as an immediate early gene increasing the expression level within an hour. Neural activity and/or postsynaptic stimulation increased the release of tPA from axonal terminal and presumably from dendritic compartment. Neuronal tPA regulates plastic changes in neuronal function and structure mediating key neurologic processes such as visual cortex plasticity, seizure spreading, cerebellar motor learning, long term potentiation and addictive or withdrawal behavior after morphine discontinuance. In addition to these physiological roles, tPA mediates excitotoxicity leading to the neurodegeneration in several pathological conditions including ischemic stroke. Increasing amount of evidence also suggest the role of tPA in neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease and multiple sclerosis even though beneficial effects was also reported in case of Alzheimer's disease based on the observation of tPA-induced degradation of $A{\beta}$ aggregates. Target proteins of tPA action include extracellular matrix protein laminin, proteoglycans and NMDA receptor. In addition, several receptors (or binding partners) for tPA has been reported such as low-density lipoprotein receptor-related protein (LRP) and annexin II, even though intracellular signaling mechanism underlying tPA action is not clear yet. Interestingly, the action of tPA comprises both proteolytic and non-proteolytic mechanism. In case of microglial activation, tPA showed non-proteolytic cytokine-like function. The search for exact target proteins and receptor molecules for tPA along with the identification of the mechanism regulating tPA expression and release in the nervous system will enable us to better understand several key neurological processes like teaming and memory as well as to obtain therapeutic tools against neurodegenerative diseases.

• Molecules and Cells
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• 제43권4호
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• pp.360-372
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• 2020

The basal ganglia network has been implicated in the control of adaptive behavior, possibly by integrating motor learning and motivational processes. Both positive and negative reinforcement appear to shape our behavioral adaptation by modulating the function of the basal ganglia. Here, we examined a transgenic mouse line (G2CT) in which synaptic transmissions onto the medium spiny neurons (MSNs) of the basal ganglia are depressed. We found that the level of collaterals from direct pathway MSNs in the external segment of the globus pallidus (GPe) ('bridging collaterals') was decreased in these mice, and this was accompanied by behavioral inhibition under stress. Furthermore, additional manipulations that could further decrease or restore the level of the bridging collaterals resulted in an increase in behavioral inhibition or active behavior in the G2CT mice, respectively. Collectively, our data indicate that the striatum of the basal ganglia network integrates negative emotions and controls appropriate coping responses in which the bridging collateral connections in the GPe play a critical regulatory role.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.363-363
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• 2014

Ruthenium (Ru) has attractive material properties due to its promising characteristics such as a low resistivity ($7.1{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$ in the bulk), a high work function of 4.7 eV, and feasibility for the dry etch process. These properties make Ru films appropriate for various applications in the state-of-art semiconductor device technologies. Thus, it has been widely investigated as an electrode for capacitor in the dynamic random access memory (DRAM), a metal gate for metal-oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), and a seed layer for Cu metallization. Due to the continuous shrinkage of microelectronic devices, better deposition processes for Ru thin films are critically required with excellent step coverages in high aspect ratio (AR) structures. In these respects, atomic layer deposition (ALD) is a viable solution for preparing Ru thin films because it enables atomic-scale control of the film thickness with excellent conformality. A recent investigation reported that the nucleation of ALD-Ru film was enhanced considerably by using a zero-valent metallorganic precursor, compared to the utilization of precursors with higher metal valences. In this study, we will present our research results on the synthesis and characterization of novel ruthenium complexes. The ruthenium compounds were easy synthesized by the reaction of ruthenium halide with appropriate organic ligands in protic solvent, and characterized by NMR, elemental analysis and thermogravimetric analysis. The molecular structures of the complexes were studied by single crystal diffraction. ALD of Ru film was demonstrated using the new Ru metallorganic precursor and O2 as the Ru source and reactant, respectively, at the deposition temperatures of $300-350^{\circ}C$. Self-limited reaction behavior was observed as increasing Ru precursor and O2 pulse time, suggesting that newly developed Ru precursor is applicable for ALD process. Detailed discussions on the chemical and structural properties of Ru thin films as well as its growth behavior using new Ru precursor will be also presented.

• Molecules and Cells
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• 제38권11호
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• pp.966-974
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• 2015

Despite the presence of toll like receptor (TLR) expression in conventional $TCR{\alpha}{\beta}$ T cells, the direct role of TLR signaling via myeloid differentiation factor 88 (MyD88) within T lymphocytes on graft-versus-host disease (GVHD) and graft-versus-leukemia (GVL) effect after allogeneic stem cell transplantation (allo-SCT) remains unknown. In the allo-SCT model of C57BL/6 ($H-2^b$) ${\rightarrow}$ B6D2F1 ($H-2^{b/d}$), recipients received transplants of wild type (WT) T-cell-depleted (TCD) bone marrow (BM) and splenic T cells from either WT or MyD88 deficient (MyD88KO) donors. Host-type ($H-2^d$) P815 mastocytoma or L1210 leukemia cells were injected either subcutaneously or intravenously to generate a GVHD/GVL model. Allogeneic recipients of MyD88KO T cells demonstrated a greater tumor growth without attenuation of GVHD severity. Moreover, GVHD-induced GVL effect, caused by increasing the conditioning intensity was also not observed in the recipients of MyD88KO T cells. In vitro, the absence of MyD88 in T cells resulted in defective cytolytic activity to tumor targets with reduced ability to produce IFN-${\gamma}$ or granzyme B, which are known to critical for the GVL effect. However, donor T cell expansion with effector and memory T-cell differentiation were more enhanced in GVHD hosts of MyD88KO T cells. Recipients of MyD88KO T cells experienced greater expansion of Foxp3- and IL4-expressing T cells with reduced INF-${\gamma}$ producing T cells in the spleen and tumor-draining lymph nodes early after transplantation. Taken together, these results highlight a differential role for MyD88 deficiency on donor T-cells, with decreased GVL effect without attenuation of the GVHD severity after experimental allo-SCT.

• 대한임상검사과학회지
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• 제51권3호
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• pp.351-359
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• 2019

신경인지검사는 외래에서 전반적인 인지기능 정도를 평가하는 MMSE (Mini-Mental State Examination)가 가장 보편적이지만, 최근에는 SNSB II (Seoul Neuropsychological Screening Battery II)를 통해 심층적으로 진단에 활용된다. 2017년부터 2018년까지 경기도 남부지역 일개 의료원에 내원한 보건소에서 정밀검사 의뢰된 노인층 120명의 통상적인 신경인지검사 결과와 혈액검사 항목을 후향적으로 조사하였다. GDS의 하위 영역의 평가에서는 시공간 능력이 높게 나타났다. 그리고 혈액 전해질 중 Na이 GDS 수준이 증가함에 따라 통계적으로 유의한 감소를 보였다. 또한 GDS 수준에 따른 집중력, 언어 시공간능력, 기억력, 전두엽 실행 기능이 통계적으로 유의한 감소를 보였다(P<0.001). ALT와 크레아티닌이 정상군과 비정상군에서 전두엽 실행 기능 영역이 통계적으로 유의한 차이를 보였다(P<0.001). 또한 GDS와 ALT는 음의 상관성을 보였다(P<0.01). 결론적으로 본 연구를 통해 선별 및 진단에 유의한 검사 항목을 개발하는데 기초정보를 제공하고, 통상적인 혈액화학검사가 인지장애 환자의 진단 및 진행에 대한 기본 정보를 제공할 것으로 사료된다.